JPH01320488A - Method and instrument for measuring distance - Google Patents

Method and instrument for measuring distance

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JPH01320488A
JPH01320488A JP63155874A JP15587488A JPH01320488A JP H01320488 A JPH01320488 A JP H01320488A JP 63155874 A JP63155874 A JP 63155874A JP 15587488 A JP15587488 A JP 15587488A JP H01320488 A JPH01320488 A JP H01320488A
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JP
Japan
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light
reflected
beat signal
irradiated
reflected light
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Application number
JP63155874A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Yoshida
雅一 吉田
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the influence of intensity modulation of laser light by dividing beat signals, the amplitude of which is decreased depending upon the intensity of reflected light from an object to be measured by the signal corresponding to the reflected light from the object. CONSTITUTION:A reference mirror 11 is irradiated by light having an intensity which is about 1/2 as strong as that of laser light and an object 9 to be measured is irradiated by light having an intensity which is about 1/4 as strong as that the of the laser light. The reflected light from the object 9 is divided into the light advancing straight and the light branched at a right angle by means of a beam splitter 7 after passing through a lens system 8 and the branched light is made incident to a photodetector 13. The reflected light advancing straight is reflected by a mirror 11 and the interference light of the reflected light from the mirror 11 led to a beam splitter 6 through a lens system 10 and the light directly led to the beam splitter 6 from the beam splitter 7 is detected by a photodetector 12. Beat signals having a small amplitude corresponding to the intensity ratio between both reflected light are outputted from the photodetector 12 and signals having a small amplitude decided by the reflection coefficient, etc., of the object 9 are outputted from the photodetector 13. Both signal are influenced form intensity modulated components. The signals outputted from the photodetectors 12 and 13 are supplied to a divider 14 where division is performed in corresponding to both signals.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は距離11111定方法およびその装置に関し
、さらに詳細にいえば、周波数変調が施されたレーザ光
の一部を測定対象物により反射させるとともに、残部を
基準反射体により反射させ、その後、両反射光を干渉さ
せることにより、測定対象物までの距離を測定する距離
測定装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a distance 11111 determination method and apparatus, and more specifically, to a method for reflecting a part of a frequency-modulated laser beam by an object to be measured. The present invention also relates to a distance measuring device that measures the distance to a measurement target by reflecting the remaining light on a reference reflector and then causing both reflected lights to interfere.

〈従来の技術〉 従来から測定対象物までの距離を一1定する装置として
種々の構成のものが提供されている。具体的には、三角
1TIlの原理を適用したもの、光、超音波等の干渉が
距離の差に基いて変化する原理を適用したもの等がある
が、測定精度を高めることが要求される用途においては
、外部条件の影響等を受けにくいレーザ光を、;111
1定光として使用することが好ましい。
<Prior Art> Conventionally, devices with various configurations have been provided for fixing the distance to an object to be measured. Specifically, there are those that apply the triangular 1TIl principle, and those that apply the principle that the interference of light, ultrasonic waves, etc. changes based on the difference in distance, but there are applications that require high measurement accuracy. 111, the laser beam is not easily affected by external conditions, etc.
It is preferable to use it as a constant light.

上記レーザ光を測定光として使用する距離測定装置とし
て、従来から、第4図に示す原理に基くものが提供され
ていた。
Distance measuring devices that use the above-mentioned laser beam as measuring light have conventionally been provided based on the principle shown in FIG. 4.

即ち、変調源(31)により電流源(32)を制御して
、半導体レーザ(以下、LDと略称する) (33)へ
の注入電流の制御を行ない、周波数変調が施されたレー
ザ光(34)を出力する(注入電流を変化させることに
よりレーザ光を周波数変調させることにつイテハ、例え
ば、G、BEHEIM、に、PRITSCI(、ELE
CTRONIC8LETTER331ST JANUA
RY 1985 Vol、21 qaに記載されている
)。このレーザ光(34)はレンズ(35)を通してハ
ーフミラ−からなるビームスプリッタ(36)に導かれ
て、互に直角方向を向く2本のレーザビーム(34a)
(34b)に分離され、一方のレーザビーム(34a)
がミラー(37)に照射させられるとともに、他方のレ
ーザビーム(34b)がレンズ(38)を通して測定対
象物(39)に照射させられる。そして、上記各レーザ
ビーム(34a) (34b)は、それぞれミラー (
37)、測定対象物(39)により反射させられて、再
びビームスプリッタ(36)に導かれ、干渉させられた
状態で検出器(40)に導かれる。そして、上記検出器
(40)は、干渉光に対応するビート信号に基づいて計
1定対象物(39)までの距離を算出する従来公知の構
成部分のほかに、干渉光に対応する電気信号を生成する
受光素子(41)およびり、D(33)から出射される
レーザ光(34)に対応する電気信号を生成する受光素
子(42)を有しているとともに、受光素子(41〉か
ら出力される電気信号を受光素子(42)から出力され
る電気信号により除算する除算器(43)を有している
That is, a current source (32) is controlled by a modulation source (31) to control the current injected into a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as LD) (33), and frequency-modulated laser light (34) is controlled. ) (for frequency modulating the laser beam by changing the injection current, for example, G, BEHEIM, PRITSCI (, ELE
CTRONIC8LETTER331ST JANUA
RY 1985 Vol, 21 qa). This laser beam (34) is guided through a lens (35) to a beam splitter (36) consisting of a half mirror, forming two laser beams (34a) pointing at right angles to each other.
(34b), one laser beam (34a)
is irradiated onto the mirror (37), and the other laser beam (34b) is irradiated onto the object to be measured (39) through the lens (38). The respective laser beams (34a) (34b) are mirrored (
37), is reflected by the object to be measured (39), guided again to the beam splitter (36), and guided to the detector (40) in an interference state. The detector (40) includes a conventional component that calculates the distance to a fixed object (39) based on a beat signal corresponding to the interference light, as well as an electric signal corresponding to the interference light. It has a light receiving element (42) that generates an electric signal corresponding to the laser beam (34) emitted from the light receiving element (41) and the laser beam (34) emitted from the light receiving element (41). It has a divider (43) that divides the output electric signal by the electric signal output from the light receiving element (42).

