JP3015059B2 - 光検出方法およびそのための装置 - Google Patents
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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、レーザ等の光ビームを受光する光検出方法
および光検出装置に関する。
および光検出装置に関する。
より詳しくは、例えばローテーティングレーザ装置と
して測量や建設・土木分野で知られている装置の光検出
装置とその光検出方法に関する。
して測量や建設・土木分野で知られている装置の光検出
装置とその光検出方法に関する。
（従来技術） 従来、光の強度あるいは光の投影位置等を測定する光
検出方法および光検出装置は各分野で利用されている。
検出方法および光検出装置は各分野で利用されている。
例えば、測量や建設・土木分野では水準作業に第５図
に示すローテーティングレーザ装置が利用されている。
このローテーティングレーザ装置はレーザ投光装置２と
レーザ投光装置２からのレーザ光を受光する光検出装置
１とから構成されている。
に示すローテーティングレーザ装置が利用されている。
このローテーティングレーザ装置はレーザ投光装置２と
レーザ投光装置２からのレーザ光を受光する光検出装置
１とから構成されている。
レーザ投光装置２は鉛直軸Ｏを軸としてレーザ光ビー
ムＬを旋回し基準平面Ｐを規定する。光検出装置１は、
例えば壁や杭に沿って配置されるもので、第１と第２の
少なくとも２つの受光素子11と12を有している。
ムＬを旋回し基準平面Ｐを規定する。光検出装置１は、
例えば壁や杭に沿って配置されるもので、第１と第２の
少なくとも２つの受光素子11と12を有している。
レーザ投光装置２から投影されるレーザ光ビームＬが
上側の受光素子11にのみ投影された場合は、光検出装置
１の基準マーク５の位置が、レーザ光ビームＬの作る基
準平面Ｐよりも下側に位置していることを意味し、光検
出装置１を上方に移動させるように指示する表示器３、
４の上向き矢印形状をもつ『上向け』表示器3b、4bを点
灯させる。逆に、下側の受光素子12にのみ投影された場
合は、光検出装置１の基準マーク５の位置が基準平面Ｐ
よりも上側に位置していることを意味し、光検出装置１
を下方に移動させるように指示する表示器３、４の下向
き矢印形状をもつ『下向け』表示器3a、4aを点灯させ
る。そして、レーザ光ビームＬが受光素子11、12の両方
に均等に投影された場合は、表示器３、４の『中心』表
示部3c、4cを点灯させ、光検出装置１の基準マーク５が
基準平面Ｐと一致したことを測定者に知らせ、測定者は
基準マーク５の位置で壁や杭に線1eを引き水準マークを
得る。
上側の受光素子11にのみ投影された場合は、光検出装置
１の基準マーク５の位置が、レーザ光ビームＬの作る基
準平面Ｐよりも下側に位置していることを意味し、光検
出装置１を上方に移動させるように指示する表示器３、
４の上向き矢印形状をもつ『上向け』表示器3b、4bを点
灯させる。逆に、下側の受光素子12にのみ投影された場
合は、光検出装置１の基準マーク５の位置が基準平面Ｐ
よりも上側に位置していることを意味し、光検出装置１
を下方に移動させるように指示する表示器３、４の下向
き矢印形状をもつ『下向け』表示器3a、4aを点灯させ
る。そして、レーザ光ビームＬが受光素子11、12の両方
に均等に投影された場合は、表示器３、４の『中心』表
示部3c、4cを点灯させ、光検出装置１の基準マーク５が
基準平面Ｐと一致したことを測定者に知らせ、測定者は
基準マーク５の位置で壁や杭に線1eを引き水準マークを
得る。
従来のローテーティングレーザ装置は野外で使用され
ることが多いため、受光素子11、12には、測定のための
レーザ投光装置２から投影されるレーザ光ビームＬのみ
ならず、外乱光としての太陽光も入射される。太陽光が
受光素子11、12に入射された場合、受光素子11、12の受
光信号は、レーザ光ビームＬによる正規受光信号（パル
ス的信号）に太陽光の直流ノイズ信号成分が重なって出
力される。
ることが多いため、受光素子11、12には、測定のための
レーザ投光装置２から投影されるレーザ光ビームＬのみ
ならず、外乱光としての太陽光も入射される。太陽光が
受光素子11、12に入射された場合、受光素子11、12の受
光信号は、レーザ光ビームＬによる正規受光信号（パル
ス的信号）に太陽光の直流ノイズ信号成分が重なって出
力される。
このため、従来の光検出装置１は、例えばコンデンサ
から成るACカップリング回路を受光素子11、12の各々に
接続し、太陽光による直流ノイズ信号成分を除去しレー
ザ光ビームＬの正規受光信号に起因するパルス的交流成
分のみを取り出して太陽光による外乱光の影響を除去し
ていた。
から成るACカップリング回路を受光素子11、12の各々に
接続し、太陽光による直流ノイズ信号成分を除去しレー
ザ光ビームＬの正規受光信号に起因するパルス的交流成
分のみを取り出して太陽光による外乱光の影響を除去し
ていた。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のローテーティングレーザ装置は
屋内で使用されることも多く、その光検出装置１には蛍
光灯等のパルス発光光源からの屋内照明光が常時入射さ
れる。一般に蛍光灯は100Hzまたは120Hzあるいはそれ以
上の周波数で点灯を繰り返すので、その射出光の光強度
変化は、第６図（ａ）でInとして示すようなパルス的交
流となり、レーザ光ビームＬによる正規受光信号Isに混
在する。
屋内で使用されることも多く、その光検出装置１には蛍
光灯等のパルス発光光源からの屋内照明光が常時入射さ
れる。一般に蛍光灯は100Hzまたは120Hzあるいはそれ以
上の周波数で点灯を繰り返すので、その射出光の光強度
変化は、第６図（ａ）でInとして示すようなパルス的交
流となり、レーザ光ビームＬによる正規受光信号Isに混
在する。
従来の光検出装置１のACカップリング回路は上述のよ
うに直流ノイズ信号成分しか除去できないので、蛍光灯
点灯下のACカップリング回路からの出力信号には、第６
図（ｂ）に示すように、ビームＬによる正規出力信号I
scに蛍光灯照明光の交流ノイズ信号Incが混在したまま
で除去されない。このため、交流ノイズ信号Incが光検
出装置１の処理回路に出力されてしまい。処理回路では
蛍光灯からの照明光による交流ノイズ信号Incをレーザ
光ビームＬの受光による正規出力信号Iscと判断してし
まい、誤動作や誤測定を招くという欠点があった。
うに直流ノイズ信号成分しか除去できないので、蛍光灯
点灯下のACカップリング回路からの出力信号には、第６
図（ｂ）に示すように、ビームＬによる正規出力信号I
scに蛍光灯照明光の交流ノイズ信号Incが混在したまま
で除去されない。このため、交流ノイズ信号Incが光検
出装置１の処理回路に出力されてしまい。処理回路では
蛍光灯からの照明光による交流ノイズ信号Incをレーザ
