JP2007205901A

JP2007205901A - 光波距離計

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Publication number: JP2007205901A
Application number: JP2006025328A
Authority: JP
Inventors: Hayami Kikawa; 速見木川; Shige Taya; 樹田谷; Koji Sasaki; 幸治笹木
Original assignee: Sokkia Co Ltd
Current assignee: Sokkia Co Ltd
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2026-02-02
Also published as: JP4828245B2

Abstract

【課題】基準信号の高調波成分がノイズとして測距光に重畳するのを抑制すること。
【解決手段】基準信号発生器１２の発生による基準信号（５０ＭＨｚ）を分周器１４で１／２分周し、その信号を逓倍器１８で３逓倍し、３逓倍された基準信号を変調信号として発光素子２６の発光による光を変調して測距光としてターゲットに向けて出射し、ターゲットからの反射光を受光素子３０が受光して得られた測距信号ｆ０からバンドパスフィルタ３８で測距信号ｆ１を抽出し、この測距信号ｆ１を混合器４４、ローパスフィルタ５６を介して中間周波の測距信号ＩＦ１に変換し、この測距信号ＩＦ１をＡ／Ｄ変換器６８でサンプリングしてデジタルデータに変換し、このデジタルデータを基に演算器７４で基準信号と測距信号ＩＦ１との位相差を求め、この位相差を基に測点までの距離を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、変調信号によって変調された測距光をターゲットに向けて出射し、参照光とターゲットで反射して戻って来た光との位相差を基にターゲットまでの距離を求めることができる光波距離計に関する。

従来、位相差方式の光波距離計としては、例えば、光を１５ＭＨｚ、１５０ｋＨｚの変調信号（電気信号）を用いて変調し、変調信号によって光量変調された測距光を、測点に置かれたターゲット（反射鏡、コーナープリズムあるいは反射シート）に向けて出射し、ターゲットで反射した反射光を受光し、受光した反射光と参照光との位相差を基にターゲットまでの距離を求めるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

位相差方式の光波距離計において、変調信号の周波数を１５ＭＨｚとすると、波長が２０ｍであるところから、１０ｍまでの距離を測定することができる。また変調信号を１５０ｋＨｚとしたときには１ｋｍまでの距離を測定することができる。すなわち、変調信号の周波数を変えることで測定距離を任意に設定することができる。このため、この種の位相差方式の光波距離計においては、２種類または３種類の変調信号を用いてターゲットまでの距離を測定することが行われている。

また、分解能を高めるとともに、信号の処理を容易にするために、光を基準信号で変調し、変調された測距光をターゲットに向けて出射し、ターゲットで反射した反射光を受光素子で受光し、受光された光を電気信号に変換し、この電気信号を混合器で、基準信号よりも周波数の低い中間周波の測距信号に変換し、この中間周波の測距信号と基準信号との位相差を基にターゲットまでの距離を求めるようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。

ところで、位相差方式による光波距離計を用いてターゲットまでの距離を求めるに際しては、近年、高精度化および測定時間の短縮化が求められている。このような要求に対処するに際して、数ｍｍの精度を出すために、変調信号として、例えば、３０ＭＨｚや７５ＭＨｚの変調信号を用い、この変調信号を送光することが試みられている。

特開平１１−１１８９２８号公報特開２００４−２６４１１６号公報

しかし、数ｍｍの精度を出すために、単に変調信号の周波数を高くすると、基準信号（変調信号）を発生する発振器として用いる水晶発振器の発振周波数を高くすることが余儀なくされ、７５ＭＨｚの基準信号（変調信号）を発生する水晶発振器として、精度が２ｐｐｍや１ｐｐｍのものを用いるとコストアップとなる。さらに水晶発振器の発振周波数が高くなると、水晶発振器から出力される基準信号（電気信号）の周波数成分が他の電気回路にノイズとして重畳し易くなり、測定精度が低下する原因となってしまう。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、基準信号の周波数を高くしても、コストをできる限り抑え基準信号の周波数成分がノイズ源として使用し、測定精度が低下することを抑制することにある。