上記の構成の距離測定装置であれば、上記ビームスプリ
ッタ(36)からミラー(37)までの距離、および測
定対象物(39)までの距離に対応して、再びビームス
プリッタ(36)に導かれ干渉させられた状態のレーザ
ビームが検出器(40)に導かれるので、除算器(43
)においてビート信号をレーザ光(34)に対応する電
気信号により除算して、L D (33)から出射され
るレーザ光(34)の強度変調の影響を排除し、次いで
、ノイズ成分除去等を行なった後、両レーザビーム(3
4a) (34b)の位相差の時間的変化に起因するビ
ートを検出することにより、上記距離の差を検出するこ
とができる。
With the distance measuring device having the above configuration, the beam is guided back to the beam splitter (36) in accordance with the distance from the beam splitter (36) to the mirror (37) and the distance to the object to be measured (39). Since the interfered laser beam is guided to the detector (40), the divider (43
), the beat signal is divided by the electric signal corresponding to the laser beam (34) to eliminate the influence of the intensity modulation of the laser beam (34) emitted from the LD (33), and then noise components are removed, etc. After that, both laser beams (3
4a) The difference in distance can be detected by detecting the beat caused by the temporal change in the phase difference in (34b).

また、上記ミラー(37)までの距離は基準となる既知
の所定距離に設定されているのであるから、基準となる
既知の所定距離に上記距離の差を加減算することにより
、測定対象物(39)までの距離をも検出することがで
きる。
Furthermore, since the distance to the mirror (37) is set to a known predetermined distance that serves as a reference, by adding or subtracting the difference in distance to the known predetermined distance that serves as a reference, ) can also be detected.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記距離測定装置においては、L D (33)から出
力されるレーザ光(34)が強度変調を受けていても、
除算器(43)により強度変調の影響を排除したビート
信号を得ることができるのであるが、一般的にM1定対
象物(39)からの反射光は著しく強度が低下した状態
であるから、ミラー(37)からの反射光とを干渉させ
ることにより得られるビート成分の強度が著しく低くな
ってしまう。逆に、レーザ光(34)の強度はM1定対
象物(39)からの反射光強度と比較して著しく高いの
であるから、上記のように除算器(43)においてL 
D (33)とコモンに接続された受光素子から出力さ
れる電気信号に基いてビート信号を除算すれば、もとも
とレベルが低いビート信号をレベルが高いレーザ光強度
信号に基づいて除算することにより、−層レベルが低下
させられてしまう。
<Problems to be Solved by the Invention> In the distance measuring device described above, even if the laser beam (34) output from the LD (33) is subjected to intensity modulation,
The divider (43) makes it possible to obtain a beat signal that eliminates the influence of intensity modulation, but since the intensity of the light reflected from the M1 constant object (39) is generally significantly reduced, the mirror By interfering with the reflected light from (37), the intensity of the beat component obtained becomes significantly low. Conversely, since the intensity of the laser beam (34) is significantly higher than the intensity of the reflected light from the M1 constant object (39), the L
By dividing the beat signal based on the electrical signal output from the light receiving element connected to common with D (33), by dividing the beat signal, which originally has a low level, based on the laser light intensity signal, which has a high level, - The layer level is reduced.

したがって、測定対象物(39)の材質等によっては除
算後の信号をそのまま距離算出を行なうための信号とし
て使用することが不可能になってしまい、上記レベル低
下を補償するために増幅器を介在させることが必要にな
るという問題がある。
Therefore, depending on the material of the measurement object (39), it becomes impossible to use the signal after division as it is as a signal for distance calculation, and an amplifier is inserted to compensate for the level drop. The problem is that it becomes necessary.

さらに詳細に説明すると、ミラー(37)からの反射光
(以下、局発光という)Er  (t)を、Er  (
t)=k (t)EOcos  (2πν01+θ(t
))              ・・・■(但し、E
Oは電解の振幅、ν0はレーザ光(34)の中心周波数
、k (t)は強度変調による係数)とし、局発光に対
する信号光の強度割合をα2とすれば、信号光Es  
(t)は、 Es  (t) −ak (t−r)EOcos  f
2πν0(を−τ)十〇(t−τ))      ・・
・■となる。
To explain in more detail, the reflected light (hereinafter referred to as local light) Er (t) from the mirror (37) is converted to Er (
t)=k (t)EOcos (2πν01+θ(t
)) ...■ (However, E
If O is the amplitude of electrolysis, ν0 is the center frequency of the laser beam (34), and k (t) is the coefficient due to intensity modulation), and α2 is the intensity ratio of the signal light to the local light, then the signal light Es
(t) is Es (t) −ak (t−r)EOcos f
2πν0(-τ) 10(t-τ))...
・It becomes ■.

ここで、k(t)嬌k(を−τ)と見做すことができる
のであるから、干渉光の強度I  (t)は、I  (
t)−k   (t)E  O(1+α2)+2αk 
  (t)E20cos!2πνOr+θ (t)−θ
 (t −τ))                 
  ・・・■となる。
Here, since k(t) can be regarded as -τ, the intensity I (t) of the interference light is I (
t)-k (t)E O(1+α2)+2αk
(t)E20cos! 2πνOr+θ (t)−θ
(t − τ))
... becomes ■.

また、L D (33)の変調が三角波変調であると仮
定し、変調電流がim1変調周波数がfiであると仮定
すれば、局発光の強度Ir  (t)は、Ir  (t
)−E20 + (d I/d i)  2 fra 
 1II11                  ・
・・■(但し、■はレーザ光出力、iは注入電流である
)となる。また、上記0式から、 Ir  (t)−k   (t)E20      −
・・■となるのであるから、上記00式から、k   
(t)=1+ (2/E20 )(d I/d i)f
m im t                ・・・
■となる。
Furthermore, assuming that the modulation of L D (33) is triangular wave modulation, and assuming that the modulation current is im1 and the modulation frequency is fi, the intensity Ir (t) of the local light is
)−E20 + (d I/d i) 2 fra
1II11 ・
...■ (where ■ is the laser light output and i is the injection current). Also, from the above equation 0, Ir (t)−k (t)E20 −
...■, so from the above formula 00, k
(t)=1+(2/E20)(d I/d i)f
m im t...
■It becomes.

したがって、上記0式を上記0式に代入すれば、干渉光
強度I  (t)は、 1  (t)−(1+α )  fE20 +2 (d
I/d 1)fi  im  tl  +2α tE2
0 +2  (d I/di)fm 1IIt)  c
osf2πνOr+θ(1)−〇 (t −τ))  
               ・・・■となる。
Therefore, by substituting the above equation 0 into the above equation 0, the interference light intensity I (t) is 1 (t) - (1+α) fE20 +2 (d
I/d 1) fi im tl +2α tE2
0 +2 (d I/di) fm 1IIt) c
osf2πνOr+θ(1)−〇 (t−τ))
... becomes ■.

