JP2838566B2 - 光波距離計における測距方法 - Google Patents
光波距離計における測距方法Info
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- JP2838566B2 JP2838566B2 JP2037913A JP3791390A JP2838566B2 JP 2838566 B2 JP2838566 B2 JP 2838566B2 JP 2037913 A JP2037913 A JP 2037913A JP 3791390 A JP3791390 A JP 3791390A JP 2838566 B2 JP2838566 B2 JP 2838566B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ある変調周波数の変調光を放射し、測定点
にて反射してきた変調光を電気信号に変換し、該電気信
号と基準信号との位相差から測定点までの距離を測定す
る光波距離計における測距方法に関する。
にて反射してきた変調光を電気信号に変換し、該電気信
号と基準信号との位相差から測定点までの距離を測定す
る光波距離計における測距方法に関する。
（従来の技術） 従来、上述のような測距方法において、相互に近接し
た変調周波数を有する複数の変調光だけを組合せて用い
る近接法と、相互に変調周波数が１桁以上離れた複数の
変調光だけを組合せて用いる非近接法と、この両者を組
合せた方法が知られている。
た変調周波数を有する複数の変調光だけを組合せて用い
る近接法と、相互に変調周波数が１桁以上離れた複数の
変調光だけを組合せて用いる非近接法と、この両者を組
合せた方法が知られている。
従来の近接法及び上記組合せ法の近接周波数領域にお
いては、１つの基準周波数faとこれからΔｆだけ離れた
周波数（（fa＋２Δｆ）と（fa＋２Δｆ）とのいずれか
一方をそれぞれ変調周波数とする変調光を用いており、
それぞれの変調光を用いてその電気信号と基準信号との
位相差Θａ、Θｂを測定し、この位相差Θａ、Θｂの差
（Θａ、Θｂ）を算出して周波数fa−fb＝|2Δf|を変調
周波数とする光を用いたのと同じ測距データを求めてい
た。
いては、１つの基準周波数faとこれからΔｆだけ離れた
周波数（（fa＋２Δｆ）と（fa＋２Δｆ）とのいずれか
一方をそれぞれ変調周波数とする変調光を用いており、
それぞれの変調光を用いてその電気信号と基準信号との
位相差Θａ、Θｂを測定し、この位相差Θａ、Θｂの差
（Θａ、Θｂ）を算出して周波数fa−fb＝|2Δf|を変調
周波数とする光を用いたのと同じ測距データを求めてい
た。
（発明が解決しようとする課題） 上述の測距方法によれば、互いに接近した２つの変調
周波数の変調光を用いて互いに離れた２つの変調周波数
の変調光を用いたときの測距データと同等の測距データ
が得られる。
周波数の変調光を用いて互いに離れた２つの変調周波数
の変調光を用いたときの測距データと同等の測距データ
が得られる。
本発明は、互いに接近した２つの変調周波数の変調光
を用いて４つの変調周波数の変調光を用いた時の測距デ
ータと同等のデータを得ることができるようにして従来
より測距の信頼度を向上することをその目的としたもの
である。
を用いて４つの変調周波数の変調光を用いた時の測距デ
ータと同等のデータを得ることができるようにして従来
より測距の信頼度を向上することをその目的としたもの
である。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、ある変調周
波数を有する変調光を放射し、測定点におかれた反射鏡
で反射してきた変調光を電気信号に変換し、該電気信号
と基準信号との位相差から測定点までの距離を測定する
測距方法において、前記変調周波数を有する変調光とし
て、主発振器の発振周波数f0より上下に僅かに差のある
２つの互いに接近した第１変調周波数（f0＋Δｆ）及び
第２変調周波数（ｆ−Δｆ）の変調光を用い、該第１変
調周波数の変調光と第２変調周波数の変調光をそれぞれ
放射したときの第１位相差と第２位相差を測定し、該第
１位相差と第２位相差の和、差、該和の1/2及び該差の1
/2をそれぞれ算出して、前記主発振器の発振周波数の２
倍の周波数（2f0）、第１変調周波数（f0＋Δｆ）と前
記発振器の発振周波数f0の差の２倍の周波数（２Δ
ｆ）、前記発振器の発振周波数（f0）及び第１変調周波
数（f0＋Δｆ）と前記発振器の発振周波数（f0）の差の
周波数（Δｆ）をそれぞれ変調周波数とする変調光を用
いたときの測距データと同等の測距データを得ることを
特徴とする。
波数を有する変調光を放射し、測定点におかれた反射鏡
で反射してきた変調光を電気信号に変換し、該電気信号
と基準信号との位相差から測定点までの距離を測定する
測距方法において、前記変調周波数を有する変調光とし
て、主発振器の発振周波数f0より上下に僅かに差のある
２つの互いに接近した第１変調周波数（f0＋Δｆ）及び
第２変調周波数（ｆ−Δｆ）の変調光を用い、該第１変
調周波数の変調光と第２変調周波数の変調光をそれぞれ
放射したときの第１位相差と第２位相差を測定し、該第
１位相差と第２位相差の和、差、該和の1/2及び該差の1
/2をそれぞれ算出して、前記主発振器の発振周波数の２
倍の周波数（2f0）、第１変調周波数（f0＋Δｆ）と前
記発振器の発振周波数f0の差の２倍の周波数（２Δ
ｆ）、前記発振器の発振周波数（f0）及び第１変調周波
