JP2001208845A

JP2001208845A - 光波距離計

Info

Publication number: JP2001208845A
Application number: JP2000351842A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ohashi; 祐一大橋; Futoshi Osada; 太長田; Koji Sasaki; 幸治笹木; Takashi Kawashima; 孝川嶋
Original assignee: Sokkia Co Ltd
Current assignee: Sokkia Co Ltd
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】測定対象物までの距離が所定の距離より短い場
合でも、反射光が対物レンズの光軸上の反射部材によっ
て遮られず、距離測定に十分な光量を受光部で受光し、
正確に距離を測定し得る光波距離計を提供すること。【解決手段】測定対象物に照射する光を拡散させる光拡
散手段を備え、受光部が反射光を受光するように照射光
を拡散させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物に照射
した照射光の位相と、測定対象物で反射され、受光した
光の位相との位相差から測定対象物までの距離を測定す
る光波距離計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、光源からの光を、対物
レンズの光軸上に備えた反射部材としてのビームスプリ
ッタにより上記対物レンズ方向に反射させ、該対物レン
ズから測定対象物に光源からの光を照射する光照射手段
と、測定対象物で反射して上記対物レンズに入射した光
のうち、上記ビームスプリッタの周りを通過した光を受
光部に導く受光手段とを有し、照射した光の位相と受光
した光の位相との位相差から測定対象物までの距離を測
定する光波距離計が存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光波距離計
で、測定対象物にプリズムを用いずに直接地物に光を照
射して距離測定を行う場合、測定対象物までの距離が所
定の距離より長い場合には、対物レンズに入射する反射
光は該対物レンズの光軸にほぼ平行なため、反射光は対
物レンズによって、該対物レンズの焦点位置に設けられ
た受光素子に集光される。従って、反射光が上記ビーム
スプリッタの周りを通過し、受光素子は距離測定に十分
な光量を受光できるため、測定対象物までの距離を正確
に測定することができる。しかし、測定対象物までの距
離が所定の距離より短い場合は、図９に示すように、対
物レンズ２１に入射する反射光Ｂｃの大部分が対物レン
ズ２１の光軸に平行となっていないため、反射光Ｂｃは
対物レンズ２１によって該対物レンズ２１の焦点位置Ｐ
に設けられた受光素子２３の後方の位置Ｐoに集光され
る。また、対物レンズ２１の光軸に平行な反射光Ｂｃも
入射するが、そのような光の大部分はビームスプリッタ
２２で遮られてしまう。したがって、受光素子２３が距
離測定に十分な光量を受光せず、距離を測定できない
か、測定できても大きな誤差を生じるおそれがあった。
また、上記従来の光波距離計で、測定対象物にプリズム
を用いて距離測定を行う場合にも、プリズムまでの距離
が短い場合は、プリズムからの反射光が照射光と略同じ
断面積の光束で対物レンズ２１に入射するが、受光素子
２３はビームスプリッタ２２の後方光軸上に位置してい
るため、反射光はビームスプリッタで遮られ、受光素子
が距離測定に十分な光量を受光できず、同様の問題が生
じていた。

【０００４】また、光源として通常用いられるＬＥＤ又
はＬＤからの強度変調された光は、光軸から離れた部分
の光の位相と光軸に近い部分の光の位相とに位相差があ
り、該光軸から近い部分の光の方が位相特性が良いこと
が周知である。しかし、上記従来の光波距離計では、測
定対象物までの距離が短い場合には、受光素子２３が距
離測定に十分な光量を受光している場合であっても、受
光素子２３で受光している光は光源からの光のうち光軸
から離れた部分の光であるため、測定値に誤差が生じる
といった問題もあった。