光ビームＬの受光による正規出力信号Iscと判断してし
まい、誤動作や誤測定を招くという欠点があった。
本発明の課題は、上記従来の光検出装置の欠点を解消
し、蛍光灯等のパルス発光光源からの外乱光の影響によ
る誤動作や誤測定を防止することができる光検出方法お
よびそのための装置を提供することにある。
し、蛍光灯等のパルス発光光源からの外乱光の影響によ
る誤動作や誤測定を防止することができる光検出方法お
よびそのための装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決する手段は以下のとおりである。第１
発明は、受光光量を電気信号に変換する第１ステップ
と； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持する第２ステップと； 前記最大信号レベルの信号値を記録する第３ステップ
と； 前記第３ステップの前記信号値が少なくとも３回の前
記サンプリング期間分記憶されたか否かを判断する第４
ステップと； 前記第４ステップで“３回分”記憶されたと判断され
たとき、前記第３ステップで記憶された前記信号値を互
いに比較し、その内の２つの信号値において一方が他方
の所定マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が
前記２つの信号値に比較して前記所定マージンより大き
いと判断したとき、大きいと判断された当該１つの信号
値を以後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信
号値は外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採
用しない第５ステップと； を有することを特徴とする光検出方法である。
発明は、受光光量を電気信号に変換する第１ステップ
と； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持する第２ステップと； 前記最大信号レベルの信号値を記録する第３ステップ
と； 前記第３ステップの前記信号値が少なくとも３回の前
記サンプリング期間分記憶されたか否かを判断する第４
ステップと； 前記第４ステップで“３回分”記憶されたと判断され
たとき、前記第３ステップで記憶された前記信号値を互
いに比較し、その内の２つの信号値において一方が他方
の所定マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が
前記２つの信号値に比較して前記所定マージンより大き
いと判断したとき、大きいと判断された当該１つの信号
値を以後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信
号値は外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採
用しない第５ステップと； を有することを特徴とする光検出方法である。
第２発明は、受光光量を電気信号に変換する受光手段
と； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング
期間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判
断手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断した
とき、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比
較し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定
マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２
つの信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判
断したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以
後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は
外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しな
いようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置である。
と； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング
期間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判
断手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断した
とき、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比
較し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定
マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２
つの信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判
断したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以
後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は
外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しな
いようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置である。
第３発明は、鉛直は回りに旋回し基準平面を規定する
光ビームを受光し電気信号に変換する少なくとも２つの
受光手段を有し、これら受光手段への前記光ビームの入
射光量を測定し、前記基準平面との相対的位置関係を出
力する光検出装置において； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング
期間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判
断手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断した
とき、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比
較し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定
マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２
