JP4244358B2

JP4244358B2 - 調光装置とこれを用いた距離測定装置

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Publication number: JP4244358B2
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Inventors: 誠藤野; 浩幸川島
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Description

この発明は、例えばレーザ光の光量を調整する調光装置とこれを用いた距離測定装置に関する。

従来から、測定対象にレーザ光を照射し、該測定対象からの反射レーザ光を受光素子で受光して距離を測定する光波距離計が知られている（特許文献１参照）。

かかる光波距離計は、内部参照光路および外部測距光路の光量レベルの調整を行う濃度フィルタを備えている。この濃度フィルタは、回転方向に濃度勾配がついており、モータによって所定の回転角度まで回転させることによって所定の濃度に切り替えるものである。
特開２０００−１６２５１７号公報

しかしながら、このような濃度フィルタでは、濃度勾配がついている濃度フィルタは比較的大きく、モータで回転させて濃度を切り替えるため、高速で濃度を切り替えることが難しいという問題があった。

この発明の目的は、高速で濃度の切り替えが行える調光装置とこの調光装置を用いた距離測定装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、光ファイバーの出力端と光ファイバーの入力端との間の光路の途中に、透過位置によって濃度が異なる濃度フィルタと、第１光学系と、第２光学系とを設けた調光装置であって、
前記第１光学系は、前記出力端から射出された光ビームを平行光束にするコリメートレンズと、このコリメートレンズによって平行光束にされた光ビームを集光させる集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームを該集光レンズに向けて反射させ且つ軸回りに傾動可能なミラーとを備え、
前記第２光学系は、前記ミラーで反射されて前記集光レンズを透過する光ビームを平行移動させて前記集光レンズに向けて反射させる２つの反射面を有する光学部材と、この光学部材で反射された光ビームを集光する前記集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームをその集光レンズに向けて反射させる前記ミラーとを備え、
前記濃度フィルタを前記集光レンズと前記光学部材との間に配置し、
前記コリメートレンズによって平行光束にされた光ビームが通過する前記集光レンズの通過点と前記入力端へ入射する光ビームが通過する前記集光レンズの通過点とを結ぶ直線と、前記ミラーの軸とが平行とされ、
前記集光レンズにより集光された光ビームを前記ミラーで反射させることにより前記濃度フィルタを透過させ、
前記ミラーの前記軸回りの傾動によって、前記光ビームの透過位置が濃度フィルタの濃度が異なる方向へ変わることを特徴とする。

請求項４の発明は、測定対象にレーザ光を照射し、該測定対象からの反射レーザ光を受光素子で受光して距離を測定する距離測定装置であって、
前記測定対象からの反射レーザ光又はレーザ光源からのレーザ光を導入して該レーザ光を調光する調光装置を有し、
この調光装置は、導入された前記反射レーザ光又はレーザ光源からのレーザ光を射出する光ファイバーの出力端と、光ファイバーの入力端との間の光路の途中に、透過位置によって濃度が異なる濃度フィルタと、第１光学系と、第２光学系とを設け、
前記第１光学系は、前記出力端から射出された光ビームを平行光束にするコリメートレンズと、このコリメートレンズによって平行光束にされた光ビームを集光させる集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームを該集光レンズに向けて反射させ且つ軸回りに傾動可能なミラーとを備え、
前記第２光学系は、前記ミラーで反射されて前記集光レンズを透過する光ビームを平行移動させて前記集光レンズに向けて反射させる２つの反射面を有する光学部材と、この光学部材で反射された光ビームを集光する前記集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームをその集光レンズに向けて反射させる前記ミラーとを備え、
前記濃度フィルタを前記集光レンズと前記光学部材との間に配置し、
前記コリメートレンズによって平行光束にされた光ビームが通過する前記集光レンズの通過点と前記入力端へ入射する光ビームが通過する前記集光レンズの通過点とを結ぶ直線と、前記ミラーの軸とが平行とされ、
前記集光レンズにより集光された光ビームを前記ミラーで反射させることにより前記濃度フィルタを透過させ、
前記ミラーの前記軸回りの傾動によって、前記光ビームの透過位置が濃度フィルタの濃度が異なる方向へ変わることを特徴とする。