数（f0＋Δｆ）と前記発振器の発振周波数（f0）の差の
周波数（Δｆ）をそれぞれ変調周波数とする変調光を用
いたときの測距データと同等の測距データを得ることを
特徴とする。
（作 用） 測定点から反射してきた変調光を変換した電気信号と
基準信号の位相差Θと測定点までの距離Ｌとの間には次
式の関係が成立する。
基準信号の位相差Θと測定点までの距離Ｌとの間には次
式の関係が成立する。
そこで、周波数f1＝（f0＋Δｆ）の変調光を用いた場
合の位相Θ１は 一方、周波数f0＝（f0−Δｆ）の変調光を用いた場合の
位相Θ２は である。
合の位相Θ１は 一方、周波数f0＝（f0−Δｆ）の変調光を用いた場合の
位相Θ２は である。
そこでΘ１とΘ２の差をとると、 このΘ１−Θ２の位相は２Δｆの周波数の変調光を用
いて測距したときの位相と同じである。
いて測距したときの位相と同じである。
次にΘ１とΘ２の和をとると、 この位相Θ１＋Θ２は、2f0の周波数の変調光を用い
て測距したときの位相と同じである。
て測距したときの位相と同じである。
更に、Θ１とΘ２の和の1/2をとると、 この位相（Θ１＋Θ２）はf0の周波数の変調光を用い
て測距したときの位相と同じである。
て測距したときの位相と同じである。
更にまた、Θ１とΘ２の差の1/2をとると、 この位相（Θ１−Θ２）はΔｆの周波数の変調光を用
いて測距したときの位相と同じである。
いて測距したときの位相と同じである。
このように主発振器の発振周波数f0に接近した２つの
周波数f0＋Δｆ、f0−Δｆを変調周波数とする２種の光
を用いて測距すると、周波数が2f0、f0、２Δｆ及びΔ
ｆの変調周波数の変調光を用いて測距したのと同じ測距
データが得られる。
周波数f0＋Δｆ、f0−Δｆを変調周波数とする２種の光
を用いて測距すると、周波数が2f0、f0、２Δｆ及びΔ
ｆの変調周波数の変調光を用いて測距したのと同じ測距
データが得られる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面につき説明する。
図面は本発明の実施に使用する光波距離計のブロック
図を示す。
図を示す。
同図において、１はf0例えば15MHzの周波数の信号を
発振する主発振器で、この発振器１は第1PLL回路21及び
第2PLL回路22に接続され、これらの回路21及び22はこの
発振器１の発振周波数f0から上下に僅かに差のある２つ
の互いに接近した２つの周波数f1＝f0＋Δｆ、f2＝f0−
Δｆ例えばf1＝15.15MHz、f2＝14.85MHzの信号を出力す
る。この信号はそれぞれ周波数選択及び輝度変調回路３
に加わり、この出力端子に接続された発光ダイオード４
から変調周波数f1又はf2の輝度変調光が選択的に出力す
るようになっている。
発振する主発振器で、この発振器１は第1PLL回路21及び
第2PLL回路22に接続され、これらの回路21及び22はこの
発振器１の発振周波数f0から上下に僅かに差のある２つ
の互いに接近した２つの周波数f1＝f0＋Δｆ、f2＝f0−
Δｆ例えばf1＝15.15MHz、f2＝14.85MHzの信号を出力す
る。この信号はそれぞれ周波数選択及び輝度変調回路３
に加わり、この出力端子に接続された発光ダイオード４
から変調周波数f1又はf2の輝度変調光が選択的に出力す
るようになっている。
５は発光ダイオードで、この受光ダイオード５には発
光ダイオード４から放射された測定点におかれた反射鏡
で反射してきた変調光が入射するようになっており、こ
れから出力する電気信号は増幅器６を介して第１混合器
７に入力する。この第１混合器７は、増幅器８、第２混
合器９を介して位相測定回路10に接続される。この第１
混合器７及び第２混合器９は、受光ダイオード５から出
力する15.15MHz又は14.85MHzの信号を、低い同一の周波
数に周波数変換し、15.15MHz及び14.85MHzの信号に対し
て１つの位相測定回路10を使用できるようにするととも
に、測定周波数が高くても高分解能で位相を測定するこ
とができるようにするために用いられるもので、第１混
合器７には参照信号として主発振器１から出力する15MH
zの信号がバンド・パス・フィルタ11を介して入力し、
第２混合器９には参照信号として、第2PLL回路22出力端
子に接続された1/90分周回路12から出力する165KHzの信
号がバンド・パス・フィルタ13を介して入力し、かくし
て第１混合器７から150KHzの信号が出力し、第２混合器
９から15KHzの信号が出力し、この信号が位相測定回路1
0に入力する。この位相測定回路10においてこの信号と
比較する同じ周波数15KHzの基準信号は、主発振器１に
接続された1/1000分周回路14から得る。位相測定回路10
では、15.15MHzの変調光のときには位相差Θ１が測定さ
れ、14.85MHzの変調光のときには位相差Θ２が測定さ
れ、この位相差信号は計算処理及び各部コントロール回
路15に入力し、この回路15にてΘ１±Θ２及び（Θ１±
Θ２）1/2の２値が算出されて30MHz（２ f0）、15MHz
（f0）、0.30MHz（２Δｆ）、0.15MHz（Δｆ）の変調光
を用いて測距したのと同様の測定値が得られる。
光ダイオード４から放射された測定点におかれた反射鏡
で反射してきた変調光が入射するようになっており、こ
れから出力する電気信号は増幅器６を介して第１混合器
７に入力する。この第１混合器７は、増幅器８、第２混