つの信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判
断したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以
後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は
外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しな
いようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置である。
光ビームを受光し電気信号に変換する少なくとも２つの
受光手段を有し、これら受光手段への前記光ビームの入
射光量を測定し、前記基準平面との相対的位置関係を出
力する光検出装置において； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レ
ベルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング
期間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判
断手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断した
とき、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比
較し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定
マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２
つの信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判
断したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以
後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は
外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しな
いようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置である。
（作用） 本発明は、第６図（ｂ）に示すように、蛍光灯等のパ
ルス発光光源からの照明光パルスによるパルス的出力信
号の出力強度はあるマージンを持って略毎回等しく、か
つレーザ光ビームＬによる正規出力信号Iscの出力強度
に比較して小さい点に着目し、蛍光灯等のパルス発光光
源の最も低い点灯周波数と略等しい周期で、光検出装置
の受光手段からの受光信号をサンプリングすることによ
り、この各サンプリング区間には、蛍光灯等からのパル
ス的照明によるノイズ信号Incとレーザ光ビームによる
正規出力信号Iscのいずれかまたは両者が必ず１つ存在
するようにし、第１乃至第３の構成では、少なくとも３
回の前記サンプリング期間分の出力信号値を互いに比較
し、その内の２つの出力信号が略等しく残りの１つの出
力信号が前記２つの出力信号より大きいと判断したと
き、当該１つの出力信号はレーザ光ビームによる正規出
力信号Iscと判定してこれを以後の信号処理に採用し、
それ以外の場合は前記出力信号は蛍光灯等からの交流成
分を含む外乱光によるノイズと判断して以後の信号処理
に採用しないようにし、蛍光灯等からの交流的外乱光の
影響を除去する。
ルス発光光源からの照明光パルスによるパルス的出力信
号の出力強度はあるマージンを持って略毎回等しく、か
つレーザ光ビームＬによる正規出力信号Iscの出力強度
に比較して小さい点に着目し、蛍光灯等のパルス発光光
源の最も低い点灯周波数と略等しい周期で、光検出装置
の受光手段からの受光信号をサンプリングすることによ
り、この各サンプリング区間には、蛍光灯等からのパル
ス的照明によるノイズ信号Incとレーザ光ビームによる
正規出力信号Iscのいずれかまたは両者が必ず１つ存在
するようにし、第１乃至第３の構成では、少なくとも３
回の前記サンプリング期間分の出力信号値を互いに比較
し、その内の２つの出力信号が略等しく残りの１つの出
力信号が前記２つの出力信号より大きいと判断したと
き、当該１つの出力信号はレーザ光ビームによる正規出
力信号Iscと判定してこれを以後の信号処理に採用し、
それ以外の場合は前記出力信号は蛍光灯等からの交流成
分を含む外乱光によるノイズと判断して以後の信号処理
に採用しないようにし、蛍光灯等からの交流的外乱光の
影響を除去する。
また、本発明の第４乃至第６の構成では、上記と同様
の観点から、少なくとも２回の前記サンプリング期間分
の出力信号値を互いに比較し、一方の出力信号が他方の
の出力信号より大きいと判断したとき、当該大きい方の
出力信号はレーザ光ビームによる正規出力信号IScと判
定して、同様の作用を得るものである。
の観点から、少なくとも２回の前記サンプリング期間分
の出力信号値を互いに比較し、一方の出力信号が他方の
の出力信号より大きいと判断したとき、当該大きい方の
出力信号はレーザ光ビームによる正規出力信号IScと判
定して、同様の作用を得るものである。
（実施例） 以下、本発明の実施例を、ローテーティングレーザ装
置の光検出装置を例に説明する。
置の光検出装置を例に説明する。
第１図は本発明に係る光検出装置の回路構成を示すブ
ロック図である。フォトダイオード等から成る第１受光
センサ11と第２受光センサ12は、第５図に示すように、
光検出装置１の受光部に上下に配置されている。第１セ
ンサ11と第２センサ12の各々には、例えばコンデンサか
ら成るACカップリング回路13、14がそれぞれ接続されて
いる。
ロック図である。フォトダイオード等から成る第１受光
センサ11と第２受光センサ12は、第５図に示すように、
光検出装置１の受光部に上下に配置されている。第１セ
ンサ11と第２センサ12の各々には、例えばコンデンサか
ら成るACカップリング回路13、14がそれぞれ接続されて
いる。
第２図（ａ）に示した第１センサ11の受光信号1IOに
は、ローテーティングレーザ装置のレーザ投光装置２か
らのレーザビームＬの正規受光信号1Isと、交流ノイズ
成分として作用する蛍光灯等からの外乱光の受光信号1I
nとが混在している。ACカップリング回路13は、この受
光信号1IOから太陽光等に起因する直流ノイズ成分を取
り除くためのもので、本実施例のような蛍光灯等のパル
ス発光光源からの照明光の交流ノイズ成分は除去できな
い。このため、ACカップリング回路13は、第２図（ｂ）
に示すような正規出力信号1Iscと外乱光の交流ノイズ出
力信号1Incとをそのまま出力する。
は、ローテーティングレーザ装置のレーザ投光装置２か
らのレーザビームＬの正規受光信号1Isと、交流ノイズ
成分として作用する蛍光灯等からの外乱光の受光信号1I