この発明によれば、ミラーを傾動させて濃度フィルタを透過するビームの透過位置を変えて濃度の切り替えを行うものであるから高速で濃度の切り替えを行うことができる。

以下に、この発明に係わる調光装置とこの調光装置を用いた距離測定装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［実施例１］
図１に基づいて変調光を利用した距離測定装置１００を説明する。

距離測定装置１００の分周器１０は、発振器１１からの１５ＭＨｚの信号を分周して、７５ＫＨｚと３ＫＨｚの二つの信号を発生する。

合成器１３は、発振器１１からの信号である１５ＭＨｚと、分周器１０からの信号である３ＫＨｚとの差である１４．９９７ＭＨｚと、分周器１０からの３ＫＨｚの２４倍の７２ＫＨｚの信号とを発生する。

第１の切り替え器１４は、処理制御回路１５からの信号１６によって、１５ＭＨｚ又は７５ＫＨｚのいずれか一方の信号を出力するようになっている。なお、処理制御回路１５は、演算処理手段に該当するものである。

ミキシング装置は、コリメートレンズ２６、反射揺動装置２５、ミキシング用の光ファイバー２８を有する。光ファイバー２８の先端は入力端２８ａ又は出力端２８ｂとして加工されている。例えば、光ファイバー２８の径は３００μｍである。

半導体レーザ１８は、第１の切り替え器１４の出力信号で駆動され、変調されたレーザ光Ｐ０を放出する。この放出されたレーザ光Ｐ０は、レンズ１９により導光用の光ファイバー２４の一方の端面が加工された入力端２４ａに入射される。なお、半導体レーザ１８はレーザ光源に該当する。

光ファイバー２４と光ファイバー２８との光路間には、反射揺動装置２５が設けられている。この反射揺動装置２５はＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）２７から構成されている。

ここで、ＭＥＭＳとは、Ｍicro Ｅlectro-Ｍechanical Ｓystemsの略で、機械的要素と電気的要素を融合した微細デバイスのことの総称である。このＭＥＭＳは、チップないし基板内に可動部分を有するというこれまでの半導体デバイスにはなかった新しい機能を持ち込む技術であり、このような機能は、新しいプラットフォーム技術として、入出力部品や各種センサなどへの応用が期待されているものである。

反射揺動装置２５は、図２に示すように円盤状のミラー板２７ａを有する。このミラー板２７ａの直径は例えば約１ｍｍである。このミラー板２７ａにはその周面に直径方向に延びる一対の軸部２７ｂ、２７ｂが形成されている。

その一対の軸部２７ｂ、２７ｂはバネ部２７ｃ、２７ｃを介して固定部２７ｄにその端部が連結されている。その軸部２７ｂ、２７ｂの途中には可動櫛歯２７ｅ、２７ｅが形成され、この可動櫛歯２７ｅ、２７ｅには固定櫛歯２７ｆＡおよび２７ｆＢ、２７ｆＡおよび２７ｆＢが臨まされている。可動櫛歯２７ｅ、２７ｅと固定櫛歯２７ｆＡおよび２７ｆＢ、２７ｆＡおよび２７ｆＢとはアクチュエータの一部を構成している。

そのミラー板２７ａは、固定櫛歯２７ｆＡおよび２７ｆＢ、２７ｆＡおよび２７ｆＢに交流電圧を印加し、可動櫛歯２７ｅをＧＮＤに接続して例えば１ＫＨｚの高周波をチャージすることにより、ミラー板２７ａは軸部２７ｂ、２７ｂを中心にして矢印Ｆ方向に揺動される。なお、ここでは、一軸方向にミラー板２７ａを揺動させる構成を図示して説明しているが、軸部２７ｂ、２７ｂの延びる方向と直交する方向に更に一対の軸部を設けて、ミラー板２７ａを二軸方向に揺動させる構成とすることもできる。すなわち、ミラー板２７ａは二軸方向に揺動させることもできる。

なお、上記固定櫛歯２７ｆＡ、２７ｆＢには同一の電圧信号を印加してもよいが、別波形の電圧信号を印加してもよい。別波形の例としては、固定櫛歯２７ｆＡには正弦波、固定櫛歯２７ｆＢには余弦波の信号を印加し、固定部２７ｄをＧＮＤに接地するという場合や、固定櫛歯２７ｆＢには正弦波の信号を印加し、固定櫛歯２７ｆＡと固定部２７ｄをＧＮＤに接地するという場合がある。