前記目的を達成するために、請求項1に係る光波距離計においては、基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号を基に前記基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号を発生する変調信号発生手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を発光する測距光発光手段と、測点からの反射光を受光したときに光電変換を行って測距信号を出力する受光手段と、前記各変調信号とは周波数が異なるローカル信号を発生する複数のローカル信号発生手段と、前記測距信号と前記各ローカル信号とをそれぞれ混合して前記測距信号を中間周波の測距信号に変換する複数の周波数変換手段と、前記基準信号を基に器械内部で発生している中間周波の測距信号の位相の基準となる信号と前記各周波数変換手段の出力による中間周波の測距信号との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基に前記測点までの距離を演算する演算手段とを備え、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号として、前記基準信号の整数倍の高調波成分から外れた変調信号を発生してなる構成とした。

（作用）複数の変調信号を用いて光を変調して測距光を発光するに際して、基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号を用いるとともに、複数の変調信号のうち基準信号よりも周波数の高い変調信号として、基準信号の整数倍の高調波成分から外れた変調信号を用いるようにしているため、基準信号発生手段から基準信号の高調波成分が発生しても、基準信号の高調波成分によるノイズが電気回路に重畳するのを抑制することができ、距離を高精度に求めることができる。また複数の変調信号のうち周波数の最も高い変調信号に合わせて基準信号の周波数を高くする必要がなく、基準信号発生手段を水晶発振器で構成するときに、周波数の最も高い変調信号よりも周波数の低いものを用いることができ、コスト低減に寄与することができる。

請求項２に係る光波距離計においては、基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号を基に前記基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号を発生する変調信号発生手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を発光する測距光発光手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を分光した参照光を発生する参照光発生手段と、測点からの反射光または前記参照光を受光したときに光電変換を行って測距信号を出力する受光手段と、前記各変調信号とは周波数が異なるローカル信号を発生する複数のローカル信号発生手段と、前記測距信号と前記各ローカル信号とをそれぞれ混合して前記測距信号を中間周波の測距信号に変換する複数の周波数変換手段と、前記各周波数変換手段の出力による中間周波の測距信号のうち前記測点からの反射光に基づいて得られた中間周波の測距信号の位相角と前記参照光に基づいて得られた中間周波の測距信号の位相角との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基に前記測点までの距離を演算する演算手段とを備え、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号として、前記基準信号の整数倍の高調波成分から外れた変調信号を発生してなる構成とした。

請求項３に係る光波距離計においては、請求項１または２に記載の光波距離計において、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号を発生する手段として、前記基準信号を１／ｎ分周（ｎは２以上の整数）する分周手段と、前記分周手段の出力信号をｍ倍（ｍは３以上の整数であって、ｍ＞ｎでｍ／ｎ≠整数）する逓倍手段とを備えてなる構成とした。

（作用）基準信号より高い周波数の変調信号を発生するに際して、ｎとｍの関係をｍ＞ｎ、ｍ／ｎ≠整数として、基準信号を１／ｎ分周し、分周された信号をｍ倍するようにしたため、基準信号より高い周波数の変調信号を生成したときに、この変調信号が基準信号の整数倍になることはなく、基準信号より高い周波数の変調信号によって光を変調しても、電気回路に基準信号の高調波成分によるノイズが重畳するのを抑制することができ、ノイズの低減に伴って距離を高精度に求めることができる。

以上の説明から明らかなように、請求項１に係る光波距離計によれば、基準信号の高調波成分によるノイズが電気回路に重畳するのを抑制することができ、距離を高精度に求めることができる。また、基準信号発生手段を水晶発振器で構成するときに、周波数の最も高い変調信号よりも周波数の低いものを用いることができ、コスト低減に寄与することができる。