nとが混在している。ACカップリング回路13は、この受
光信号1IOから太陽光等に起因する直流ノイズ成分を取
り除くためのもので、本実施例のような蛍光灯等のパル
ス発光光源からの照明光の交流ノイズ成分は除去できな
い。このため、ACカップリング回路13は、第２図（ｂ）
に示すような正規出力信号1Iscと外乱光の交流ノイズ出
力信号1Incとをそのまま出力する。
同様に、第２センサ12の受光信号2IOには、第２図
（ｄ）に図示したように、レーザビームＬの正規受光信
号2Isと、パルス的交流ノイズとして作用する蛍光灯等
のパルス発光光源からの照明光による外乱光の受光信号
2Inとが混在している。ACカップリング回路14は、前記A
Cカップリング回路13と同様に、第２図（ｅ）に示すよ
うな正規出力信号2Iscと外乱光の交流ノイズ信号2Incと
をそのまま出力する。
（ｄ）に図示したように、レーザビームＬの正規受光信
号2Isと、パルス的交流ノイズとして作用する蛍光灯等
のパルス発光光源からの照明光による外乱光の受光信号
2Inとが混在している。ACカップリング回路14は、前記A
Cカップリング回路13と同様に、第２図（ｅ）に示すよ
うな正規出力信号2Iscと外乱光の交流ノイズ信号2Incと
をそのまま出力する。
ACカップリング回路13、14からの出力信号は、増幅器
21、22でそれぞれ増幅されピークホールド回路31、32に
各々入力される。ピークホールド回路31、32は、第２図
（ｃ）と（ｆ）に示すように、ACカップリング回路13、
14からの出力信号の最大値を保持するように作用する。
ピークホールド回路31にはリセット回路41が、ピークホ
ールド回路32はリセット回路42がそれぞれ接続されてお
り、リセット回路41、42からのリセット信号Ｒが入力さ
れると、それまで保持していた最大値を一旦リセット
し、再び出力信号の最大値の保持を開始する。
21、22でそれぞれ増幅されピークホールド回路31、32に
各々入力される。ピークホールド回路31、32は、第２図
（ｃ）と（ｆ）に示すように、ACカップリング回路13、
14からの出力信号の最大値を保持するように作用する。
ピークホールド回路31にはリセット回路41が、ピークホ
ールド回路32はリセット回路42がそれぞれ接続されてお
り、リセット回路41、42からのリセット信号Ｒが入力さ
れると、それまで保持していた最大値を一旦リセット
し、再び出力信号の最大値の保持を開始する。
ピークホールド回路31、32はマルチプレクサ回路50に
接続されており、マルチプレクサ回路50はマイクロコン
ピュータのマイクロプロセッサ（CPU）53の選択信号SE
の指令によりピークホールド回路31、32からの出力信号
（1Isc,1IAc）、（2Isc,2IAc）を選択的にA/D変換回路5
1に入力するよう構成されている。A/D変換回路51でアナ
ログ−デジタル変換された出力信号は、CPU53に入力さ
れ後述の処理を受ける。
接続されており、マルチプレクサ回路50はマイクロコン
ピュータのマイクロプロセッサ（CPU）53の選択信号SE
の指令によりピークホールド回路31、32からの出力信号
（1Isc,1IAc）、（2Isc,2IAc）を選択的にA/D変換回路5
1に入力するよう構成されている。A/D変換回路51でアナ
ログ−デジタル変換された出力信号は、CPU53に入力さ
れ後述の処理を受ける。
CPU53には所定のサンプリング期間および所定のリセ
ットタイミングを決めるタイマー回路52と、出力信号等
のデータを記憶するRAM55と、後述の処理プログラムを
記憶しているROM54と、第５図に基づいて先に説明した
第１表示器３および第２表示器４とがそれぞれ接続され
ている。
ットタイミングを決めるタイマー回路52と、出力信号等
のデータを記憶するRAM55と、後述の処理プログラムを
記憶しているROM54と、第５図に基づいて先に説明した
第１表示器３および第２表示器４とがそれぞれ接続され
ている。
第３図に図示したフローチャートに基づいて上記回路
の動作を説明する前に、まず、サンプリング期間と読み
出しタイミングについて説明する。サンプリング期間τ
（第２図（ｇ）参照）は出力信号の検出と信号処理のた
めに予め定めた期間であり、蛍光灯の点灯周波数の100H
zに対応し10msec.に定められている。このサンプリング
期間ｒ内で第３図のフローチャートの“START"から“EN
D"までの１ルーチンが完了する。
の動作を説明する前に、まず、サンプリング期間と読み
出しタイミングについて説明する。サンプリング期間τ
（第２図（ｇ）参照）は出力信号の検出と信号処理のた
めに予め定めた期間であり、蛍光灯の点灯周波数の100H
zに対応し10msec.に定められている。このサンプリング
期間ｒ内で第３図のフローチャートの“START"から“EN
D"までの１ルーチンが完了する。
読み出しタイミング（ホールド期間）ｒは、ピークホ
ールド回路31、32の保持期間またはマルチプレクサ回路
50を介してA/D変換回路51に保持出力を出力するタイミ
ングを意味し、上述のサンプリング期間τの略５〜10％
の時間幅であり、やはりタイマー回路52で計時される。
ールド回路31、32の保持期間またはマルチプレクサ回路
50を介してA/D変換回路51に保持出力を出力するタイミ
ングを意味し、上述のサンプリング期間τの略５〜10％
の時間幅であり、やはりタイマー回路52で計時される。
次に、第３図に図示したフローチャートに基づいて上
記回路の動作を説明する。
記回路の動作を説明する。
ステップ101; タイマー回路52がホールド期間を計時するとCPU53に
読み出しタイミング信号rtを出力する。CPU53は、マル
チプレクサ回路50に選択信号SEを出力し、今回のサンプ
リング区間のスタートからそれまでにピークホールド回
路31に保持されていた第１センサ11の最大出力信号（1H
sまたは1Ni;ここでｉ＝0,1,2,・・・Ｎ）の値をA/D変換
回路51に入力する。A/D変換回路51は出力信号（1Hsまた
は1Ni）をアナログ−デジタル変換し、CPU53を介して、
第４図に模式的に示すようにRAM55の第101番アドレスの
バッファに記憶させる。
読み出しタイミング信号rtを出力する。CPU53は、マル
チプレクサ回路50に選択信号SEを出力し、今回のサンプ
リング区間のスタートからそれまでにピークホールド回
路31に保持されていた第１センサ11の最大出力信号（1H
sまたは1Ni;ここでｉ＝0,1,2,・・・Ｎ）の値をA/D変換
回路51に入力する。A/D変換回路51は出力信号（1Hsまた
は1Ni）をアナログ−デジタル変換し、CPU53を介して、
第４図に模式的に示すようにRAM55の第101番アドレスの
バッファに記憶させる。
今回以前のサンプリング区間で得られた出力信号デー
タがすでに第101番ないし第103番アドレスバッファに記
憶されているときは、第103番アドレスバッファに記憶
された出力信号データを消し、それ以後の出力信号デー
タを第103番および第102番アドレスのバッファに順次シ