そのミラー板２７ａの前面には図３に模式的に回折格子部２７ｇが形成されている。この回折格子部２７ｇはミラー板２７ａと協働してレーザ光の発光ムラを解消して、更に均一化するのに用いられる。なお、回折格子部２７ｇはミキシング効果をさらに向上させることができる。

その図３に示すように、第１の光ファイバー２４に導光されかつ出力端２４ｂから出射されたレーザ光Ｐ１は、コリメートレンズ２６によって平行光束Ｐ２とされ、回折格子板２７ｇ、ミラー板２７ａに導かれる。その平行光束Ｐ２は回折格子板２７ｇにより回折を受けると共にミラー板２７ａにより反射される。

その反射光Ｐ３は光学系としてのコリメートレンズ２６によって集光され、ミキシング用の光ファイバー２８の入力端２８ａに収束光Ｐ４として入射されるが、ミラー板２７ａが軸部２７ｂ、２７ｂを中心にして揺動しているので、収束光Ｐ４が入力端２８ａに入射する際に図４に模式的に示すように入力端２８ａでの入射位置が入射可能範囲でゆう乱され、すなわち収束光Ｐ４が移動されて、発光ムラのあるレーザ光Ｐ０が細かくゆう乱（移動）されることにより導光経路が異なることとされ、レーザ光Ｐ０の光量ムラが平均化される。

図４には例として直線的かつ周期的はＰ４の軌跡が示されている。ただし、直線的以外の円状、放射状、リサージュ図形のような軌跡を採用することもできる。

光ファイバー２８の出力端２８ｂから射出したレーザ光は、図１に示すように分割プリズム２９で２つの光路に分割される。その一方の光路に向かうレーザ光Ｐ５は、分割プリズム２９の分割部２９ａを透過し、チョッパー３０を透過して照射部の一部を構成するプリズム３２の反射面３２ａで反射され、対物レンズ３３により平行光束にされて測定光として装置外部へ射出される。

そして、被測定点にある測定対象としてのコーナーキューブ３４等の反射体により反射されて対物レンズ３３を再び通過し、プリズム３２の反射面３２ｂで反射されて、分割プリズム３５の分割部３５ａを通過して受光側ファイバー３６へ入射する。そして、分割プリズム２９の分割部２９ａからプリズム３２およびコーナーキューブ３４を介してプリズム３５の分割３５ａまでの光路が外部測距光路３７となっている。

他方の光路に向かうレーザ光Ｐ６は、分割プリズム２９の分割部２９ａ、２９ｂで反射され、チョッパー３０を通過してレンズ３８で平行光束にされ、レンズ３９で集光されて分割プリズム３５の分割部３５ｂ、３５ａで反射されて受光側光ファイバー３６へ入射する。そして、分割プリズム２９の分割部２９ａから分割部２９ｂとレンズ３８，３９と分割プリズム３５の分割部３５ｂとを介して分割プリズム３５の分割部３５ａまでの光路が内部参照光路４０となっている。

そして、受光側光ファイバー３６の途中には、調光装置２００が設けられている。

チョッパー３０は、内部参照光路４０と外部測距光路３７とを交互に選択し、調光装置２００は、内部参照光路４０、外部測距光路３７の光量レベルの調整を行う。

調光装置２００は、図５に示すように、受光側ファイバー３６の出力端３６ａから射出されたレーザ光をほぼ平行光束にするコリメートレンズ２０１と、その平行光束（光ビーム）を集光させる集光レンズ２０２と、この集光レンズ２０２で集光された集光ビームを集光レンズ２０２に向けて反射させる平面ミラー（ミラー）２２０と、この平面ミラー２２０で反射されて集光レンズ２０２でほぼコリメートされたビームを通す濃度フィルタ２０４と、この濃度フィルタ２０４を透過したビーム（レーザ光）Ｐ８を平行移動させて集光レンズ２０２に向けて反射する直角プリズム（光学部材）２０５と、受光側光ファイバー３６の入射端３６ｂにレーザ光を入射させるコンデンサレンズ２０６とを備えている。平面ミラー２２０は集光レンズ２０２の焦点位置に配置されている。

