JP2000162517A - ミキシング装置と、これを利用した光波距離計 - Google Patents
ミキシング装置と、これを利用した光波距離計Info
- Publication number
- JP2000162517A JP2000162517A JP10353989A JP35398998A JP2000162517A JP 2000162517 A JP2000162517 A JP 2000162517A JP 10353989 A JP10353989 A JP 10353989A JP 35398998 A JP35398998 A JP 35398998A JP 2000162517 A JP2000162517 A JP 2000162517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical path
- distance
- phase
- phase plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S17/34—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4818—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ 本発明は、レーザー光源に使用するミキシン
グ装置と、これを使用した光波距離計に係わり、特に、
偏心した位相板を使用したミキシング装置と、これを使
用した光波距離計を提供することを目的とする。 ［構成］ 本発明は、外部測距光路が、光源部からの光
を測定対称物を経由して受光部に導き、内部測距光路
が、光源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部
に導き、演算処理手段が、外部測距光路により得られた
距離値と、内部測距光路により得られた距離値との差か
ら、測定対称物までの距離を算出する様になっており、
ミキシング装置は、駆動手段が、位相板を駆動する様に
なっている。
グ装置と、これを使用した光波距離計に係わり、特に、
偏心した位相板を使用したミキシング装置と、これを使
用した光波距離計を提供することを目的とする。 ［構成］ 本発明は、外部測距光路が、光源部からの光
を測定対称物を経由して受光部に導き、内部測距光路
が、光源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部
に導き、演算処理手段が、外部測距光路により得られた
距離値と、内部測距光路により得られた距離値との差か
ら、測定対称物までの距離を算出する様になっており、
ミキシング装置は、駆動手段が、位相板を駆動する様に
なっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光源に使用す
るミキシング装置と、これを使用した光波距離計に係わ
り、特に、偏心した位相板を使用したミキシング装置
と、これを使用した光波距離計に関するものである。
るミキシング装置と、これを使用した光波距離計に係わ
り、特に、偏心した位相板を使用したミキシング装置
と、これを使用した光波距離計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から光源にレーザーダイオードを使
用する光波距離計等が存在しており、高精度の測定が可
能となっている。この光源に使用するレーザーダイオー
ドは、レーザー光を発光する際に、波形ムラが生じるこ
とが避けられず、波形が射出する角度により異なるとい
う問題点があった。
用する光波距離計等が存在しており、高精度の測定が可
能となっている。この光源に使用するレーザーダイオー
ドは、レーザー光を発光する際に、波形ムラが生じるこ
とが避けられず、波形が射出する角度により異なるとい
う問題点があった。
【０００３】これらの問題点に鑑み、レーザー光源の波
形ムラを解消するためのミキシング装置が開発されてい
た。これらのミキシング装置は、例えば、「特開昭６３
−２１６００３号公報」に記載されている。ここで図１
６に基づいて、「特開昭６３−２１６００３号公報」に
記載されているミキシング装置を説明する。
形ムラを解消するためのミキシング装置が開発されてい
た。これらのミキシング装置は、例えば、「特開昭６３
−２１６００３号公報」に記載されている。ここで図１
６に基づいて、「特開昭６３−２１６００３号公報」に
記載されているミキシング装置を説明する。
【０００４】この従来のミキシング装置は、半導体レー
ザー（１）から射出された光は、コンデンサレンズ
（２）によって、ステップインデックス型光ファイバー
（３）に結合される。光ファイバー（３）は、モータ
（４）とアーム（５）及びローラ（６）で構成された光
ファイバー振動装置に巻き付けられている。光ファーバ
ーを通過した光は、射出端（３ｂ）から射出される。そ
してモータ（４）が回転すると、ローラ（６）と光ファ
イバー（３）との当接位置が変化して光ファイバー
（３）に振動が生じる。
ザー（１）から射出された光は、コンデンサレンズ
（２）によって、ステップインデックス型光ファイバー
（３）に結合される。光ファイバー（３）は、モータ
（４）とアーム（５）及びローラ（６）で構成された光
ファイバー振動装置に巻き付けられている。光ファーバ
ーを通過した光は、射出端（３ｂ）から射出される。そ
してモータ（４）が回転すると、ローラ（６）と光ファ
イバー（３）との当接位置が変化して光ファイバー
（３）に振動が生じる。
【０００５】光ファイバー（３）の歪位置が振動により
変化し、光ファーバー（３）の内部の全反射状態が変化
するため、射出端（３ｂ）では光波形ムラがミキシング
されることになる。
変化し、光ファーバー（３）の内部の全反射状態が変化
するため、射出端（３ｂ）では光波形ムラがミキシング
されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
「特開昭６３−２１６００３号公報」に記載されている
ミキシング装置は、モータ（４）の回転によるローラ
（６）の当接位置の変化により、光ファーバー（３）が
常に繰り返し曲げ伸ばされるため、光ファーバー（３）
の耐久性に心配があるという問題点があった。
「特開昭６３−２１６００３号公報」に記載されている
ミキシング装置は、モータ（４）の回転によるローラ
（６）の当接位置の変化により、光ファーバー（３）が
常に繰り返し曲げ伸ばされるため、光ファーバー（３）
の耐久性に心配があるという問題点があった。
【０００７】更にローラ（６）を駆動するモータ（４）
に光ファイバー（３）の曲げ伸ばしのため、常にトルク
が掛かり、モータ（４）の消費電力が大きくなるという
問題点があった。
に光ファイバー（３）の曲げ伸ばしのため、常にトルク
が掛かり、モータ（４）の消費電力が大きくなるという
問題点があった。
【０００８】そしてミキシング装置から生じる振動を無
視することができないので、光波距離計に応用する場合
には、徹底した振動対策が必要となりコスト高となると
いう問題点があった。
視することができないので、光波距離計に応用する場合
には、徹底した振動対策が必要となりコスト高となると
いう問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
案出されたもので、レーザー光源からの光をミキシング
するためのミキシング装置であって、回折格子を備えた
位相板と、この位相板を駆動するための駆動手段とから
なり、前記位相板は、前記回折格子の中心から偏心した
位置に回転中心が来る様に構成されている。
案出されたもので、レーザー光源からの光をミキシング
するためのミキシング装置であって、回折格子を備えた
位相板と、この位相板を駆動するための駆動手段とから
なり、前記位相板は、前記回折格子の中心から偏心した
位置に回転中心が来る様に構成されている。
【００１０】また本発明の光波距離計は、定められた変
調周波数で変調された光を発光するための光源部と、こ
の光源部からの光を測定対称物を経由して受光部に導く
ための外部測距光路と、前記光源部からの光を測定対称
物を経由させずに受光部に導くための内部測距光路とを
備え、前記外部測距光路により得られた距離値と、前記
内部測距光路により得られた距離値との差から、前記測
定対称物までの距離を算出するための演算処理手段とを
有する光波距離計において、前記光源からの光をミキシ
ングするためのミキシング装置を備え、このミキシング
装置は、回折格子を備えた位相板と、この位相板を駆動
するための駆動手段とからなり、前記位相板は、前記回
折格子の中心から偏心した位置に回転中心が来る様に構
成されている。
調周波数で変調された光を発光するための光源部と、こ
の光源部からの光を測定対称物を経由して受光部に導く
ための外部測距光路と、前記光源部からの光を測定対称
物を経由させずに受光部に導くための内部測距光路とを
備え、前記外部測距光路により得られた距離値と、前記
内部測距光路により得られた距離値との差から、前記測
定対称物までの距離を算出するための演算処理手段とを
有する光波距離計において、前記光源からの光をミキシ
ングするためのミキシング装置を備え、このミキシング
装置は、回折格子を備えた位相板と、この位相板を駆動
するための駆動手段とからなり、前記位相板は、前記回
折格子の中心から偏心した位置に回転中心が来る様に構
成されている。
【００１１】そして本発明の光波距離計は、パルス的に
発光させるための光源部と、この光源部からの光を測定
対称物を経由して受光部に導くための外部測距光路と、
前記光源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部
に導くための内部測距光路とを備え、前記外部測距光路
により得られた距離値と、前記内部測距光路により得ら
れた距離値との差から、前記測定対称物までの距離を算
出するための演算処理手段とを有する光波距離計におい
て、前記光源からの光をミキシングするためのミキシン
グ装置を備え、このミキシング装置は、回折格子を備え
た位相板と、この位相板を駆動するための駆動手段とか
ら構成されている。
発光させるための光源部と、この光源部からの光を測定
対称物を経由して受光部に導くための外部測距光路と、
前記光源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部
に導くための内部測距光路とを備え、前記外部測距光路
により得られた距離値と、前記内部測距光路により得ら
れた距離値との差から、前記測定対称物までの距離を算
出するための演算処理手段とを有する光波距離計におい
て、前記光源からの光をミキシングするためのミキシン
グ装置を備え、このミキシング装置は、回折格子を備え
た位相板と、この位相板を駆動するための駆動手段とか
ら構成されている。
【００１２】また位相板は、前記回折格子の中心から偏
心した位置に回転中心が来る様に構成することもでき
る。
心した位置に回転中心が来る様に構成することもでき
る。
【００１３】そして本発明の光波距離計は、ミキシング