請求項２に係る光波距離計によれば、基準信号の高調波成分によるノイズが電気回路に重畳するのを抑制することができ、距離を高精度に求めることができる。また、基準信号発生手段を水晶発振器で構成するときに、周波数の最も高い変調信号よりも周波数の低いものを用いることができ、コスト低減に寄与することができる。

請求項３によれば、電気回路に基準信号の高調波成分によるノイズが重畳するのを抑制することができ、ノイズの低減に伴って距離を高精度に求めることができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示す光波距離計のブロック構成図、図２は、中間周波信号をサンプリングしたときのサンプリング特性図、図３は、中間周波信号の同位相のサンプリングデータを加算した中間周波１周期分のデータを示す図、図４は、測距信号と参照信号との位相差から測点までの距離を求める方法を説明するための波形図である。

これらの図において、位相差方式の光波距離計１０は、図１に示すように、基準信号発生器１２、分周器１４、１６、逓倍器１８、分周器２０、２２、変調器２４、発光素子２６、受光素子３０、増幅器３２、３４、３６、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３８、４０、４２、混合器（ミキサー）４４、４６、４８、局部発振器５０、５２、５４、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５６、５８、６０、増幅器６２、６４、６６、Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２、演算器（ＣＰＵ）７４、メモリ７６を備えて構成されている。

基準信号発生器１２は、例えば、水晶発振器（ＴＣＸＯ）を用いて構成されており、この水晶発振器は、水晶発振子の発振に伴って周波数５０ＭＨｚの基準信号を分周器１４、１６に出力するようになっている。

分周器１４は、周波数５０ＭＨｚの基準信号を１／ｎ分周（ｎは２以上の整数）する分周手段として構成されており、この分周器１４は、例えば、基準信号を１／２分周し、周波数２５ＭＨｚの信号を逓倍器１８に出力するようになっている。逓倍器１８は、分周器１４の出力信号をｍ倍（ｍは３以上の整数であって、ｍ＞ｎ、ｍ／ｎ≠整数）する逓倍手段として構成されており、この逓倍器１８は、分周器１４の出力信号を３逓倍し、周波数７５ＭＨｚの変調信号Ｆ１を分周器２０、２２、変調器２４に出力するようになっている。分周器２０は、周波数７５ＭＨｚの変調信号Ｆ１を分周して、周波数３．７５ＭＨｚの変調信号Ｆ２を変調器２４に出力し、分周器２２は、周波数７５ＭＨｚの変調信号Ｆ１を分周して、周波数２５０ｋＨｚの変調信号Ｆ３を変調器２４に出力するようになっている。すなわち、分周器１４、逓倍器１８、分周器２０、２２は、基準信号を基に基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を発生する変調信号発生手段として構成されている。

変調器２４は、変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３にしたがって発光素子２６の発光に伴う光を変調する変調手段として構成されている。発光素子２６は、例えば、レーザダイオードを用いて構成されている。発光素子２６の発光に伴う光が変調器２４の出力による変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３によって変調されると、変調された光は測距光として、測点に設けられたターゲット（反射鏡、コーナープリズムあるいは反射シート）に向けて出射されるようになっている。すなわち、発光素子２６と変調器２４は、複数の変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３によって変調された測距光を発光する測距光発光手段として構成されている。なお、測距光発光手段の発光による測距光の一部は分光されて参照光２８として発生するようになっている。

受光素子３０は、例えば、光電変換素子としてのフォトダイオードを用いて構成されており、発光素子２６の発光に伴う測距光がターゲットで反射したときの反射光または発光素子２６の発光に伴う参照光２８を受光したときに光電変換を行って測距信号ｆ０を増幅器３２、３４、３６に出力する受光手段として構成されている。この際、受光素子３０は、受光タイミングを変えてターゲットからの反射光または参照光２８を受光するようになっている。なお、反射光と参照光２８の切替を行うシャッタ機構は従来通り構成されている。