ここでは、直角プリズム２０５を使用しているが、例えば互いに直角に配置した平面鏡を備えている光学部材を使用してもよい。

また、集光レンズ２０２上のレーザ光の通過点２０２ａ〜２０２ｄが図５に示すように、すなわち、通過点２０２ａと通過点２０２ｄとを結ぶ直線と、通過点２０２ｂと通過点２０２ｃとを結ぶ直線とが軸部２２７ｂと平行の関係となるように、受光側ファイバー３６の出力端３６ａと、コリメートレンズ２０１と、集光レンズ２０２と、平面ミラー２２０と、濃度フィルタ２０４と、直角プリズム２０５と、コンデンサレンズ２０６と、受光側光ファイバー３６の入射端３６ｂとが配置されている。

そして、コリメートレンズ２０１と、集光レンズ２０２と、平面ミラー２２０とで第１光学系が構成されている。

直角プリズム２０５で反射したビームＰ９は、再度濃度フィルタ２０４を透過して集光レンズ２０２で集光されて平面ミラー２２０に達し、ここで反射されて集光レンズ２０２でほぼ平行光速となってコンデンサレンズ２０６により受光側光ファイバー３６の入力端３６ｂに入射される。

そして、直角プリズム２０５と集光レンズ２０２と平面ミラー２２０とコンデンサレンズ２０６とで第２光学系が構成されている。

濃度フィルタ２０４は、上下方向に沿って濃度が増減するように濃度勾配を有しており、例えば上にいくほど濃度が増加するようになっている。

平面ミラー２２０は、図６に示す反射揺動装置２２７のミラー板であり、反射揺動装置２２７は反射揺動装置２５のＭＥＭＳ２７と同じ構成なのでその説明は省略する。

平面ミラー２２０は、軸部２２７ｂ，２２７ｂ回りに傾動する。すなわち、図５において平面ミラー２２０は前後に傾動する。この傾動により、濃度フィルタ２０４を透過するビームＰ８の位置は濃度フィルタ２０４に対して上下に移動する。例えば、平面ミラー２２０が軸部２２７ｂ，２２７ｂを中心にして時計回りに回動すると、図７に示すようにビームＰ８の位置は濃度フィルタ２０４の上に移動することになり、図５および図９に示した集光レンズ２０２上のレーザ光の通過点２０２ｂ,２０２ｃが図７および図１０に示す通過点２０２ｂ′,２０２ｃ′の位置へ移動することになる。

すなわち、ビームＰ８がビームＰ９へ平行移動する方向と直交する方向（上下方向）へ平面ミラー２２０の傾動によってビームＰ８，Ｐ９が移動することになる。

このビームＰ８，Ｐ９の移動によって、濃度フィルタ２０４が濃度勾配を有していることにより、光量レベルの調整が行われる。

例えば、チョッパー３０で外部測距光路３７（図１参照）が選択されているとき、図５に示すように光量の小さいビームＰ８，Ｐ９が濃度フィルタ２０４の下部を透過し、内部参照光路４０が選択されているとき、図７に示すように光量の大きいビームＰ８，Ｐ９が濃度フィルタ２０４の上記下部より上方の位置（濃度の大きい位置）を透過する。これにより、受光素子４３（図１参照）の受光量のレベル調整が行われることになる。

このように、ビームＰ８，Ｐ９の透過位置が移動するので、濃度フィルタ２０４が濃度勾配を大きくしておくことにより、光量調整範囲を広くすることができる。また、集光レンズ２０２と、平面ミラー２２０と、濃度フィルタ２０４と、直角プリズム２０５とを組み合わせて使用することにより、受光側光ファイバー３６の出力端３６ａや入力端３６ｂの位置や光路長を変えずに光量を調整することができる。

上述のように、平面ミラー２２０を傾動させてビームＰ８，Ｐ９の透過位置を変えるものであるから、平面ミラー２２０の傾動角が小さくても、ビームＰ８，Ｐ９の透過位置を大きく移動させることができ、このため高速で濃度の切り替えを行うことができる。

また、集光レンズ２０２の集光位置（焦点位置）に平面ミラー２２０を配置したものであるから、平面ミラー２２０の寸法を小さくすることができ、このため、高速で平面ミラー２２０を傾動させることができ、より高速で濃度の切り替えを行うことができる。また、ＭＥＭＳ２２７で平面ミラー２２０を傾動させているので、さらに高速で傾動させることができ、さらに高速で濃度の切り替えを行うことができる。

なお、調光装置２００は、受光側光ファイバー３６の途中だけでなく、投光側（レーザ光源側）の光ファイバー２４もしくは光ファイバー２８の途中など、レーザー光が放出される半導体レーザ１８からレーザ光を受光する受光素子４３までのいずれかに設けることができる。

