JP2003057342A - 測距装置および測距方法 - Google Patents
測距装置および測距方法Info
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- JP2003057342A JP2003057342A JP2001249555A JP2001249555A JP2003057342A JP 2003057342 A JP2003057342 A JP 2003057342A JP 2001249555 A JP2001249555 A JP 2001249555A JP 2001249555 A JP2001249555 A JP 2001249555A JP 2003057342 A JP2003057342 A JP 2003057342A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物に対して測距用信号光を照射すると
きの位置決めを簡単にできるようにし、且つ被測定物か
らの反射光量も確保可能とする。 【解決手段】 レーザ光を被測定物ＯＢに向かって照射
するレーザ光出射器３と、被測定物からの反射光を受光
する反射光受光器４と、信号光の出射から反射光の受光
までの経過時間により被測定物までの距離を求める距離
算出器１０とを備えて測距装置１が構成される。レーザ
光出射器３から出射されるレーザ光は、照射光軸に直交
する照射面内におけるビーム形状の一軸方向の長さがこ
の一軸と直交する他の軸方向の長さより長く、上記一軸
方向が通常の使用姿勢における上下および左右方向に対
して所定角度傾くようにレーザ光出射器３が配設されて
いる。
きの位置決めを簡単にできるようにし、且つ被測定物か
らの反射光量も確保可能とする。 【解決手段】 レーザ光を被測定物ＯＢに向かって照射
するレーザ光出射器３と、被測定物からの反射光を受光
する反射光受光器４と、信号光の出射から反射光の受光
までの経過時間により被測定物までの距離を求める距離
算出器１０とを備えて測距装置１が構成される。レーザ
光出射器３から出射されるレーザ光は、照射光軸に直交
する照射面内におけるビーム形状の一軸方向の長さがこ
の一軸と直交する他の軸方向の長さより長く、上記一軸
方向が通常の使用姿勢における上下および左右方向に対
して所定角度傾くようにレーザ光出射器３が配設されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号光を被測定物
に照射し非接触で被測定物までの離間距離を測定する測
距装置および測距方法に関する。
に照射し非接触で被測定物までの離間距離を測定する測
距装置および測距方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような測距装置および方法として、
パルス状の信号光を被測定物（目標物）に向かって照射
し、被測定物から反射されてくる反射光を受光するまで
の経過時間を測定し、この経過時間と信号光の伝播速度
とに基づいて被測定物までの距離を求めるものが従来か
ら知られている。このような測距装置および方法におい
ては、一般的に半導体レーザ素子が出射した光信号を、
光学系レンズを通して測定対象物に照射するようになっ
ている。この半導体レーザ素子の発光部の発光パターン
は通常、図６（Ａ）に示すような細長い形状をしてい
る。従来はこの発光部から出射したビームが、通常の使
用姿勢で照射面において水平もしくは垂直に延びた細長
い断面形状を形成するように半導体レーザ素子が測距装
置内に配設されていた。例えば、図６（Ｂ）に示すよう
に、視野３ｃ内の照射面において、水平線３ｄに対して
垂直方向に延びたビーム３ａを照射したり、水平方向に
延びたビーム３ｂを照射したりするようになっていた。
パルス状の信号光を被測定物（目標物）に向かって照射
し、被測定物から反射されてくる反射光を受光するまで
の経過時間を測定し、この経過時間と信号光の伝播速度
とに基づいて被測定物までの距離を求めるものが従来か
ら知られている。このような測距装置および方法におい
ては、一般的に半導体レーザ素子が出射した光信号を、
光学系レンズを通して測定対象物に照射するようになっ
ている。この半導体レーザ素子の発光部の発光パターン
は通常、図６（Ａ）に示すような細長い形状をしてい
る。従来はこの発光部から出射したビームが、通常の使
用姿勢で照射面において水平もしくは垂直に延びた細長
い断面形状を形成するように半導体レーザ素子が測距装
置内に配設されていた。例えば、図６（Ｂ）に示すよう
に、視野３ｃ内の照射面において、水平線３ｄに対して
垂直方向に延びたビーム３ａを照射したり、水平方向に
延びたビーム３ｂを照射したりするようになっていた。
【０００３】このような測距装置の測距対象物すなわち
被測定物は、一般的に言って、屋外の自然物もしくは建