【０００５】そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、距
離を正確に測定し得る光波距離計を提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、光源からの光を対物レンズの光軸上に備
えられた反射部材により上記対物レンズ方向に反射さ
せ、該対物レンズから測定対象物に光源からの光を照射
する光照射手段と、測定対象物で反射して上記対物レン
ズに入射した光のうち上記反射部材の周りを通過した光
を受光部に導く受光手段とを有し、照射した光の位相と
受光部で受光した光の位相との位相差から測定対象物ま
での距離を測定する光波距離計において、測定対象物に
照射する光を拡散させる光拡散手段を備え、該光拡散手
段は、光の拡散度合を調節可能な光拡散調節手段又は対
物レンズから照射する光量を調節可能な光量調節手段を
備え、受光部の受光量が距離測定に適した適正受光量と
なるように測定対象物までの距離に応じて拡散度合又は
光量を調節することを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、測定対象物にプリズム
を用いずに直接地物に光を照射して距離測定を行う場
合、測定対象物までの距離が短距離の場合でも、照射光
を光拡散調節手段で拡散させることにより、測定対象物
に対する照射光の照射面積が大きくなり、対物レンズに
入射する平行な反射光が多くなり、したがって対物レン
ズに入射する光量が多くなる。そのため、反射光が多く
受光部に達し、受光部は反射光を多く受光することがで
きる。また、測定対象物にプリズムを用いて距離測定を
行う場合、プリズムまでの距離が短距離の場合でも、照
射光を光拡散調節手段で拡散させることにより、照射光
の照射面積が大きくなるので、プリズムで反射されて対
物レンズに入射する平行な反射光の入射光量が多くな
る。そのため、反射光が従来の光学系に比べて多く受光
部に達し、受光部は反射光を多く受光することができ
る。また、光源からの光を拡散するため、光源からの光
のうち光軸に近い部分の光が拡散して測定対象物に照射
し、その反射光が反射部材の周りを通過して受光部に受
光されるので、位相特性の良い光を距離測定に用いるこ
とができ、正確に距離を測定することができる。

【０００８】また、光源と反射部材との間に、光を透過
する光透過部と光を透過しない遮光部とを有する光回折
部を備えた光調節部材を、光回折部に対して光源からの
照射光が入射するように、かつ、該光回折部が照射光の
光軸に対して直交方向に変位可能となるように設け、光
回折部に、光回折部の変位によって光回折部を通過して
測定対象物に照射する光の拡散度合が変化するように該
変位方向に沿って光回折部の遮光部のピッチを変化させ
た光拡散調節領域と、光回折部の変位によって光回折部
を通過して対物レンズから照射する光量が変化するよう
に該変位方向に沿って光回折部の光透過部と遮光部との
割合を変化させた光量調節領域とを設け、光拡散調節領
域と光量調節領域とでそれぞれ上記光拡散調節手段と光
量調節手段とを構成するようすれば、従来濃淡フィルム
等で構成されていた光量調節手段と、光拡散調節手段と
を一体的に形成できるので、光量調節手段と光拡散手段
とを別個に設ける必要がなく、全体として装置を軽量か
つ小型にすることができる。

【０００９】また、光源からの光が光拡散調節領域に入
射しているか、光量調節領域に入射しているかを検出す
る光調節状態検出手段を備え、該光調節状態検出手段に
よる検出結果と受光部の受光量とに基づいて、受光部の
受光量が距離測定に適した適正受光量となるように光回
折部の変位を制御するようにしても良い。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１を参照して、１は光波距離計
であり、光源であるレーザダイオード２を備えている。
該レーザダイオード２からの光Ｂａはコリメータレンズ
３を介して反射ミラー４に照射され、該反射ミラー４で
反射された光Ｂａは対物レンズ６の光軸上に備えられた
反射部材である両面反射ミラー５によって対物レンズ６
の方向に反射され対物レンズ６から測定対象物に照射さ
れる。測定対象物で反射した光Ｂｂが対物レンズ６に入
射すると、該入射した光Ｂｂのうち上記両面反射ミラー
５の周りを通過した光Ｂｂは両面反射ミラー５の後方に
設けられた反射ミラー７で両面反射ミラー５の方向に反
射され、さらに両面反射ミラー５で反射されて受光部で
ある受光素子８に導かれる。