上記■式のcos(2yrνOr+θ(t)−θ(t−
τ))で表されるビート信号には直線的な直流成分が重
畳されているので、直線的に振幅変調されていることが
わかる。また、LDとコモンに接続された受光素子によ
り受光される光の強度1c  (t)は、 Ic  (t)−E20 + (d I/d i)2 
fm  imt                  
・・・■であるから、■式を■式で除算すれば、1  
(t)/Ic  (t)−(1+α2)+2αC08(
2πν0τ+θ(1)−θ(t−τ))・・・■ となり、強度変調の影響が排除される。また、■式から
明らかなように、ビート信号の振幅は局発光に対する信
号光の強度によって定まることがわかる。
cos(2yrνOr+θ(t)-θ(t-
Since a linear DC component is superimposed on the beat signal represented by τ), it can be seen that the beat signal is linearly amplitude-modulated. In addition, the intensity 1c (t) of the light received by the light receiving element commonly connected to the LD is Ic (t) - E20 + (d I/d i)2
fm imt
...Since ■, if we divide the ■ expression by the ■ expression, we get 1
(t)/Ic (t)-(1+α2)+2αC08(
2πν0τ+θ(1)−θ(t−τ))...■ The influence of intensity modulation is eliminated. Furthermore, as is clear from equation (2), it can be seen that the amplitude of the beat signal is determined by the intensity of the signal light relative to the local light.

上記両光の強度比α2は、参照側がミラーであれば、測
定対象物(39)が木の場合に0,02、ゴムの場合に
0.008、紙の場合に0.01、プラスチックの場合
に0.1となり、ビート信号の振幅が著しく小さくなっ
てしまうのである。
If the reference side is a mirror, the intensity ratio α2 of the two lights is 0.02 if the object to be measured (39) is wood, 0.008 if it is rubber, 0.01 if it is paper, and 0.01 if it is plastic. becomes 0.1, and the amplitude of the beat signal becomes extremely small.

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
レーザ光の強度変調成分の影響を排除することができる
とともに、基準反射体からの反射光強度に対する測定対
象物からの反射光強度の比率が小さくても、十分なレベ
ルのビート信号を得ることができる距離測定装置および
その装置を提供することを目的としている。
<Object of the invention> This invention was made in view of the above problems,
In addition to being able to eliminate the influence of the intensity modulation component of the laser beam, it is also possible to obtain a beat signal of a sufficient level even if the ratio of the intensity of the reflected light from the measurement object to the intensity of the reflected light from the reference reflector is small. The purpose of the present invention is to provide a distance measuring device and its device that can perform the following tasks.

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の距離測定方法
は、測定対象物からの反射光に対応する信号でビート信
号を除算した後、ノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除
去された信号に基づいて測定対象物までの距離を算出す
る方法である。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the distance measuring method of the present invention divides the beat signal by a signal corresponding to the reflected light from the object to be measured, and then removes the noise component. This is a method of calculating the distance to a measurement target based on a signal from which noise components have been removed.

上記の目的を達成するための、この発明の距離測定装置
は、干渉前における測定対象物からの反射光の一部を分
岐させる光分岐手段と、分岐させられた光に対応する電
気信号を生成する受光素子と、受光素子において生成さ
れた電気信号に基づいてビート信号を除算する除算手段
とを有している。
In order to achieve the above object, the distance measuring device of the present invention includes an optical branching means for branching a part of the reflected light from the object to be measured before interference, and generating an electric signal corresponding to the branched light. and a dividing means that divides the beat signal based on the electrical signal generated in the light receiving element.

上記の目的を達成するための、他の発明の距離4−1定
装置は、基準反射体に照射される光が一方向の偏光成分
のみを有する光であるとともに、測定対象物に照射され
る光が互に直交する方向の偏向成分を有する光であり、
両便射光が干渉させられた光から、基準反射体から反射
された光の偏向成分と直交する方向の偏向成分の光のみ
を分岐させる光分岐手段と、分岐させられた光に対応す
る電気信号を生成する受光素子と、受光素子において生
成された電気信号に基づいてビート信号を除算する除算
手段とを有している。
In order to achieve the above object, the distance 4-1 constant device of another invention is such that the light irradiated to the reference reflector is light having only a polarization component in one direction, and the light irradiated to the measurement target. The light has polarization components in mutually orthogonal directions,
An optical branching means for branching only the light having a polarized component in a direction orthogonal to the polarized component of the light reflected from the reference reflector from the light in which both incident lights are interfered, and an electric signal corresponding to the branched light. The beat signal has a light receiving element that generates the beat signal, and a dividing means that divides the beat signal based on the electric signal generated in the light receiving element.

但し、半導体レーザからの出射光を測定対象物に導く偏
波保持光ファイバを有しているとともに、偏波保持光フ
ァイバの所定位置に基準反射体としての反射透過レンズ
が設けられていることが好ましい。
However, in addition to having a polarization-maintaining optical fiber that guides the emitted light from the semiconductor laser to the measurement target, it is also necessary to provide a reflective-transmissive lens as a reference reflector at a predetermined position of the polarization-maintaining optical fiber. preferable.

く作用〉 以上の距離測定方法であれば、半導体レーザがら出力さ
れるレーザ光の一部をn1定対象物に照射するとともに
、残部を基準反射体に照射し、測定対象物からの反射光
、および基準反射体がらの反射光を干渉させることによ
り、基準反射体の光路長と測定対象物の光路長に基づい
て定まる周波数のビート信号を得ることができる。
In the distance measurement method described above, a part of the laser light output from the semiconductor laser is irradiated to the n1 constant target object, and the rest is irradiated to the reference reflector, so that the reflected light from the measurement target, By interfering with the reflected light from the reference reflector, a beat signal with a frequency determined based on the optical path length of the reference reflector and the optical path length of the object to be measured can be obtained.

このビート信号はレーザ光の強度変調の影響を受けてい
るのであるが、測定対象物がらの反射光も同様に強度変
調の影響を受けているのであるがら、測定対象物からの
反射光に対応する信号でビート信号を除算することによ
り、強度変調成分による影響が排除されたビート信号を
得ることができる。この場合において、上記ビート信号
の振幅は、基準反射体からの反射光強度と測定対象物が
らの反射光強度との比に基づいて定まるのであるが、上
記比が小さい場合には、除数となる測定対象物からの反
射光に対応する信号も振幅が小さくなるのであるから、
除算後に得られるビート信号は振幅が増幅された状態と
なる。
This beat signal is affected by the intensity modulation of the laser beam, and the reflected light from the object to be measured is also affected by the intensity modulation, but it corresponds to the reflected light from the object to be measured. By dividing the beat signal by the signal, it is possible to obtain a beat signal from which the influence of the intensity modulation component has been eliminated. In this case, the amplitude of the beat signal is determined based on the ratio of the reflected light intensity from the reference reflector to the reflected light intensity from the object to be measured, but if the above ratio is small, the amplitude becomes the divisor. Since the signal corresponding to the reflected light from the object to be measured also has a smaller amplitude,
The beat signal obtained after the division has amplified amplitude.