造物であることが多く、例えば、垂直方向に延びる樹
木、ポール、ビル、水平方向に延びる橋梁のように垂直
もしくは水平に延びる状態のものであることが多い。
被測定物は、一般的に言って、屋外の自然物もしくは建
造物であることが多く、例えば、垂直方向に延びる樹
木、ポール、ビル、水平方向に延びる橋梁のように垂直
もしくは水平に延びる状態のものであることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図６に
示すように照射面において垂直方向もしくは水平方向に
延びる断面形状のレーザ光を、上記のように垂直もしく
は水平に延びる被測定物（各々、５ａ及び５ｅで示す）
に照射する場合において、例えば、３ａのようにレーザ
ビームの断面形状が照射面において垂直方向に延び、５
ａのように被測定物も垂直方向に延びるものである場
合、垂直方向に延びる細長いレーザビームを垂直方向に
延びる細長い被測定物（５ａ）に照射するためには信号
光３ａの短い方の照射幅３ｅ内に被測定物が入らねばな
らないために正確に位置を合わせて照射することが難し
いという問題がある。同様に、３ｂのようにレーザビー
ムの断面形状が照射面において水平方向に延び、５ｅの
ように被測定物も水平方向に延びるものである場合に
も、信号光３ｂの短い方の照射幅３ｆ内に被測定物が入
るように正確に位置を合わせて照射するのが難しいとい
う問題がある。
示すように照射面において垂直方向もしくは水平方向に
延びる断面形状のレーザ光を、上記のように垂直もしく
は水平に延びる被測定物（各々、５ａ及び５ｅで示す）
に照射する場合において、例えば、３ａのようにレーザ
ビームの断面形状が照射面において垂直方向に延び、５
ａのように被測定物も垂直方向に延びるものである場
合、垂直方向に延びる細長いレーザビームを垂直方向に
延びる細長い被測定物（５ａ）に照射するためには信号
光３ａの短い方の照射幅３ｅ内に被測定物が入らねばな
らないために正確に位置を合わせて照射することが難し
いという問題がある。同様に、３ｂのようにレーザビー
ムの断面形状が照射面において水平方向に延び、５ｅの
ように被測定物も水平方向に延びるものである場合に
も、信号光３ｂの短い方の照射幅３ｆ内に被測定物が入
るように正確に位置を合わせて照射するのが難しいとい
う問題がある。
【０００５】一方、照射面において、レーザビームの断
面形状が垂直方向に延びて被測定物が水平方向に延びる
場合や、レーザビームの断面形状が水平方向に延び被測
定物が垂直方向に延びる場合には、細長いレーザビーム
の一部が被測定物を横切るように照射すればよいので、
レーザビームの位置合わせは簡単である。しかしなが
ら、これらの場合には、互いに直交する細長いレーザビ
ームと細長い被測定物とが重なる比較的面積が小さい部
分、各々３ｇ，３ｈからのみ反射光が出射されてくるた
め、反射光量が小さく、測距精度が低下するおそれがあ
るという問題がある。
面形状が垂直方向に延びて被測定物が水平方向に延びる
場合や、レーザビームの断面形状が水平方向に延び被測
定物が垂直方向に延びる場合には、細長いレーザビーム
の一部が被測定物を横切るように照射すればよいので、
レーザビームの位置合わせは簡単である。しかしなが
ら、これらの場合には、互いに直交する細長いレーザビ
ームと細長い被測定物とが重なる比較的面積が小さい部
分、各々３ｇ，３ｈからのみ反射光が出射されてくるた
め、反射光量が小さく、測距精度が低下するおそれがあ
るという問題がある。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
水平方向もしくは垂直方向のどちらの方向に延びる被測
定物に対しても測距用信号光を照射するときの位置決め
が簡単であり、且つ、被測定物からの反射光量も確保可
能な構成の測距装置および方法を提供することを目的と
する。
水平方向もしくは垂直方向のどちらの方向に延びる被測
定物に対しても測距用信号光を照射するときの位置決め
が簡単であり、且つ、被測定物からの反射光量も確保可
能な構成の測距装置および方法を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明に係る測距装置は、信号光を被測定物に向か
って照射する信号光出射器と、被測定物で反射された反
射光を受光する反射光受光器と、信号光を出射したとき
から反射光を受光するまでの経過時間により被測定物ま
での距離を求める距離算出器とを備える。そして、信号
光出射器から出射される信号光は、照射光軸に直交する
照射面内におけるビームの断面形状の一軸方向の長さが
この一軸と直交する他の軸方向の長さより長く（例え
ば、矩形状もしくは楕円形状となるビーム断面形状）、
上記一軸方向が通常の使用姿勢における上下および左右
方向に対して所定角度傾くように信号光出射器が配設さ