装置が、チャンバーと内部参照光用ファイバーとから構
成されており、チャンバーは、拡散反射ミラーとミラー
駆動部とから構成されており、ミラー駆動部が、拡散反
射ミラーを移動させることにより、外部測距光路と内部
参照光路光路とを交互に選択する構成にすることもでき
る。
装置が、チャンバーと内部参照光用ファイバーとから構
成されており、チャンバーは、拡散反射ミラーとミラー
駆動部とから構成されており、ミラー駆動部が、拡散反
射ミラーを移動させることにより、外部測距光路と内部
参照光路光路とを交互に選択する構成にすることもでき
る。
【００１４】また本発明の光波距離計の回折格子を、位
相変調格子とすることもできる。
相変調格子とすることもできる。
【００１５】そして本発明の光波距離計の位相変調格子
の位相差が、光源の波長の２分の１の構成にすることも
できる。
の位相差が、光源の波長の２分の１の構成にすることも
できる。
【００１６】更に本発明の光波距離計の位相変調格子の
格子形状を、市松模様に構成することもできる。
格子形状を、市松模様に構成することもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以上の様に構成された本発明は、
駆動手段が、位相板を駆動し、位相板は回折格子の中心
から偏心した位置に回転中心が来る様になっている。
駆動手段が、位相板を駆動し、位相板は回折格子の中心
から偏心した位置に回転中心が来る様になっている。
【００１８】また本発明の光波距離計は、光源部が、定
められた変調周波数で変調された光を発光し、外部測距
光路が、光源部からの光を測定対称物を経由して受光部
に導き、内部測距光路が、光源部からの光を測定対称物
を経由させずに受光部に導き、演算処理手段が、外部測
距光路により得られた距離値と、内部測距光路により得
られた距離値との差から、測定対称物までの距離を算出
する様になっており、ミキシング装置は、駆動手段が、
位相板を駆動し、位相板は回折格子の中心から偏心した
位置に回転中心が来る様になっている。
められた変調周波数で変調された光を発光し、外部測距
光路が、光源部からの光を測定対称物を経由して受光部
に導き、内部測距光路が、光源部からの光を測定対称物
を経由させずに受光部に導き、演算処理手段が、外部測
距光路により得られた距離値と、内部測距光路により得
られた距離値との差から、測定対称物までの距離を算出
する様になっており、ミキシング装置は、駆動手段が、
位相板を駆動し、位相板は回折格子の中心から偏心した
位置に回転中心が来る様になっている。
【００１９】そして本発明の光波距離計は、光源部がパ
ルス的に発光し、外部測距光路が、光源部からの光を測
定対称物を経由して受光部に導き、内部測距光路が、光
源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部に導
き、演算処理手段が、外部測距光路により得られた距離
値と、内部測距光路により得られた距離値との差から、
測定対称物までの距離を算出する様になっており、ミキ
シング装置は、駆動手段が、位相板を駆動する様になっ
ている。
ルス的に発光し、外部測距光路が、光源部からの光を測
定対称物を経由して受光部に導き、内部測距光路が、光
源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部に導
き、演算処理手段が、外部測距光路により得られた距離
値と、内部測距光路により得られた距離値との差から、
測定対称物までの距離を算出する様になっており、ミキ
シング装置は、駆動手段が、位相板を駆動する様になっ
ている。
【００２０】また位相板は、回折格子の中心から偏心し
た位置に回転中心が来る様にすることもできる。
た位置に回転中心が来る様にすることもできる。
【００２１】そして本発明の光波距離計は、ミキシング
装置が、チャンバーと内部参照光用ファイバーとから構
成されており、チャンバーは、拡散反射ミラーとミラー
駆動部とから構成されており、ミラー駆動部が、拡散反
射ミラーを移動させることにより、外部測距光路と内部
参照光路光路とを交互に選択することができる。
装置が、チャンバーと内部参照光用ファイバーとから構
成されており、チャンバーは、拡散反射ミラーとミラー
駆動部とから構成されており、ミラー駆動部が、拡散反
射ミラーを移動させることにより、外部測距光路と内部
参照光路光路とを交互に選択することができる。
【００２２】また本発明の光波距離計の回折格子を、位
相変調格子とすることもできる。
相変調格子とすることもできる。
【００２３】そして本発明の光波距離計の位相変調格子
の位相差が、光源の波長の２分の１の構成にすることも
できる。
の位相差が、光源の波長の２分の１の構成にすることも
できる。
【００２４】更に本発明の光波距離計の位相変調格子の
格子形状を、市松模様に構成することもできる。
格子形状を、市松模様に構成することもできる。
【００２５】
【００２６】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【００２７】「第１実施例」
【００２８】図１に基づいて、本発明の第１実施例であ
る変調光を利用した光波距離計１００００を説明する。
る変調光を利用した光波距離計１００００を説明する。
【００２９】光波距離計１００００の分周器１０は、発
振器１１からの１５ＭＨｚの信号を分周して、７５ＫＨ
ｚと３ＫＨｚの２つの信号を発生する。合成器１３は、
発振器１１からの信号である１５ＭＨｚと、分周器１０
からの信号である３ＫＨｚとの差である１４.９９７Ｍ
Ｈｚと、分周器１０からの信号の３ＫＨｚの２４倍の７
２ＫＨｚの信号とを発生する。
振器１１からの１５ＭＨｚの信号を分周して、７５ＫＨ
ｚと３ＫＨｚの２つの信号を発生する。合成器１３は、
発振器１１からの信号である１５ＭＨｚと、分周器１０
からの信号である３ＫＨｚとの差である１４.９９７Ｍ
Ｈｚと、分周器１０からの信号の３ＫＨｚの２４倍の７
２ＫＨｚの信号とを発生する。
【００３０】第１の切り替え器１４は、処理制御回路１
５からの信号１６によって、１５ＭＨｚ又は７５ＫＨｚ
の何れか一方の信号を出力する様になっている。なお処
理制御回路１５は、演算処理手段に該当するものであ
る。
５からの信号１６によって、１５ＭＨｚ又は７５ＫＨｚ
の何れか一方の信号を出力する様になっている。なお処
理制御回路１５は、演算処理手段に該当するものであ
る。
【００３１】ミキシング装置１７内に配置された半導体
レーザー１８は、第１の切り替え器１４の出力信号で駆
動され、変調された光を放出する。この放出された光
は、レンズ１９とレンズ２０とで構成された光学エキス
パンダー２１により光ファイバー２４に入射される。な
お半導体レーザー１８は、光源部に該当する。
レーザー１８は、第１の切り替え器１４の出力信号で駆
動され、変調された光を放出する。この放出された光
は、レンズ１９とレンズ２０とで構成された光学エキス
パンダー２１により光ファイバー２４に入射される。な
お半導体レーザー１８は、光源部に該当する。
【００３２】上記２つのレンズ１９、２０の間には、円
板型の後述する位相板２２が挿入されており、位相板２
２は、モータ２３により回転する様になっている。光フ
ァイバー２４から射出された光は、セルホックレンズ２
５、２６で構成された光の位置角度変換器２７によって
位置角度変換された後、第２の光ファイバー２８に入射
する。
板型の後述する位相板２２が挿入されており、位相板２
２は、モータ２３により回転する様になっている。光フ
ァイバー２４から射出された光は、セルホックレンズ２
５、２６で構成された光の位置角度変換器２７によって
位置角度変換された後、第２の光ファイバー２８に入射
する。
【００３３】第２の光ファイバー２８から射出した光
は、分割プリズム２９で２つの光路に分割される。即
ち、その一方の光路は、分割プリズム２９の分割部２９
を透過し、チョッパー３０を透過してプリズム３２の反
射面３２ａで反射され、対物レンズ３３により平行光束
にされて装置外部へ射出される。そして被測定点にある
コーナーキューブ３４により反射されて対物レンズ３３
を再び通過し、プリズム３２の反射面３２ｂで反射され
て濃度フィルタ３１を通過し、次いで分割プリズム３５
の分割部３５ａを通過して受光側ファイバー３６へ入射
する外部測距光路３７を形成する。
は、分割プリズム２９で２つの光路に分割される。即
ち、その一方の光路は、分割プリズム２９の分割部２９
を透過し、チョッパー３０を透過してプリズム３２の反
射面３２ａで反射され、対物レンズ３３により平行光束
にされて装置外部へ射出される。そして被測定点にある
コーナーキューブ３４により反射されて対物レンズ３３
を再び通過し、プリズム３２の反射面３２ｂで反射され
て濃度フィルタ３１を通過し、次いで分割プリズム３５
の分割部３５ａを通過して受光側ファイバー３６へ入射
する外部測距光路３７を形成する。
【００３４】前記光路の他方は、分割プリズム２９の分
割部２９ａと２９ｂで反射され、チョッパー３０を通過
してレンズ３８で平行光束にされ、レンズ３９で集光さ
れて濃度フィルター３１を通過し、次いで分割プリズム
３５の分割部３５ａ、３５ｂで反射されて受光側光ファ
イバー３６へ入射する内部参照光路４０を形成する。
割部２９ａと２９ｂで反射され、チョッパー３０を通過
してレンズ３８で平行光束にされ、レンズ３９で集光さ
れて濃度フィルター３１を通過し、次いで分割プリズム
３５の分割部３５ａ、３５ｂで反射されて受光側光ファ
イバー３６へ入射する内部参照光路４０を形成する。
【００３５】上記チョッパー３０は、内部参照光路４０
と外部測距光路３７を交互に選択し、濃度フィルタ３１
は、内部参照光路４０及び外部測距光路３７の光量レベ
ルの調整を行うものである。受光側光ファイバー３６へ
入射した光は、レンズ４１、４２により受光素子４３で
受光される。ここで受光素子４３は、受光部に該当する
ものである。
と外部測距光路３７を交互に選択し、濃度フィルタ３１
は、内部参照光路４０及び外部測距光路３７の光量レベ
ルの調整を行うものである。受光側光ファイバー３６へ
入射した光は、レンズ４１、４２により受光素子４３で
受光される。ここで受光素子４３は、受光部に該当する
ものである。
【００３６】内部参照光路４０は、光波距離計を構成す
る電気回路の温度ドリフト等に起因する位相変化により
測定データに誤差が生じない様にするためのものであ
り、内部参照光路４０による測定値を外部測距光路３７
による測定値から減ずることにより正確なデータを得
る。
る電気回路の温度ドリフト等に起因する位相変化により
測定データに誤差が生じない様にするためのものであ
り、内部参照光路４０による測定値を外部測距光路３７
による測定値から減ずることにより正確なデータを得
る。
【００３７】第２の切替器４４は、処理制御回路１５か
らの信号１６によって、１４.９９７ＭＨｚ又は７２Ｋ
Ｈｚの何れか一方の信号を出力する。受光素子４３から
の出力は、コンデンサー４５を介して増幅器４６で増幅
され、混合器４７に入力される。混合器４７は、増幅器
４６からの信号と、第２の切替器４４からの信号を混合