フトし、今回の出力信号データを常に第101番アドレス
バッファに記憶させる。
タがすでに第101番ないし第103番アドレスバッファに記
憶されているときは、第103番アドレスバッファに記憶
された出力信号データを消し、それ以後の出力信号デー
タを第103番および第102番アドレスのバッファに順次シ
フトし、今回の出力信号データを常に第101番アドレス
バッファに記憶させる。
ステップ102; 次に、CPU53は、マルチプレクサ回路50に再度、選択
信号SEを出力し、今回のサンプリング区間のスタートか
らそれまでにピークホールド回路32からの第２センサ12
の最大出力信号（2Hsまたは2Ni;ここでｉ＝0,1,2,・・
・Ｎ）をA/D変換回路51に入力する。A/D変換回路51は、
出力信号（2Hsまたは2Ni）をアナログ−デジタル変換
し、CPU53を介して、第４図に模式的に示すように、RAM
55の第201番アドレスのバッファに記憶させる。
信号SEを出力し、今回のサンプリング区間のスタートか
らそれまでにピークホールド回路32からの第２センサ12
の最大出力信号（2Hsまたは2Ni;ここでｉ＝0,1,2,・・
・Ｎ）をA/D変換回路51に入力する。A/D変換回路51は、
出力信号（2Hsまたは2Ni）をアナログ−デジタル変換
し、CPU53を介して、第４図に模式的に示すように、RAM
55の第201番アドレスのバッファに記憶させる。
今回以前のサンプリング区間で得られた出力信号デー
タがすでに第201番ないし203番アドレスバッファに記憶
されているときは、第203番アドレスバッファに記憶さ
れた出力信号データを消し、それ以後の出力信号データ
を第203番および第202番アドレスのバッファに順次シフ
トし、今回の出力信号データを常に第201番アドレスバ
ッファに記憶させる。
タがすでに第201番ないし203番アドレスバッファに記憶
されているときは、第203番アドレスバッファに記憶さ
れた出力信号データを消し、それ以後の出力信号データ
を第203番および第202番アドレスのバッファに順次シフ
トし、今回の出力信号データを常に第201番アドレスバ
ッファに記憶させる。
ステップ103; CPU53は、リセット回路41、42にリセット指令信号RS
を出力する。リセット回路41、42は、リセット指令回路
RSを受けるピークホールド回路31、32にリセット信号Ｒ
を出力してピークホールド回路31、32に保持されている
出力信号の最大値をリセットさせる。ピークホールド回
路31、32はリセット後、再び増幅器21、22からの出力信
号の最大値の保持動作を開始する。
を出力する。リセット回路41、42は、リセット指令回路
RSを受けるピークホールド回路31、32にリセット信号Ｒ
を出力してピークホールド回路31、32に保持されている
出力信号の最大値をリセットさせる。ピークホールド回
路31、32はリセット後、再び増幅器21、22からの出力信
号の最大値の保持動作を開始する。
ステップ104; CPU53は、RAM55の第１センサ出力保存用の第101ない
し第103番アドレスのバッファ、および第２センサ出力
保存用の第201番ないし第203番アドレスのバッファの各
々の組の３つのバッファの全てにデータが記憶されてい
るか否かをチェックすることにより、データ取込み数が
３になったか否かを判定する。
し第103番アドレスのバッファ、および第２センサ出力
保存用の第201番ないし第203番アドレスのバッファの各
々の組の３つのバッファの全てにデータが記憶されてい
るか否かをチェックすることにより、データ取込み数が
３になったか否かを判定する。
データ取込み数が３の場合は次のステップ105に移行
し、データ取込み数が３未満の場合は、タイマー回路52
からのサンプリング期間τの計時終了信号tsの出力で次
回のサンプリング区間が開始される。
し、データ取込み数が３未満の場合は、タイマー回路52
からのサンプリング期間τの計時終了信号tsの出力で次
回のサンプリング区間が開始される。
ステップ105; CPU53は、データ取込み数がである、RAM55に記憶され
たデータ組の各々を読み出し、その組の３つのデータを
互いに比較し、その内の２つが所定のマージン（例えば
10％）の範囲で略等しいか否かを各々のデータ組につい
て判定する。
たデータ組の各々を読み出し、その組の３つのデータを
互いに比較し、その内の２つが所定のマージン（例えば
10％）の範囲で略等しいか否かを各々のデータ組につい
て判定する。
“等しい”と判定されたときは、この２つの出力信号
データは蛍光灯によるノイズ信号（1Ni,2Ni）と判断
し、残りの１つがレーザビームＬによる正規信号データ
（1Hs,2Hs）と推定して次ステップ106に移行する。３つ
のデータが全て“異なる”と判定された場合または全て
“等しい”と判定された場合は、今回のサンプリング区
間で得られたデータが全て蛍光灯等によるノイズ信号（
1Ni,2Ni）か、または何らかの誤測定に起因するものと
判断して、これらデータは以後の測定のための信号処理
には利用せず、タイマー回路52からのサンプリング期間
τの計時終了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が
開始される。
データは蛍光灯によるノイズ信号（1Ni,2Ni）と判断
し、残りの１つがレーザビームＬによる正規信号データ
（1Hs,2Hs）と推定して次ステップ106に移行する。３つ
のデータが全て“異なる”と判定された場合または全て
“等しい”と判定された場合は、今回のサンプリング区
間で得られたデータが全て蛍光灯等によるノイズ信号（
1Ni,2Ni）か、または何らかの誤測定に起因するものと
判断して、これらデータは以後の測定のための信号処理
には利用せず、タイマー回路52からのサンプリング期間
τの計時終了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が
開始される。
ステップ106; CPU53は、残りの１つのデータが、前ステップ105で互
いに“等しい”と判定された２つのデータより大きいか
否かを比較判定する。“大きい”と判定された場合は、
この残りの１つのデータがレーザビームＬによる正規信
号データ（1Hs,2Hs）であると判断して、そのデータを
測定用データとして利用するため、次ステップ107に移
行する。“小さい”と判定された場合はそのデータは何
らかのノイズ信号と判断して、今回のサンプリング区間
で得られたデータは以後の測定のための信号処理には利
用せず、タイマー回路52からのサンプリング期間τの計
時終了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が開始さ
れる。
いに“等しい”と判定された２つのデータより大きいか
否かを比較判定する。“大きい”と判定された場合は、
この残りの１つのデータがレーザビームＬによる正規信
号データ（1Hs,2Hs）であると判断して、そのデータを