れている。ここで通常の使用姿勢における上下および左
右方向とは、各々、測距装置基準の、垂直方向に平行と
される方向および水平方向に平行とされる方向である。
め、本発明に係る測距装置は、信号光を被測定物に向か
って照射する信号光出射器と、被測定物で反射された反
射光を受光する反射光受光器と、信号光を出射したとき
から反射光を受光するまでの経過時間により被測定物ま
での距離を求める距離算出器とを備える。そして、信号
光出射器から出射される信号光は、照射光軸に直交する
照射面内におけるビームの断面形状の一軸方向の長さが
この一軸と直交する他の軸方向の長さより長く（例え
ば、矩形状もしくは楕円形状となるビーム断面形状）、
上記一軸方向が通常の使用姿勢における上下および左右
方向に対して所定角度傾くように信号光出射器が配設さ
れている。ここで通常の使用姿勢における上下および左
右方向とは、各々、測距装置基準の、垂直方向に平行と
される方向および水平方向に平行とされる方向である。
【０００８】このように測距装置を構成すれば、照射面
にある被測定物が垂直方向もしくは水平方向に延びる場
合、信号光はこれに対してビームの断面形状の一軸方向
が所定角度傾いて、すなわち斜めに照射されることにな
り、信号光を被測定物に照射させるときの位置ずれの許
容度が大きくなるので位置合わせが容易となる。さら
に、信号光は被測定物に斜めに照射されるため、照射面
積が、信号光と被測定物とが直交する場合に比較して大
きくなり、反射光量が大きくなってＳＮ比が高まるため
に測定誤差を抑えることができる。
にある被測定物が垂直方向もしくは水平方向に延びる場
合、信号光はこれに対してビームの断面形状の一軸方向
が所定角度傾いて、すなわち斜めに照射されることにな
り、信号光を被測定物に照射させるときの位置ずれの許
容度が大きくなるので位置合わせが容易となる。さら
に、信号光は被測定物に斜めに照射されるため、照射面
積が、信号光と被測定物とが直交する場合に比較して大
きくなり、反射光量が大きくなってＳＮ比が高まるため
に測定誤差を抑えることができる。
【０００９】なお、上記所定角度は２５度以上６５度以
下であることが好ましく、さらに、この所定角度が略４
５度であるのが好ましい。また、所定角度が可変調整可
能となるように信号光出射器を信号光の光軸中心に対し
て回転自在に配設して構成しても良い。また、ビームの
断面形状が略長方形であり長方形の対角線方向が通常の
使用姿勢における上下または左右方向と一致するように
信号光出射器が配設されていることが好ましい。
下であることが好ましく、さらに、この所定角度が略４
５度であるのが好ましい。また、所定角度が可変調整可
能となるように信号光出射器を信号光の光軸中心に対し
て回転自在に配設して構成しても良い。また、ビームの
断面形状が略長方形であり長方形の対角線方向が通常の
使用姿勢における上下または左右方向と一致するように
信号光出射器が配設されていることが好ましい。
【００１０】一方、本発明に係る測距方法は、照射光軸
に直交する照射面内におけるビームの断面形状の一軸方
向の長さがこの一軸と直交する他の軸方向の長さより長
い信号光を被測定物に照射し、被測定物で反射された反
射光を受光して照射から受光までの経過時間により被測
定物までの距離を求めるように構成され、上記一軸方向
を、鉛直方向および水平方向に対して所定角度傾けて被
測定物に照射する。なお、この場合に、所定角度が任意
に調整可能であっても良い。
に直交する照射面内におけるビームの断面形状の一軸方
向の長さがこの一軸と直交する他の軸方向の長さより長
い信号光を被測定物に照射し、被測定物で反射された反
射光を受光して照射から受光までの経過時間により被測
定物までの距離を求めるように構成され、上記一軸方向
を、鉛直方向および水平方向に対して所定角度傾けて被
測定物に照射する。なお、この場合に、所定角度が任意
に調整可能であっても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明に係る測距装
置１を図１に示している。この測距装置１は筐体２内に
レーザ光出射器３と反射光受光器４とを有して構成さ
れ、レーザ光出射器３からのパルス状のレーザ光（信号
光もしくは測定光）が出射されるレーザ光出射窓３ａ
と、反射光を受光する反射光受光窓４ａとが筐体２に設
けられている。筐体２の上面にはパワーオンオフのため
の第１操作ボタン５と、測距開始操作のための第２操作
ボタン６とが設けられている。筐体２の背面にはファイ
ンダ窓２ａ（図３参照）が設けられており、この測距装
置１を用いて測距を行う操作者がファインダ窓２ａ越し
に被測定物を見て被測定物までの距離測定を行うように
なっている。
ましい実施形態について説明する。本発明に係る測距装
置１を図１に示している。この測距装置１は筐体２内に