することにより、ビート信号を形成し、それを検出して
３ＫＨｚの正弦波を出力する。波形整形器４８は、３Ｋ
Ｈｚの正弦波を矩形波に整形してその信号（以下、「ビ
ートダウン信号」という）を出力する。
らの信号１６によって、１４.９９７ＭＨｚ又は７２Ｋ
Ｈｚの何れか一方の信号を出力する。受光素子４３から
の出力は、コンデンサー４５を介して増幅器４６で増幅
され、混合器４７に入力される。混合器４７は、増幅器
４６からの信号と、第２の切替器４４からの信号を混合
することにより、ビート信号を形成し、それを検出して
３ＫＨｚの正弦波を出力する。波形整形器４８は、３Ｋ
Ｈｚの正弦波を矩形波に整形してその信号（以下、「ビ
ートダウン信号」という）を出力する。
【００３８】ゲート回路４９は、分周器１０からの３Ｋ
Ｈｚの信号をスタート信号とし、波形整形器４８からの
信号をストップ信号として、その間に発振器１１からの
１５ＭＨｚの信号を計数器５０へ出力する。この信号を
計数器５０で計数することにより、位相差を測定する。
計数器５０で得られる計数値はＮ回測定の合計数であ
る。このＮ回の回数を知るために、分周器１０からの３
ＫＨｚの信号が処理制御回路１５へ供給される。Ｎ回の
計数が終了すると、処理制御回路１５から計数器５０へ
リセット信号５２が供給されて計数器５０はリセット状
態となる。Ｎ回の計数値は、処理制御回路１５で１／Ｎ
の平均値とされ、距離に換算された後、距離測定値とし
て表示器５１に出力される。
Ｈｚの信号をスタート信号とし、波形整形器４８からの
信号をストップ信号として、その間に発振器１１からの
１５ＭＨｚの信号を計数器５０へ出力する。この信号を
計数器５０で計数することにより、位相差を測定する。
計数器５０で得られる計数値はＮ回測定の合計数であ
る。このＮ回の回数を知るために、分周器１０からの３
ＫＨｚの信号が処理制御回路１５へ供給される。Ｎ回の
計数が終了すると、処理制御回路１５から計数器５０へ
リセット信号５２が供給されて計数器５０はリセット状
態となる。Ｎ回の計数値は、処理制御回路１５で１／Ｎ
の平均値とされ、距離に換算された後、距離測定値とし
て表示器５１に出力される。
【００３９】混合器４７の出力を３ＫＨｚにするため
に、第１の切替器１４の出力信号と第２の切替器４４の
出力信号は、前者が１５ＭＨｚの時に後者が１４.９９
７ＭＨｚとなり、７５ＫＨｚの時に７２ＫＨｚになる様
に、処理制御回路１５からの信号１６によって制御され
る
に、第１の切替器１４の出力信号と第２の切替器４４の
出力信号は、前者が１５ＭＨｚの時に後者が１４.９９
７ＭＨｚとなり、７５ＫＨｚの時に７２ＫＨｚになる様
に、処理制御回路１５からの信号１６によって制御され
る
【００４０】半導体レーザー１８を、１５ＭＨｚと７５
ＫＨｚの２種類の周波数で変調するのは、波長２０ｍに
相当する１５ＭＨｚを精測定に使用し、波長４，０００
ｍに相当する７５ＫＨｚを粗測定に使用するためであ
る。また、１５ＭＨｚ及び７５ＫＨｚの周波数を混合器
４７により、それぞれ３ＫＨｚの周波数にするのは、１
５ＭＨｚ或いは７５ＫＨｚでの位相を３ＫＨｚの位相と
して測定することにより、位相測定の分解能を高くする
ためである。
ＫＨｚの２種類の周波数で変調するのは、波長２０ｍに
相当する１５ＭＨｚを精測定に使用し、波長４，０００
ｍに相当する７５ＫＨｚを粗測定に使用するためであ
る。また、１５ＭＨｚ及び７５ＫＨｚの周波数を混合器
４７により、それぞれ３ＫＨｚの周波数にするのは、１
５ＭＨｚ或いは７５ＫＨｚでの位相を３ＫＨｚの位相と
して測定することにより、位相測定の分解能を高くする
ためである。
【００４１】ここで、本発明のミキシング装置１７を説
明する。
明する。
【００４２】まず、光源である半導体レーザー１８の発
光波形ムラの原因及びミキシング装置１７の原理を説明
する。
光波形ムラの原因及びミキシング装置１７の原理を説明
する。
【００４３】一般に半導体レーザー１８の発光波形ムラ
の原因については、２つの要因が指摘されている。その
１つは、光の照射角による応答の違いによるもの、そし
てもう１つは、スペックルパターンの時間的な変化によ
るものである。
の原因については、２つの要因が指摘されている。その
１つは、光の照射角による応答の違いによるもの、そし
てもう１つは、スペックルパターンの時間的な変化によ
るものである。
【００４４】まず、スペックルパターンの時間的な変化
について説明する。半導体レーザー１８は、一般的に発
光波長が温度により変化することが知られており、その
様子を図２（１）に示すことにする。即ち、半導体レー
ザー１８の発光波長λは、そのチップ温度Ｔｅが上昇す
るに従って長くなると共に、チップ温度Ｔｅに対して連
続的に変化する。これは半導体レーザー１８の発光波長
λが、
について説明する。半導体レーザー１８は、一般的に発
光波長が温度により変化することが知られており、その
様子を図２（１）に示すことにする。即ち、半導体レー
ザー１８の発光波長λは、そのチップ温度Ｔｅが上昇す
るに従って長くなると共に、チップ温度Ｔｅに対して連
続的に変化する。これは半導体レーザー１８の発光波長
λが、
【００４５】 エル・ｎ＝（λ／２）＊ｑ ・・・・・第１式
【００４６】ここでエルは、レーザーチップの共振器長 ｎは、活性層の屈折率 λは、波長 ｑは、整数
【００４７】によって決定されることから、活性層の屈
折率ｎが温度により変化すると、それにつれて波長が変
化するためである。また、この時の温度変化による活性
層の屈折率の変化をΔｎとすると、活性層の光学的長さ
の変化であるΔｎエルが、半導体レーザー１８の共振波
長の１／２より小さい場合には、共振波長が連続的に変
化するが、Δｎエルが、半導体レーザー１８の共振波長
の１／２より大きい場合には、モードジャンプと呼ばれ
る波長変化の不連続現象が起こる。
折率ｎが温度により変化すると、それにつれて波長が変
化するためである。また、この時の温度変化による活性
層の屈折率の変化をΔｎとすると、活性層の光学的長さ
の変化であるΔｎエルが、半導体レーザー１８の共振波
長の１／２より小さい場合には、共振波長が連続的に変
化するが、Δｎエルが、半導体レーザー１８の共振波長
の１／２より大きい場合には、モードジャンプと呼ばれ
る波長変化の不連続現象が起こる。
【００４８】このモードジャンプは、半導体レーザー１
８の共振器長を共振器の長さ方向の光の定在波（縦モー
ド）の半波長以上に変えた際に、それまでの発振モード
と異なる縦モードに跳び移る現象である。
８の共振器長を共振器の長さ方向の光の定在波（縦モー
ド）の半波長以上に変えた際に、それまでの発振モード
と異なる縦モードに跳び移る現象である。
【００４９】いま図２（２）に基づいて、半導体レーザ
ー１８に矩形の変調電流を流した時の様子を説明する。
ー１８に矩形の変調電流を流した時の様子を説明する。
【００５０】半導体レーザー１８に時刻ｔ0 からｔ1 ま
で図２（２）に示す様な矩形波の電流を流したと仮定
する。半導体レーザー１８は、その可干渉性から図３に
示す様なスペックルパターンを生じる。一方、半導体レ
ーザー１８のチップは、駆動電流が流れることにより発
熱し、この発熱量と、半導体レーザー１８が取り付けら
れている銅のベース又は空気中への放熱量とが釣り合う
温度まで、温度が上昇することになる。図２（２）
は、この様なチップの温度上昇を表したものである。
で図２（２）に示す様な矩形波の電流を流したと仮定
する。半導体レーザー１８は、その可干渉性から図３に
示す様なスペックルパターンを生じる。一方、半導体レ
ーザー１８のチップは、駆動電流が流れることにより発
熱し、この発熱量と、半導体レーザー１８が取り付けら
れている銅のベース又は空気中への放熱量とが釣り合う
温度まで、温度が上昇することになる。図２（２）
は、この様なチップの温度上昇を表したものである。
【００５１】半導体レーザー１８の温度が上昇すると、
発光波長λは前述した原因で変化し、発光波長λが変化
すると、干渉パターンとして生じていた図３のスペック
ルパターンがこれに伴って変化することになる。図２の
Ａ点、Ｂ点の各点の光強度波形をそれぞれ図２の、
に示す。即ち、図２のＡ点では、時刻ｔ0 でスペックル
パターンの光の強い位置にあり、発光波長λの変化によ
って次第に光が弱くなる一方（図２）、図２のＢ点で
は、時刻ｔ1 でスペックルパターンの光の弱い位置にあ
ったものが、発光波長λの変化によって次第に光が強く
なって行く（図２）という現象が起きる。
発光波長λは前述した原因で変化し、発光波長λが変化
すると、干渉パターンとして生じていた図３のスペック
ルパターンがこれに伴って変化することになる。図２の
Ａ点、Ｂ点の各点の光強度波形をそれぞれ図２の、
に示す。即ち、図２のＡ点では、時刻ｔ0 でスペックル
パターンの光の強い位置にあり、発光波長λの変化によ
って次第に光が弱くなる一方（図２）、図２のＢ点で
は、時刻ｔ1 でスペックルパターンの光の弱い位置にあ
ったものが、発光波長λの変化によって次第に光が強く
なって行く（図２）という現象が起きる。
【００５２】この結果、Ａ点の波形とＢ点の波形とを比
べて見ると、波形の基本波成分の位相がずれており、前
者が後者より位相が進んでいることが判る。この様に、
半導体レーザー１８を変調すると、その可干渉性と波長
の温度依存性により発光波形のムラが生じることにな
る。
べて見ると、波形の基本波成分の位相がずれており、前
者が後者より位相が進んでいることが判る。この様に、
半導体レーザー１８を変調すると、その可干渉性と波長
の温度依存性により発光波形のムラが生じることにな
る。
【００５３】もう１つの発光波形ムラである光の射出角
による応答の違いによるものは、発光の可干渉性とは関
係のない単なる応答ムラと考えられる。
による応答の違いによるものは、発光の可干渉性とは関
係のない単なる応答ムラと考えられる。
【００５４】次にミキシング装置１７について説明す
る。
る。
【００５５】ミキシング装置１７は、２つのミキシング
装置から構成されており、その１つは位相板２２であ
り、もう１つは位相角度変換器２７である。位相角度変
換器２７は、半導体レーザー１８の射出角による応答の
違いに起因する波形ムラをミキシングするためのもので
あり、その原理、作動等については、「特開昭６３−２
１６００３号公報」に記載されている。
装置から構成されており、その１つは位相板２２であ
り、もう１つは位相角度変換器２７である。位相角度変
換器２７は、半導体レーザー１８の射出角による応答の
違いに起因する波形ムラをミキシングするためのもので
あり、その原理、作動等については、「特開昭６３−２
１６００３号公報」に記載されている。
【００５６】そして次に、位相板２２の原理を説明す
る。
る。
【００５７】まず図４に基づいて、一般的な位相変調格
子の一例を説明する。
子の一例を説明する。
【００５８】この位相変調格子は、平行平板ガラスにピ
ッチｄの間隔で深さｔの「オウトツ」を設けたものであ
り、波長λの光が、この位相変調格子に入射すると回折
が生じる。
ッチｄの間隔で深さｔの「オウトツ」を設けたものであ
り、波長λの光が、この位相変調格子に入射すると回折