【００１１】また、光波距離計１は図示しない距離計算
装置を備えている。該距離計算装置は、照射した光の位
相と受光した光の位相の位相差から測定対象物までの距
離を計算し、その結果を該距離計算装置が備える距離表
示部に表示する。

【００１２】コリメータレンズ３と反射ミラー４との間
には開閉自在のシャッタ９が設けられており、シャッタ
９を開くとコリメータレンズ３からの光Ｂａは通過し、
シャッタ９を閉じると光Ｂａは遮られて反射されるよう
になっている。シャッタ９で反射された光はシャッタ９
の近傍に設けられた光ファイバ１０の一端に入射し、他
端から受光素子８に導かれる。このようにして受光素子
８に入射した光は、電子回路を構成する抵抗の温度変化
および使用電源の電圧の変化等により生じる、測定対象
物で反射した光の位相のずれを補正するための参照光と
して用いられる。

【００１３】シャッタ９と反射ミラー４との間には、光
調節ディスク１１が設けられている。該光調節ディスク
１１には、図２にコリメータレンズ３側から見た場合を
示すように、薄い円板状の透明体に光回折部１２と光照
射位置検出部１３とが形成され、レーザダイオード２か
らの光が光回折部１２に入射するように設置されてい
る。また、光調節ディスク１１の中央には、光調節ディ
スク１１を回転させるためのモータ１４のモータ軸１４
ａを挿入する挿入穴１１ａが設けられている。

【００１４】光回折部１２は、透明体表面に黒色の被覆
がなされており光を透過しない遮光部と、被覆がなされ
ておらず光を透過する光透過部とで構成されており、該
遮光部及び光透過部の形状により、全遮光領域１５、ス
リット領域１６、オープン領域１７、格子領域１８の４
つの領域に分けられる。本実施の形態では、全遮光領域
１５の中心角を１２°、スリット領域１６の中心角を７
８°、オープン領域１７の中心角を４５°、格子領域１
８の中心角を２２５°として、コリメータレンズ３側か
ら見て時計回りにこの順で設けられている。

【００１５】全遮光領域１５は、領域全体が遮光部で構
成されており、該全遮光領域１５にレーザダイオード２
からの光が入射したときに、光を透過しないようになっ
ている。

【００１６】スリット領域１６には、図３に示すよう
に、円の半径方向に伸びる遮光部と光透過部とが交互に
設けられており、遮光部の間隔、即ち、隣合う遮光部の
円周方向の一端同士の距離が、スリット領域１６の円周
方向の一端１６ａから他端１６ｂにわたって漸次大きく
なるように形成されている。本実施の形態では、円周方
向の一端１６ａから数えてｎ本目の遮光部Ｍ_nと（ｎ＋
１）本目の遮光部Ｍ_n+1の円周方向の一端同士の距離Ｐ_n
が、中心角に換算して０．１３°＋ｎ×０．００９２°
（ｎ＝１、２、・・・・、１２６）となるようにし、か
つ、ｎ番目の遮光部Ｍ_nの幅がＰ_n／２となるようにして
いる。例えば、１本目の遮光部と２本目の遮光部との間
隔は０．１３９２°となり、１２５本目の遮光部と１２
６本目の遮光部との間隔は１．２８°となる。このよう
に遮光部の間隔をスリット領域１６全体を通して除変さ
せることにより、スリット領域１６にレーザダイオード
２からの光が入射したときの、該スリット領域１６を通
過する光の回折角は円周方向の一端１６ａから他端１６
ｂまで次第に小さくなっていく。

【００１７】尚、スリット領域１６としては上述したも
のの他、図４に示すように、スリット領域１６を３つの
領域１６ｘ、１６ｙ、１６ｚで構成し、各領域の円の半
径方向に伸びる遮光部の間隔がスリット領域１６の円周
方向の一端１６ａから他端１６ｂまで漸次大きくなるよ
うに形成し、かつ、上記３つの領域１６ｘ、１６ｙ、１
６ｚ毎に遮光部の幅を変え、領域１６ｘ、領域１６ｙ、
領域１６ｚの順に遮光部の幅を大きくするようにしても
良い。また、この場合、図５に示すように、円の半径方
向に伸びる遮光部のかわりに円の円周方向に伸びる遮光
部を設けても良い。また、図６に示すように、回折格子
領域のかわりにディスク表面に不透明なドット模様を付
し、該ドット模様の回折効果によって光を拡散させ、ド
ットの大きさ及び密度によって光の拡散を調節しても良
い。この場合、スリット領域１６の円周方向の一端１６
ａから他端１６ｂにわたって、遮光部と光透過部との面
積比は一定となるようにする。