さらに詳細に説明すると、干渉光強度1  (t)は、 1  (t)−(1+α )fE20+2(dl/di
)fti  is  tl  +2a  (E20 +
2 (dl/di)fi im tl  cos(2π
νOr+θ(1)−〇(を−τ)) であり、測定対象物からの反射光強度Is  (t)は
、干渉光強度に対する比をα2とすれば、Is  (t
)−a  k  (t)E20であるから、干渉光強度
I (t)を測定対象物からの反射光強度Is  (t
)で除算すれば、1  (t)/ Is  (t)=1
+1/α2+ (2/α)cos(2πν0τ+θ(1
)−〇(を−τ))となる。ここで、αの値は1よりも
小さいのであるから、反射光強度Is  (t)の振幅
が小さいことに起因してビート信号の振幅が小さくなっ
ていても、上記の除算を行なうことにより振幅を大きく
することができる。
To explain in more detail, the interference light intensity 1 (t) is 1 (t) - (1 + α ) fE20 + 2 (dl/di
) fti is tl +2a (E20 +
2 (dl/di)fi im tl cos(2π
νOr+θ(1)−〇(−τ)), and the reflected light intensity Is (t) from the measurement object is Is (t
)-a k (t)E20, the interference light intensity I (t) is the reflected light intensity Is (t
), then 1 (t)/Is (t)=1
+1/α2+ (2/α)cos(2πν0τ+θ(1
)−〇(−τ)). Here, since the value of α is smaller than 1, even if the amplitude of the beat signal is small due to the small amplitude of the reflected light intensity Is (t), by performing the above division, the amplitude can be made larger.

したがって、何ら増幅することなく、距離を算出するこ
とができる。
Therefore, the distance can be calculated without any amplification.

したがって、その後、ノイズ成分を除去し、ノイズ成分
が除去された信号に基づいて測定対象物までの距離を精
度よく算出することができる。
Therefore, after that, the noise component can be removed, and the distance to the object to be measured can be accurately calculated based on the signal from which the noise component has been removed.

以上の構成の距離測定装置であれば、半導体レーザから
出力されるレーザ光を2分して、一方を測定対象物に照
射するとともに、他方を基準反射体に照射し、M1定対
象物からの反射光、および基準反射体からの反射光を干
渉させることにより、基準反射体の光路長と測定対象物
の光路長に基づいて定まる周波数のビート信号を得るこ
とができる。
With the distance measuring device configured as above, the laser beam output from the semiconductor laser is divided into two parts, one of which is irradiated onto the object to be measured, and the other is irradiated with the reference reflector, and the laser beam output from the M1 constant object is irradiated into two. By interfering the reflected light and the reflected light from the reference reflector, a beat signal with a frequency determined based on the optical path length of the reference reflector and the optical path length of the object to be measured can be obtained.

また、干渉前における測定対象物からの反射光の一部を
光分岐手段により分岐させ、受光素子に受光させること
により、ビート信号に対する除数となる電気信号を得る
ことができる。
In addition, by branching a part of the reflected light from the object to be measured before interference by the light branching means and having the light received by the light receiving element, it is possible to obtain an electric signal that is a divisor for the beat signal.

したがって、上記ビート信号および除数となる電気信号
を除算手段に供給することにより、強度変調成分による
影響が排除され、かつ振幅が増幅されたビート信号を得
ることができ、得られたビート信号に基づいて測定対象
物までの距離を精度よく算出することができる。
Therefore, by supplying the beat signal and the electric signal serving as the divisor to the dividing means, it is possible to obtain a beat signal in which the influence of the intensity modulation component is eliminated and the amplitude is amplified, and based on the obtained beat signal, The distance to the object to be measured can be calculated with high accuracy.

また、他の構成の距離測定装置であれば、半導体レーザ
から出力されるレーザ光の一部を測定対象物に照射する
とともに、残部を基準反射体に照射し、測定対象物から
の反射光、および基準反射体からの反射光を干渉させる
ことにより、基準反射体の光路長と測定対象物の光路長
に基づいて定まる周波数のビート信号を得ることができ
る。
In addition, in the case of a distance measuring device having another configuration, part of the laser light output from the semiconductor laser is irradiated onto the object to be measured, and the remaining part is irradiated onto the reference reflector, so that the reflected light from the object to be measured, By interfering with the reflected light from the reference reflector, a beat signal with a frequency determined based on the optical path length of the reference reflector and the optical path length of the object to be measured can be obtained.

但し、上記基準反射体に照射される光が一方向の偏光成
分のみを有する光であるとともに、測定対象物に照射さ
れる光が互に直交する方向の偏向成分を有する光である
から、各反射光もそれぞれ等しい偏向成分を有する光に
なる。この結果、両反射光を干渉させた場合に、両者に
共通な偏向成分の光のみが干渉し合い、他の偏向成分の
光は何ら干渉し合うことなく保存される。
However, since the light irradiated to the reference reflector has only a polarized component in one direction, and the light irradiated to the measurement object has polarized components in mutually orthogonal directions, each The reflected light also becomes light having equal polarization components. As a result, when both reflected lights are caused to interfere, only the light of the polarization component common to both interferes with each other, and the light of other polarization components is preserved without any interference.

したがって、光分岐手段により、両反射光が干渉させら
れた光から、基準反射体から反射された光の偏向成分と
直交する方向の偏向成分の光のみを分岐させることがで
き、分岐させられた光を受光素子に導いて分岐させられ
た光に対応する電気信号を生成し、この電気信号を除数
として除算手段に供給することにより、強度変調成分の
影響が排除され、かつ振幅が増幅されたビート信号を得
ることができ、得られたビート信号に基づいて測定対象
物までの距離を精度よく算出することができる。
Therefore, the light branching means can branch only the light of the polarized component in the direction orthogonal to the polarized component of the light reflected from the reference reflector from the light in which both reflected lights are interfered with. By guiding light to a light receiving element and generating an electrical signal corresponding to the branched light, and supplying this electrical signal as a divisor to the dividing means, the influence of the intensity modulation component is eliminated and the amplitude is amplified. A beat signal can be obtained, and the distance to the object to be measured can be accurately calculated based on the obtained beat signal.

そして、上記半導体レーザからの出射光を測定対象物に
導く偏波保持光ファイバを有しているとともに、偏波保
持光ファイバの所定位置に基準反射体としての反射透過
レンズが設けられている場合には、偏波保持光ファイバ
の内部を伝播する光は雰囲気条件の影響を殆ど受けない
ので、距離7n1定精度を向上させることができる。
The case further includes a polarization-maintaining optical fiber that guides the light emitted from the semiconductor laser to the measurement target, and a reflective-transmissive lens as a reference reflector is provided at a predetermined position of the polarization-maintaining optical fiber. In this case, since the light propagating inside the polarization-maintaining optical fiber is hardly affected by atmospheric conditions, the accuracy of determining the distance 7n1 can be improved.