レーザ光出射器３と反射光受光器４とを有して構成さ
れ、レーザ光出射器３からのパルス状のレーザ光（信号
光もしくは測定光）が出射されるレーザ光出射窓３ａ
と、反射光を受光する反射光受光窓４ａとが筐体２に設
けられている。筐体２の上面にはパワーオンオフのため
の第１操作ボタン５と、測距開始操作のための第２操作
ボタン６とが設けられている。筐体２の背面にはファイ
ンダ窓２ａ（図３参照）が設けられており、この測距装
置１を用いて測距を行う操作者がファインダ窓２ａ越し
に被測定物を見て被測定物までの距離測定を行うように
なっている。
【００１２】この測距装置１の概略内部構成を図２に示
しており、上記の構成に加えて、距離算出器１０を有す
るコントローラ７と、コントローラ７からの表示信号を
受けて距離表示を行う距離表示器８とが設けられてい
る。距離表示器８はファインダ窓２ａの内部において距
離表示を行い、操作者がファインダ窓２ａを覗くとその
視野内に距離が表示されるようになっている。なお、筐
体２の外側に例えば液晶表示を行う距離表示器を設けて
も良い。コントローラ７には第１および第２操作ボタン
５，６からの操作信号が入力されるようになっている。
レーザ光出射器３はパルス発生回路３１、発光素子（半
導体レーザ）３２および光学系３３から構成され、反射
光受光器４は、受信回路４１、受光素子（フォトダイオ
ード）４２および集光レンズ４３から構成される。
しており、上記の構成に加えて、距離算出器１０を有す
るコントローラ７と、コントローラ７からの表示信号を
受けて距離表示を行う距離表示器８とが設けられてい
る。距離表示器８はファインダ窓２ａの内部において距
離表示を行い、操作者がファインダ窓２ａを覗くとその
視野内に距離が表示されるようになっている。なお、筐
体２の外側に例えば液晶表示を行う距離表示器を設けて
も良い。コントローラ７には第１および第２操作ボタン
５，６からの操作信号が入力されるようになっている。
レーザ光出射器３はパルス発生回路３１、発光素子（半
導体レーザ）３２および光学系３３から構成され、反射
光受光器４は、受信回路４１、受光素子（フォトダイオ
ード）４２および集光レンズ４３から構成される。
【００１３】以上のように構成された測距装置１を用い
て遠くの被測定物ＯＢ（例えば、ポール）までの距離を
測定する場合について説明する。測距装置１を用いて被
測定物ＯＢまでの距離を測定するときには、第１操作ボ
タン５を操作して電源をオンにし、図３に示すように、
操作者がファインダ２ａを通して被測定物ＯＢを見た状
態で第２操作ボタン６を操作する。これにより、第２操
作ボタン６からその操作信号がコントローラ７に入力さ
れ、距離測定作動が開始される。
て遠くの被測定物ＯＢ（例えば、ポール）までの距離を
測定する場合について説明する。測距装置１を用いて被
測定物ＯＢまでの距離を測定するときには、第１操作ボ
タン５を操作して電源をオンにし、図３に示すように、
操作者がファインダ２ａを通して被測定物ＯＢを見た状
態で第２操作ボタン６を操作する。これにより、第２操
作ボタン６からその操作信号がコントローラ７に入力さ
れ、距離測定作動が開始される。
【００１４】この距離測定作動では、まず、コントロー
ラ７においてパルス発生回路３１を作動させて発光素子
３２からパルス状のレーザ光を発射させる。このレーザ
光は光学系３３を通ってレーザ出射窓３ａから被測定物
に向けて出射される（図２および図３の矢印Ａで示すレ
ーザ光）。このようにして測距装置１から出射されたレ
ーザ光Ａは被測定物ＯＢに照射され、矢印Ｂで示すよう
に反射される。このように被測定物ＯＢで反射された反
射光は、その一部（測距装置１に向かって反射された
光）が反射光受光窓４ａ内に入射し（図２の矢印Ｂ参
照）、集光レンズ４３により集光されて受光素子４２に
照射される。受光素子４２はこのようにして反射光の照
射を受けるとこれが受信回路４１により検出され、受信
回路４１からこの受信信号がコントローラ７に送出され
る。
ラ７においてパルス発生回路３１を作動させて発光素子
３２からパルス状のレーザ光を発射させる。このレーザ
光は光学系３３を通ってレーザ出射窓３ａから被測定物
に向けて出射される（図２および図３の矢印Ａで示すレ
ーザ光）。このようにして測距装置１から出射されたレ
ーザ光Ａは被測定物ＯＢに照射され、矢印Ｂで示すよう
に反射される。このように被測定物ＯＢで反射された反
射光は、その一部（測距装置１に向かって反射された
光）が反射光受光窓４ａ内に入射し（図２の矢印Ｂ参
照）、集光レンズ４３により集光されて受光素子４２に
照射される。受光素子４２はこのようにして反射光の照
射を受けるとこれが受信回路４１により検出され、受信
回路４１からこの受信信号がコントローラ７に送出され
る。
【００１５】コントローラ７においては、レーザ光出射
器３からのレーザ光の発射から反射光受光器４による反