受光側光ファイバー３６の入射端３６ｂへ入射した光は、レンズ４１、４２により受光素子４３で受光される。ここで、受光素子４３は受光部に該当する。

内部参照光路４０は、距離測定装置を構成する電気回路の温度ドリフト等に起因する位相変化により測定データに誤差が生じないようにするためのものであり、内部参照光路４０による測定値を外部測距光路３７による測定値から減ずることにより正確なデータが得られる。

第２の切り替え器４４は、処理制御回路１５からの信号１６によって、１４．９９７ＭＨｚ又は７２ＫＨｚのいずれか一方の信号を出力する。受光素子４３からの出力は増幅器４６で増幅され、混合器４７に入力される。混合器４７は増幅器４６からの信号と、第２の切り替え器４４からの信号を混合することにより、ビート信号を形成し、この信号を検出して３ＫＨｚの正弦波を出力する。波形整形器４８は、３ＫＨｚの正弦波を矩形波に整形してその信号（以下、ビートダウン信号という）を出力する。

ゲート回路４９は、分周器１０からの３ＫＨｚの信号をスタート信号とし、波形整形器４８からの信号をストップ信号として、その間に発振器１１からの１５ＭＨｚの信号を計数部（計数器）５０へ出力する。この信号を計数部５０で計数することにより、位相差を測定する。

計数部５０で得られる計数値はＮ回測定の合計数である。このＮ回の回数を知るために、分周器１０からの３ＫＨｚの信号が処理制御回路１５へ供給される。Ｎ回の計数が終了すると、処理制御回路１５から計数部５０へリセット信号５２が供給されて計数部５０はリセット状態となる。Ｎ回の計数値は、処理制御回路１５で１／Ｎの平均値とされ、距離に換算された後、距離測定値として表示器５１に出力される。

混合器４７の出力を３ＫＨｚにするために、第１の切り替え器１４の出力信号と第２の切り替え器４４の出力信号とは、第１の切り替え器１４の出力信号の周波数が１５ＭＨｚのときに第２の切り替え器４４の出力信号の周波数が１４．９９７ＭＨｚとなり、第１の切り替え器１４の出力信号の周波数が７５ＫＨｚのときに第２の切り替え器４４の出力信号の周波数が７２ＫＨｚとなるように、処理制御回路１５からの信号１６によって制御される。

半導体レーザ１８を、１５ＭＨｚと７５ＫＨｚの２種類の周波数で変調するのは、波長２０ｍに相当する１５ＭＨｚを精密測定に使用し、波長４０００ｍに相当する７５ＫＨｚを粗測定に使用するためである。

また、１５ＭＨｚの周波数と７５ＫＨｚの周波数とを混合器４７によりそれぞれ３ＫＨｚの周波数にするのは、１５ＭＨｚの位相又は７５ＫＨｚの位相を３ＫＨｚの位相として測定することにより、位相測定の分解能を高くするためである。

上記実施例によれば、反射光Ｐ３がＭＥＭＳ２７により高周波でゆう乱されて、光ファイバー２８の入力端２８ａへの入射位置が時々刻々と変化するため、反射光Ｐ３が光ファイバー２８を伝播する際に、反射光Ｐ３が混合されて均一化され、光ファイバー２８の出射端２８ｂから射出されるため、半導体レーザ１８から出射されたレーザ光の発光ムラを光ファイバー２４を伝播してＭＥＭＳ２７を経由して光ファイバー２８を伝播してこの光ファイバー２８の出射端２８ｂから出射させる際に、レーザ光の発光ムラの均一化を図ることができる。

ここでは、ミキシング装置の実施例として周波数変調型の距離測定装置について説明したが、同様に測距光がレーザ光であるパルス測距型の距離測定装置にも使用することができる。

また、ミキシング装置にＭＥＭＳ２７を用いたので高速ミキシングが可能であり、消費電力を小さく、騒音の低減も図ることができる。

［実施例２］
図８は第２実施例の距離測定装置２００００を示したものであり、この距離測定装置２００００は第１実施例のミキシング装置を省略したものであり、他は距離測定装置１００と同じなのでその説明は省略する。