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Example> Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing examples.

第1図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示す概略
図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the distance measuring device of the present invention.

測定用のレーザ光を出力するL D (1)を、電気−
熱変換素子の一種であるペルチェ素子(2)により安定
化された所定温度に保持するとともに、駆動電流制御部
(3)により注入電流が供給されるようにしている。そ
して、駆動電流制御部口)により供給される注入電流を
変化させることにより、レーザ光に周波数変調を施すよ
うにしている。
The LD (1) that outputs the laser beam for measurement is electrically connected to
A predetermined temperature is maintained stabilized by a Peltier element (2), which is a type of heat conversion element, and an injection current is supplied by a drive current control section (3). Then, by changing the injection current supplied by the drive current control section (port), frequency modulation is applied to the laser light.

上記L D (1)から測定対象物(9)に至るレーザ
光(4)の光路上にレンズ系(5)、ビームスプリッタ
(6) (7)およびレンズ系(8)がこの順に配置さ
れている。そして、上記ビームスプリッタ(6)により
分岐させられるレーザ光の光路上にレンズ系00)およ
び基準ミラー(11)がこの順に配置されているととも
に、ビームスプリッタ(6)を中心としてレンズ系00
)と反対側に光検出器(12)が配置されている。さら
に、ビームスプリッタ(7)を基準として上記光検出器
(12)と同じ側に光検出器(13)が配置されている
A lens system (5), a beam splitter (6) (7), and a lens system (8) are arranged in this order on the optical path of the laser beam (4) from the L D (1) to the object to be measured (9). There is. A lens system 00) and a reference mirror (11) are arranged in this order on the optical path of the laser beam split by the beam splitter (6), and the lens system 00) is placed around the beam splitter (6).
) A photodetector (12) is arranged on the opposite side. Further, a photodetector (13) is arranged on the same side of the beam splitter (7) as the photodetector (12).

また、上記両光検出器(12)(13)から出力される
電気信号を入力とする除算器(14)、除算器(14)
からの出力信号を人力とするフィルタ(15)と、フィ
ルタ(15)からの出力信号を所定の基準信号と比較す
る比較器(16)と、比較結果信号を計数するカウンタ
(17)と、係数信号に基いて距離を算出する演算器(
18)とを有している。
Also, a divider (14) which inputs the electrical signals output from both the photodetectors (12) and (13), and a divider (14)
A comparator (16) that compares the output signal from the filter (15) with a predetermined reference signal, a counter (17) that counts the comparison result signal, and a coefficient A calculator that calculates the distance based on the signal (
18).

上記除算器(14)は、光検出器(12)からの出力信
号が被除数として供給されるとともに、光検出器(13
)からの出力信号が除数として供給されるものである。
The divider (14) is supplied with the output signal from the photodetector (12) as a dividend, and also receives the output signal from the photodetector (13).
) is supplied as the divisor.

上記の構成の距離測定装置の動作は次のとおりである。The operation of the distance measuring device having the above configuration is as follows.

駆動電流制御部(3)により注入電流を三角波状に変化
させることにより、LD(1)から出射されるレーザ光
(4)を周波数変調すれば、周波数が三角波状に変化す
るとともに、レーザ光強度が注入電流の変化に対応して
変化する。即ち、周波数変調および強度変調が施された
ような状態になる。
If the frequency of the laser light (4) emitted from the LD (1) is modulated by changing the injection current in a triangular wave shape by the drive current control unit (3), the frequency will change in a triangular wave shape and the laser light intensity will change. changes in response to changes in the injected current. In other words, it becomes as if frequency modulation and intensity modulation have been applied.

上記レーザ光(4)は、レンズ系(5)を通ってビーム
スプリッタ(6)に導かれるので、直進する光(4a)
と直角方向に分岐させられる光(4b)とに2分され、
分岐された光(4b)はレンズ系00)を通って光路長
が既知の基準ミラー(11)に照射される。そして、直
進する光(4a)はビームスプリッタ(7)に導かれる
ので、ビームスプリッタ(6)に導かれた場合と同様に
2分され、直進する光がレンズ系(8)を通って光路長
が未知の測定対象物(9)に照射される。即ち、レーザ
光(4)の約172の強度の光が基準ミラー(11)に
照射され、約1/4の強度の光が測定対象物(9)に照
射される。
The laser beam (4) passes through the lens system (5) and is guided to the beam splitter (6), so that the laser beam (4a) travels straight.
and the light (4b) that is branched at right angles,
The branched light (4b) passes through a lens system 00) and is irradiated onto a reference mirror (11) whose optical path length is known. Then, the straight-traveling light (4a) is guided to the beam splitter (7), so it is split into two in the same way as when it is guided to the beam splitter (6), and the straight-traveling light passes through the lens system (8) and has an optical path length of is irradiated onto an unknown measurement object (9). That is, light with an intensity of about 172 of the laser beam (4) is irradiated onto the reference mirror (11), and light with an intensity of about 1/4 of the laser beam (4) is irradiated onto the object to be measured (9).

上記測定対象物(9)により反射された光は、レンズ系
(8)を通ってビームスプリッタ(7)に導かれるので
、直進する光と直角方向に分岐させられる光とに2分さ
れ、分岐された光が光検出器(13)に照射される。ま
た、ビームスプリッタ(7)を直進する反射光がビーム
スプリッタ(6)に導かれた場合には、基準ミラー(1
1)から反射されレンズ系(10)を通ってビームスプ
リッタ(6)に導かれた光との間で干渉が生じ、干渉光
が光検出器(I2)に照射される。
The light reflected by the object to be measured (9) passes through the lens system (8) and is guided to the beam splitter (7), where it is split into two parts: straight forward light and perpendicularly branched light. The light is irradiated onto a photodetector (13). In addition, when the reflected light traveling straight through the beam splitter (7) is guided to the beam splitter (6), the reference mirror (1
Interference occurs with the light reflected from 1) and guided to the beam splitter (6) through the lens system (10), and the interference light is irradiated onto the photodetector (I2).

即ち、上記光検出器(12)からは両反射光の強度比に
対応する振幅が小さいビート信号が出力され、上記光検
出器(13)からは測定対象物(9)の反射係数等によ
り定まる振幅が小さい信号が出力される。
That is, the photodetector (12) outputs a beat signal with a small amplitude corresponding to the intensity ratio of both reflected lights, and the photodetector (13) outputs a beat signal determined by the reflection coefficient of the measurement object (9), etc. A signal with small amplitude is output.

そして、上記両信号は共に強度変調成分の影響を受けて
いる。
Both of the above signals are affected by the intensity modulation component.