が生じる。
【００５９】この時のｍ次の回折角θm 、ｍ次の回折角
の強度ηm は、それぞれ以下の式で表される。
の強度ηm は、それぞれ以下の式で表される。
【００６０】 θm＝ｍ＊（λ／ｄ） ・・・・・第２式
【００６１】ηm＝４＊（Ｓ／ｄ）2＊（Ｓｉｎ（π＊
Ｍ）＊Ｓｉｎ（π＊ｍ＊Ｓ／ｄ）／（π＊ｍ＊Ｓ／
ｄ））2
Ｍ）＊Ｓｉｎ（π＊ｍ＊Ｓ／ｄ）／（π＊ｍ＊Ｓ／
ｄ））2
【００６２】但し、
【００６３】 Ｍ＝ｔ＊（ｎ1−ｎ0）＊（２＊λ） ・・・・・第３式
【００６４】ここで、 Ｓは、トツ部の幅 ｎ1は、格子の屈折率 ｎ0は、空気の屈折率
【００６５】図５は、 Ｓ／ｄ＝０.５の時のＭとηm の
関係を示したものであり、Ｍ＝１（オウ部とトツ部を通
った光の光路長差がλ／２）の時に回折光の光が最も強
く、＋１次、−１次の光で全体の８１％の光量となる。
関係を示したものであり、Ｍ＝１（オウ部とトツ部を通
った光の光路長差がλ／２）の時に回折光の光が最も強
く、＋１次、−１次の光で全体の８１％の光量となる。
【００６６】そして図６に示すパターンを考える。この
位相板２２は、一辺の長さがｄ／２となっており、斜線
部分と白抜き部分とが、千鳥配置（市松模様）となって
いる。ここで、斜線部分はトツ部であり、白抜き部分は
オウ部であり、トツ部とオウ部との位相差は、π／２と
なっている。
位相板２２は、一辺の長さがｄ／２となっており、斜線
部分と白抜き部分とが、千鳥配置（市松模様）となって
いる。ここで、斜線部分はトツ部であり、白抜き部分は
オウ部であり、トツ部とオウ部との位相差は、π／２と
なっている。
【００６７】なお、このパターンは、図８に示す様に平
面ガラス板の第１面と第２面に互いに４５度傾けた形で
設けることもできる。
面ガラス板の第１面と第２面に互いに４５度傾けた形で
設けることもできる。
【００６８】次に位相板２２をレンズ１９、２０の間に
挿入した時の動作を図７に基づいて説明する。
挿入した時の動作を図７に基づいて説明する。
【００６９】半導体レーザー１８から射出された光は、
レンズ１９によって平行光束となり、位相板２２で回折
される。０次光の光及び回折された光は、レンズ２０に
より集光され光ファイバー２４の端面上に像を結ぶ。光
ファイバー２４の端面上の像は、０次回折光による像及
び回折光による像及び回折光による像が重なりあった像
である。
レンズ１９によって平行光束となり、位相板２２で回折
される。０次光の光及び回折された光は、レンズ２０に
より集光され光ファイバー２４の端面上に像を結ぶ。光
ファイバー２４の端面上の像は、０次回折光による像及
び回折光による像及び回折光による像が重なりあった像
である。
【００７０】位相板２２をモータ２３により回転させ
る。すると、レンズ１９と２０の間の平行光束上の位相
板パターンが変化する。これに伴い、光の回折パターン
も変化し、光ファイバー２４の端面に結像する結像パタ
ーンも時間的に変化する。結像パターンが変化すること
により、光ファイバー２４内部での光の干渉状態が変化
し、光ファイバー２４の射出端におけるスペックルパタ
ーンも時間的に変化する。
る。すると、レンズ１９と２０の間の平行光束上の位相
板パターンが変化する。これに伴い、光の回折パターン
も変化し、光ファイバー２４の端面に結像する結像パタ
ーンも時間的に変化する。結像パターンが変化すること
により、光ファイバー２４内部での光の干渉状態が変化
し、光ファイバー２４の射出端におけるスペックルパタ
ーンも時間的に変化する。
【００７１】これにより、図２及び図３に述べた波形ム
ラが時間的に変化し、波形を時間的に平均することによ
り波形ムラを除去することができる。この位相板２２の
ピッチはｄであり、ｍ次の回折角はθm＝ｍ＊（λ／
ｄ）と表される。
ラが時間的に変化し、波形を時間的に平均することによ
り波形ムラを除去することができる。この位相板２２の
ピッチはｄであり、ｍ次の回折角はθm＝ｍ＊（λ／
ｄ）と表される。
【００７２】この結果、光ファイバー２４の端面上のｍ
次回折像も、ある一定の範囲で結像し位相板２２が回転
することにより、ある一定の範囲内で様々な結像パター
ンができることになり、効率のよいミキシングを行うこ
とができる。
次回折像も、ある一定の範囲で結像し位相板２２が回転
することにより、ある一定の範囲内で様々な結像パター
ンができることになり、効率のよいミキシングを行うこ
とができる。
【００７３】なお図９に示す様に、本実施例のミキシン
グ装置１７は、位相板２２の格子部分が偏心されてい
る。従って、回転中心から回折格子の中心を偏らせて回
転させることにより、よりミキシング効率を高めること
ができる。
グ装置１７は、位相板２２の格子部分が偏心されてい
る。従って、回転中心から回折格子の中心を偏らせて回
転させることにより、よりミキシング効率を高めること
ができる。
【００７４】なお本実施例では、従動歯車１７１を介し
て間接的に駆動している。従ってモータ２３には、駆動
歯車１７２が取り付けられ、回転駆動力が位相板２２に
伝達される様になっている。なお、モータ２３と駆動歯
車１７２とは、駆動手段に該当するものである。
て間接的に駆動している。従ってモータ２３には、駆動
歯車１７２が取り付けられ、回転駆動力が位相板２２に
伝達される様になっている。なお、モータ２３と駆動歯
車１７２とは、駆動手段に該当するものである。
【００７５】単に位相板２２を回転させている場合に
は、光源からの光束に対して、回折格子のパターンが点
対称に回転するため、ミキシング効果が低いが、偏らせ
て回転させることにより、理想的なミキシングが可能と
なる。
は、光源からの光束に対して、回折格子のパターンが点
対称に回転するため、ミキシング効果が低いが、偏らせ
て回転させることにより、理想的なミキシングが可能と
なる。
【００７６】「第２実施例」
【００７７】図１０に基づいて、本発明の第２実施例で
あるパルス光を利用した光波距離計２００００を説明す
る。
あるパルス光を利用した光波距離計２００００を説明す
る。
【００７８】図１１は、本発明を光測距装置２００００
に適用した実施例の構成を示すものである。本実施例の
光測距装置２００００は、第１の水晶発振器１００と、
分周器２００と、第２の水晶発振器３００と、光学系
（５０ー１２０）と、概算カウンタ１４０と、位相検出
回路１５０と、ローパスフィルタ１６０と、電圧制御発
振器１７０と、ミキサ１８０と、バンドパスフィルタ２
５０と、コンパレーター２６０と、位相比較回路１９０
と、演算器２０００等とからなっている。
に適用した実施例の構成を示すものである。本実施例の
光測距装置２００００は、第１の水晶発振器１００と、
分周器２００と、第２の水晶発振器３００と、光学系
（５０ー１２０）と、概算カウンタ１４０と、位相検出
回路１５０と、ローパスフィルタ１６０と、電圧制御発
振器１７０と、ミキサ１８０と、バンドパスフィルタ２
５０と、コンパレーター２６０と、位相比較回路１９０
と、演算器２０００等とからなっている。
【００７９】位相検出回路１５０とローパスフィルタ１
６０と電圧制御発振器１７０とは、フィードバックルー
プを形成している。ミキサ１８０は、電圧制御発振器１
７０の出力信号と、第１の水晶発振器１００の出力信号
とを混合検波し、差の周波数を取り出すものである。位
相比較回路１９０は、ミキサ１８０の出力信号と、分周
器２００の出力信号との位相を比較するものである。バ
ンドパスフィルタ２５０とコンパレータ２６０は、位相
比較を行い易くするためのものである。また、第２の水
晶発振器３００と概算カウンタ１４０とが粗測定をする
ための概算カウンタ手段を構成している。
６０と電圧制御発振器１７０とは、フィードバックルー
プを形成している。ミキサ１８０は、電圧制御発振器１
７０の出力信号と、第１の水晶発振器１００の出力信号
とを混合検波し、差の周波数を取り出すものである。位
相比較回路１９０は、ミキサ１８０の出力信号と、分周
器２００の出力信号との位相を比較するものである。バ
ンドパスフィルタ２５０とコンパレータ２６０は、位相
比較を行い易くするためのものである。また、第２の水
晶発振器３００と概算カウンタ１４０とが粗測定をする
ための概算カウンタ手段を構成している。
【００８０】次に光測距装置２００００の光路を説明す
る。この光学系は、レーザダイオード１８と、光ファイ
バ２４と、チョッパ３０と、測距光路３７と、内部光路
４０と、対物レンズ３３と、受光側ファイバ３６と、受
光素子４３と、コーナキューブ３４とから構成されてい
る。
る。この光学系は、レーザダイオード１８と、光ファイ
バ２４と、チョッパ３０と、測距光路３７と、内部光路
４０と、対物レンズ３３と、受光側ファイバ３６と、受
光素子４３と、コーナキューブ３４とから構成されてい
る。
【００８１】コーナキューブ３４は、光測距装置本体か
ら離れた位置に設置される目標物であり、光線を反射す
る機能を有している。
ら離れた位置に設置される目標物であり、光線を反射す
る機能を有している。
【００８２】レーザダイオード１８は、パルスレーザダ
イオードであって、比較的大きなピークパワーを持ち、
デューティ比が０.０１％ 程度のパルス波を発生するこ
とができる。受光素子４３は、レーザダイオード１８か
ら発射されたパルス光線を受光できる素子であれば足り
る。チョッパ３０は、測距光路３７と内部光路４０とを
切り替えるための切り替え器である。
イオードであって、比較的大きなピークパワーを持ち、
デューティ比が０.０１％ 程度のパルス波を発生するこ
とができる。受光素子４３は、レーザダイオード１８か
ら発射されたパルス光線を受光できる素子であれば足り
る。チョッパ３０は、測距光路３７と内部光路４０とを
切り替えるための切り替え器である。
【００８３】以上の様に構成された本光学系において、
レーザダイオード１８から出射された光パルスは、光フ
ァイバ２４を通ってチョッパ３０に入射する。この時、
チョッパ３０が測距光路３７を選択していれば、光パル
スは、対物レンズ３３を経由して本体から発射される。
発射された光パルスは、目標物として置かれたコーナキ
ューブ３４で反射される。このコーナキューブ３４で反
射された光パルスは、対物レンズ３４及び、受光側ファ
イバ３６を経由して受光素子４３に入射される。これら
の光路が、測定の対象となる本体と目標物との距離を含
む測距光路３７を形成する。
レーザダイオード１８から出射された光パルスは、光フ
ァイバ２４を通ってチョッパ３０に入射する。この時、
チョッパ３０が測距光路３７を選択していれば、光パル
スは、対物レンズ３３を経由して本体から発射される。
発射された光パルスは、目標物として置かれたコーナキ
ューブ３４で反射される。このコーナキューブ３４で反
射された光パルスは、対物レンズ３４及び、受光側ファ
イバ３６を経由して受光素子４３に入射される。これら
の光路が、測定の対象となる本体と目標物との距離を含
む測距光路３７を形成する。
【００８４】これに対して、レーザダイオード１８から
出射した光パルスが、内部光路４０を通り受光側ファイ
バ３６を経由して受光素子４３に入る光路がある。この