合器９を介して位相測定回路10に接続される。この第１
混合器７及び第２混合器９は、受光ダイオード５から出
力する15.15MHz又は14.85MHzの信号を、低い同一の周波
数に周波数変換し、15.15MHz及び14.85MHzの信号に対し
て１つの位相測定回路10を使用できるようにするととも
に、測定周波数が高くても高分解能で位相を測定するこ
とができるようにするために用いられるもので、第１混
合器７には参照信号として主発振器１から出力する15MH
zの信号がバンド・パス・フィルタ11を介して入力し、
第２混合器９には参照信号として、第2PLL回路22出力端
子に接続された1/90分周回路12から出力する165KHzの信
号がバンド・パス・フィルタ13を介して入力し、かくし
て第１混合器７から150KHzの信号が出力し、第２混合器
９から15KHzの信号が出力し、この信号が位相測定回路1
0に入力する。この位相測定回路10においてこの信号と
比較する同じ周波数15KHzの基準信号は、主発振器１に
接続された1/1000分周回路14から得る。位相測定回路10
では、15.15MHzの変調光のときには位相差Θ１が測定さ
れ、14.85MHzの変調光のときには位相差Θ２が測定さ
れ、この位相差信号は計算処理及び各部コントロール回
路15に入力し、この回路15にてΘ１±Θ２及び（Θ１±
Θ２）1/2の２値が算出されて30MHz（２ f0）、15MHz
（f0）、0.30MHz（２Δｆ）、0.15MHz（Δｆ）の変調光
を用いて測距したのと同様の測定値が得られる。
上記構成の場合に、54.32mの距離を測定する場合を例
に説明する。（f0＋Δｆ）である15.15MHzのλ/2は9.90
0990099mであり、（f0−Δｆ）である14.85MHzのλ/2は
10.1010101mである。
に説明する。（f0＋Δｆ）である15.15MHzのλ/2は9.90
0990099mであり、（f0−Δｆ）である14.85MHzのλ/2は
10.1010101mである。
54.32mの距離を測定すると、 54.32÷9.900990099＝5.48632 54.32÷10.1010101 ＝5.37768 であるので、測定結果として得られる数値は、各々 0.48632 0.37768 である。その測定を1000回行い測定結果を累計すると、 Θ１＝486.32 Θ２＝377.68 が得られ、 Θ１−Θ２＝108.64 Θ１＋Θ２＝864.00 となる。
Θ１−Θ２は２Δｆで測定した値として扱うので、 ２Δｆ＝0.30MHz:λ/2＝500mから、 108.64×（500÷1000）＝54.32m ・・・（１） を得ることができる。
一方、Θ１＋Θ２は2f0で測定した値として扱うの
で、 2f0＝30MHz:λ/2＝5mから、 864×（５÷1000）＝4.32m ・・・（２） を得る。
で、 2f0＝30MHz:λ/2＝5mから、 864×（５÷1000）＝4.32m ・・・（２） を得る。
（１）（２）の値を合成する際、（１）の小数点第２
位は誤差を含んでいるので、（１）の値の前半部分と
（２）の値とを合成して最終的に54.32mを測定値として
得ることができる。
位は誤差を含んでいるので、（１）の値の前半部分と
（２）の値とを合成して最終的に54.32mを測定値として
得ることができる。
また、Δｆ（0.15MHz:λ/2＝1000m）で測定した値と
して扱う場合には、 （108.64÷２）×（1000÷1000）＝54.32m ・・・（３） f0（15MHz:λ/2＝10m）で測定した値として扱う場合
には、 （864÷２）×（10÷1000）＝4.32m ・・・（４） となり、（３）（４）の値を合成して同様の結果を得る
ことができる。
して扱う場合には、 （108.64÷２）×（1000÷1000）＝54.32m ・・・（３） f0（15MHz:λ/2＝10m）で測定した値として扱う場合
には、 （864÷２）×（10÷1000）＝4.32m ・・・（４） となり、（３）（４）の値を合成して同様の結果を得る
ことができる。
尚、従来の方法では（１）または（３）のいずれか一
方のみから最終的な測定値を求めているため、本発明に
よる測定結果に対して多くの誤差を含むことになる。
方のみから最終的な測定値を求めているため、本発明に
よる測定結果に対して多くの誤差を含むことになる。
尚、第1PLL回路21及び第2PLL回路22はそれぞれ発振
器、分周器、ローパスフィルタ及び位相比較器から成
る。
器、分周器、ローパスフィルタ及び位相比較器から成
る。
（発明の効果） 本発明は、上述の通り構成されているから、２種の変
調周波数の変調光を用いて従来の方法より多い４種の変
調周波数の変調光を用いて測距を得ることができ、測距
の信頼度を向上することができる効果を有する。
調周波数の変調光を用いて従来の方法より多い４種の変
調周波数の変調光を用いて測距を得ることができ、測距
の信頼度を向上することができる効果を有する。
図面は本発明の実施に使用する光波距離計のブロック図
である。 １……主発振器、21、22……PLL回路 ４……発光ダイオード、５……受光ダイオード ７、９……混合器、10……位相測定回路 15……計算処理及び各部コントロール回路
である。 １……主発振器、21、22……PLL回路 ４……発光ダイオード、５……受光ダイオード ７、９……混合器、10……位相測定回路 15……計算処理及び各部コントロール回路
Claims (1)
- 【請求項１】ある変調周波数を有する変調光を放射し、