上記光検出器(12)(13)から出力される信号は除
算器(14)に供給されるのであるから、両信号に基く
除算を行なうことにより強度変調成分の影響を排除する
ことができ、しかも、ビート信号および光検出器(13
)から出力される信号の振幅が小さいにも拘らず、十分
な振幅を有する除算結果信号を得ることができる。
Since the signals output from the photodetectors (12) and (13) are supplied to the divider (14), by performing division based on both signals, the influence of the intensity modulation component can be eliminated. Moreover, the beat signal and photodetector (13
Even though the amplitude of the signal output from ) is small, a division result signal with sufficient amplitude can be obtained.

したがって、得られた除算結果信号をフィルタ(15)
に供給することによりノイズ成分を除去し、次いで比較
器(1B)に供給することによりパルス信号列に変換し
、カウンタ(17)において所定時間内におけるパルス
信号数を計数することによりビート信号の周波数を得る
ことができ、得られたビート信号周波数を演算器(18
)に供給することにより所定の演算を行なって測定対象
物(9)までの距離を算出することができる。
Therefore, the obtained division result signal is filtered (15)
The frequency of the beat signal is determined by supplying it to a comparator (1B) to remove noise components, converting it to a pulse signal train by supplying it to a comparator (1B), and counting the number of pulse signals within a predetermined time in a counter (17). can be obtained, and the obtained beat signal frequency is applied to a calculator (18
), the distance to the object to be measured (9) can be calculated by performing a predetermined calculation.

以上の説明から明らかなように、強度変調による影響を
受けているビート信号を、強度変調による影響を受けて
いる測定対象物(9)からの反射光により除算すること
により、強度変調の影響を排除したビート信号を得るこ
とができ、しかも、測定対象物(9)からの反射光の強
度が低いことに伴なうビート信号の振幅の小ささを、同
じく強度が低いJl+定対象物(9)からの反射光に対
応する信号で除算することにより補償し、除算結果信号
の振幅をかなり大きくすることができる。したがって、
何ら増幅器を使用することなく、後処理を行なうことが
できる。
As is clear from the above explanation, by dividing the beat signal affected by the intensity modulation by the reflected light from the measurement object (9) affected by the intensity modulation, the effect of the intensity modulation can be eliminated. The eliminated beat signal can be obtained, and the small amplitude of the beat signal due to the low intensity of the reflected light from the measurement object (9) can be determined by Jl + constant object (9), which also has a low intensity. ), the amplitude of the division resultant signal can be made considerably large. therefore,
Post-processing can be performed without using any amplifiers.

〈実施例2〉 第2図は距離7i11定装置の他の実施例を示す要部概
略図であり、除算器(14)より後の部分の構成は第1
図の実施例と同一であるから図示を省略しである。
<Embodiment 2> Fig. 2 is a schematic diagram of the main part showing another embodiment of the distance 7i11 constant device, and the configuration of the part after the divider (14) is as follows.
Since it is the same as the embodiment shown in the figure, illustration is omitted.

L D (1)と測定対象物(9)との間に1つのビー
ムスプリッタ(6)のみを配置しているとともに、ビー
ムスプリッタ(6)の基準ミラー側の而および測定対象
物側の面にそれぞれλ/4波長板(19) (20)を
設けている。そして、ビームスプリッタ(6)を中心と
して基準ミラー(11)と反対側にビームスプリッタ(
21)が配置されているとともに、ビームスプリッタ(
21)を直進する光の方向にポーラライザ(22)およ
び光検出器(12)が、直角方向に分岐される光の方向
にポーラライザ(23)および光検出器(I3)が、そ
れぞれこの順に配置されている。
Only one beam splitter (6) is disposed between the L D (1) and the object to be measured (9), and a beam splitter (6) is placed between the reference mirror side and the object side of the beam splitter (6). A λ/4 wavelength plate (19) (20) is provided respectively. The beam splitter (6) is located on the opposite side of the reference mirror (11).
21) is arranged, and a beam splitter (
21), a polarizer (22) and a photodetector (12) are arranged in this order in the direction of light traveling straight through the polarizer, and a polarizer (23) and a photodetector (I3) are arranged in this order in the direction of light branching at right angles. ing.

上記の構成の距離測定装置の動作は次のとおりである。The operation of the distance measuring device having the above configuration is as follows.

L D (1)から出射されたレーザ光はビームスプリ
ッタ(6)に導かれることにより直進する光と直角な方
向の光とに2分され、それぞれλ/4波長板(20)(
19)を通ることにより楕円偏光、直線偏光に変換させ
られた状態でそれぞれ基準ミラー(11)、4pj定対
象物(9)に照射される。
The laser light emitted from the L D (1) is guided to the beam splitter (6), where it is split into two parts, one that travels straight and the other that travels perpendicularly.
19), the light is converted into elliptically polarized light and linearly polarized light, and is irradiated onto a reference mirror (11) and a 4pj constant object (9), respectively.

基準ミラー(11)により反射された光および測定対象
物(9)により反射された光は共に逆の経路を通ってビ
ームスプリッタ(6)に導かれ、1本の光にまとめられ
るが、互に異なる偏光であるため干渉は発生しない。こ
の光はさらにビームスプリッタ(2I)に導かれること
により直進する光と直角な方向の光とに2分される。そ
して、直角な方向の光はポーラライザ(23)を通るこ
とにより、基準ミラー (11)に照射された直線偏光
と直交する偏光成分のみが取出され、光検出器(13)
に照射される。逆に、直進する光はポーラライザ(22
)を通ることにより偏向方向が揃えられ、干渉が生じた
光が光検出器(12)に照射される。
The light reflected by the reference mirror (11) and the light reflected by the object to be measured (9) are both guided to the beam splitter (6) through opposite paths and are combined into one light beam, but they are different from each other. Since the light is of different polarization, no interference occurs. This light is further guided to a beam splitter (2I), where it is split into two, one that travels straight and one that travels at right angles. Then, the light in the perpendicular direction passes through the polarizer (23), so that only the polarized component orthogonal to the linearly polarized light irradiated on the reference mirror (11) is extracted, and the light is sent to the photodetector (13).
is irradiated. On the other hand, light traveling straight is polarizer (22
), the polarization directions are aligned and the interference light is irradiated onto the photodetector (12).

したがって、光検出器(12) (13)からは、第1
図の実施例と同様に、ビート信号、測定対象物(9)か
らの反射光に対応する電気信号が出力され、両信号に基
いて強度変調成分の除去、ノイズ成分の除去、ビート信
号周波数の検出および測定対象物(9)までの距離の算
出を行なうことができる。
Therefore, from the photodetectors (12) (13), the first
Similar to the embodiment shown in the figure, electric signals corresponding to the beat signal and the reflected light from the measurement object (9) are output, and based on both signals, intensity modulation components are removed, noise components are removed, and the beat signal frequency is adjusted. Detection and calculation of the distance to the measurement target (9) can be performed.