【００１８】オープン領域１７は、透明体を円形に打ち
抜いた開口部１１ｂで構成されており、該オープン領域
１７にレーザダイオード２からの光が入射したときに、
光がそのまま通過するようになっている。

【００１９】格子領域１８は、図７（ａ）に示すよう
に、円の半径方向に伸びる交互に設けられた遮光部及び
光透過部と、円周方向に伸びる交互に設けられた遮光部
及び光透過部とを重畳させた構成になっている。円の半
径方向に伸びる遮光部は、図７（ｂ）に示すように、円
周方向のピッチが一定になっており、かつ、遮光部の幅
が格子領域１８の円周方向の一端１８ａから他端１８ｂ
にわたって漸次大きくなるように形成されている。本実
施の形態では、遮光部のピッチＰを１．５°とし、円周
方向の一端１８ａから数えてｎ本目の遮光部Ｍ_nの幅が
０．０７５°＋ｎ×０．００９５°（ｎ＝１、２、・・
・・、１５０）となるようにした。例えば１本目の遮光
部の幅は０．０８４５°となり、１５０本目の遮光部の
幅は１．５°となる。遮光部の円周方向のピッチＰが一
定であるので、光が入射したときの回折角は一定であ
り、遮光部の幅が格子領域１８の円周方向の一端１８ａ
から他端１８ｂにわたって漸次大きくなっているので、
光が入射したときに透過する光量は円周方向の一端１８
ａから他端１８ｂまで次第に小さくなる。また、円周方
向に伸びる遮光部も、図７（ｃ）に示すように、半径方
向のピッチＰ´が一定になっており、かつ、遮光部の幅
が格子領域１８の円周方向の一端１８ａから他端１８ｂ
にわたって漸次大きくなるように形成されている。遮光
部の半径方向のピッチＰ´が一定であるので、光が入射
したときの回折角は一定であり、遮光部の幅が格子領域
１８の円周方向の一端１８ａから他端１８ｂにわたって
漸次大きくなっているので、光が入射したときに透過す
る光量は円周方向の一端１８ａから他端１８ｂまで次第
に小さくなる。格子領域１８を、このような円の半径方
向に伸びる遮光部と円周方向に伸びる遮光部と重畳させ
た構成にすることにより、格子領域１８にレーザダイオ
ード２からの光が入射したときの格子領域１８を通過す
る光の回折角は一定となり、光量は円周方向の一端１８
ａから他端１８ｂまで次第に小さくなっていく。

【００２０】光照射位置検出部１３は、光回折部１２の
外周に設けられ、透明領域１３ａ、不透明領域１３ｂ、
半透明領域１３ｃとで構成されている。光照射位置検出
部１３の各領域は、対応する光回折部１２の各領域に対
しコリメータレンズ３側から見て反時計回りに９０°ず
つずらして形成されており、透明領域１３ａは光回折部
１２の格子領域１８のうち円周方向の他端１８ｂから中
心角１８０°の領域に、不透明領域１３ｂは光回折部１
２の全遮光領域１５とスリット領域１６とオープン領域
１７のうちスリット領域に近い半分部分とに、半透明領
域１３ｃはオープン領域１７のうち格子領域に近い半分
部分と格子領域１８のうち円周方向の一端１８ａから中
心角４５°の領域とにそれぞれ対応している。

【００２１】尚、上記光調節ディスク１１は、図８に示
すように、円の半径方向に伸びる遮光部が形成された円
板状の透明体１１ｘ、円周方向に伸びる遮光部及び光照
射位置検出部１３が形成された円板状の透明体１１ｙと
の２枚の透明体を接合して作成する。