本発明に係わる調光装置を用いた距離測定装置の実施例１を示す説明図である。図１に示す反射揺動装置のＭＥＭＳの概略構造を示す斜視図である。図２に示す反射揺動装置の作用を説明するための模式図である。図３に示す第２の光ファイバーへ入射する際のレーザ光のゆう乱状態を説明するための説明図である。調光装置の光学系を示した光学配置図である。反射揺動装置のＭＥＭＳの構成を示した斜視図である。平面ミラーが傾動して濃度の切り替わりを示す説明図である。第２実施例の構成を示した説明図である。集光レンズのレーザ光の透過位置を示す説明図である。集光レンズのレーザ光の透過位置が上に移動した場合を示す説明図である。

符号の説明

２００調光装置
２０２集光レンズ
２０４濃度フィルタ
２０５直角プリズム（光学部材）
２２０平面ミラー（反射器）

Claims

光ファイバーの出力端と光ファイバーの入力端との間の光路の途中に、透過位置によって濃度が異なる濃度フィルタと、第１光学系と、第２光学系とを設けた調光装置であって、
前記第１光学系は、前記出力端から射出された光ビームを平行光束にするコリメートレンズと、このコリメートレンズによって平行光束にされた光ビームを集光させる集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームを該集光レンズに向けて反射させ且つ軸回りに傾動可能なミラーとを備え、
前記第２光学系は、前記ミラーで反射されて前記集光レンズを透過する光ビームを平行移動させて前記集光レンズに向けて反射させる２つの反射面を有する光学部材と、この光学部材で反射された光ビームを集光する前記集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームをその集光レンズに向けて反射させる前記ミラーとを備え、
前記濃度フィルタを前記集光レンズと前記光学部材との間に配置し、
前記コリメートレンズによって平行光束にされた光ビームが通過する前記集光レンズの通過点と前記入力端へ入射する光ビームが通過する前記集光レンズの通過点とを結ぶ直線と、前記ミラーの軸とが平行とされ、
前記集光レンズにより集光された光ビームを前記ミラーで反射させることにより前記濃度フィルタを透過させ、
前記ミラーの前記軸回りの傾動によって、前記光ビームの透過位置が濃度フィルタの濃度が異なる方向へ変わることを特徴とする調光装置。
前記ミラーは、前記集光レンズの焦点位置へ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の調光装置。
前記濃度フィルタの濃度は、光ビームの透過位置が変えられる方向に沿って増減することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の調光装置。
測定対象にレーザ光を照射し、該測定対象からの反射レーザ光を受光素子で受光して距離を測定する距離測定装置であって、
前記測定対象からの反射レーザ光又はレーザ光源からのレーザ光を導入して該レーザ光を調光する調光装置を有し、
この調光装置は、導入された前記反射レーザ光又はレーザ光源からのレーザ光を射出する光ファイバーの出力端と、光ファイバーの入力端との間の光路の途中に、透過位置によって濃度が異なる濃度フィルタと、第１光学系と、第２光学系とを設け、
前記第１光学系は、前記出力端から射出された光ビームを平行光束にするコリメートレンズと、このコリメートレンズによって平行光束にされた光ビームを集光させる集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームを該集光レンズに向けて反射させ且つ軸回りに傾動可能なミラーとを備え、
前記第２光学系は、前記ミラーで反射されて前記集光レンズを透過する光ビームを平行移動させて前記集光レンズに向けて反射させる２つの反射面を有する光学部材と、この光学部材で反射された光ビームを集光する前記集光レンズと、この集光レンズにより集光された光ビームをその集光レンズに向けて反射させる前記ミラーとを備え、
前記濃度フィルタを前記集光レンズと前記光学部材との間に配置し、
前記コリメートレンズによって平行光束にされた光ビームが通過する前記集光レンズの通過点と前記入力端へ入射する光ビームが通過する前記集光レンズの通過点とを結ぶ直線と、前記ミラーの軸とが平行とされ、
前記集光レンズにより集光された光ビームを前記ミラーで反射させることにより前記濃度フィルタを透過させ、
前記ミラーの前記軸回りの傾動によって、前記光ビームの透過位置が濃度フィルタの濃度が異なる方向へ変わることを特徴とする距離測定装置。
前記ミラーは、前記集光レンズの焦点位置へ配置されていることを特徴とする請求項４に記載の距離測定装置。
前記濃度フィルタの濃度は、光ビームの透過位置が変えられる方向に沿って増減することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の距離測定装置。