但し、上記λ/4波長板(20)の取付は角度は任意に
設定することが可能である。
However, the mounting angle of the λ/4 wavelength plate (20) can be set arbitrarily.

(実施例3〉 第3図は距離測定装置のさらに他の実施例を締す要部概
略図であり、第2図の実施例と異なる点は、ビームスプ
リッタ(6)の測定対象物側端面に偏波保持光ファイバ
(24)を設けているとともに、偏波保持光ファイバ(
24)の測定対象物側端面にノ\−フミラー(25)お
よびλ/4波長板(26)をこの順に設けた点のみであ
る。
(Embodiment 3) Fig. 3 is a schematic view of the main parts of yet another embodiment of the distance measuring device, and the difference from the embodiment shown in Fig. 2 is that the end face of the beam splitter (6) on the side of the object to be measured is A polarization-maintaining optical fiber (24) is provided in the polarization-maintaining optical fiber (24).
The only difference is that a nof mirror (25) and a λ/4 wavelength plate (26) are provided in this order on the end face of the measurement object side of 24).

したがって、この実施例の場合には、ビームスプリッタ
(6)から偏波保持光ファイバ(24)を通って伝播す
る光の一部がハーフミラ−(25)により反射させられ
、偏波保持光ファイバ(24)を逆方向に伝播してビー
ムスプリッタ(6)に導かれる。また、残りの光はハー
フミラ−(25)を透過した後、λ/4波長板(26)
を通って楕円偏光として測定対象物(9)に照射され、
測定対象物(9)により反射された楕円偏光はλ/4波
長板(2B)およびハーフミラ−(25)を通り、さら
に偏波保持光ファイバを伝播してビームスプリッタ(6
)に導かれる。
Therefore, in this embodiment, a part of the light propagating from the beam splitter (6) through the polarization-maintaining optical fiber (24) is reflected by the half mirror (25), and the polarization-maintaining optical fiber (24) is reflected by the half mirror (25). 24) in the opposite direction and is guided to the beam splitter (6). In addition, the remaining light passes through the half mirror (25) and then passes through the λ/4 wavelength plate (26).
and is irradiated onto the measurement object (9) as elliptically polarized light,
The elliptically polarized light reflected by the measurement object (9) passes through a λ/4 wavelength plate (2B) and a half mirror (25), and further propagates through a polarization-maintaining optical fiber to a beam splitter (6).
).

そして、両光はビームスプリッタ(6)において1本の
光にまとめられ、第2図の実施例と同様に、ビームスプ
リッタ(21)、ポーラライザ(22) (23)によ
り干渉光、および測定対象物(9)からの反射光に対応
する光に分離される。したがって、その後は上記と同様
に強度変調成分の除去、ノイズ成分の除去が行なわれた
後、ビート信号周波数の検出、All定対象物(9)ま
での距離の算出が行なわれる。
Then, both lights are combined into one light by the beam splitter (6), and as in the embodiment shown in FIG. The reflected light from (9) is separated into lights corresponding to the reflected light. Therefore, after that, the intensity modulation component and the noise component are removed in the same manner as described above, and then the beat signal frequency is detected and the distance to the All constant object (9) is calculated.

以上の説明から明らかなようにこの実施例においては、
光が偏波保持光ファイバ(24)の内部を伝播する距離
がかなり長いのであるから、この部分において雰囲気条
件の影響を受けにくいのみならず、測定対象物(9)に
照射され、反射される信号光とハーフミラ−に照射され
、反射される参照光とが同一の光路を通るため両光が同
程度に雰囲気条件の影響を受けるため、雰囲気条件に起
因する誤差を著しく低減させ、距離測定精度を著しく高
めることができる。
As is clear from the above explanation, in this example,
Since the distance that light propagates inside the polarization-maintaining optical fiber (24) is quite long, this part is not only less susceptible to atmospheric conditions, but also is irradiated to and reflected from the measurement object (9). Because the signal light and the reference light that is irradiated and reflected by the half mirror pass through the same optical path, both lights are affected by the atmospheric conditions to the same extent, which significantly reduces errors caused by atmospheric conditions and improves distance measurement accuracy. can be significantly increased.

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、基準ミラー(11)に代えて直角ミラー、コ
ーナーキューブを使用することが可能であるほか、この
発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更
を施すことが可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, a right-angle mirror or a corner cube may be used in place of the reference mirror (11), and within the scope of the present invention without changing the gist of the present invention. It is possible to make various design changes within.

〈発明の効果〉 以上のように第1の発明は、測定対象物からの反射光強
度に依存して振幅が減少させられるビート信号を、測定
対象物からの反射光に対応する信号で除算するようにし
ているので、レーザ光の強度変調の影響を排除すること
ができるとともに、強度変調の影響が排除された信号の
振幅を後処理に十分な大きさにすることができるという
特有の効果を奏する。
<Effects of the Invention> As described above, the first invention divides the beat signal whose amplitude is reduced depending on the intensity of reflected light from the object to be measured by the signal corresponding to the light reflected from the object to be measured. This has the unique effect of being able to eliminate the effects of intensity modulation of the laser beam and making the amplitude of the signal from which the effects of intensity modulation have been removed large enough for post-processing. play.

第2の発明は、測定対象物からの反射光強度に依存して
振幅が減少させられるビート信号を、測定対象物からの
反射光に対応する信号で除算するようにしているので、
レーザ光の強度変調の影響を排除することができるとと
もに、強度変調の影響が排除された信号の振幅を後処理
に十分な大きさにすることができ、この結果、測定対象
物の材質に拘らず増幅器を不要とすることができ、距離
測定装置の構成を簡素化することができるという特有の
効果を奏する。
In the second invention, the beat signal whose amplitude is reduced depending on the intensity of the reflected light from the object to be measured is divided by the signal corresponding to the light reflected from the object to be measured.
The influence of intensity modulation of the laser beam can be eliminated, and the amplitude of the signal from which the influence of intensity modulation has been eliminated can be made large enough for post-processing. This has the unique effect of eliminating the need for an amplifier and simplifying the configuration of the distance measuring device.

第3の発明は、基準反射体からの反射光に対する測定対
象物からの反射光の強度が大巾に低くなることを防止し
てビート信号の振幅が減少させられる程度を抑制し、強
度変調の影響を排除したビート信号の振幅を大きくする
ことができるという特有の効果を奏する。
The third invention suppresses the extent to which the amplitude of the beat signal is reduced by preventing the intensity of the reflected light from the measurement object from becoming significantly lower than that of the reflected light from the reference reflector, and the intensity modulation. This has the unique effect of increasing the amplitude of the beat signal from which the influence has been removed.