【００２２】符号１９はフォトインタラプタであり、発
光部と該発光部からの光を検出する検出部とを備える。
フォトインタラプタ１９は、コリメータレンズ３側から
見て、コリメータレンズ３からの光Ｂａが光回折部１２
に入射する位置から反時計回りに９０°の位置に、上記
発光部と検出部とが光照射位置検出部１３を挟むように
設置されている。このように設置されることにより、レ
ーザダイオード２からの光Ｂａが光回折部１２の格子領
域１８のうち円周方向の他端１８ｂから中心角１８０°
の領域に入射しているときには、フォトインタラプタ１
９の発光部の光は上記光照射位置検出部１３の透明領域
１３ａを透過し検出部に検出される。同様に、レーザダ
イオード２からの光が光回折部１２の全遮光領域１５又
はスリット領域１６又はオープン領域１７のうちスリッ
ト領域１６に近い半分部分に入射しているときには、フ
ォトインタラプタ１９の発光部の光は上記光照射位置検
出部１３の不透明領域１３ｂに照射され検出部は光を検
出しない。レーザダイオード２からの光が光回折部１２
のオープン領域１７のうち格子領域１８に近い半分部分
又は格子領域１８のうち円周方向の一端１８ａから中心
角４５°の領域に入射しているときには、フォトインタ
ラプタ１９の発光部の光は上記光照射位置検出部１３の
半透明領域１３ｃを透過し検出部に検出される。フォト
インタラプタ１９は検出部で検出した光量に応じて、レ
ーザダイオード２からの光が光回折部１２のどの位置に
入射しているかに対応している位置信号を、ＣＰＵを備
えた自動制御装置２０に出力する。自動制御装置２０は
これら位置信号に基づいてモータ１４を介して光調節デ
ィスク１１の回転を制御する。尚、フォトインタラプタ
１９が検出する領域が半透明領域１３ｂから不透明領域
１３ｃに、又は不透明領域１３から不透明領域１３ｂ
に、切替わる瞬間は、レーザダイオード２からの光は光
回折部１２のオープン領域１７の中心に入射している。

【００２３】自動制御装置２０には、受光素子８の受光
量が入力され、受光量があらかじめ設定されている距離
測定に適した適正受光量に一致するまでモータ１４を制
御し、光調節ディスク１１を回転させる。

【００２４】自動制御装置２０による制御の手順につい
て、図１及び図２を参照して以下に説明する。光波距離
計１で距離測定する場合、最初に、測定対象物にプリズ
ムを用いずに直接地物に光を照射して距離測定を行うノ
ンプリズムモードか測定対象物にプリズムを用いて距離
測定を行うプリズムモードかを設定するモード切替スイ
ッチ（図示せず）により、測定に対応したモードを設定
する。