光路は本体内部で生じる不安定要素を除去する目的で形
成されたものである。
出射した光パルスが、内部光路４０を通り受光側ファイ
バ３６を経由して受光素子４３に入る光路がある。この
光路は本体内部で生じる不安定要素を除去する目的で形
成されたものである。
【００８５】一般に光測距装置は多数の電子部品を使用
しており、この電子部品の遅延時間が温度変化等の影響
を受けやすいので、本体内で不安定状態が発生する可能
性がある。そこで、測距光路３７と内部光路４０とで測
定を行い、その測定値の差を取ることにより、前記両光
路に共通して含まれる測距装置本体内部の不安定要素を
除去することができる。
しており、この電子部品の遅延時間が温度変化等の影響
を受けやすいので、本体内で不安定状態が発生する可能
性がある。そこで、測距光路３７と内部光路４０とで測
定を行い、その測定値の差を取ることにより、前記両光
路に共通して含まれる測距装置本体内部の不安定要素を
除去することができる。
【００８６】次に本実施例の作用を説明する。第１の水
晶発振器１００は、周波数ｆ1 で発振しており、この出
力信号は分周器２００に送出される。この分周器２００
は、入力された周波数ｆ1 を分周し、１／ｎの周波数を
出力する様になっている。
晶発振器１００は、周波数ｆ1 で発振しており、この出
力信号は分周器２００に送出される。この分周器２００
は、入力された周波数ｆ1 を分周し、１／ｎの周波数を
出力する様になっている。
【００８７】この分周器２００の出力信号は、概算カウ
ンタ１４０に送出され、この概算カウンタ１４０のスタ
ート信号となる。更に、この分周器２００の出力信号は
レーザダイオードドライバ４００に送られ、レーザダイ
オードドライバ４００がレーザダイオード１８を発光さ
せる様になっている。
ンタ１４０に送出され、この概算カウンタ１４０のスタ
ート信号となる。更に、この分周器２００の出力信号は
レーザダイオードドライバ４００に送られ、レーザダイ
オードドライバ４００がレーザダイオード１８を発光さ
せる様になっている。
【００８８】レーザダイオード１８から発射された光パ
ルスは、光学系を通過して、測距装置本体から発射され
る。そして、発射された光パルスは、目標物であるコー
ナーキューブ３４で反射され、測距装置内の受光素子４
３に入射される。入射した光パルスは、受光素子４３で
電気変換され、更に、アンプ１３０で増幅される。この
アンプ１３０の出力信号（受信パルス）は、概算カウン
タ１４０のストップ信号となる。概算カウンタ１４０に
は、第２の水晶発振器３００からのクロック信号が入力
されており、概算カウンタ１４０がスタート信号（分周
器２００の出力信号）からストップ信号（アンプ１３０
の出力信号）までのクロックをカウントし、演算器２０
００にデータを送信する様になっている。またアンプ１
３０の出力信号（受信パルス）は、位相検出器１５０に
も送出される。この位相検出器１５０の出力は、ローパ
スフィルタ１６０を通って電圧制御発振器１７０の周波
数制御端子に入力される様になっている。
ルスは、光学系を通過して、測距装置本体から発射され
る。そして、発射された光パルスは、目標物であるコー
ナーキューブ３４で反射され、測距装置内の受光素子４
３に入射される。入射した光パルスは、受光素子４３で
電気変換され、更に、アンプ１３０で増幅される。この
アンプ１３０の出力信号（受信パルス）は、概算カウン
タ１４０のストップ信号となる。概算カウンタ１４０に
は、第２の水晶発振器３００からのクロック信号が入力
されており、概算カウンタ１４０がスタート信号（分周
器２００の出力信号）からストップ信号（アンプ１３０
の出力信号）までのクロックをカウントし、演算器２０
００にデータを送信する様になっている。またアンプ１
３０の出力信号（受信パルス）は、位相検出器１５０に
も送出される。この位相検出器１５０の出力は、ローパ
スフィルタ１６０を通って電圧制御発振器１７０の周波
数制御端子に入力される様になっている。
【００８９】この位相検出器１５０とローパスフィルタ
１６０と電圧制御発振器１７０とは、フィードバックル
ープを形成しており、アンプ１３０の出力信号と電圧制
御発振器１７０の出力信号とが、同期する様に構成され
ている。ここで、電圧制御発振器１７０の発振周波数ｆ
1 ＋ｆ2 は、
１６０と電圧制御発振器１７０とは、フィードバックル
ープを形成しており、アンプ１３０の出力信号と電圧制
御発振器１７０の出力信号とが、同期する様に構成され
ている。ここで、電圧制御発振器１７０の発振周波数ｆ
1 ＋ｆ2 は、
【００９０】ｆ2 ＝（１／ｎ）＊ｆ1
【００９１】となる様に選択される。そして、電圧制御
発振器１７０の出力信号は、ミキサ１８０に送られ、第
１の水晶発振器１００の発振信号ｆ1 と混合検波され
て、バンドパスフィルタ２５０及びコンパレータ２６０
により波形整形され、差の周波数であるｆ2 を出力する
様になっている。
発振器１７０の出力信号は、ミキサ１８０に送られ、第
１の水晶発振器１００の発振信号ｆ1 と混合検波され
て、バンドパスフィルタ２５０及びコンパレータ２６０
により波形整形され、差の周波数であるｆ2 を出力する
様になっている。
【００９２】そして、コンパレータ２６０の出力信号は
位相比較器１９０に送出され、位相比較器１９０によっ
て、分周器２００の出力信号と位相比較がなされる。
位相比較器１９０に送出され、位相比較器１９０によっ
て、分周器２００の出力信号と位相比較がなされる。
【００９３】ここで送受信パルスの関係と、コンパレー
タ２６０の出力と分周器２００の位相関係について図１
２で説明する。まず、チョッパ３０で測距光路３７を選
択したとする。分周器２００の出力の立上りからレーザ
ーダイオード１８が発光するまでの時間及び光パルスが
コーナーキューブ３４で反射して戻ってくる往復時間を
Δｔとすると、受光素子４３の出力には、分周器２００
の出力の立上りからΔｔ経過した後受信パルスが現れ
る。
タ２６０の出力と分周器２００の位相関係について図１
２で説明する。まず、チョッパ３０で測距光路３７を選
択したとする。分周器２００の出力の立上りからレーザ
ーダイオード１８が発光するまでの時間及び光パルスが
コーナーキューブ３４で反射して戻ってくる往復時間を
Δｔとすると、受光素子４３の出力には、分周器２００
の出力の立上りからΔｔ経過した後受信パルスが現れ
る。
【００９４】電圧制御発振器１７０は、受信パルスと同
期が取られ、電圧制御発振器１７０の出力と受光素子４
３の出力との位相関係は図１３で示す様になる。Δｔを
電圧制御発振器１７０の出力周波数（ｆ1＋ｆ2）で表す
と
期が取られ、電圧制御発振器１７０の出力と受光素子４
３の出力との位相関係は図１３で示す様になる。Δｔを
電圧制御発振器１７０の出力周波数（ｆ1＋ｆ2）で表す
と
【００９５】Δｔ＝ｋ／（ｆ1＋ｆ2）＋（Δφ／２π）
＊（１／（ｆ1 ＋ ｆ2））
＊（１／（ｆ1 ＋ ｆ2））
【００９６】となる。但し、ｋは整数である。またΔφ
は
は
【００９７】０≦Δφ＜２π
【００９８】であり、１／（ｆ1＋ｆ2）の１周期より短
い端数時間を、１／（ｆ1 ＋ ｆ2）を１周期とした時の
位相量で表したものである。
い端数時間を、１／（ｆ1 ＋ ｆ2）を１周期とした時の
位相量で表したものである。
【００９９】そして、電圧制御発振器１７０の出力は、
ミキサ１８０で第１の水晶発振器１０の周波数ｆ1 と混
合検波され、バンドパスフィルタ２５０を通りｆ2 とな
る。更に分周器２００の出力と位相比較を行いやすい様
にコンパレータ２６０によって矩形波となる。ここで、
位相比較器１９０によって位相比較されるコンパレータ
２６０の出力と、分周器２００の出力の位相差は前式の
Δφ と等しい。
ミキサ１８０で第１の水晶発振器１０の周波数ｆ1 と混
合検波され、バンドパスフィルタ２５０を通りｆ2 とな
る。更に分周器２００の出力と位相比較を行いやすい様
にコンパレータ２６０によって矩形波となる。ここで、
位相比較器１９０によって位相比較されるコンパレータ
２６０の出力と、分周器２００の出力の位相差は前式の
Δφ と等しい。
【０１００】従ってΔｔ を計測する為には、前式のｋ
とΔφを検出すればよい。
とΔφを検出すればよい。
【０１０１】例えば ｆ1＝１５ＭＨz 、ｎ＝５０００
とすれば、ｆ2 は
とすれば、ｆ2 は
【０１０２】ｆ2 ＝ １５ＭＨz ＊ （１／５０００）
【０１０３】＝ ３ＫＨz
【０１０４】であり、電圧制御発振器１７０の発振周波
数ｆ1＋ｆ2 は
数ｆ1＋ｆ2 は
【０１０５】ｆ1＋ｆ2 ＝１５.００３ＭＨz
【０１０６】となる。この時Δφは
【０１０７】 （１５.００３ＭＨz／３ＫＨz）＝５００１倍
【０１０８】に拡大されたことになる。この拡大された
Δφ は、位相比較器１９０において第１の水晶発振器
１００のクロック数によって数値化されて、演算器２０
００に送出される。
Δφ は、位相比較器１９０において第１の水晶発振器
１００のクロック数によって数値化されて、演算器２０
００に送出される。
【０１０９】またｋは、概算カウンタ１４０による粗測
定値として求められ演算器２０００へ送出される。
定値として求められ演算器２０００へ送出される。
【０１１０】演算器２０００は、概算カウンタ１４０に
よる粗測定値と、位相比較器１９０で得られた精測定値
とを合成し、求める遅延時間を演算する。ここで、概算
カウンタ１４０は、第２の水晶発振器３００のクロック
信号をカウントしている。
よる粗測定値と、位相比較器１９０で得られた精測定値
とを合成し、求める遅延時間を演算する。ここで、概算
カウンタ１４０は、第２の水晶発振器３００のクロック
信号をカウントしている。
【０１１１】従って、第１の水晶発振器１００のクロッ
クとは同期が取られていない。このため、レーザダイオ
ード１８の発光や受信パルス、更に、スタート、ストッ
プ信号も第２の水晶発振器３００と同期が取られていな
い。従って、第２の水晶発振器３００のクロックによっ
て生じる量子化誤差は軽減され、複数回の測定を平均化
することにより、第２の水晶発振器３００の周期より長
い周期を１クロック以下の値まで測定することができ
る。
クとは同期が取られていない。このため、レーザダイオ
ード１８の発光や受信パルス、更に、スタート、ストッ
プ信号も第２の水晶発振器３００と同期が取られていな
い。従って、第２の水晶発振器３００のクロックによっ
て生じる量子化誤差は軽減され、複数回の測定を平均化
することにより、第２の水晶発振器３００の周期より長
い周期を１クロック以下の値まで測定することができ
る。
【０１１２】これに対して、精密測定は、第１の水晶発
振器１００の周期より長い周期を計測することができな
い。そこで演算器２０００は、粗測定の１クロック以下
の値と、精密測定値の最上桁とを比較し、粗測定値を調
整して、この値と精測定値を加え合わせることにより、
求める測定値を演算する。
振器１００の周期より長い周期を計測することができな
い。そこで演算器２０００は、粗測定の１クロック以下
の値と、精密測定値の最上桁とを比較し、粗測定値を調
整して、この値と精測定値を加え合わせることにより、
求める測定値を演算する。