射光の受光までの経過時間に基づいて距離算出器１０に
より被測定物ＯＢまでの距離を算出する。この距離算出
は、レーザ光出射器３からパルスレーザ光が発射された
ときから反射光受光器４により反射光が受光されるまで
の経過時間を、クロックパルスや位相差等により測定
し、レーザ光の空間伝播速度を用いて距離に換算して行
うものであり、一般的に知られていることであるのでそ
の説明は省略する。
器３からのレーザ光の発射から反射光受光器４による反
射光の受光までの経過時間に基づいて距離算出器１０に
より被測定物ＯＢまでの距離を算出する。この距離算出
は、レーザ光出射器３からパルスレーザ光が発射された
ときから反射光受光器４により反射光が受光されるまで
の経過時間を、クロックパルスや位相差等により測定
し、レーザ光の空間伝播速度を用いて距離に換算して行
うものであり、一般的に知られていることであるのでそ
の説明は省略する。
【００１６】以上の構成の測距装置１において、レーザ
光出射器３の発光素子３２は半導体レーザから構成さ
れ、図６（Ａ）に示すように発光部が細長い形状の発光
パターンを示す。なお、この図では矩形状の発光パター
ンを示しているが、これがこの矩形状に近似するような
楕円形状となることもある。従来はこのような発光部か
ら出射した信号光を照射光軸に直交する照射面内におけ
るビームの断面形状の長手方向が水平もしくは垂直にな
るように発光素子が配設されていた。ここで照射面は被
測定物の反射面近傍に仮想的に設けた面であり、被測定
物の実質的な反射面またはその反射面を内部に含む面と
いうこともできる。しかしながら、本実施形態の測距装
置１においては、図４に符号５ｂおよび５ｆで示すよう
に、照射面内におけるビームの断面形状の長手方向が水
平に対して略４５°傾くよう信号光が出射されるように
発光素子３２が筐体２内に配設されている。
光出射器３の発光素子３２は半導体レーザから構成さ
れ、図６（Ａ）に示すように発光部が細長い形状の発光
パターンを示す。なお、この図では矩形状の発光パター
ンを示しているが、これがこの矩形状に近似するような
楕円形状となることもある。従来はこのような発光部か
ら出射した信号光を照射光軸に直交する照射面内におけ
るビームの断面形状の長手方向が水平もしくは垂直にな
るように発光素子が配設されていた。ここで照射面は被
測定物の反射面近傍に仮想的に設けた面であり、被測定
物の実質的な反射面またはその反射面を内部に含む面と
いうこともできる。しかしながら、本実施形態の測距装
置１においては、図４に符号５ｂおよび５ｆで示すよう
に、照射面内におけるビームの断面形状の長手方向が水
平に対して略４５°傾くよう信号光が出射されるように
発光素子３２が筐体２内に配設されている。
【００１７】このため、図４（Ａ）に示すように、この
測距装置１を用いて垂直に延びる被測定物５ａを測定す
る場合、信号光５ｂの横方向の照射幅５ｄ内に被測定物
５ａが入れば良く、被測定物５ａに信号光５ｂを照射す
るときの位置合わせが容易である。また、測定対象物５
ａに対する信号光の照射面積５ｃ（照射面積幅５ｃ′）
は図６の３ｈと較べて比較的大きいので、反射光量が大
きくなって測定精度が向上し、測定可能距離を長くする
ことができる。
測距装置１を用いて垂直に延びる被測定物５ａを測定す
る場合、信号光５ｂの横方向の照射幅５ｄ内に被測定物
５ａが入れば良く、被測定物５ａに信号光５ｂを照射す
るときの位置合わせが容易である。また、測定対象物５
ａに対する信号光の照射面積５ｃ（照射面積幅５ｃ′）
は図６の３ｈと較べて比較的大きいので、反射光量が大
きくなって測定精度が向上し、測定可能距離を長くする
ことができる。
【００１８】一方、図４（Ｂ）に示すように、この測距
装置１を用いて水平に延びる測定対象物５ｅを測定する
場合、信号光５ｆの縦方向の照射幅５ｈ内に被測定物５
ｅが入れば良く、被測定物５ｅに信号光５ｆを照射する
ときの位置合わせが容易である。また、この場合にも被
測定物５ｅに対する信号光の照射面積５ｇ（照射面積幅
５ｇ′）は図６の３ｇと較べて比較的大きいので、反射
光量が大きくなって測定精度が向上する。
装置１を用いて水平に延びる測定対象物５ｅを測定する
場合、信号光５ｆの縦方向の照射幅５ｈ内に被測定物５
ｅが入れば良く、被測定物５ｅに信号光５ｆを照射する
ときの位置合わせが容易である。また、この場合にも被
測定物５ｅに対する信号光の照射面積５ｇ（照射面積幅
５ｇ′）は図６の３ｇと較べて比較的大きいので、反射
光量が大きくなって測定精度が向上する。
【００１９】以上のように一般に所定角度が略４５度の
ときに、垂直方向、水平方向どちらの方向に延びる被測
定物に対しても、位置合わせが容易で且つ反射光量が大
きいために受信光量が大きくて測定精度が良い。上記測
距装置１において発光素子３２から出射される信号光の