【００２５】まず、ノンプリズムモードで距離測定する
場合について説明する。

【００２６】レーザダイオード２からの光が光回折部１
２の任意の初期位置に照射されている状態で、受光素子
８の受光量が適正受光量である場合にはそのまま距離測
定を行なう。自動制御装置２０が、初期位置において受
光量が適正受光量でないと判断した場合には自動制御装
置２０の制御によりモータ１４を駆動し光調節ディスク
１１を回転させて、光回折部１２のオープン領域１７の
中心にレーザダイオード２からの光が入射するように
し、回転を停止する。レーザダイオード２からの光がオ
ープン領域１７に入射している状態で光が全く受光素子
８に受光されない場合には、自動制御装置２０は、測定
対象物までの距離が短距離であると判断し、自動制御装
置２０の制御によりモータ１４を駆動し、光調節ディス
ク１１をコリメータレンズ３側から見て時計回りに回転
させる。光調節ディスク１１が回転すると光が照射され
る部分はスリット領域１６の円周方向の他端１６ｂから
一端１６ａに移動していき、該スリット領域１６を通過
する光の回折角は次第に大きくなっていく。光調節ディ
スク１１が回転し光の回折角が大きくなっていくと測定
対象物に対する照射光Ｂａの照射面積も大きくなってい
くので、平行光線に近い反射光Ｂｄが対物レンズに入射
する光量が大きくなっていく。すると、両面反射ミラー
５の周りを通過して受光素子８に入射する反射光Ｂｂの
光量も徐々に大きくなり、受光素子８の受光量と適正受
光量が一致したところで自動制御装置２０が光調節ディ
スク１１の回転を停止し、距離計算装置により距離の計
算を行う。一方、レーザダイオード２からの光がオープ
ン領域１７に照射されている状態で受光素子８が反射光
を受光している場合、該受光量が適正受光量である場合
にはそのまま距離測定を行なう。自動制御装置２０が受
光量が適正受光量でないと判断した場合には、自動制御
装置２０の制御によりモータ１４を駆動し、光調節ディ
スク１１をコリメータレンズ３側から見て反時計回りに
回転させる。光調節ディスク１１が回転すると光が照射
される部分は格子領域１８の円周方向の一端１８ａから
他端１８ｂに移動していき、該格子領域１８を通過する
光量は次第に小さくなっていく。格子領域１８を通過す
る光量が小さくなっていくと受光素子８の受光量も小さ
くなっていくので、受光素子８の受光量と適正受光量が
一致したところで自動制御装置２０が光調節ディスク１
１の回転を停止し、距離計算装置により距離の計算を行
う。

【００２７】次に、プリズムモードで距離測定する場合
について説明する。

【００２８】まず、自動制御装置２０は、フォトインタ
ラプタ１９からの位置信号により、光が光回折部１２の
いずれの部分に照射されているかを検出する。

【００２９】光が格子領域１８又はオープン領域１７の
格子領域１８に近い半分部分に照射されている場合、即
ち、自動制御装置２０がフォトインタラプタ１９から透
明領域１３ａ又は半透明領域１３ｃに対応する位置信号
を受けた場合には、受光素子８の受光量が適正受光量か
どうかを判断し、適正受光量の場合にはそのまま距離測
定を行なう。受光量が適正受光量よりも大きい場合に
は、自動制御装置２０の制御によりモータ１４を駆動し
光調節ディスク１１をコリメータレンズ３側から見て反
時計回りに回転させる。光調節ディスク１１が回転する
と光が照射される部分は格子領域１８の円周方向の一端
１８ａ方向から他端１８ｂ方向に移動していき、該格子
領域１８を通過する光量は次第に小さくなっていく。格
子領域１８を通過する光量が小さくなっていくと受光素
子８の受光量も小さくなっていくので、受光素子８の受
光量と適正受光量が一致したところで自動制御装置２０
が光調節ディスク１１の回転を停止し、距離計算装置に
より距離の計算を行う。一方、受光量が適正受光量より
も小さい場合には、自動制御装置２０の制御によりモー
タ１４を駆動し光調節ディスク１１をコリメータレンズ
３側から見て時計回りに回転させる。光調節ディスク１
１が回転すると光が照射される部分は格子領域１８の円
周方向の他端１８ｂ方向から一端１８ａ方向に移動して
いき、該格子領域１８を通過する光量は次第に大きくな
っていく。格子領域１８を通過する光量が大きくなって
いくと受光素子８の受光量も大きくなっていくので、受
光素子８の受光量と適正受光量が一致したところで自動
制御装置２０が光調節ディスク１１の回転を停止し、距
離計算装置により距離の計算を行う。