測定用データとして利用するため、次ステップ107に移
行する。“小さい”と判定された場合はそのデータは何
らかのノイズ信号と判断して、今回のサンプリング区間
で得られたデータは以後の測定のための信号処理には利
用せず、タイマー回路52からのサンプリング期間τの計
時終了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が開始さ
れる。
ステップ107ないしステップ110; CPU53は、前ステップ106で“大きい”と判定された各
々のデータ組の出力信号データすなち正規信号データ（
1Hs,2Hs）を互いに比較する。なお、第１センサ１また
は第２センサ12の一方のみが正規信号データ（1Hsまた
は2Hs）を出力した場合は、他方の正規信号データを
『ゼロ』データとし、得られた正規信号データと比較す
る。
々のデータ組の出力信号データすなち正規信号データ（
1Hs,2Hs）を互いに比較する。なお、第１センサ１また
は第２センサ12の一方のみが正規信号データ（1Hsまた
は2Hs）を出力した場合は、他方の正規信号データを
『ゼロ』データとし、得られた正規信号データと比較す
る。
正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより小さい場
合は、光検出装置の基準マーク５はレーザビームＬの作
る基準平面Ｐより上方にあるので、ステップ108に移行
して表示器３、４の『下向け』表示部3a、4aを点灯さ
せ、測定者に光検出装置の移動すべき方向を知らせる。
合は、光検出装置の基準マーク５はレーザビームＬの作
る基準平面Ｐより上方にあるので、ステップ108に移行
して表示器３、４の『下向け』表示部3a、4aを点灯さ
せ、測定者に光検出装置の移動すべき方向を知らせる。
正規信号データ1Hsと正規信号データ2Hsとが略等しい
場合は、光検出装置の基準マーク５はレーザビームＬの
作る基準平面Ｐと一致しているので、ステップ109に移
行して表示器３、４の『中心』表示部3c、4cを点灯さ
せ、測定者に基準マーク５に沿って水準マークleをマー
キングさせる。
場合は、光検出装置の基準マーク５はレーザビームＬの
作る基準平面Ｐと一致しているので、ステップ109に移
行して表示器３、４の『中心』表示部3c、4cを点灯さ
せ、測定者に基準マーク５に沿って水準マークleをマー
キングさせる。
正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより大きい場
合は、光検出装置の基準マーク５は基準平面Ｐより下方
にあるので、ステップ110に移行して表示器３、４の
『上向け』表示部3b、4bを点灯させ、測定者に光検出装
置の移動すべき方向を知らせる。
合は、光検出装置の基準マーク５は基準平面Ｐより下方
にあるので、ステップ110に移行して表示器３、４の
『上向け』表示部3b、4bを点灯させ、測定者に光検出装
置の移動すべき方向を知らせる。
本実施例では正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hs
より大きいのでステップ110に移行して『上向け』表示
部3b、4bが点灯される。
より大きいのでステップ110に移行して『上向け』表示
部3b、4bが点灯される。
第２図において、第ｉ＋１番サンプリング区間では第
１および第２センサ11、12へのレーザビームＬの入射は
ピークホールド回路31、32にリセット回路41、42からの
リセット信号Ｒが入力された以後であるため、ステップ
101、102でRAM55に入力される出力信号データはゼロと
してRAM55に記憶され、ステップ106で次の第ｉ＋２番サ
ンプリング区間のルーチンに移行される。しかしピーク
ホールド回路31、32はリセット信号が入力された以後の
センサ11、12からのレーザビームＬの受光信号の最大値
をホールドし続け、かつ第ｉ＋２番サンプリング区間に
蛍光灯のノイズ信号が在ってもそのノイズ信号よりレー
ザビームＬの受光信号の方が常に大きいため、第ｉ＋２
番サンプリング区間でレーザビームＬの信号データを取
り込むことができる。
１および第２センサ11、12へのレーザビームＬの入射は
ピークホールド回路31、32にリセット回路41、42からの
リセット信号Ｒが入力された以後であるため、ステップ
101、102でRAM55に入力される出力信号データはゼロと
してRAM55に記憶され、ステップ106で次の第ｉ＋２番サ
ンプリング区間のルーチンに移行される。しかしピーク
ホールド回路31、32はリセット信号が入力された以後の
センサ11、12からのレーザビームＬの受光信号の最大値
をホールドし続け、かつ第ｉ＋２番サンプリング区間に
蛍光灯のノイズ信号が在ってもそのノイズ信号よりレー
ザビームＬの受光信号の方が常に大きいため、第ｉ＋２
番サンプリング区間でレーザビームＬの信号データを取
り込むことができる。
次に、本発明の第２実施例を、第７図および第８図に
基づいて説明する。すなわち、本実施例は、上述した実
施例と比較し、CPU53で実行されるプログラムが異なる
ものであり、回路構成等の他の構成は同様である。
基づいて説明する。すなわち、本実施例は、上述した実
施例と比較し、CPU53で実行されるプログラムが異なる
ものであり、回路構成等の他の構成は同様である。
以下、第７図のフローチャートに基づいて、上記回路
の動作を説明する。
の動作を説明する。
ステップ701ないしステップ703; 第３図のステップ101ないしステップ103と同様にし
て、第１および第２センサ11、12の最大出力信号を、第
８図に模式的に示すRAM55の第801番アドレスおよび第90
1番アドレスのバッファに各々記憶し（ステップ701、70
2）、次いで、またピークホールド回路31、32に保持さ
れている出力信号の最大値をリセットさせる（ステップ
703） ステップ701における記憶の際、今回以前のサンプリ
ング区間で得られた出力信号データがすでに第801番ア
ドレスバッファに記憶されているときは、このデータを
第802番アドレスバッファにシフトする。もし、第802番
アドレスバッファに前々回のデータが記憶されていると
きは、このデータを消す。このようにして、第１センサ
11の今回の出力信号データを常に第801番アドレスバッ
ファに記憶させ、それ以前のデータは第802番アドレス
バッファに順次シフトさせる。
て、第１および第２センサ11、12の最大出力信号を、第
８図に模式的に示すRAM55の第801番アドレスおよび第90
1番アドレスのバッファに各々記憶し（ステップ701、70
2）、次いで、またピークホールド回路31、32に保持さ
れている出力信号の最大値をリセットさせる（ステップ
703） ステップ701における記憶の際、今回以前のサンプリ
ング区間で得られた出力信号データがすでに第801番ア
ドレスバッファに記憶されているときは、このデータを
第802番アドレスバッファにシフトする。もし、第802番
アドレスバッファに前々回のデータが記憶されていると