長手方向は、上述のように水平に対して略４５°傾ける
（図５（Ａ）の信号光４ａ参照）だけでなく、図５
（Ｂ）に示す信号光４ｂのようにこれより大きな角度で
傾けても良い。このようにすれば、水平に延びる被測定
物に対する位置合わせがより容易であり、垂直に延びる
被測定物からの反射光がより大きくなって測定精度がよ
り向上する。なお、この場合の傾斜角度は最大６５°程
度までが好ましい。同様に、図５（Ｃ）に示す信号光４
ｃのように、４５°より小さな角度で傾けてもよい。こ
のようにすれば、垂直に延びる測定対象物に対する位置
合わせがより容易であり、水平に延びる測定対象物から
の反射光がより大きくなって測定精度がより向上する。
以上のようにこの傾ける角度は被測定物の特徴（形状、
長さ、幅、方向等）に応じて変更することができる。更
にビームの断面形状が略長方形のときにはこの長方形の
対角線方向を通常の使用姿勢における上下または左右方
向と一致するように信号光出射器を配設することが好ま
しい。このとき図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように長
細い形状の被測定物に対し反射光がもっとも大きくな
り、且つ比較的位置合わせもし易い。
ときに、垂直方向、水平方向どちらの方向に延びる被測
定物に対しても、位置合わせが容易で且つ反射光量が大
きいために受信光量が大きくて測定精度が良い。上記測
距装置１において発光素子３２から出射される信号光の
長手方向は、上述のように水平に対して略４５°傾ける
（図５（Ａ）の信号光４ａ参照）だけでなく、図５
（Ｂ）に示す信号光４ｂのようにこれより大きな角度で
傾けても良い。このようにすれば、水平に延びる被測定
物に対する位置合わせがより容易であり、垂直に延びる
被測定物からの反射光がより大きくなって測定精度がよ
り向上する。なお、この場合の傾斜角度は最大６５°程
度までが好ましい。同様に、図５（Ｃ）に示す信号光４
ｃのように、４５°より小さな角度で傾けてもよい。こ
のようにすれば、垂直に延びる測定対象物に対する位置
合わせがより容易であり、水平に延びる測定対象物から
の反射光がより大きくなって測定精度がより向上する。
以上のようにこの傾ける角度は被測定物の特徴（形状、
長さ、幅、方向等）に応じて変更することができる。更
にビームの断面形状が略長方形のときにはこの長方形の
対角線方向を通常の使用姿勢における上下または左右方
向と一致するように信号光出射器を配設することが好ま
しい。このとき図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように長
細い形状の被測定物に対し反射光がもっとも大きくな
り、且つ比較的位置合わせもし易い。
【００２０】なお、上記のように信号光の照射面内にお
けるビームの断面形状の長手方向が所定角度傾くように
発光素子３２を筐体２内に配設するための好ましい光学
系として図７（ａ）、図７（ｂ）に示すようなものがあ
る。図７（ａ）は発光素子の発光部の発光パターンを結
像レンズで光学系３３により被測定物の照射面上に結像
させる結像系であり、発光パターンと略相似で発光パタ
ーンと同一方向（厳密には左右、上下対称）のビームの
断面形状が照射面上に得られる。また、図７（ｂ）は光
学系３３がコリメートレンズであり、望遠鏡系すなわち
平行光系を形成している。充分遠方の被測定物の照射面
に対して、結像系とほぼ同等に、発光パターンと略相似
であり発光パターンと同一方向のビームの断面形状が得
られる。勿論、ビームの断面形状の方向と発光パターン
の方向と同一にする必要は必ずしもなく、他の光学部材
を用いて回転させても良いし、さらには発光素子３２を
その光軸を中心として回転可能なように筐体２内に配設
しても良い。このようにすれば、測定対象物の方向に応
じて最も位置合わせが容易で且つ反射光量が大きくなる
回転位置に発光素子３２を回転させれば、簡単に位置合
わせを行って、正確な距離測定ができる。
けるビームの断面形状の長手方向が所定角度傾くように
発光素子３２を筐体２内に配設するための好ましい光学
系として図７（ａ）、図７（ｂ）に示すようなものがあ
る。図７（ａ）は発光素子の発光部の発光パターンを結
像レンズで光学系３３により被測定物の照射面上に結像
させる結像系であり、発光パターンと略相似で発光パタ
ーンと同一方向（厳密には左右、上下対称）のビームの
断面形状が照射面上に得られる。また、図７（ｂ）は光
学系３３がコリメートレンズであり、望遠鏡系すなわち
平行光系を形成している。充分遠方の被測定物の照射面
に対して、結像系とほぼ同等に、発光パターンと略相似
であり発光パターンと同一方向のビームの断面形状が得
られる。勿論、ビームの断面形状の方向と発光パターン
の方向と同一にする必要は必ずしもなく、他の光学部材
を用いて回転させても良いし、さらには発光素子３２を