【００３０】光がスリット領域１６に照射されている場
合、即ち、自動制御装置２０がフォトインタラプタ１９
から不透明領域１３ｂに対応する位置信号を受けた場合
には、自動制御装置２０の制御によりモータ１４を駆動
し、光調節ディスク１１をコリメータレンズ３側から見
て反時計回りに回転させ、光がオープン領域１７の中心
に照射されるようし、回転を停止する。この状態で受光
素子８の受光量が適正受光量の場合にはそのまま距離測
定を行なう。受光量が適正受光量よりも大きい場合に
は、自動制御装置２０の制御によりモータ１４を駆動し
光調節ディスク１１をコリメータレンズ３側から見て反
時計回りに回転させる。光調節ディスク１１が回転する
と光が照射される部分は格子領域１８円周方向の他端１
８ｂ方向に移動していき、該格子領域１８を通過する光
量は次第に小さくなっていく。格子領域１８を通過する
光量が小さくなっていくと受光素子８の受光量も小さく
なっていくので、受光素子８の受光量と適正受光量が一
致したところで自動制御装置２０が光調節ディスク１１
の回転を停止し、距離計算装置により距離の計算を行
う。光がオープン領域１７の中心に照射されている状態
で受光量が適正受光量よりも小さい場合には、距離計算
装置は信号ナシであると判断し、距離計算は行なわな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、測定対象物にプリズムを用いずに直接地物に光を照
射して距離測定を行う場合、測定対象物までの距離が短
距離の場合でも、照射光を光拡散手段で拡散させること
により、測定対象物に対する照射光の照射面積が大きく
なり、対物レンズの光軸に平行な反射光が対物レンズに
入射する面積が大きくなる。そのため、反射光が反射部
材に遮られず受光部は反射光を受光することができる。
また、測定対象物にプリズムを用いて距離測定を行う場
合、プリズムまでの距離が短距離の場合でも、照射光を
光拡散手段で拡散させることにより、プリズムに対する
照射光の入射角度が大きくなり、該入射角度と同角度で
反射光がプリズムから出射されるため、反射光は照射光
よりも拡がった状態で対物レンズに入射する。そのた
め、反射光が反射部材に遮られず受光部は反射光を受光
することができる。また、光源からの光を拡散して測定
対象物に照射しているため、光源からの光のうち光軸に
近い部分の光を測定に用いることができ、正確に距離を
測定することができる。また、光量調節手段と光拡散調
節手段とを一体的に形成することにより、光量調節手段
と光拡散調節手段とを別個に設ける必要がなく、全体と
して装置を軽量かつ小型にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図