きは、このデータを消す。このようにして、第１センサ
11の今回の出力信号データを常に第801番アドレスバッ
ファに記憶させ、それ以前のデータは第802番アドレス
バッファに順次シフトさせる。
同様に、ステップ702においても、第１センサ12の今
回の出力信号データを常に第901番アドレスバッファに
記憶させ、それ以前のデータは第902番アドレスバッフ
ァに順次シフトさせる。
回の出力信号データを常に第901番アドレスバッファに
記憶させ、それ以前のデータは第902番アドレスバッフ
ァに順次シフトさせる。
ステップ704; CPU53は、RAM55の第１センサ出力保存用の第801番と
第802番アドレスのバッファ、および第２センサ出力保
存用の第901番と第902番のアドレスのバッファの各々の
組の２つのバッファの全てにデータが記憶されているか
否かをチェックすることにより、データ取込み数が２に
なったか否かを判定する。
第802番アドレスのバッファ、および第２センサ出力保
存用の第901番と第902番のアドレスのバッファの各々の
組の２つのバッファの全てにデータが記憶されているか
否かをチェックすることにより、データ取込み数が２に
なったか否かを判定する。
データ取込み数が２の場合は次のステップ705に移行
し、データ取込み数が２未満の場合は、タイマー回路52
からのサンプリング期間τの計時終了信号tsの出力で次
回のサンプリング区間が開始される。
し、データ取込み数が２未満の場合は、タイマー回路52
からのサンプリング期間τの計時終了信号tsの出力で次
回のサンプリング区間が開始される。
ステップ705; CPU53は、データ取込み数が２であるRAM55に記憶され
たデータ組の各々を読み出し、１つの組の一方のデータ
が他方のデータよりも所定の割合（例えば10％）以上大
きいか否かを、各々の組について比較判定する。“大き
い”と判定された場合は、この大きい方のデータがレー
ザビームＬによる正規信号データ（1Hs,2Hs）であると
判断して、そのデータを測定用データとして利用するた
め、次ステップ706に移行する。“小さい”と判定され
た場合は、それらのデータは蛍光灯等によるノイズ信号
（1Ni,2Hi）と判断して、次回のサンプリング区間で得
られたデータは以後の測定のための信号処理には利用せ
ず、タイマー回路52からのサンプリング期間τの計時終
了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が開始され
る。
たデータ組の各々を読み出し、１つの組の一方のデータ
が他方のデータよりも所定の割合（例えば10％）以上大
きいか否かを、各々の組について比較判定する。“大き
い”と判定された場合は、この大きい方のデータがレー
ザビームＬによる正規信号データ（1Hs,2Hs）であると
判断して、そのデータを測定用データとして利用するた
め、次ステップ706に移行する。“小さい”と判定され
た場合は、それらのデータは蛍光灯等によるノイズ信号
（1Ni,2Hi）と判断して、次回のサンプリング区間で得
られたデータは以後の測定のための信号処理には利用せ
ず、タイマー回路52からのサンプリング期間τの計時終
了信号tsの出力で次回のサンプリング区間が開始され
る。
ステップ706ないしステップ709; CPU53は、前ステップ705で“大きい”と判定された各
々のデータ組の出力信号データすなわち正規信号データ
（1Hs,2Hs）を互いに比較する（ステップ706）。なお、
第１センサ11または第２センサ12の一方のみが正規信号
データ（1Hsまたは2Hs）を出力した場合は、第３図のス
テップ106と同様に、他方の正規信号データを『ゼロ』
データとし、得られた正規信号データと比較する。
々のデータ組の出力信号データすなわち正規信号データ
（1Hs,2Hs）を互いに比較する（ステップ706）。なお、
第１センサ11または第２センサ12の一方のみが正規信号
データ（1Hsまたは2Hs）を出力した場合は、第３図のス
テップ106と同様に、他方の正規信号データを『ゼロ』
データとし、得られた正規信号データと比較する。
以下、第３図のステップ108ないしステップ110と同様
にして、正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより小
さい場合は、表示器３、４の『下向け』表示部3a、4aを
点灯させ（ステップ707）、正規信号データ1Hsと正規信
号データ2Hsとが略等しい場合は、表示器３、４の『中
心』表示部3c、4cを点灯させ（ステップ708）、そして
正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより大きい場合
は、表示器３、４の『上向け』表示部3b、4bを点灯させ
る（ステップ709）。
にして、正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより小
さい場合は、表示器３、４の『下向け』表示部3a、4aを
点灯させ（ステップ707）、正規信号データ1Hsと正規信
号データ2Hsとが略等しい場合は、表示器３、４の『中
心』表示部3c、4cを点灯させ（ステップ708）、そして
正規信号データ1Hsが正規信号データ2Hsより大きい場合
は、表示器３、４の『上向け』表示部3b、4bを点灯させ
る（ステップ709）。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、光検出装置で正
規の測定用の光を受光しているとき、同時に光検出装置
に入射される蛍光灯等からの交流成分をもつ外乱光によ
る光検出装置の誤動作や誤測定を防止することができ
る。
規の測定用の光を受光しているとき、同時に光検出装置
に入射される蛍光灯等からの交流成分をもつ外乱光によ
る光検出装置の誤動作や誤測定を防止することができ
る。
第１図は本発明に係る光検出装置の回路構成を示すブロ
ック図、 第２図（ａ）は第１受光センサ11の受光信号を示す時間
−信号出力波形図、 第２図（ｂ）はACカップリング回路13の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｃ）はピークホールド回路31の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｄ）は第２受光センサ12の受光信号を示す時間
−信号出力波形図、 第２図（ｅ）はACカップリング回路14の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｆ）はピークホールド回路32の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｇ）はサンプリング期間τ、リセット信号Ｒ、
読み出しタイミングｒの関係を示すタイミング波形図、 第３図は本発明に係る光検出装置の動作を説明るすフロ
ーチャート、 第４図はRAM55の記憶内容を説明するための模式図、 第５図は従来技術および本発明の光検出装置を利用する
ローテーティングレーザ装置の構成を示す斜視図、 第６図（ａ）は従来の光検出装置の受光センサの受光信
号を示す時間−信号出力波形図、 第６図（ｂ）は従来の光検出装置のACカップリング回路
からの出力信号を示す時間−信号出力波形図、 第７図は、本発明の第２実施例に係る、第３図と同様の
フローチャート、 第８図は、本発明の第２実施例に係る、第４図と同様の
模式図である。 １……光検出装置、11,12……受光センサ、 13,14……ACカップリング回路、 31,32……ピークホールド回路、 41,42……リセット回路、 50……マルチプレクサ回路、 51……A/D変換回路、52……タイマー回路、 53……CPU、54……ROM、55……RAM。
ック図、 第２図（ａ）は第１受光センサ11の受光信号を示す時間
−信号出力波形図、 第２図（ｂ）はACカップリング回路13の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｃ）はピークホールド回路31の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｄ）は第２受光センサ12の受光信号を示す時間
−信号出力波形図、 第２図（ｅ）はACカップリング回路14の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｆ）はピークホールド回路32の出力信号を示す
時間−信号出力波形図、 第２図（ｇ）はサンプリング期間τ、リセット信号Ｒ、
読み出しタイミングｒの関係を示すタイミング波形図、 第３図は本発明に係る光検出装置の動作を説明るすフロ
ーチャート、 第４図はRAM55の記憶内容を説明するための模式図、 第５図は従来技術および本発明の光検出装置を利用する
ローテーティングレーザ装置の構成を示す斜視図、 第６図（ａ）は従来の光検出装置の受光センサの受光信
号を示す時間−信号出力波形図、 第６図（ｂ）は従来の光検出装置のACカップリング回路
からの出力信号を示す時間−信号出力波形図、 第７図は、本発明の第２実施例に係る、第３図と同様の
フローチャート、 第８図は、本発明の第２実施例に係る、第４図と同様の
模式図である。 １……光検出装置、11,12……受光センサ、 13,14……ACカップリング回路、 31,32……ピークホールド回路、 41,42……リセット回路、 50……マルチプレクサ回路、 51……A/D変換回路、52……タイマー回路、 53……CPU、54……ROM、55……RAM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01J 1/00 - 1/46 G01C 3/00 - 3/32
Claims (3)
- 【請求項１】受光光量を電気信号に変換する第１ステッ
プと； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レベ
ルを保持する第２ステップと； 前記最大信号レベルの信号値を記録する第３ステップ
と； 前記第３ステップの前記信号値が少なくとも３回の前記
サンプリング期間分記憶されたか否かを判断する第４ス
テップと； 前記第４ステップで“３回分”記憶されたと判断された
とき、前記第３ステップで記憶された前記信号値を互い
に比較し、その内の２つの信号値において一方が他方の
所定マージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前
記２つの信号値に比較して前記所定マージンより大きい
と判断したとき、大きいと判断された当該１つの信号値
を以後の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号
値は外乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用
しない第５ステップと； を有することを特徴とする光検出方法。 - 【請求項２】受光光量を電気信号に変換する受光手段
と； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レベ
ルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング期
間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判断
手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断したと
き、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比較
し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定マ
ージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２つ
の信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判断
したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以後
の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は外
乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しない
ようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置。 - 【請求項３】鉛直は回りに旋回し基準平面を規定する光
ビームを受光し電気信号に変換する少なくとも２つの受
光手段を有し、これら受光手段への前記光ビームの入射
光量を測定し、前記基準平面との相対的位置関係を出力
する光検出装置において； 所定サンプリング期間内の前記電気信号の最大信号レベ
ルを保持するピークホールド手段と； 前記最大信号レベルの信号値を記憶する記憶手段と； 前記記憶手段に少なくとも３回分の前記サンプリング期
間の前記信号値が記憶されたか否かを判断する第１判断
手段と； 前記第１判断手段が“３回分”記憶されたと判断したと
き、前記記憶手段に記憶された前記信号値を互いに比較
し、その内の２つの信号値において一方が他方の所定マ
ージンの範囲内であり、残りの１つの信号値が前記２つ
の信号値に比較して前記所定マージンより大きいと判断
したとき、大きいと判断された当該１つの信号値を以後
の信号処理に採用し、それ以外の場合は前記信号値は外
乱光によるノイズと判断し以後の信号処理に採用しない
ようにする第２判断手段と； を有することを特徴とする光検出装置。
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|---|---|---|---|
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