【０１１３】以上で測距光路３７での測定が終了する。
次にチョッパ３０により内部光路４０が選択されると、
測距光路３７が選択された場合と同様に、分周器２００
の出力の立上りから受光素子４３の出力である受信パル
スまでの時間Δｔiに対応する粗測定値ｋi 及び位相差
Δφiが求められる。
次にチョッパ３０により内部光路４０が選択されると、
測距光路３７が選択された場合と同様に、分周器２００
の出力の立上りから受光素子４３の出力である受信パル
スまでの時間Δｔiに対応する粗測定値ｋi 及び位相差
Δφiが求められる。
【０１１４】更に、測距光路３７での粗測定値ｋ及び位
相差Δφから、内部光路４０での粗測定値ｋi及び位相
差Δφiを減じてコーナーキューブまでの距離を求める
ことができる。
相差Δφから、内部光路４０での粗測定値ｋi及び位相
差Δφiを減じてコーナーキューブまでの距離を求める
ことができる。
【０１１５】この様に構成された本実施例は、分周器２
００の出力の立上りからレーザダイオード１８が発光さ
れるまでの時間や、電気回路のドリフト等による測距装
置内部の不安定さを除去することができ、正確な距離を
測定することができるという効果がある。
００の出力の立上りからレーザダイオード１８が発光さ
れるまでの時間や、電気回路のドリフト等による測距装
置内部の不安定さを除去することができ、正確な距離を
測定することができるという効果がある。
【０１１６】次に、位相検出の具体的実施例を図１３に
基いて説明する。この実施例は、一般的なＰＬＬ（フェ
ーズロックループ）である。電圧制御発振器２１０と、
分周器２２０と、位相比較器２３０と、ローパスフィル
タ２４０とからなっている。
基いて説明する。この実施例は、一般的なＰＬＬ（フェ
ーズロックループ）である。電圧制御発振器２１０と、
分周器２２０と、位相比較器２３０と、ローパスフィル
タ２４０とからなっている。
【０１１７】電圧制御発振器２１０の出力信号は、分周
器２２０によって（ｎ＋１）分に１に分周され、位相比
較器２３０で受信信号との位相比較が行われる。位相比
較器２３０の出力信号は、ローパスフィルタ２４０を通
過し、電圧制御発振器２１０の制御端子に出力されて、
フィードバックループが形成される。この回路が動作す
ると、受信信号と分周器２２０の出力信号との同期がと
られる様になる。
器２２０によって（ｎ＋１）分に１に分周され、位相比
較器２３０で受信信号との位相比較が行われる。位相比
較器２３０の出力信号は、ローパスフィルタ２４０を通
過し、電圧制御発振器２１０の制御端子に出力されて、
フィードバックループが形成される。この回路が動作す
ると、受信信号と分周器２２０の出力信号との同期がと
られる様になる。
【０１１８】なお、電圧制御発振器２１０の可変周波数
範囲が広域すぎると、例えば、ミキサ１８０の出力周波
数が３ＫＨz すると、
範囲が広域すぎると、例えば、ミキサ１８０の出力周波
数が３ＫＨz すると、
【０１１９】 １５ＭＨz ー ３ＫＨz ＝１４.９９７ＭＨz
【０１２０】 １５ＭＨz ＋ ３ＫＨz ＝１５.００３ＭＨz
【０１２１】の２つの周波数になってしまうため、ある
程度制限を設けて、
程度制限を設けて、
【０１２２】ｆ＜ｆ2
【０１２３】とすることが必要となる。
【０１２４】なお、他の変形例を図１４に基いて説明す
る。この実施例は、レーザダイオード１８の発光パルス
がほぼ三角波であることに着目し、受信信号の中心位置
の検出を同時に行おうとするものである。この実施例
は、図１４（ａ）に示す様に、サンプルホールド３１
０、３２０、ローパスフィルタ３３０、３４０、３６
０、電圧制御発振器３７０、分周器３８０、ワンショッ
トマルチバイブレータ３９０、遅延回路４００等からな
っている。受光素子４３で受光された光パルスは、アン
プ３００で増幅され、サンプルホールド３１０、３２０
に出力される。なお、サンプルホールド３１０、３２０
は、電圧制御発振器３７０からのクロックを分周器３８
０で分周されたタイミングでサンプルホールド動作を行
う様になっている。
る。この実施例は、レーザダイオード１８の発光パルス
がほぼ三角波であることに着目し、受信信号の中心位置
の検出を同時に行おうとするものである。この実施例
は、図１４（ａ）に示す様に、サンプルホールド３１
０、３２０、ローパスフィルタ３３０、３４０、３６
０、電圧制御発振器３７０、分周器３８０、ワンショッ
トマルチバイブレータ３９０、遅延回路４００等からな
っている。受光素子４３で受光された光パルスは、アン
プ３００で増幅され、サンプルホールド３１０、３２０
に出力される。なお、サンプルホールド３１０、３２０
は、電圧制御発振器３７０からのクロックを分周器３８
０で分周されたタイミングでサンプルホールド動作を行
う様になっている。
【０１２５】この時、サンプルホールド３２０には、遅
延回路４００が挿入されており、サンプルホールド３２
０は、サンプルホールド３１０より遅れたタイミングで
サンプルホールド動作を行う様になっている。そして、
ホールドされた信号は、ローパスフィルタ３３０、３４
０を通過した後、差動アンプ３５０で増幅される。この
ホールド信号は、ローパスフィルタ３６０を通過した
後、電圧制御発振器３７０の制御端子に出力される。こ
のフィードバックループは、受信信号と、サンプルホー
ルドタイミングパルスとが、図１４（ｂ）の位相関係に
なる様に動作する。
延回路４００が挿入されており、サンプルホールド３２
０は、サンプルホールド３１０より遅れたタイミングで
サンプルホールド動作を行う様になっている。そして、
ホールドされた信号は、ローパスフィルタ３３０、３４
０を通過した後、差動アンプ３５０で増幅される。この
ホールド信号は、ローパスフィルタ３６０を通過した
後、電圧制御発振器３７０の制御端子に出力される。こ
のフィードバックループは、受信信号と、サンプルホー
ルドタイミングパルスとが、図１４（ｂ）の位相関係に
なる様に動作する。
【０１２６】このため、本実施例は、受信信号と同期し
た（ｆ1＋ｆ2 ）信号を出力するだけでなく、受信パル
スの中心位置の検出も同時に行える効果がある。
た（ｆ1＋ｆ2 ）信号を出力するだけでなく、受信パル
スの中心位置の検出も同時に行える効果がある。
【０１２７】そして位相板２２を備えたミキシング装置
１７をレンズ１９、２０の間に挿入して、ミキシングを
行っている。
１７をレンズ１９、２０の間に挿入して、ミキシングを
行っている。
【０１２８】なお、このミキシング装置１７の構成及び
作用は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
作用は、第１実施例と同様であるから説明を省略する。
【０１２９】また、本実施例のミキシング装置１７は、
光波距離計の応用に限定されるものではなく、適宜のレ
ーザー光源に適用することが可能となる。
光波距離計の応用に限定されるものではなく、適宜のレ
ーザー光源に適用することが可能となる。
【０１３０】「第１の変形例」
【０１３１】次に本実施例のミキシング装置１７の変形
例を図１５に基づいて説明する。ここでは、第１実施例
への応用で説明する。
例を図１５に基づいて説明する。ここでは、第１実施例
への応用で説明する。
【０１３２】レーザー光を使用することに対する影響を
少なくするため、外部測距光路３７に加えて内部参照光
路４０の光路をも変更する。
少なくするため、外部測距光路３７に加えて内部参照光
路４０の光路をも変更する。
【０１３３】第１実施例の測距光は、チョッパー３０に
より、外部測距光路３７と内部参照光路４０との交互に
選択される。チョッパー３０により選択された内部参照
光は、分割プリズム２９とチョッパー３０とレンズ３
８、３９と濃度フィルター３１と分割プリズム２９とを
通り、受光素子４３で受光されていた。この構成に代え
て、チャンバー１７５と内部参照光用ファイバー１７６
を使用する。
より、外部測距光路３７と内部参照光路４０との交互に
選択される。チョッパー３０により選択された内部参照
光は、分割プリズム２９とチョッパー３０とレンズ３
８、３９と濃度フィルター３１と分割プリズム２９とを
通り、受光素子４３で受光されていた。この構成に代え
て、チャンバー１７５と内部参照光用ファイバー１７６
を使用する。
【０１３４】チャンバー１７５は、拡散反射ミラー１７
５１とミラー駆動部１７５２とからなり、ミラー駆動部
１７５２は、拡散反射ミラー１７５１をレーザー光路内
に出入りさせ、交互に、外部測距光路３７と内部参照光
路４０の光路を選択する様になっている。
５１とミラー駆動部１７５２とからなり、ミラー駆動部
１７５２は、拡散反射ミラー１７５１をレーザー光路内
に出入りさせ、交互に、外部測距光路３７と内部参照光
路４０の光路を選択する様になっている。
【０１３５】拡散反射ミラー１７５１は、位相板２２の
後に設けられ、内部参照光用ファイバー１７６に向けて
測距光を反射する。内部参照光となった測距光は、光フ
ァイバーを通り受光素子４３から直接受光する様になっ
ている。
後に設けられ、内部参照光用ファイバー１７６に向けて
測距光を反射する。内部参照光となった測距光は、光フ
ァイバーを通り受光素子４３から直接受光する様になっ
ている。
【０１３６】拡散反射ミラー１７５１の反射面には、拡
散反射シート等から構成され、直接の反射光が受光され
ない様に、拡散反射ミラー１７５１は、内部参照光用フ
ァイバー１７６に対して４５度の角度にならない様に配
置されている。
散反射シート等から構成され、直接の反射光が受光され
ない様に、拡散反射ミラー１７５１は、内部参照光用フ
ァイバー１７６に対して４５度の角度にならない様に配
置されている。
【０１３７】使用部品に対して高精度を要求しないの
で、コスト削減が可能である。
で、コスト削減が可能である。
【０１３８】
【効果】以上の様に構成された本発明は、光源部と、こ
の光源部からの光を測定対称物を経由して受光部に導く
ための外部測距光路と、前記光源部からの光を測定対称
物を経由させずに受光部に導くための内部測距光路とを
備え、前記外部測距光路により得られた距離値と、前記
内部測距光路により得られた距離値との差から、前記測
定対称物までの距離を算出するための演算処理手段とを
有する光波距離計において、前記光源からの光をミキシ
ングするためのミキシング装置を備え、このミキシング
装置は、回折格子を備えた位相板と、この位相板を駆動
するための駆動手段とからなり、前記位相板は、前記回
折格子の中心から偏心した位置に回転中心が来る様に構
成されているので、高いミキシング効果が得られるとい
う卓越した効果がある。
の光源部からの光を測定対称物を経由して受光部に導く
ための外部測距光路と、前記光源部からの光を測定対称
物を経由させずに受光部に導くための内部測距光路とを
備え、前記外部測距光路により得られた距離値と、前記
内部測距光路により得られた距離値との差から、前記測
定対称物までの距離を算出するための演算処理手段とを
有する光波距離計において、前記光源からの光をミキシ
ングするためのミキシング装置を備え、このミキシング
装置は、回折格子を備えた位相板と、この位相板を駆動