増幅器３２、３４、３６は、測距信号ｆ０を増幅し、増幅した測距信号ｆ０をそれぞれバンドパスフィルタ３８、４０、４２に出力するようになっている。バンドパスフィルタ３８の中心周波数は７５ＭＨｚに設定され、バンドパスフィルタ４０の中心周波数は３.７５ＭＨｚに設定され、バンドパスフィルタ４２の中心周波数は２５０ｋＨｚに設定されている。このため、測距信号ｆ０がバンドパスフィルタ３８、４０、４２に入力されると、バンドパスフィルタ３８からは、周波数７５ＭＨｚの測距信号ｆ１が出力され、バンドパスフィルタ４０からは、周波数３．７５ＭＨｚの測距信号ｆ２が出力され、バンドパスフィルタ４２からは、周波数２５０ｋＨｚの測距信号ｆ３が出力される。各測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３はそれぞれ混合器４４、４６、４８に入力され、各混合器４４、４６、４８には、局部発振器５０、５２、５４から各測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３とは周波数が異なるローカル信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が入力されるようになっている。

ローカル信号Ｌ１の周波数は（ｆ１＋Δｆ）に設定され、ローカル信号Ｌ２の周波数は（ｆ２＋Δｆ）に設定され、ローカル信号Ｌ３の周波数は（ｆ３＋Δｆ）に設定されている。混合器４４、４６、４８にそれぞれ測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３とローカル信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が入力されると、混合器４４においては測距信号ｆ１とローカル信号Ｌ１とが混合され、混合器４６においては測距信号ｆ２とローカル信号Ｌ２とが混合され、混合器４８においては測距信号ｆ３とローカル信号Ｌ３とが混合され、各混合器４４、４６、４８からはそれぞれ測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３とローカル信号Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の和と差の信号がローパスフィルタ５６、５８、６０に出力される。ローパスフィルタ５６、５８、６０は混合器４４、４６、４８の出力信号のうち各測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３よりも周波数の低い中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３のみを通過するようになっており、各ローパスフィルタ５６、５８、６０からは、中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３として、例えば、１０ｋＨｚの信号が出力される。ローパスフィルタ５６、５８、６０を通過した中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３はそれぞれ増幅器６２、６４、６６で増幅されたあとＡ／Ｄ変換器６８、７０、７２に入力されるようになっている。すなわち、増幅器３２、３４、３６、バンドパスフィルタ３８、４０、４２、混合器４４、４６、４８、局部発振器５０、５２、５４、ローパスフィルタ５６、５８、６０、増幅器６２、６４、６６は、測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３を中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３に変換する周波数変換手段として構成されている。

Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２には、分周器１６からサンプリング信号として、例えば、中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の４倍以上の周波数の信号が入力されている。Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２は、分周器１６からのサンプリング信号にしたがって増幅器６２、６４、６６の出力による中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をサンプリングして、アナログ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号をデジタルデータとして演算器７４に出力するようになっている。各Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２においてＡ／Ｄ変換動作を行うときには、演算器７４からの指令を基に、分周器１４、１６などの分周動作に同期して行われるようになっている。

演算器７４は、Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２の出力によるデジタル信号をデジタルデータとしてメモリ７６に格納するとともに、格納されたデジタルデータを基に各種の演算を行うようになっている。例えば、演算器７４は、基準信号と中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基にターゲット（測点）までの距離を演算する演算手段として構成されているとともに、測距光がターゲットで反射したときの反射光に基づいて得られた測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の位相角と参照光２８に基づいて得られた測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の位相角との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基にターゲット（測点）までの距離を演算する演算手段として構成されている。

この場合、演算器７４が前者または後者のいずれの方法を採用しても、周波数７５ＭＨｚの測距信号ｆ１から得られた測距信号ＩＦ１を基に数ｍの桁の距離が算出され、周波数３．７５ＭＨｚの測距信号ｆ２から得られた測距信号ＩＦ２を基に数１０ｍの桁の距離が算出され、周波数２５０ｋＨｚの測距信号ｆ３から得られた測距信号ＩＦ３を基に数１００ｍの桁の距離が算出される。