その光軸を中心として回転可能なように筐体２内に配設
しても良い。このようにすれば、測定対象物の方向に応
じて最も位置合わせが容易で且つ反射光量が大きくなる
回転位置に発光素子３２を回転させれば、簡単に位置合
わせを行って、正確な距離測定ができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば信
号光は被測定物に対して所定角度傾いて照射されるの
で、、垂直方向もしくは水平方向に延びることの多い被
測定物に対して信号光が斜めに照射され、信号光を被測
定物に照射させるときの位置ずれの許容度が大きくなる
ので位置合わせが容易となる。さらに、信号光は被測定
物に斜めに照射されるため、照射面積が、信号光と被測
定物とが直交する場合に比較して大きくなり、反射光量
が大きくなってＳＮ比の向上により測定誤差を抑えるこ
とができる。
号光は被測定物に対して所定角度傾いて照射されるの
で、、垂直方向もしくは水平方向に延びることの多い被
測定物に対して信号光が斜めに照射され、信号光を被測
定物に照射させるときの位置ずれの許容度が大きくなる
ので位置合わせが容易となる。さらに、信号光は被測定
物に斜めに照射されるため、照射面積が、信号光と被測
定物とが直交する場合に比較して大きくなり、反射光量
が大きくなってＳＮ比の向上により測定誤差を抑えるこ
とができる。
【図１】本発明に係る測距装置の外観を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】上記測距装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記測距装置により被測定物を見て距離測定を
行う場合を示す説明図である。
行う場合を示す説明図である。
【図４】上記測距装置から出射される信号光の照射面に
おける断面形状と被測定物との関係を示す説明図であ
る。
おける断面形状と被測定物との関係を示す説明図であ
る。
【図５】上記測距装置から出射される信号光の照射面に
おける断面形状の方向設定例を示す説明図である。
おける断面形状の方向設定例を示す説明図である。
【図６】半導体レーザから出射される信号光の発光パタ
ーンを示すとともに、従来の測距装置における信号光の
照射面における断面形状の設定例を示す説明図である。
ーンを示すとともに、従来の測距装置における信号光の
照射面における断面形状の設定例を示す説明図である。
【図７】光学系として結像レンズを用いた場合（ａ）と
コリメートレンズを用いた場合（ｂ）のレーザビームの
発光パターンと照射面での断面形状の関係を示す図であ
る。
コリメートレンズを用いた場合（ｂ）のレーザビームの
発光パターンと照射面での断面形状の関係を示す図であ
る。
１ 測距装置
３ レーザ光出射器
４ 反射光受光器
１０ 距離算出器
３２ 発光素子
５０ 発光部の発光パターン
６０ 照射面でのレーザビームの断面形状
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F112 AD01 BA03 BA07 CA12 DA25
DA40 EA05 GA05
2H051 AA00 BB31
5J084 AA05 AD01 BA04 BA14 BA36
BB40 DA01 DA07 EA01 EA07
FA03
Claims (7)
- 【請求項１】 信号光を被測定物に向かって照射する信
号光出射器と、前記被測定物で反射された反射光を受光
する反射光受光器と、前記信号光を出射したときから前
記反射光を受光するまでの経過時間により前記被測定物
までの距離を求める距離算出器とを備え、 前記信号光出射器から出射される前記信号光は、照射光
軸に直交する照射面内におけるビームの断面形状の一軸
方向の長さが前記一軸と直交する他の軸方向の長さより
長く、 前記一軸方向が通常の使用姿勢における上下および左右
方向に対して所定角度傾くように前記信号光出射器が配
設されていることを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 前記所定角度が２５度以上６５度以下で
あることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。 - 【請求項３】 前記所定角度が略４５度であることを特
徴とする請求項２に記載の測距装置。 - 【請求項４】 前記所定角度が可変調整可能となるよう
に前記信号光出射器が前記信号光の光軸中心に対して回
転自在に配設されていることを特徴とする請求項１に記
載の測距装置。 - 【請求項５】 照射光軸に直交する照射面内におけるビ
ームの断面形状の一軸方向の長さが前記一軸と直交する
他の軸方向の長さより長い信号光を被測定物に照射し、
前記被測定物で反射された反射光を受光して前記信号光