測定点におかれた反射鏡で反射してきた変調光を電気信
号に変換し、該電気信号と基準信号との位相差から測定
点までの距離を測定する測距方法において、前記変調周
波数を有する変調光として、主発振器の発振周波数f0よ
り上下に僅かに差のある２つの互いに接近した第１変調
周波数（f0＋Δｆ）及び第２変調周波数（ｆ−Δｆ）の
変調光を用い、該第１変調周波数の変調光と第２変調周
波数の変調光をそれぞれ放射したときの第１位相差と第
２位相差を測定し、該第１位相差と第２位相差の分、
差、該和の1/2及び該差の1/2をそれぞれ算出し、前記主
発振器の発振周波数の２倍の周波数（2f0）、第１変調
周波数（f0＋Δｆ）と前記発振器の発振周波数f0の差の
２倍の周波数（２Δｆ）、前記発振器の発振周波数
（f0）及び第１変調周波数（f0＋Δｆ）と前記発振器の
発振周波数（f0）の差の周波数（Δｆ）をそれぞれ変調
周波数とする変調光を用いたときの測距データと同等の
測距データを得ることを特徴とする光波距離計における
測距方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037913A JP2838566B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光波距離計における測距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037913A JP2838566B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光波距離計における測距方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239984A JPH03239984A (ja) | 1991-10-25 |
| JP2838566B2 true JP2838566B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=12510789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2037913A Expired - Fee Related JP2838566B2 (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | 光波距離計における測距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838566B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101441203B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-09-18 | 제주대학교 산학협력단 | 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 시스템의 제어 방법 |
| JP2016169985A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156175A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Ashu Kogaku Kofun Yugenkoshi | レーザー測距儀 |
| JP3935897B2 (ja) | 2004-06-15 | 2007-06-27 | 北陽電機株式会社 | 光波測距装置 |
| JP2010286240A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Sokkia Topcon Co Ltd | 光波距離計 |
| JP6410258B2 (ja) * | 2015-03-02 | 2018-10-24 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
| JP6609360B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2019-11-20 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP2037913A patent/JP2838566B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101441203B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-09-18 | 제주대학교 산학협력단 | 운전자 보조 시스템 및 운전자 보조 시스템의 제어 방법 |
| JP2016169985A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 株式会社トプコン | 光波距離計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03239984A (ja) | 1991-10-25 |
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Legal Events
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