具体的には、演算器７４が前者の方法を採用したときには、Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２において基準信号と同期した状態で中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をそれぞれサンプリングするとともに、図２に示すように、各Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２のサンプリング周期を、中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の１周期分を常に一定の位相角でサンプリングする。例えば、１周期をｎ（ｎ≧３）等分する。このサンプリング周期で中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３を数１０００以上の多数周期に亘って連続してサンプリングしてサンプリングデータを取得する。この際、各Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２の入力レンジを超えたり、入力レンジに対して小さすぎるサンプリングデータは演算器７４によって破棄される。

演算器７４がサンプリングデータをメモリ７６に記憶するに際しては、中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の１周期分のｎ個のデータに対する記憶領域をメモリ７６内に用意し、図３に示すように、同位相のサンプリングデータを加算して記憶していく。このような処理を演算器７４が実行すると、同位相のサンプリングデータが加算され、１周期分の中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３に関する合成データとして、大きな振幅の合成データが生成される。各合成データは、最小二乗法により正弦波Ｓに当てはめることができるので、演算器７４において、各合成データから各合成データに応じて正弦波Ｓが生成されると、各正弦波Ｓの初期位相φを求めることができる（なお、図３では単一の正弦波Ｓのみを図示してある。）。この際、各Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２が基準信号と同期して測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をサンプリングしているので、各正弦波Ｓの初期位相φは、基準信号と測距信号ｆ１、ｆ２、ｆ３との位相差に等しくなる。このため、演算器７４は、各正弦波Ｓの初期位相φを基にターゲットまでの距離を演算で求めることができる。例えば、測距信号ＩＦ１から正弦波Ｓの初期位相φが得られたときには、距離ｄ＝（初期位相φ）・（測距信号ｆ１の波長λ）／２πからターゲットまでの距離ｄを求めることができる。

一方、演算器７４が後者の方法を採用したときには、Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２において基準信号と同期した状態で中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をそれぞれサンプリングするとともに、図４に示すように、例えば、中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３の１周期を８分割するようにサンプリングする。この際、Ａ／Ｄ変換器６８、７０、７２は、受光素子３０がターゲットからの反射光を受光したときに得られた中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をサンプリングするとともに、受光素子３０が参照光２８を受光した受光タイミングに合せて、受光素子３０が参照光を受光したときに得られた中間周波の測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をサンプリングする。さらに、サンプリング信号の任意の立ち上がりの位置を位相角０に設定するとともに、サンプリング信号の立ち上がりで測距信号ＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３をサンプリングすると、０度から４５度毎にそれぞれ８個のサンプリングデータが得られる。これらのサンプリングデータを基に演算器７４において最小二乗法により正弦波を生成すると、例えば、受光素子３０がターゲットからの反射光を受光したときに得られた中間周波の測距信号ＩＦ１を基に正弦波Ｓ１が得られ、受光素子３０が参照光２８を受光したときに得られた中間周波の測距信号ＩＦ１を基に正弦波Ｓ１’が得られる。正弦波Ｓ１、Ｓ１’が得られたときには、演算器７４は、正弦波Ｓ１、Ｓ１’の位相角φｍ、φｃをそれぞれ求めることができるとともに、位相角φｍと位相角φｃとの位相差φｍ−φｃを基にターゲットまでの距離を求めることができる。すなわち、距離ｄ＝（位相差φｍ−φｃ）・（測距信号ｆ１の波長λ）／２πから、ターゲット（測点）までの距離ｄを求めることができる。測距信号ＩＦ２、ＩＦ３についても同様にターゲット（測点）までの距離ｄを求めることができる。

演算器７４が後者の方法を採用したときには、測距光と参照光２８とが比較されるので、前者の方法を採用したときよりも、ターゲット（測点）までの距離ｄを高精度に求めることができる。

本実施例によれば、複数の変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のうち基準信号よりも周波数の高い変調信号Ｆ１として、基準信号（５０ＭＨｚ）の整数倍の高調波成分から外れた変調信号Ｆ１（＝７５ＭＨｚ）を用いるようにしているため、基準信号発生手段から基準信号の高調波成分が発生しても、基準信号の高調波成分によるノイズが電気回路に重畳するのを抑制することができ、距離を高精度に求めることができる。

また、本実施例によれば、複数の変調信号Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のうち周波数の最も高い変調信号Ｆ１の周波数（７５ＭＨｚ）に合わせて基準信号の周波数を高くする必要がなく、基準信号発生手段を水晶発振器で構成するときに、周波数の最も高い変調信号Ｆ１よりも周波数の低いもの（発振周波数５０ＭＨｚ）を用いることができ、コスト低減に寄与することができる。

本発明の一実施例を示す光波距離計のブロック構成図である。中間周波信号をサンプリングしたときのサンプリング特性図である。中間周波信号の同位相のサンプリングデータを加算した中間周波１周期分のデータを示す図である。測距信号と参照信号との位相差から測定までの距離を求める方法を説明するための波形図である。

符号の説明

１０光波距離計
１２基準信号発生器
１４、１６分周器
１８逓倍器
２０、２２分周器
２４変調器
２６発光素子
２８参照光
３０受光素子
３２、３４、３６増幅器
３８、４０、４２バンドパスフィルタ
４４、４６、４８混合器
５０、５２、５４局部発振器
５６、５８、６０ローパスフィルタ
６２、６４、６６増幅器
６８、７０、７２Ａ／Ｄ変換器
７４演算器
７６メモリ

Claims

基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号を基に前記基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号を発生する変調信号発生手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を発光する測距光発光手段と、測点からの反射光を受光したときに光電変換を行って測距信号を出力する受光手段と、前記各変調信号とは周波数が異なるローカル信号を発生する複数のローカル信号発生手段と、前記測距信号と前記各ローカル信号とをそれぞれ混合して前記測距信号を中間周波の測距信号に変換する複数の周波数変換手段と、前記基準信号を基に器械内部で発生している中間周波の測距信号の位相の基準となる信号と前記各周波数変換手段の出力による中間周波の測距信号との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基に前記測点までの距離を演算する演算手段とを備え、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号として、前記基準信号の整数倍の高調波成分から外れた変調信号を発生してなる光波距離計。
基準信号を発生する基準信号発生手段と、前記基準信号を基に前記基準信号とは周波数の相異なる複数の変調信号を発生する変調信号発生手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を発光する測距光発光手段と、前記複数の変調信号によって変調された測距光を分光した参照光を発生する参照光発生手段と、測点からの反射光または前記参照光を受光したときに光電変換を行って測距信号を出力する受光手段と、前記各変調信号とは周波数が異なるローカル信号を発生する複数のローカル信号発生手段と、前記測距信号と前記各ローカル信号とをそれぞれ混合して前記測距信号を中間周波の測距信号に変換する複数の周波数変換手段と、前記各周波数変換手段の出力による中間周波の測距信号のうち前記測点からの反射光に基づいて得られた中間周波の測距信号の位相角と前記参照光に基づいて得られた中間周波の測距信号の位相角との位相差をそれぞれ求め、各位相差を基に前記測点までの距離を演算する演算手段とを備え、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号として、前記基準信号の整数倍の高調波成分から外れた変調信号を発生してなる光波距離計。
請求項１または２に記載の光波距離計において、前記変調信号発生手段は、前記複数の変調信号のうち前記基準信号より高い周波数の変調信号を発生する手段として、前記基準信号を１／ｎ分周（ｎは２以上の整数）する分周手段と、前記分周手段の出力信号をｍ倍（ｍは３以上の整数であって、ｍ＞ｎでｍ／ｎ≠整数）する逓倍手段とを備えてなることを特徴とする光波距離計。