するための駆動手段とからなり、前記位相板は、前記回
折格子の中心から偏心した位置に回転中心が来る様に構
成されているので、高いミキシング効果が得られるとい
う卓越した効果がある。
【０１３９】
【図１】本発明の第１実施例である光波距離計１０００
０の構成を説明する図である。
０の構成を説明する図である。
【図２】半導体レーザー１８の動作を説明する図であ
る。
る。
【図３】半導体レーザー１８のスペックルパターンを説
明する図である本実施例の
明する図である本実施例の
【図４】位相変調格子を説明する図である。
【図５】位相変調格子を説明する図である。
【図６】位相板２２を示す図である。
【図７】位相変調格子を説明する図である。
【図８】位相変調格子を両面に形成した場合を説明する
図である。
図である。
【図９】本実施例のミキシング装置１７を説明する図で
ある。
ある。
【図１０】第２実施例の光波距離計２００００の構成を
説明する図である。
説明する図である。
【図１１】第２実施例の光波距離計２００００の電気的
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図１２】受信パルスと電圧制御発振器の位相関係を説
明する図である。
明する図である。
【図１３】位相検出器を説明する図である。
【図１４】変形例を説明する図である。
【図１５】第１の変形例を説明する図である。
【図１６】従来技術を説明する図である。
１００００ 第１実施例の光波距離計 ２００００ 第２実施例の光波距離計 １０ 分周器 １１ 発振器 １３ 合成器 １４ 第１の切り替え器 １５ 処理制御回路 １７ ミキシング装置 １７１ 従動歯車 １７２ 駆動歯車 １７５ チャンバー １７５１ 拡散反射ミラー １７５２ ミラー駆動部 １７６ 内部参照光用ファイバー １８ 半導体レーザー １９ レンズ ２０ レンズ ２１ 光学エキスパンダー ２２ 位相板 ２３ モータ ２４ 光ファイバー ２５ セルホックレンズ ２６ セルホックレンズ ２７ 位置角度変換器 ２８ 第２の光ファイバー ２９ 分割プリズム ３０ チョッパー ３１ 濃度フィルタ ３２ プリズム ３３ 対物レンズ ３４ コーナーキューブ ３６ 受光側ファイバー ３７ 外部測距光路 ３８ レンズ ４０ 内部参照光路 ４３ 受光素子 ４４ 第２の切替器 ４５ コンデンサー ４６ 増幅器 ４７ 混合器 ４８ 波形整形器 ４９ ゲート回路 ５０ 計数器 ５１ 表示器 １００ 第１の水晶発振器 １１０ 第２の光ファイバ １４０ 概算カウンタ １５０ 位相検出回路 １６０ ローパスフィルタ １７０ 電圧制御発振器 １８０ ミキサ １９０ 位相比較回路 ２００ 分周器 ２５０ バンドパスフィルタ ２６０ コンパレーター ３００ 第２の水晶発振器 ２０００ 演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F112 AD01 BA04 CA06 CA12 DA11 DA25 DA30 EA03 FA03 FA14 FA32 2G020 CB23 CB52 CB54 CC02 CC31 CC47 CC48 CD31 2H041 AA23 AB00 AB05 AB13 AC01
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザー光源からの光をミキシングする
ためのミキシング装置であって、回折格子を備えた位相
板と、この位相板を駆動するための駆動手段とからな
り、前記位相板は、前記回折格子の中心から偏心した位
置に回転中心が来る様に構成されているミキシング装
置。 - 【請求項２】 定められた変調周波数で変調された光を
発光するための光源部と、この光源部からの光を測定対
称物を経由して受光部に導くための外部測距光路と、前
記光源部からの光を測定対称物を経由させずに受光部に
導くための内部測距光路とを備え、前記外部測距光路に
より得られた距離値と、前記内部測距光路により得られ
た距離値との差から、前記測定対称物までの距離を算出
するための演算処理手段とを有する光波距離計におい
て、前記光源からの光をミキシングするためのミキシン
グ装置を備え、このミキシング装置は、回折格子を備え
た位相板と、この位相板を駆動するための駆動手段とか
らなり、前記位相板は、前記回折格子の中心から偏心し
た位置に回転中心が来る様に構成されている光波距離
計。 - 【請求項３】 光をパルス的に発光させるための光源部
と、この光源部からの光を測定対称物を経由して受光部
に導くための外部測距光路と、前記光源部からの光を測
定対称物を経由させずに受光部に導くための内部測距光
路とを備え、前記外部測距光路により得られた距離値
と、前記内部測距光路により得られた距離値との差か
ら、前記測定対称物までの距離を算出するための演算処
理手段とを有する光波距離計において、前記光源からの
光をミキシングするためのミキシング装置を備え、この
ミキシング装置は、回折格子を備えた位相板と、この位
相板を駆動するための駆動手段とから構成されている光
波距離計。 - 【請求項４】 位相板は、前記回折格子の中心から偏心
した位置に回転中心が来る様に構成されている請求項３
記載の光波距離計。 - 【請求項５】 ミキシング装置が、チャンバーと内部参
照光用ファイバーとから構成されており、チャンバー
は、拡散反射ミラーとミラー駆動部とから構成されてお
り、ミラー駆動部が、拡散反射ミラーを移動させること
により、外部測距光路と内部参照光路光路とを交互に選
択する請求項２〜４に何れか１項記載の光波距離計。 - 【請求項６】 回折格子が、位相変調格子である請求項
２〜５に何れか１項記載の光波距離計。 - 【請求項７】 位相変調格子の位相差が、前記光源の波
長の２分の１である請求項６記載の光波距離計。 - 【請求項８】 位相変調格子は、格子形状が市松模様で
ある請求項６記載の光波距離計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35398998A JP4328917B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 光波距離計 |
| EP99123234A EP1004917B1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-26 | Light mixing apparatus and optical rangefinder using the same |
| DE69935490T DE69935490T2 (de) | 1998-11-27 | 1999-11-26 | Lichtmischvorrichtung und optischer Entfernungsmesser, der diese benutzt |
| US09/450,254 US6356344B1 (en) | 1998-11-27 | 1999-11-29 | Mixing apparatus and optical rangefinder using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35398998A JP4328917B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 光波距離計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162517A true JP2000162517A (ja) | 2000-06-16 |
| JP4328917B2 JP4328917B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=18434577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35398998A Expired - Lifetime JP4328917B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 光波距離計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6356344B1 (ja) |
| EP (1) | EP1004917B1 (ja) |
| JP (1) | JP4328917B2 (ja) |
| DE (1) | DE69935490T2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003156710A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Toshiba Corp | レーザ光源装置 |
| JP2005156175A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi | レーザー測距儀 |
| US7177015B2 (en) | 2002-12-26 | 2007-02-13 | Kabushiki Kaisha Topcon | Distance-measuring device |
| WO2007029613A1 (ja) | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Kabushiki Kaisha Topcon | ミキシング装置及びこれを用いた距離測定装置 |
| EP1887384A1 (en) | 2006-08-08 | 2008-02-13 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Variable optical attenuator and ranging apparatus using the same |
| US7382443B2 (en) | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Kabushiki Kaisha Topcon | Distance measuring method and distance measuring device |
| JP2017015729A (ja) * | 2016-09-20 | 2017-01-19 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
| JP2017062427A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 大日本印刷株式会社 | 光走査装置、光学モジュール、照明装置及び投射装置 |
| JP2018004514A (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1407291B1 (en) * | 2001-04-10 | 2010-12-15 | Faro Technologies Inc. | Chopper-stabilized absolute distance meter |