【図２】光調節ディスクを示す図

【図３】スリット領域を示す図

【図４】スリット領域の第２の実施の形態を示す図

【図５】スリット領域の第３の実施の形態を示す図

【図６】スリット領域の第４の実施の形態を示す図

【図７】格子領域を示す図

【図８】光調節ディスクの作成法を示す図

【図９】従来の光波距離計での受光系を示す図

【符号の説明】

２レーザーダイオード５両面反射ミラー６対物レンズ７受光素子１１光調節ディスク１５全遮光領域１６スリット領域１７オープン領域１８格子領域２０自動制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笹木幸治神奈川県厚木市長谷260−63 株式会社ソキア厚木工場内 (72)発明者川嶋孝神奈川県厚木市長谷260−63 株式会社ソキア厚木工場内Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA06 DD03 EE01 FF13 GG06 JJ01 JJ05 LL00 LL02 LL04 LL12 LL29 LL30 LL42 NN08 QQ25 SS03 2F112 AD10 BA01 CA12 DA09 DA25 DA40 EA03 EA07 5J084 AA05 AD02 BA04 BA32 BB02 BB04 BB21 DA01 EA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を対物レンズの光軸上に備
えられた反射部材により上記対物レンズ方向に反射さ
せ、該対物レンズから測定対象物に光源からの光を照射
する光照射手段と、測定対象物で反射して上記対物レン
ズに入射した光のうち上記反射部材の周りを通過した光
を受光部に導く受光手段とを有し、照射した光の位相と
受光部で受光した光の位相との位相差から測定対象物ま
での距離を測定する光波距離計において、測定対象物に
照射する光を拡散させる光拡散手段を備え、該光拡散手
段は光の拡散度合を調節可能な光拡散調節手段を備え、
受光部の受光量が距離測定に適した適正受光量となるよ
うに測定対象物までの距離に応じて拡散度合を調節する
ことを特徴とする光波距離計。
【請求項２】光源と反射部材との間に、光を透過する
光透過部と光を透過しない遮光部とを有する光回折部を
備えた光調節部材を、光回折部に対して光源からの照射
光が入射するように、かつ、該光回折部が照射光の光軸
に対して直交方向に変位可能となるように設け、光回折
部の変位によって光回折部を通過して測定対象物に照射
する光の拡散度合が変化するように該変位方向に沿って
光回折部の遮光部のピッチを変化させ、光調節部材で上
記光拡散手段を構成することを特徴とする請求項１に記
載の光波距離計。
【請求項３】光源からの光を対物レンズの光軸上に備
えられた反射部材により上記対物レンズ方向に反射さ
せ、該対物レンズから測定対象物に光源からの光を照射
する光照射手段と、測定対象物で反射して上記対物レン
ズに入射した光のうち上記反射部材の周りを通過した光
を受光部に導く受光手段とを有し、照射した光の位相と
受光部で受光した光の位相との位相差から測定対象物ま
での距離を測定する光波距離計において、測定対象物に
照射する光を拡散させる光拡散手段を備え、該光拡散手
段は対物レンズから照射する光量を調節可能な光量調節
手段を備え、受光部の受光量が距離測定に適した適正受
光量となるように測定対象物までの距離に応じて光量を
調節することを特徴とする光波距離計。
【請求項４】光源と反射部材との間に、光を透過する
光透過部と光を透過しない遮光部とを有する光回折部を
備えた光調節部材を、光回折部に対して光源からの照射
光が入射するように、かつ、該光回折部が照射光の光軸
に対して直交方向に変位可能となるように設け、光回折
部の変位によって光回折部を通過して対物レンズから照
射する光量が変化するように該変位方向に沿って光回折
部の光透過部と遮光部との割合を変化させ、光調節部材
で上記光拡散手段を構成することを特徴とする請求項３
に記載の光波距離計。
【請求項５】光源からの光を対物レンズの光軸上に備
えられた反射部材により上記対物レンズ方向に反射さ
せ、該対物レンズから測定対象物に光源からの光を照射
する光照射手段と、測定対象物で反射して上記対物レン
ズに入射した光のうち上記反射部材の周りを通過した光
を受光部に導く受光手段とを有し、照射した光の位相と
受光部で受光した光の位相との位相差から測定対象物ま
での距離を測定する光波距離計において、測定対象物に
照射する光を拡散させる光拡散手段を備え、該光拡散手
段は、光の拡散度合を調節可能な光拡散調節手段と対物
レンズから照射する光量を調節可能な光量調節手段とを
備え、受光部の受光量が距離測定に適した適正受光量と
なるように測定対象物までの距離に応じて拡散度合又は
光量を調節することを特徴とする光波距離計。
【請求項６】光源と反射部材との間に、光を透過する
光透過部と光を透過しない遮光部とを有する光回折部を
備えた光調節部材を、光回折部に対して光源からの照射
光が入射するように、かつ、該光回折部が照射光の光軸
に対して直交方向に変位可能となるように設け、光回折
部に、光回折部の変位によって光回折部を通過して測定
対象物に照射する光の拡散度合が変化するように該変位
方向に沿って光回折部の遮光部のピッチを変化させた光
拡散調節領域と、光回折部の変位によって光回折部を通
過して対物レンズから照射する光量が変化するように該
変位方向に沿って光回折部の光透過部と遮光部との割合
を変化させた光量調節領域とを設け、光拡散調節領域と
光量調節領域とでそれぞれ上記光拡散調節手段と光量調
節手段とを構成するようにしたことを特徴とする請求項
５に記載の光波距離計。
【請求項７】光源からの光が光拡散調節領域に入射し
ているか、光量調節領域に入射しているかを検出する光
調節状態検出手段を備え、該光調節状態検出手段による
検出結果と受光部の受光量とに基づいて、受光部の受光
量が距離測定に適した適正受光量となるように光回折部
の変位を制御することを特徴とする請求項６に記載の光
波距離計。