を出射したときから前記反射光を受光するまでの経過時
間により前記被測定物までの距離を求める測距方法であ
って、 前記一軸方向を、鉛直方向および水平方向に対して所定
角度傾けて前記被測定物に照射することを特徴とする測
距方法。 - 【請求項６】 前記所定角度が任意に調整可能であるこ
とを特徴とする請求項５に記載の測距方法。 - 【請求項７】 前記ビームの断面形状が略長方形であり
前記長方形の対角線方向が通常の使用姿勢における上下
または左右方向と一致するように前記信号光出射器が配
設されていることを特徴とする請求項１記載の測距装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249555A JP2003057342A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 測距装置および測距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249555A JP2003057342A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 測距装置および測距方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003057342A true JP2003057342A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19078541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249555A Pending JP2003057342A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 測距装置および測距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003057342A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010243417A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Meidensha Corp | トロリ線検測装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938654A (ja) * | 1972-08-12 | 1974-04-10 | ||
| JPS57135914A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-21 | Kano Hajime | Light flux rotating device |
| JPH0815412A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Nikon Corp | ビーム投光用光学系 |
| JP2002243447A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Isao Murakami | レーザ距離計 |
-
2001
- 2001-08-20 JP JP2001249555A patent/JP2003057342A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4938654A (ja) * | 1972-08-12 | 1974-04-10 | ||
| JPS57135914A (en) * | 1981-02-16 | 1982-08-21 | Kano Hajime | Light flux rotating device |
| JPH0815412A (ja) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Nikon Corp | ビーム投光用光学系 |
| JP2002243447A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Isao Murakami | レーザ距離計 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010243417A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Meidensha Corp | トロリ線検測装置 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100416 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100806 |