| US20070216568A1 (en) * | 2001-11-28 | 2007-09-20 | Martin Kunert | Fmcw Radar with Restricted Emission Time to Avoid Aliasing Effects |
| CN101482619B (zh) * | 2008-01-08 | 2012-07-25 | 亚洲光学股份有限公司 | 距离测量方法及距离测量系统 |
| JP6870904B2 (ja) | 2017-02-28 | 2021-05-12 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
| EP3502617B1 (de) * | 2017-12-21 | 2021-10-20 | Leica Geosystems AG | Vermessungsgerät mit messstrahlhomogenisierung |
| JP7356454B2 (ja) * | 2018-12-18 | 2023-10-04 | ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 | 測距撮像装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3900259A (en) * | 1973-05-09 | 1975-08-19 | Hewlett Packard Co | Time interval phase detection in distance measuring apparatus |
| CH662187A5 (de) * | 1981-09-29 | 1987-09-15 | Kern & Co Ag | Verfahren zur elektrooptischen distanzmessung, sowie distanzmessgeraet zur durchfuehrung des verfahrens. |
| US4856899A (en) * | 1985-12-20 | 1989-08-15 | Yokogawa Electric Corporation | Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light |
| JP2580148B2 (ja) * | 1987-03-05 | 1997-02-12 | 株式会社トプコン | 光ミキサ− |
| US5430537A (en) * | 1993-09-03 | 1995-07-04 | Dynamics Research Corporation | Light beam distance encoder |
| DE19501525C1 (de) * | 1995-01-19 | 1996-04-04 | Schneider Rundfunkwerke Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Vermindern von Interferenzen eines kohärenten Lichtbündels |
| JP3508113B2 (ja) * | 1995-05-17 | 2004-03-22 | 株式会社トプコン | パルス方式の光波距離計 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP35398998A patent/JP4328917B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-11-26 DE DE69935490T patent/DE69935490T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-26 EP EP99123234A patent/EP1004917B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-11-29 US US09/450,254 patent/US6356344B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003156710A (ja) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Toshiba Corp | レーザ光源装置 |
| US7177015B2 (en) | 2002-12-26 | 2007-02-13 | Kabushiki Kaisha Topcon | Distance-measuring device |
| JP2005156175A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi | レーザー測距儀 |
| WO2007029613A1 (ja) | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Kabushiki Kaisha Topcon | ミキシング装置及びこれを用いた距離測定装置 |
| JP4755650B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2011-08-24 | 株式会社トプコン | ミキシング装置及びこれを用いた距離測定装置 |
| US7382443B2 (en) | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Kabushiki Kaisha Topcon | Distance measuring method and distance measuring device |
| EP1887384A1 (en) | 2006-08-08 | 2008-02-13 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Variable optical attenuator and ranging apparatus using the same |
| US7546008B2 (en) | 2006-08-08 | 2009-06-09 | Kabushiki Kaisha Topcon | Variable optical attenuator and ranging apparatus using the same |
| JP2017062427A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 大日本印刷株式会社 | 光走査装置、光学モジュール、照明装置及び投射装置 |
| JP2018004514A (ja) * | 2016-07-05 | 2018-01-11 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
| JP2017015729A (ja) * | 2016-09-20 | 2017-01-19 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1004917B1 (en) | 2007-03-14 |
| JP4328917B2 (ja) | 2009-09-09 |
| EP1004917A2 (en) | 2000-05-31 |
| EP1004917A3 (en) | 2003-07-23 |
| DE69935490D1 (de) | 2007-04-26 |
| US6356344B1 (en) | 2002-03-12 |
| DE69935490T2 (de) | 2007-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000162517A (ja) | ミキシング装置と、これを利用した光波距離計 | |
| EP0348900B1 (en) | Delay time measuring device | |
| JP3583906B2 (ja) | 光学式距離計 | |
| US5815267A (en) | Displacement information measuring apparatus in which a light-receiving condition on a photodetector is adjustable | |
| JP5421013B2 (ja) | 位置決め装置及び位置決め方法 | |
| US5774218A (en) | Laser Doppler velocimeter with electro-optical crystal | |
| JP2008065293A (ja) | 調光装置とこれを用いた距離測定装置 | |
| JP2937397B2 (ja) | 光波距離計 | |
| JPH0882508A (ja) | 周波数シフター及びそれを用いた光学式変位計測装置 | |
| JP5468836B2 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
| JP2000206244A (ja) | 測距装置 | |
| JPH05323029A (ja) | 光波距離計による測距方法 | |
| JPH06331314A (ja) | 変位測定方法及びそれに用いる変位測定装置 | |
| JP3236941B2 (ja) | 光波距離計における測距方法 | |
| JP4755650B2 (ja) | ミキシング装置及びこれを用いた距離測定装置 | |
| JP3118731B2 (ja) | 光波距離計による測距方法 | |
| JP3492024B2 (ja) | 周波数シフター及びそれを用いた光学式変位計測装置 | |
| JPS62147384A (ja) | レ−ザ測距装置 | |
| JPH0126516B2 (ja) | ||
| JP2004077223A (ja) | 光ヘテロダイン干渉計 | |
| JPH0722681A (ja) | 複数モード変調レーザシステム | |
| JP2010286240A (ja) | 光波距離計 | |
| JPH0550711B2 (ja) | ||
| JPH08285875A (ja) | 周波数シフター及びそれを用いた光学式変位計測装置 | |
| JPH04118579A (ja) | 距離測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080408 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080606 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090421 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090602 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |