JP3120202B2 - パルス方式の光波距離計 - Google Patents

パルス方式の光波距離計

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパルス方式の光波距離計
に係わり、特に、受信パルスの時間間隔を比較的簡単な
回路構成で高精度に検出し、ノイズに埋もれてしまう様
な遠距離測定も可能とすることのできるパルス方式の光
波距離計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光波距離計は、測定対象物である
コーナーキューブから反射してきたエコーパルスを受信
し、光パルスの受信時間から距離を測定していた。
【０００３】ここで従来のパルス方式の光波距離計の基
本原理を図１０に基づいて説明する。発光タイミング信
号ａ’により発光手段を駆動すると、発光手段から発光
パルスｂ’が発光される。そして発光パルスｂ’は測定
対象物で反射した後、受光手段で受光され、受光パルス
ｃ’に変換される。受光パルスｃ’は、クロックｄ’の
タイミングでＡ／Ｄ変換されメモリ上に記憶される様に
なっている。これらの動作を複数回の発光パルスｂ’で
繰り返し、メモリ上のデータを平均化する。そしてメモ
リ上のデータｅ’は、受信波形が存在する点のアドレス
と測定対象物の距離とが対応する様になっており、ピー
ク値となる点のアドレスがＡ番目であれば、光波距離計
から測定対象物までの距離Ｌは、
【０００４】 Ｌ＝（Ａ＊ｃ）／（ｆS＊２） ・・・・・第１式
【０００５】となる。但し、ｃは光速、ｆSはクロック
ｄの周波数である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のパ
ルス方式の光波距離計では、測距精度が受信パルスの測
定分解能に依存するため、高精度に距離を測定するため
にはクロックｄ’のＡ／Ｄ変換のクロック周期を受光パ
ルスｃ’の幅に対して充分細かくする必要があり、更に
Ａ／Ｄ変換器も充分なビット数を必要とする。即ち、光
源手段がパルスレーザーダイオードである場合には、発
光パルス間隔は数１０ｎｓｅｃ程度であり、クロック
ｄ’の周波数には数１００ＭＨｚが要求される。このた
めＡ／Ｄ変換器には超高速型のものが必要となり、コス
ト高となる問題点があった。
【０００７】また従来の光波距離計では複数回の発光パ
ルスｂ’の発光の後、メモリ上のデータを平均化する演
算を行う様に構成されているので、これらの処理は演算
処理手段に対して、かなりの負担を与えることになる。
例えば発光パルスｂ’を１６回繰り返し発光させた後に
測定を行う場合では、クロックｄ’の周波数が３００Ｍ
Ｈｚ、測定可能距離を１０００ｍとすると、メモリ上の
１６個のデータの平均化処理を２０００回行う必要があ
り、距離計算の時間が長時間化するという問題点があっ
た。
【０００８】更に測定精度を向上させるためにクロック
ｄ’間を内挿し、受光パルスｃ’の重心位置を求めるこ
とも考えられるが、受光パルスｃ’の歪が問題となる。
受光パルスｃ’が、クロックｄ’により検出可能な周波
数以上の成分を有する場合には、距離計算結果にクロッ
クｄ’のサイクリックな直線性誤差が現れることにな
る。即ち図１１に示す様に受光パルスｆが３角波の場合
には、クロックｇでＡ／Ｄ変換を実行すると、メモリ上
のデータｈ’による距離と、メモリ上のデータｉ’によ
る距離とは変化がなく、光量としての変化が認められる
だけである。一般に数１０ｎｓｅｃのパルスレーザーダ
イオードの出力波形を制御することは極めて困難であ
り、距離計算結果の直線性誤差は、光源手段のパルスレ
ーザーダイオードの特性に依存してしまうという問題点
があった。
【０００９】従って高速で高価なＡ／Ｄ変換器を必要と
せず、距離計算の時間が短縮化され、直線性誤差もパル
スレーザーダイオードの特性に依存しないパルス方式の
光波距離計の出現が強く望まれていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、パルス光を所
定の間隔で複数回繰り返して発光させるための光源部
と、この光源部からのパルス光を測定対象物に対して送
出するための送光手段と、該測定対象物からの複数回の
反射パルス光を受光し、受光信号に変換するための受光
部と、この受光信号を所定のサンプル間隔でサンプリン
グするためのサンプル（２値化）部と、前記光源部の発
光タイミングと該サンプル部のサンプルタイミングに対
して所定範囲で所定のゆらぎを与えるためのタイミング
部と、該サンプル部のサンプル信号を一定時間間隔ごと
に累積して記憶するための累積記憶部と、該累積記憶部
の累積値に基づき、測定対象物までの距離を算出するた
めの距離測定部とから構成されている。
【００１１】また本発明のタイミング部は、前記光源部
の発光タイミングと前記サンプル部のサンプルタイミン
グに対して所定範囲内で略均等な確率でタイミング差を
与える様に構成することもできる。
【００１２】そして本発明は、パルス光を所定の間隔で
複数回繰り返して発光させるための光源部と、この光源
部からのパルス光を測定対象物に対して送出するための
送光手段と、該測定対象物からの測定反射パルス光と、
前記光源部からの該測定対象物を介さない基準反射パル
ス光を受光し、受光信号に変換するための受光部と、該
受光信号を所定のサンプル間隔でサンプリングするため
のサンプル（２値化）部と、前記光源部の発光タイミン
グと前記サンプル部のサンプルタイミングに対して所定
範囲でゆらぎを与えるためのタイミング部と、該サンプ
ル部のサンプル信号を一定時間間隔毎に累積して記憶す
るための累積記憶部と、該累積記憶部における前記測定
反射パルス光に相当する累積値及び前記基準反射パルス
光に相当する累積値に基づき、測定対象物までの距離を
算出するための距離測定部とから構成されている。
【００１３】更に本発明の距離測定部は、累積記憶部に
おける前記測定反射パルス光に相当する累積値及び前記
基準反射パルス光に相当する累積値の相関をとることに
より、測定対象物までの距離を算出する様に構成するこ
ともできる。
【００１４】そして本発明の受光部には、受光信号を増
幅するための帯域増幅手段を設け、この帯域増幅手段の
出力を前記サンプル部に入力する様に構成することもで
きる。
【００１５】また本発明の帯域増幅手段は、同調増幅器
にすることもできる。
【００１６】更に本発明のタイミング部は、サンプルタ
イミングに対して発光タイミングにゆらぎを与える様に
構成することもできる。
【００１７】そして本発明のタイミング部は、発光タイ
ミングに対してサンプルタイミングにゆらぎを与える様
に構成することもできる。
【００１８】また本発明のサンプル部が、入力信号を２
値化するための２値化部で構成することもできる。
【００１９】更に本発明は、ゆらぎ範囲をデルタＴ、サ
ンプルタイミング間隔をＴ1とすると、ゆらぎ範囲を、
【００２０】デルタＴ≧Ｔ1
【００２１】なる関係に設定することもできる。
【００２２】そして本発明は、サンプリングする間隔を
Ｔ1、１回の発光に対する受光信号において対象とする
遷移の数をＮｅ、受光信号の遷移間隔をＴ3、サンプル
間隔Ｔ1と遷移間隔Ｔ3との間隔差をＴ2とし、１回の発
光に係る遷移タイミングとサンプルタイミングとのタイ
ミング差を一つの遷移間隔内で示したときに形成される
間隔をデルタＴ0 、・・・・デルタＴNCとした場合に、
ゆらぎ範囲デルタＴを、
【００２３】 ｍａｘ｛デルタＴ0 、・・・・デルタＴNC｝≦デルタＴ
【００２４】なる関係に設定することもできる。
【００２５】
【作用】以上の様に構成された本発明は、光源部が、パ
ルス光を所定の間隔で複数回繰り返して発光させ、送光
手段が、光源部からのパルス光を測定対象物に対して送
出し、受光部が、測定対象物からの複数回の反射パルス
光を受光して受光信号に変換し、サンプル部が、受光信
号を所定のサンプル間隔でサンプリングし、タイミング
部が、光源部の発光タイミングとサンプル部のサンプル
タイミングに対して所定範囲で所定のゆらぎを与え、累
積記憶部が、サンプル部のサンプル信号を一定時間間隔
ごとに累積して記憶し、距離測定部が、累積記憶部の累
積値に基づき、測定対象物までの距離を算出する様にな
っており、所定のゆらぎが相対的に与えられた状態で反
射パルス光を、サンプリングすることにより、その反射
パルス自体の位置を、サンプルタイミングよりも高い分
解能で測定することができる。
【００２６】また本発明のタイミング部は、光源部の発
光タイミングとサンプル部のサンプルタイミングに対し
て、所定範囲内で略均等な確率でタイミング差を与える
様にすることもできる。
【００２７】そして本発明は、光源部が、パルス光を所
定の間隔で複数回繰り返して発光させ、送光手段が、光
源部からのパルス光を測定対象物に対して送出し、受光
部が、測定対象物からの測定反射パルス光と、光源部か
らの測定対象物を介さない基準反射パルス光を受光して
受光信号に変換し、サンプル部が、受光信号を所定のサ
ンプル間隔でサンプリングし、タイミング部が、測定反
射パルス光を受光する毎に、光源部の発光タイミングと
サンプル部のサンプルタイミングに対して所定範囲でゆ
らぎを与え、累積記憶部が、サンプル部のサンプル信号
を一定時間間隔ごとに累積して記憶し、距離測定部が、
累積記憶部における測定反射パルス光に相当する累積値
及び基準反射パルス光に相当する累積値に基づき、測定
対象物までの距離を算出する様になっており、光源から
のパルスを、測定対象物を介する測定パルスと介さない
基準パルスとして受光し、この測定パルスと基準パルス
をパルス光の発光との間で相対的にゆらぎが与えられた
タイミングでサンプルして得た測定パルスと基準パルス
のデータから、測定パルスと基準パルスの相対位置を、
サンプルタイミングよりも高い分解能で測定することが
できる。
【００２８】更に本発明の距離測定部が、累積記憶部に
おける測定反射パルス光に相当する累積値及び基準反射
パルス光に相当する累積値の相関をとることにより、測
定対象物までの距離を算出することもできる。
【００２９】そして本発明の受光部に、受光信号を増幅
するための帯域増幅手段を設け、この帯域増幅手段の出
力をサンプル部に入力することもできる。
【００３０】また本発明の帯域増幅手段を同調増幅器に
することもできる。
【００３１】更に本発明のタイミング部が、サンプルタ
イミングに対して発光タイミングにゆらぎを与えること
もできる。
【００３２】そして本発明のタイミング部は、発光タイ
ミングに対してサンプルタイミングにゆらぎを与えるこ
ともできる。
【００３３】また本発明のサンプル部を、入力信号を２
値化するための２値化部にすることもできる。
【００３４】更に本発明は、ゆらぎ範囲を、
【００３５】デルタＴ≧Ｔ1
【００３６】とすることもできる。
【００３７】そして本発明は、ゆらぎ範囲デルタＴを、
【００３８】 ｍａｘ｛デルタＴ0 、・・・・デルタＴNC｝≦デルタＴ
【００３９】とすることもできる。
【００４０】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず本実施例のパルス方式の光波距離計の光学的構成を
説明する。
【００４１】図１に示す様に本実施例のパルス方式の光
波距離計は、レーザダイオード１と、光路を分割するた
めのハーフミラー２ａ、２ｂと、内部光路３と、外部測
距光路４と、ＡＰＤ５と、プリズム６と、対物レンズ７
とから構成されている。レーザダイオード１から射出さ
れた発光パルスは、発光側ファイバー８１によりプリズ
ム６に導かれ、測定対象物１０で反射された受光パルス
は、受光側ファイバー８２によりＡＰＤ５に導く様にな
っている。
【００４２】発光側光ファイバー８１とプリズム６と対
物レンズ７とが送光手段に該当するものである。
【００４３】レーザダイオード１は光源部に該当するも
ので、本実施例のレーザダイオード１はパルスレーザダ
イオードが採用されており、比較的大きなピークパワー
を持ち、デューティ比が０.０１％程度のパルス波を発
生させることができる。ハ ーフミラー２ａ、２ｂは、
レーザダイオード１から射出された発光パルスの光路
を、内部光路３と外部測距光,路４に分割するためのも
のである。
【００４４】ＡＰＤ５は受光部に該当するものであり、
レーザダイオード１から発射されたパルス光線を受光
し、受光信号に変換できる素子であれば何れの素子を採
用することができる。
【００４５】光ファイバー８は、発光側光ファイバー８
１と受光側光ファイバー８２とから構成されており、発
光パルス又は受光パルスを伝送するためのものである。
【００４６】レーザダイオード１から発射されハーフミ
ラー２ｂを透過した発光パルスは、発光側光ファイバー
８１の入力端８１ａに導かれる。発光側光ファイバー８
１の出力端８１ｂから射出された発光パルスは、プリズ
ム６で反射され、対物レンズ７により測定対象物１０に
向けて発射される。
【００４７】対物レンズ７から射出されたパルスは、測
定対象物１０で反射され、再び対物レンズ７で受光され
てプリズム６に送られる。受光されたパルスは、プリズ
ム６で反射されて、受光側光ファイバー８２の受光端８
２ａに入射される。受光側光ファイバー８２の出力端８
２ｂから射出された受光パルスは、ＡＰＤ５に入射され
る様になっている。以上述べた光路が外部測距光路４を
形成する。
【００４８】一方、レーザーダイオードから発射されハ
ーフミラー２ａ、２ｂにより反射されたパルスはＡＤＰ
５に入射される様になっており、この光路が内部光路３
を形成する。
【００４９】そして、ＡＰＤ５に入射された光パルス
は、電流パルスに変換されるようになっている。なお、
通常相当な遠距離に配置された測定対象物１０から反射
されて受光された光パルスは、受光信号に変換されると
ノイズ成分に埋もれ、この受光信号を直接Ａ／Ｄ変換し
ても、信号処理が不可能な程度の微弱な信号となる。
【００５０】次に本実施例のパルス方式の光波距離計の
電気回路の構成を詳細に説明する。
【００５１】図１に示す様に本実施例のパルス方式の光
波距離計は、タイミング回路１００と、発振器２００
と、ドライバ３００と、同調アンプ４００と、符号判定
回路５００と、積算手段６００と、演算処理手段１００
０とから構成されている。
【００５２】タイミング回路１００はタイミング部に該
当するもので、演算処理手段１０００からの信号及び発
振器２００からのクロック信号に基づいてドライバ３０
０を駆動し、レーザダイオード１から光パルスを射出さ
せるためのものである。
【００５３】ここで、タイミング回路１００は、演算処
理手段１０００からの信号及び発振器２００からのクロ
ック信号により決定される発光タイミング信号を、一定
の遅延期間デルタＴ内でランダムに遅延させ、遅延期間
デルタＴ内にほぼ均等に発生させる機能を有しており、
この遅延された発光タイミング信号により、ドライバ３
００を駆動し、レーザーダイオード１からパルス光が繰
り返して発光される。なお、この遅延期間デルタＴが、
ゆらぎ範囲に相当するものである。
【００５４】発振器２００は、クロック信号を積算手段
６００とタイミング回路１００とに供給するためのもの
である。
【００５５】ドライバ３００は、レーザダイオード１を
駆動させるためのものであり、タイミング回路１００の
パルスレーザー発光タイミング信号に基づいてレーザダ
イオード１をパルス的に駆動し、発光パルスを発生させ
ることができる。
【００５６】同調アンプ４００は帯域増幅手段に該当す
るもので、ＡＰＤ５からの電流パルスを電圧信号に変換
し、減衰振動波形に変換すると共に、増幅を行うもので
ある。同調アンプ４００で形成された減衰振動波形は、
符号判定回路５００に供給する様になっている。 また
同調アンプ４００は、受光パルスを効率よく減衰振動波
形に変換する様な中心周波数に設定されている。一般的
には、同調アンプ４００の中心周波数は、発光パルス幅
の２倍の周期に相当する周波数と略一致している。
【００５７】また受光側光ファイバー８２は、内部光路
３と外部測距光路４のパルス光を時間的に分離する機能
も有しており、内部光路３を経由した発光パルスによる
減衰振動波形が十分減衰した後、外部測距光路４からの
受光パルスがＡＰＤ５に受光する様に、受光側光ファイ
バー８２の長さが決定されている。
【００５８】符号判定回路５００は、同調アンプ４００
で形成された減衰振動波形のゼロクロスポイントである
遷移点を検出することにより、出力信号の正負を判定す
るためのものである。また、符号判定回路５００はサン
プル部を含むものである。なお、帯域増幅手段の出力信
号の正負を判断できるものであれば、何れのものを採用
することができる。そしてサンプル部は、入力信号を２
値化するための２値化部から構成することもできる。
【００５９】積算手段６００は、カウンタ列６１０と切
替器６２０とからなり、カウンタ列６１０は、複数のカ
ウンタ６１０（１）、・・・・カウンタ６１０（ｎ）と
から構成されている。この切替器６２０は、符号判定回
路５００の出力信号を一定時間間隔で複数のカウンター
６１０（１）、・・・・・６１０（ｎ）にそれぞれ送出
するためのものであり、複数のカウンター６１０
（１）、・・・・・６１０（ｎ）は少なくとも複数のパ
ルス光が発光される時間内に入力される信号を順次加算
するためのものである。なお積算手段６００はカウンタ
６１０に限ることなく、符号判定回路５００の出力信号
を順次加算可能であれば、何れのものを採用することが
できる。なお積算手段６００は、累積記憶部に該当する
ものである。
【００６０】演算処理手段１０００はＣＰＵ等を含み、
タイミング回路１００や積算手段６００等の制御、及び
本実施例全体の制御を司るものであり、測定対象物１０
までの距離を測定する距離測定部の機能も備えている。
【００６１】以上の様に構成された本実施例は、まず演
算処理手段１０００が、ｎ個のカウンタ６１０（１）、
・・・・６１０（ｎ）から構成されたカウンタ列６１０
及び切替器６２０を初期化し、次に、レーザダイオード
１を発光させるための制御信号をタイミング回路１００
に送出する。そしてタイミング回路１００は、演算処理手
段１０００からの制御信号ａの後の発振器２００のクロ
ックｂを所定の遅延期間デルタＴの範囲内でランダムに
遅延させたパルスレーザー発光タイミング信号ｃを、ド
ライバ３００に出力する様になっている。そしてドライ
バ３００はパルスレーザー発光タイミング信号に基づい
て、レーザダイオード１を駆動し、パルスを発生させる
様になっている。
【００６２】同調アンプ４００は電流パルスを電圧信号
に変換し、減衰振動波形に変換すると共に、増幅を行う
様になっている。この減衰振動波形は符号判定回路５０
０に送出され、符号の正負が判断される。
【００６３】そして積算手段６００は、符号判定回路５
００が判定した発振器２００の出力クロック信号の立ち
上がり時点における結果出力を、カウンタ列６１０の内、
第１の発振器２００からのクロック数に対応したカウン
タ６１０（１）、・・・・、６１０（ｎ）、・・・・６
１０（ｎ）に送出し、積算するためのものである。
【００６４】即ち切替器６２０が、ｎ個のカウンタ６１
０（１）、・・・６１０（ｎ）の中から対応するカウン
タを選択し、符号判定回路５００の結果出力を送出する
様になっている。この切替器６２０の動作がサンプリン
グの動作に相当する。また選択された対応カウンタは、
符号判定回路５００の結果出力が正の場合のみ、１を加
算する様に構成されている。切替器６２０は、発振器２０
０のクロック数がｎになるまで繰り返す様になってい
る。
【００６５】更に第２回目以降のパルス発光では、切替
器６２０のみが初期化され、カウンタ列６１０の各カウ
ンタ６１０（１）、・・・６１０（ｎ）に対して上述の
動作が継続され、０又は１が加算される様になってい
る。複数回のパルス発光により１回の測定が終了し、演
算処理手段１０００は各カウンタ６１０（１）、・・・
６１０（ｎ）のカウント値を読み出し、測定対象物１０
までの距離を算出する様になっている。なお距離の算出
方法は後に説明する。
【００６６】ここで図２に基づいて、各電気回路のタイ
ミングとカウンタ列６１０のカウント値との関係を説明
する。
【００６７】前述の様に、受光信号上での反射パルス光
に相当するパルス信号は、相当な遠距離に配置された測
定対象物１０から反射されて来るため、強度レベルも低
下してノイズ成分に埋もれ、これを直接Ａ／Ｄ変換して
信号処理を行うことのできない程度の微弱な信号となっ
ているが、説明の都合上、ここでは図２における同調ア
ンプの出力信号を、レベルを誇張して表すものとする。
【００６８】演算処理手段１０００から出力された制御
信号ａが、切替器６２０に供給されると、切替器６２０
は、発振器２００から供給された第１のクロックｂをカ
ウンタ列６１０に送出してカウンタ選択を実行させる。
更にタイミング回路１００からパルスレーザー発光タイ
ミング信号ｃがドライバ３００に送られ、ドライバ３０
０がレーザダイオード１を駆動する電力をレーザダイオ
ード１に供給する様になっている。
【００６９】なお、発振器２００が発生させるクロック
の立ち上がり間隔をＴ1とし、タイミング回路１００に
よるパルスレーザー発光タイミング信号ｃの発生期間を
デルタＴとする。
【００７０】また同調アンプ４００の出力信号には、内
部光路３を経由した受光信号ｄ及び外部測距光路４を経
由した受光信号ｅが現れる。更に符号判定回路５００
は、同調アンプ４００の出力信号が正の場合に１であり
負の場合に０である矩形波ｆ及び矩形波ｇを出力する様
になっている。
【００７１】そして横軸を、カウンタ列６１０の各カウ
ンタ６１０（１）、・・・６１０（ｎ）のカウンタ番号
１〜ｎとし、縦軸をカウント値とすれば、１回のパルス
発光では、符号判定回路５００から矩形波ｆ及び矩形波
ｇが出力された位置に対応するカウント番号のカウンタ
が１となり、カウンタ値がｈ、ｉの様に１となる。
【００７２】即ち、タイミング回路１００のランダム遅
延機能により、パルスレーザー発光タイミング信号ｃ
は、発振器２００から供給されたクロックｂからデルタ
Ｔの範囲内に略均一な割合で発生する様になっている。
【００７３】従って、
【００７４】 Ｔ1≦デルタＴ ・・・・第２式
【００７５】とすれば、複数回のパルス発光の繰り返し
により、各カウンタ６１０（１）、・・・６１０（ｎ）
のカウント値上には、内部光路３を経由した受光信号に
対しては減衰振動波形信号ｊが、外部測距光路４を経由
した受光信号に対しては減衰振動波形信号ｋが、なめら
かに再生される。
【００７６】なお遅延期間デルタＴは、一定のゆらぎ範
囲に相当するものである。この遅延のタイミングは、レ
ーザーダイオード１が発光する度ごとに遅延されゆらぎ
が与えられることが望ましいが、２回ごと３回ごとのよ
うに同じタイミングの発光を含める構成としても構わな
い。
【００７７】ここで、カウンタ列６１０の各カウンタ６
１０（１）、・・・６１０（ｎ）に積算されたカウント
値に基づいて、パルスの位置を求める方式を説明する。
この方式には、各パルス単体の位置を求める第１方式
と、互いに関連のあるパルス相互の間隔を求める第２方
式の２つがある。
【００７８】［第１方式］
【００７９】まず、測定対象となる各反射パルス自体の
位置を測定する第１方式を説明する。
【００８０】この第１方式を採用する場合においては、
タイミング回路１００が、光源部の発光タイミングとサ
ンプル部のサンプルタイミングに対して与えるゆらぎ
は、そのゆらぎ範囲内において、略均等な確率で発光タ
イミング又はサンプルタイミングが生じる様にすること
が望ましい。
【００８１】即ち、発光タイミング又はサンプルタイミ
ングの何れかに与えられる遅延時間毎の出現の密度に
は、ばらつきがないことが望ましい。
【００８２】従って、受光信号の遷移がサンプルタイミ
ングを横切っている箇所（即ち、カウンタの値が最小値
又は最大値でなくその中間）の連続したカウンタ値は、
この時に与えられたゆらぎによって、受光信号の遷移位
置が何れの方向に、どの程度ずれているかを示すのもの
となる。
【００８３】そこで、このときの与えられたゆらぎによ
って受光信号の遷移がサンプルタイミングを横切ってい
る箇所の連続したカウンタ値を、Ｎm、Ｎm+1とし、その
サンプルタイミング（時間）をＳm、Ｓm+1とし、光源の
発光回数（累積回数）をＮ回とし、この場合の受光信号
の遷移タイミング位置を、（Ｎ／２）の積算値のタイミ
ングとみなした場合に、その位置をサンプルタイミング
Ｓmからのずれ量デルタＳで表現すると、
【００８４】デルタＳ＝ｋ＊［（Ｓm+1）−（Ｓm）］
【００８５】と表すことができる。
【００８６】但し、ｋ＝｛（Ｎ／２）−（Ｎm）｝／
｛（Ｎm+1）−（Ｎm）｝
【００８７】ｋは、実数とする。
【００８８】以上の様に、各受光信号の遷移タイミング
をサンプルタイミングよりも細かい単位で求めることが
できる。
【００８９】従って第１方式においては、基準パルスと
測定パルスの位置をそれぞれ求め、その差の時間Ｔに光
の速度Ｃを乗算して１／２することにより、測定対象物
までの距離Ｌを測定することができる。
【００９０】即ち、
【００９１】Ｌ＝（Ｔ＊Ｃ）／２
【００９２】と表すことができる。
【００９３】仮に、ゆらぎ範囲においてサンプルタイミ
ングの出現頻度が均等でない場合には、計数値には出現
頻度積分値が現れていると考えられるので、出現頻度の
不均一さを考慮して出現頻度の積分値が最大の値Ｎを、
１に正規化した時、１／２となるサンプリングタイミン
グＳを求めることにより、距離の測定を行うことができ
る。
【００９４】［第２方式］
【００９５】次に第２方式を説明する。第２方式は、光
源からのパルスを測定対象物を介する測定パルスと介さ
ない基準パルスとして受光し、この測定パルスと基準パ
ルスとの間の差を求める場合に好適なものである。
【００９６】この第２方式は、タイミング回路１００が
光源部の発光タイミングとサンプル部のサンプルタイミ
ングに対して与えるゆらぎ事に関しては、第１方式と同
様である。
【００９７】カウンタ列６１０の各カウンタ６１０
（１）、…６１０（ｎ）に積算されたカウント値は、受
光信号のＳ／Ｎ比が低ければ低いほど減衰振動信号波形
（反射パルス信号に対応した信号）を再現することがで
きる。
【００９８】従って、カウンタ値の内、測定対象物を介
さずに受光した基準パルスに相当した波形部分ｊ（奇数
回に現れた信号）と、測定対象物から反射された反射パ
ルス光に相当する波形部分ｋ（偶数回に現れた信号）と
を絶対差法、相関計数法などの相関処理、またはその他
の手法によって波形間隔を求めることにより、各パルス
間の時間差が演算され、測定対象物までの距離を求める
ことができる。
【００９９】ここで、測定対象物から反射された反射パ
ルス光は、測定反射パルス光に該当し、測定対象物を介
さずに受光した基準パルスは、基準反射パルス光に該当
するものである。
【０１００】なお、受光パルスが存在しない場合には、
背景光や光波距離計内部の雑音によりカウンタ列６１０
に０又は１が積算されていくが、その発生は一般的にラ
ンダムであり、０と１の発生する確率は等しくなり、積
算の回数を充分大きくすると、
【０１０１】受光パルスの存在しない部分のデータ＝積
算の回数＊０.５
【０１０２】・・・・・・第３式
【０１０３】であると考えられる。
【０１０４】一方、外部測距光路４からの受光パルスが
存在する場合には、
【０１０５】減衰振動波形の符号が正の場合には、
【０１０５】受光パルスの存在する部分のデータ＞積算
の回数＊０.５
【０１０６】・・・・・・第４式
【０１０７】減衰振動波形の符号が負の場合には、
【０１０８】受光パルスの存在する部分のデータ＜積算
の回数＊０.５
【０１０９】・・・・・・第５式
【０１１０】となる。従って積算回数を充分大きくすれ
ば、外部測距光路４からの受光パルスが背景光や光波距
離計内部の雑音等により埋もれてしまう様な微弱光であ
っても、受光パルスとして識別することができるという
卓越した効果がある。
【０１１１】なお受光パルスが存在しない部分のデータ
は、レーザダイオード１を発光させない状態で、背景光
や光波距離計内部の雑音によるデータを取り出して予め
測定記憶し、この状態をデータ処理上の０レベルとする
こともできる。
【０１１２】以上の様に、カウンタの計数値が、サンプ
リングされた対象の信号波形を再現していることとな
る。
【０１１３】以上の様に構成された本実施例は、同調ア
ンプ４００の出力が同調周波数成分を通して余分な周波
数成分をカットするため、Ｓ／Ｎ比が改善されるという
効果がある。また受光パルスに対応する減衰振動波形
は、受光パルス信号から交流成分を抽出したものに相当
し、このゼロクロスは受光パルスの重心位置に対応して
いる。このため符号判定手段５００の出力信号は、受光
パルスの光量に依存することなく、正確で信頼性の高い
位置情報を得ることができる。
【０１１４】タイミング回路１００のランダム遅延機能
による発振器２００に対する発光パルスのゆらぎは、発
振器２００のクロックに対して、符号判定回路５００の
出力波形を、一定のゆらぎ幅デルタＴ内に略均等にラン
ダムに発生させることにより実現される。また減衰振動
波形のゼロクロス（受光信号の遷移点に相当）が、ゆら
ぎにより発振器２００のクロックを横切ることで発生す
るデータの分散は、発振器２００のクロックに対する減
衰振動波形のゼロクロスの位相ずれに対応している。
【０１１５】これは発振器２００のクロックに対し減衰
振動波形のゼロクロス位置を内挿することを意味し、発
振器２００による標本化誤差を解消することができ、高
精度な測距を行うことができるという効果がある。
【０１１６】更に同調アンプ４００による減衰振動波形
への変換は、パルス波形情報を同調周波数の周期で時間
軸上に分散させ、１つの光パルスから複数のゼロクロス
を発生させることを意味し、上記の内挿効果が１回のパ
ルス発光から複数回得られることとなり、内挿効果を高
めることが出来る。
【０１１７】また減衰振動波形のゼロクロス間隔を、発
振器２００のクロックＴ1の間隔の非整数倍にすること
により、各ゼロクロスのクロックＴ1に対する位相ずれ
が異なり、データ分散の不均等さを軽減することが出来
るという効果がある。
【０１１８】そしてデルタＴが前記第２式を満たす場合
には、ゆらぎによって１つの光パルスから発生する複数
のゼロクロスの全てが発振器２００のクロックを横切る
事となり、最良の内挿効果を得ることが出来る。
【０１１９】更に、複数の受光信号の遷移（減衰振動波
形の場合にはゼロクロスが相当する）の内、少なくとも
１つの遷移が発振器２００のクロックを横切れば、内挿
効果を得る事が出来るので、より小さなデルタＴを設定
することが可能となる。
【０１２０】また少なくとも１つの受光信号の遷移（即
ち、減衰振動波形の場合ではゼロクロスが相当する）
が、発信器２００のクロックの立上がり（サンプルタイ
ミング）を横切る（又は跨がる）ために必要な受光信号
（減衰振動波形）とクロック間でのゆらぎ範囲デルタＴ
は、以下の第６式の様になる。
【０１２１】即ち、サンプルタイミングの間隔をＴ1、
１回の発光に対する受光信号での対象とする遷移の数を
Ｎｅ、受光信号の遷移間隔をＴ3、サンプルタイミング
の間隔Ｔ1と遷移間隔Ｔ3との間隔差をＴ2とした場合、
受光信号の対象遷移を包含する範囲内のサンプルタイミ
ングの数Ｎｃは、
【０１２２】Ｎｃ＝［Ｔ3（Ｎｅ−１）／Ｔ1］＋１
【０１２３】となる。
【０１２４】但し、［ ］はガウスの記号を意味し、ｘ
を実数、ｎを整数とするとき
【０１２５】ｎ≦ｘ＜ｎ＋１ ならば、［ｘ］＝ｎとな
るものである。
【０１２６】次ぎに、ｋ＝０〜Ｎｃ とし、受光信号の
対象遷移を包含する範囲内のサンプルタイミングを、１
つの遷移期間内で示した時のタイミングは、
【０１２７】Ｔ2＊ｋ−［Ｔ2＊ｋ／Ｔ3］＊Ｔ3
【０１２８】で求められる。
【０１２９】そして、１回の発光に係る遷移タイミング
とサンプルタイミングとのタイミング差を一つの遷移間
隔内で示した時に形成される間隔をデルタＴ0、・・・
・・デルタＴNCとした場合には、ゆらぎ範囲デルタＴ
は、
【０１３０】 ｍａｘ｛デルタＴ0、・・・・デルタＴNC｝≦デルタＴ ・・・・第６式
【０１３１】なる関係に設定される。
【０１３２】従って、少なくとも１つの受光信号の遷移
（ゼロクロス）が、発信器２００のクロックの立上がり
（サンプルタイミング）を横切ることとなり、その横切
った部分において分解能が向上することになる。
【０１３３】ここで図３及び図４に基づいて、受光信号
の対象遷移を包含する範囲内におけるサンプルタイミン
グを１つの遷移期間内で示した時のタイミング、及び１
つの遷移間隔内で示した時のタイミングで形成される間
隔であるデルタＴ0 、・・・・デルタＴNCの関係を説明
する。
【０１３４】図３は、サンプルタイミングの間隔Ｔ
1が、受光信号の遷移間隔Ｔ3以下の場合を示したもので
ある。図３（ａ）は、受光信号の遷移タイミングとサン
プルタイミングとの差が遷移タイミング間隔Ｔ3以下の
場合を示し、図３（ｂ）は、受光信号の遷移タイミング
とサンプルタイミングとの差が遷移タイミング間隔Ｔ3
よりも大きい場合を示したものである。
【０１３５】図４は、サンプルタイミングの間隔Ｔ
1が、受光信号の遷移間隔Ｔ3よりも大きい場合を示した
ものである。
【０１３６】図４（ａ）は、受光信号の遷移タイミング
とサンプルタイミングとの差が遷移タイミング間隔Ｔ3
以下の場合を示し、図４（ｂ）は、受光信号の遷移タイ
ミングとサンプルタイミングとの差が遷移タイミング間
隔Ｔ3よりも大きい場合を示したものである。
【０１３７】ここで図３及び図４において、第１段目に
記載した○数字は、サンプルタイミングを示し、第２段
目は対象遷移を含む受光信号及び受光信号の対象遷移を
包含する範囲内のサンプルタイミングを最初の遷移期間
内で示し、第３段目には、この関係を拡大して示したも
のである。また、Ｎｅ、Ｎｃ、ｋの値も記載している。
【０１３８】また受光パルスの歪は、本実施例では単な
る重心位置の微少変化として現れるのみであり、この重
心位置の微少変化は、減衰振動波形信号ｊと減衰振動波
形信号ｋとに同様に現れるので、測定対象物１０までの
距離を演算する過程で相殺されるため、クロック周期の
サイクリックな直線性誤差が生じることはない。
【０１３９】次に、図５に基づいてタイミング回路１０
０について説明する。図５（ａ）のタイミング回路１０
０は、上述の第１方式に対応する実施例に相当するもの
であり、タイミング装置１１０は、発振器２００からの
クロックと演算処理手段１０００からの発光制御信号に
より決定されるタイミングを、ランダム遅延器１２０に
より遅延させ、ドライバ３００へ発光タイミング信号Ｃ
として出力するものである。
【０１４０】そして図５（ｂ）は、タイミング回路１０
０の第１変形例である。タイミング回路１００は、タイ
ミング回路用発振器１４０を内蔵しており、発振器２０
０とは、互いに整数倍にならない異なる周波数に設定さ
れている。タイミング装置１３０は、発振器２００から
のクロックと演算処理手段１０００からの発光制御信号
により決定されるタイミングの後に発生するタイミング
回路用発振器１４０の立上りのタイミングをドライバ３
００への発光タイミング信号として出力するものであ
る。
【０１４１】図５（ｃ）は、タイミング回路１００の第
２変形例である。タイミング回路１００はシンセサイザ
ー１５０を内蔵しており、シンセサイザー１５０は、発
振器２００の周波数のｎ／（ｎ＋１）倍の周波数を発生
させ、タイミング装置１６０は、シンセサイザー１５０
と演算処理手段１０００からの発光制御信号により決定
されるタイミングを、ドライバ３００への発光タイミン
グ信号として出力するものである。
【０１４２】以上の様に構成された本実施例でのゆらぎ
は、完全なランダムではなく、一定の規則性のもとに与
えられるが、発光回数をｎの整数倍とすることにより、
偏りのないデータ分散が得られる。
【０１４３】また上記実施例では、受光パルス信号を同
調アンプ４００によって減衰振動波形に変換してからサ
ンプルリングをしているが、本願発明は、受光パルスを
直接サンプリングするように構成してもよく、Ｓ／Ｎ比
の悪い信号からでも波形の再現を行うことができ、高い
分解能での測定が可能となる。
【０１４４】なお本願発明は、減衰振動波形の遷移の全
てを計数対象としなくてもよいことは勿論である。
【０１４５】本実施例においては、サンプルタイミング
に対して、発光のタイミング（即ち、受光信号の遷移）
へゆらぎを与えているが、これを逆に発光のタイミング
（即ち、受光信号の遷移）に対して、サンプルタイミン
グへゆらぎを与えてよい。発光のタイミングに対して、
サンプルタイミングへゆらぎを与える第１変形例を図６
に示すことにする。
【０１４６】なお、図６に示す第１変形例が図１の場合
と相違するのは、タイミング回路１００ａが、発光信号
に対して切換器１６０に送るクロックにゆらぎを与える
点である。
【０１４７】また図７に示す様にタイミング回路１００
ａは、ランダム遅延器１７０とタイミング装置１８０と
からなり、タイミング回路１００ａは、発振器２００及
び演算処理手段１０００からの信号に基づいて、一定の
タイミングで発光タイミング信号をドライバー３００に
送出すると共に、切換器６２０に対しては、所定範囲の
遅延を行って、ゆらぎを与えたクロックパルスを送出す
る様になっている。
【０１４８】次に本実施例の第２変形例を説明する。上
述の実施例は、カウンタ列６１０のカウンタの数である
ｎが非常に大きくする必要がある。本第２変形例は、カ
ウンタ列６１０のカウンタ数ｎを少なくすることができ
るものであり、長さの異なる複数のカウンタ列６１０に
同一信号を加算し、カウンタ列６１０上の受光パルスに
相当する波形の相対的な位置関係が、測定対象物１０ま
での距離により変化することを応用したものである。
【０１４９】本第２変形例のカウンタ列６１０は、図８
に示す様に、カウンタ列Ｐ６１１と、カウンタ列Ｍ６１
２と、カウンタ列Ｍ’６１３の３つのカウンタ列から構
成されている。カウンタ列Ｐ６１１は、カウンタＰ６１
１（１）、カウンタＰ６１１（２）・・・・・・・カウ
ンタＰ６１１（ｐ）のｐ個のカウンタから構成されてお
り、カウンタ列Ｍ６１２は、カウンタＭ６１２（１）、
カウンタＭ（２）・・・・・カウンタＭ（ｍ）のｍ個の
カウンタから構成され、カウンタ列Ｍ’６１３は、カウ
ンタＭ’（１）、カウンタＭ’６１３（２）・・・・・
カウンタＭ’（ｍ−１）のｍ−１個のカウンタから構成
されている。
【０１５０】そして図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す様
に、発光パルスの発生から、ｐ個の符号判定手段５００
の出力信号をカウンタ列Ｐ６１１に加算し、（ｐ＋１）
個目からの符号判定手段５００の出力信号は、ｍ回で１
回りするカウンタ列Ｍ６１２と、（ｍ−１）回で１回り
するカウンタ列Ｍ’６１３の両者に同一データを加算す
る様に構成されている。即ちカウンタ列Ｍ６１２の第１
カウンタには、ｐ＋１、ｐ＋ｍ＋１、ｐ＋２ｍ＋１・・
・・・番目のデータが積算され、カウンタ列Ｍ’６１３
の第１カウンタには、ｐ＋１、ｐ＋（ｍ−１）＋１、ｐ
＋２（ｍ−１）＋１・・・・・番目のデータが積算され
ていくことになる。なおカウンタ列Ｐ６１１とカウンタ
列Ｍ６１２とカウンタ列Ｍ’６１３とは、減衰振動波形
に対して充分な長さを持っており、更に、カウンタ列Ｐ
６１１は、内部光路３を経由した受光パルスのみが存在
可能な長さであるものとする。
【０１５１】測定対象物１０までの距離をＬとし、同調
アンプ４００の出力側には受光信号ｄ、受光信号ｅが現
れるものとし、符号判定回路５００の出力である矩形波
ｆ及び矩形波ｇが得られたとすると、カウンタ列Ｍ６１
２とカウンタ列Ｍ’６１３の最終結果には、受光パルス
がある場合とない場合のデータが加算されていることに
なる。しかしながら受光パルスがない場合には、同調ア
ンプ４００の出力信号が正又は負となる確率が等しくな
るためノイズ分が平均化され、受光パルスのデータに悪
影響を及ぼすことがない。
【０１５２】そしてカウンタ列Ｍ６１２とカウンタ列
Ｍ’６１３とは、カウンタ長が１だけ異なるので、測定
対象物１０までの距離をＬが大きくなるに従い、受光パ
ルスの存在する位置が異なることになる。
【０１５３】ここで、カウンタ列Ｍ６１２とカウンタ列
Ｍ’６１３との受光パルスの位置のずれをｎとすれば、
カウンタ列Ｐ６１１のデータとカウンタ列Ｍ６１２との
間には、実際には更に（ｍ＊ｎ）個の第１の発振器２１
０のクロックが存在することになる。（ｍ＊ｎ）個のク
ロックに相当する距離をＬ2とし、カウンタ列Ｐ６１１
とカウンタ列Ｍ６１２とから得られるＬ2を基準とした
精密な距離をＬ1とすると、実際の距離Ｌは、
【０１５４】 Ｌ＝Ｌ1＋Ｌ2 ・・・・・・第７式
【０１５５】となる。
【０１５６】そしてカウンタ列Ｍ６１２とカウンタ列
Ｍ’６１３により判別可能な最大距離Ｌｍａｘは、Ｍと
Ｍ’の最大公倍数により決定される。本第２変形例のカ
ウンタ構成では、
【０１５７】 Ｌｍａｘ＝（ｍ−１）＊ｍ＝ｍ2−ｍ ・・・・・・第８式
【０１５８】となり、ｍ＝１００とすれば、Ｌｍａｘ＝
９９００となる。
【０１５９】即ち、９９００個のカウンタ列からなる積
算手段を使用する代わりに、１００個のカウンタ列と９
９個のカウンタ列からなる２つのカウンタ列を使用する
ことができ、カウンタ数を大幅に減少させることができ
るという卓越した効果がある。更に波形検出や距離演算
にも、９９００個のカウンタ列からなる積算手段を使用
する代わりに、１００個のカウンタ列と９９個のカウン
タ列からなる２つのカウンタ列を使用することができ、
距離演算時間を飛躍的に短縮することもできる。
【０１６０】なお本第２変形例は、２個のカウンタ列を
使用して積算手段６００を構成しているが、３個以上の
カウンタ列により積算手段６００を構成し、更に長距離
を測定可能とすることもできる。
【０１６１】そして本実施例及び第２変形例は、積算手
段６００にカウンタを使用しているが、演算処理手段１
０００とメモリ手段との組み合わせ等により、同様な積
算処理を行うこともできる。
【０１６２】
【効果】以上の様に構成された本発明は、パルス光を所
定の間隔で複数回繰り返して発光させるための光源部
と、この光源部からのパルス光を測定対象物に対して送
出するための送光手段と、該測定対象物からの複数回の
反射パルス光を受光し、受光信号に変換するための受光
部と、この受光信号を所定のサンプル間隔でサンプリン
グするためのサンプル（２値化）部と、前記光源部の発
光タイミングと該サンプル部のサンプルタイミングに対
して所定範囲で所定のゆらぎを与えるためのタイミング
部と、該サンプル部のサンプル信号を一定時間間隔ごと
に累積して記憶するための累積記憶部と、該累積記憶部
の累積値に基づき、測定対象物までの距離を算出するた
めの距離測定部とから構成されているで、高速なＡ／Ｄ
変換器等を使用することなく、簡便な構成で受光パルス
の重心位置を精度よく検出し、測定対象物までの距離を
測定することができるという効果がある。そして長距離
測定の微弱な受光パルスであっても、確実に雑音等と識
別することができ、装置の安全上からの発光パルスのパ
ワー制限を越えることなく測定可能距離を伸長させるこ
とができるという卓越した効果がある。
【０１６３】また本発明は、測定対象物からの測定反射
パルス光と、光源部からの測定対象物を介さない基準反
射パルス光を受光し、測定反射パルス光を受光する毎
に、光源部の発光タイミングとサンプル部のサンプルタ
イミングに対して所定範囲でゆらぎを与えるためのタイ
ミング部とを備えているので、発振器による標本化誤差
を解消することができ、高精度な測距を行うことができ
るという効果がある。
【０１６４】更に本発明の帯域増幅手段に同調増幅器を
採用し、積算手段にカウンタを採用すれば、符号判定手
段の出力信号が２値化信号となり、カウンタによりＡＤ
変換器よりも高速な動作を行わせることができ、データ
の取得と積算を同時に行うこともできるので、距離測定
の高速化を実現することができるという卓越した効果が
ある。
【０１６５】そして本発明の積算手段は、長さの異なる
複数のカウンタ列が採用され、符号判定手段の出力信号
を同時に複数のカウンタ列に加算する様に構成されてい
るので、カウンタ数を大幅に減少させることができると
いう効果がある。
【０１６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のパルス方式の光波距離計の構
成を示す図である。
【図２】各電気回路のタイミングとカウンタ列６１０の
カウント値との関係を説明する図である。
【図３（ａ）】サンプルタイミングの間隔Ｔ1が、受光
信号の遷移間隔Ｔ3以下の場合のデルタＴ0 、・・・・
デルタＴNCの関係を説明する図である。
【図３（ｂ）】サンプルタイミングの間隔Ｔ1が、受光
信号の遷移間隔Ｔ3以下の場合のデルタＴ0 、・・・・
デルタＴNCの関係を説明する図である。
【図４（ａ）】サンプルタイミングの間隔Ｔ1が、受光
信号の遷移間隔Ｔ3以上の場合のデルタＴ0 、・・・・
デルタＴNCの関係を説明する図である。
【図４（ｂ）】サンプルタイミングの間隔Ｔ1が、受光
信号の遷移間隔Ｔ3以上の場合のデルタＴ0 、・・・・
デルタＴNCの関係を説明する図である。
【図５（ａ）】本実施例のタイミング回路１００を説明
する図である。
【図５（ｂ）】タイミング回路１００の第１変形例を説
明する図である。
【図５（ｃ）】タイミング回路１００の第２変形例を説
明する図である。
【図６】本実施例の第１変形例を説明する図である。
【図７】第１変形例のタイミング回路１００ａを説明す
る図である。
【図８】本実施例の第２変形例のカウンタ列６１０を説
明する図である。
【図９（ａ）】本実施例の第２変形例の原理を説明する
図である。
【図９（ｂ）】本実施例の第２変形例の原理を説明する
図である。
【図１０】従来技術を説明する図である。
【図１１】従来技術の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード ２ａ、２ｂ ハーフミラー ３ 内部光路 ４ 外部測距光路 ５ ＡＰＤ ６ プリズム ７ 対物レンズ ８１ 発光側ファイバー ８２ 受光側ファイバー １０ 測定対象物 １００ タイミング回路 ２００ 発振器 ３００ ドライバ ４００ 同調アンプ ５００ 符号判定回路 ６００ 積算手段 ６１０ カウンタ列 ６１１ カウンタ列Ｐ ６１２ カウンタ列Ｍ ６１３ カウンタ列Ｍ’ ６２０ 切替器 １０００ 演算処理手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−172945（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273335（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232230（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−164280（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−145390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−25079（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 7/48 - 7/51 G01S 17/00 - 17/95

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パルス光を所定の間隔で複数回繰り返し
    て発光させるための光源部と、この光源部からのパルス
    光を測定対象物に対して送出するための送光手段と、該
    測定対象物からの複数回の反射パルス光を受光し、受光
    信号に変換するための受光部と、この受光信号を所定の
    サンプル間隔でサンプリングするためのサンプル（２値
    化）部と、前記光源部の発光タイミングと該サンプル部
    のサンプルタイミングに対して所定範囲で所定のゆらぎ
    を与えるためのタイミング部と、該サンプル部のサンプ
    ル信号を一定時間間隔ごとに累積して記憶するための累
    積記憶部と、該累積記憶部の累積値に基づき、測定対象
    物までの距離を算出するための距離測定部とからなるパ
    ルス方式の光波距離計。
  2. 【請求項２】 タイミング部は、前記光源部の発光タイ
    ミングと前記サンプル部のサンプルタイミングに対して
    所定範囲内で略均等な確率でタイミング差を与える様に
    構成されている請求項１記載のパルス方式の光波距離
    計。
  3. 【請求項３】 パルス光を所定の間隔で複数回繰り返し
    て発光させるための光源部と、この光源部からのパルス
    光を測定対象物に対して送出するための送光手段と、該
    測定対象物からの測定反射パルス光と、前記光源部から
    の該測定対象物を介さない基準反射パルス光を受光し、
    受光信号に変換するための受光部と、該受光信号を所定
    のサンプル間隔でサンプリングするためのサンプル（２
    値化）部と、前記光源部の発光タイミングと前記サンプ
    ル部のサンプルタイミングに対して所定範囲でゆらぎを
    与えるためのタイミング部と、該サンプル部のサンプル
    信号を一定時間間隔毎に累積して記憶するための累積記
    憶部と、該累積記憶部における前記測定反射パルス光に
    相当する累積値及び前記基準反射パルス光に相当する累
    積値に基づき、測定対象物までの距離を算出するための
    距離測定部とからなるパルス方式の光波距離計。
  4. 【請求項４】 距離測定部が、累積記憶部における前記
    測定反射パルス光に相当する累積値及び前記基準反射パ
    ルス光に相当する累積値の相関をとることにより、測定
    対象物までの距離を算出する様に構成されている請求項
    ３記載のパルス方式の光波距離計。
  5. 【請求項５】 受光部には、受光信号を増幅するための
    帯域増幅手段を設け、この帯域増幅手段の出力を前記サ
    ンプル部に入力する様に構成されている請求項１又は３
    記載のパルス方式の光波距離計。
  6. 【請求項６】 帯域増幅手段が、同調増幅器である請求
    項５記載のパルス方式の光波距離計。
  7. 【請求項７】 タイミング部が、サンプルタイミングに
    対して発光タイミングにゆらぎを与える様に構成されて
    いる請求項１又は３記載のパルス方式の光波距離計。
  8. 【請求項８】 タイミング部が、発光タイミングに対し
    てサンプルタイミングにゆらぎを与える様に構成されて
    いる請求項１又は３記載のパルス方式の光波距離計。
  9. 【請求項９】 サンプル部が、入力信号を２値化するた
    めの２値化部で構成されている請求項１又は３記載のパ
    ルス方式の光波距離計。
  10. 【請求項１０】 ゆらぎ範囲をデルタＴ、サンプルタイ
    ミング間隔をＴ1とすると、ゆらぎ範囲を デルタＴ≧Ｔ1 なる関係に設定されている請求項１又は３記載のパルス
    方式の光波距離計。
  11. 【請求項１１】 サンプリングする間隔をＴ1、１回の
    発光に対する受光信号において対象とする遷移の数をＮ
    ｅ、受光信号の遷移間隔をＴ3、サンプル間隔Ｔ1と遷移
    間隔Ｔ3との間隔差をＴ2とし、１回の発光に係る遷移タ
    イミングとサンプルタイミングとのタイミング差を一つ
    の遷移間隔内で示したときに形成される間隔をデルタＴ
    0 、・・・・デルタＴNCとした場合に、ゆらぎ範囲デル
    タＴ を、 ｍａｘ｛デルタＴ0 、・・・・デルタＴNC｝≦デ
    ルタＴ なる関係に設定されている請求項１又は３記載のパルス
    方式の光波距離計。 但し、 Ｎｃ＝［Ｔ3（Ｎｅ−１）／Ｔ1］＋１ ｋ＝０〜Ｎｃ とすると、受光信号の対象遷移を包含す
    る範囲内のサンプルタイミングを一つの遷移期間内で示
    したときのタイミングは、 デルタＴ2＊ｋ−［デルタＴ2＊ｋ／Ｔ3］＊Ｔ3 で求められるものとし、［ ］はガウスの記号を意味
    し、ｘを実数、ｎを整数とするときｎ≦ｘ＜ｎ＋１ な
    らば、［ｘ］＝ｎとするものである。
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