第4の発明は、基準反射体を偏波保持光ファイバと一体
的に設けているので、測定対象物に至る光学系のほかに
基準反射体に至る光学系を別個に設ける必要がなくなり
、全体として光学系を簡素化することができるとともに
、雰囲気条件の影響を抑制して、距離測定精度を著しく
高めることができるという特有の効果を奏する。
In the fourth invention, since the reference reflector is provided integrally with the polarization-maintaining optical fiber, there is no need to separately provide an optical system leading to the reference reflector in addition to the optical system leading to the measurement object, and the overall This has the unique effect of simplifying the optical system, suppressing the influence of atmospheric conditions, and significantly increasing distance measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示す概略
図、 第2図および第3図は、それぞれ距離測定装置の他の実
施例を示す概略図、 第4図は従来例を示す概略図。 (1)・・・LD、(3)・・・駆動電流制御部、(4
)・・・レーザ光、(4a)・・・直進する光、(4b
)・・・直角方向に分岐させられる光、(6)(7)(
21)・・・ビームスプリッタ、(9)・・・測定対象
物、(11)・・・基準ミラー、(12X13)・・・
光検出器、(14)・・・除算器、(19) (20)
 (2B)・・・λ/4波長板、(24)・・・偏波保
持光ファイバ、 (25)・・・ハーフミラ− 特許出願人  ダイキン工業株式会社 代  理  人   弁理士  津  川  友  士
第1図 第2図 第3図 第4図 うO jl     31
Fig. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the distance measuring device of the present invention, Figs. 2 and 3 are schematic diagrams showing other embodiments of the distance measuring device, respectively, and Fig. 4 shows a conventional example. Schematic. (1)...LD, (3)...drive current control section, (4
)...Laser light, (4a)...Light traveling straight, (4b
)...Light branched in the right angle direction, (6)(7)(
21)...Beam splitter, (9)...Measurement object, (11)...Reference mirror, (12X13)...
Photodetector, (14)...Divider, (19) (20)
(2B)...λ/4 wavelength plate, (24)...Polarization maintaining optical fiber, (25)...Half mirror Patent applicant: Daikin Industries, Ltd. Representative Patent attorney: Tomoji Tsugawa No. 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 O jl 31

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体レーザ(1)から出力されるレーザ光(4)
の一部(4a)を測定対象物(9)に照射するとともに
、残部(4b)を基準反射体(11)に照射し、測定対
象物(9)からの反射光、および基準反射体(11)か
らの反射光を干渉させてビート信号を得、ビート信号に 基づいて距離データを得る距離測定方法 において、測定対象物(9)からの反射光に対応する信
号でビート信号を除算した後、 ノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除去 された信号に基づいて測定対象物(9)までの距離を算
出することを特徴とする距離 測定方法。 2、半導体レーザ(1)から出力されるレーザ光(4)
を2分して、一方(4a)を測定対象物(9)に照射す
るとともに、他方(4b)を基準反射体(11)に照射
し、測定対象物(9)からの反射光、および基準反射体
(11)からの反射光を干渉させてビート信号を得、ビ ート信号に基づいて距離データを得る距 離測定装置において、干渉前における測 定対象物(9)からの反射光の一部を分岐させる光分岐
手段(6)と、分岐させられた光に対応する電気信号を
生成する受光素子 (13)と、受光素子(13)において生成された電気
信号に基づいてビート信号を除算 する除算手段(14)とを有していることを特徴とする
距離測定装置。 3、半導体レーザ(1)から出力されるレーザ光(4)
の一部(4a)を測定対象物(9)に照射するとともに
、残部(4b)を基準反射体(11)に照射し、測定対
象物(9)らの反射光、および基準反射体(11)から
の反射光を干渉させてビート信号を得、ビート信号に基 づいて距離データを得る距離測定装置に おいて、基準反射体(11)に照射される光が一方向の
偏向成分のみを有する光であ るとともに、測定対象物(9)に照射される光が互に直
交する方向の偏向成分を有す る光であり、両反射光が干渉させられた 光から、基準反射体(11)から反射された光の偏向成
分と直交する方向の偏向成分 の光のみを分岐させる光分岐手段(6)と、分岐させら
れた光に対応する電気信号を 生成する受光素子(12)と、受光素子(12)におい
て生成された電気信号に基づいて ビート信号を除算する除算手段(14)とを有している
ことを特徴とする距離測定装 置。 4、半導体レーザ(1)からの出射光を測定対象物(9
)に導く偏波保持光ファイバ(24)を有しているとと
もに、偏波保持光ファイ バ(24)の所定位置に基準反射体としてのハーフミラ
ー(25)が設けられている上記特許請求の範囲第3項
記載の距離測定装 置。
[Claims] 1. Laser light (4) output from semiconductor laser (1)
A part (4a) of the measured object (9) is irradiated, and the remaining part (4b) is irradiated to the reference reflector (11), and the reflected light from the measured object (9) and the reference reflector (11) are irradiated. ) in a distance measurement method in which a beat signal is obtained by interfering with the reflected light from the object (9) and distance data is obtained based on the beat signal, after dividing the beat signal by a signal corresponding to the reflected light from the measurement object (9), A distance measuring method characterized in that a noise component is removed and a distance to a measurement target (9) is calculated based on the signal from which the noise component has been removed. 2. Laser light (4) output from semiconductor laser (1)
is divided into two parts, one side (4a) is irradiated onto the measurement object (9), and the other side (4b) is irradiated onto the reference reflector (11), and the reflected light from the measurement object (9) and the reference are irradiated. In a distance measuring device that obtains a beat signal by interfering reflected light from a reflector (11) and obtains distance data based on the beat signal, a part of the reflected light from the measurement target (9) before interference is branched. a light-receiving element (13) that generates an electrical signal corresponding to the branched light; and a dividing means that divides the beat signal based on the electrical signal generated in the light-receiving element (13). (14) A distance measuring device comprising: 3. Laser light (4) output from semiconductor laser (1)
A part (4a) of the measured object (9) is irradiated, and the remaining part (4b) is irradiated to the reference reflector (11), thereby reflecting light from the measuring object (9) and the reference reflector (11). ) in a distance measuring device that obtains a beat signal by interfering with the reflected light from the center and obtains distance data based on the beat signal. At the same time, the light irradiated onto the measurement object (9) is light having polarization components in mutually orthogonal directions, and the light reflected from the reference reflector (11) is the result of interference of both reflected lights. A light branching means (6) that branches only the light of the polarized component in the direction perpendicular to the polarized component of the light, a light receiving element (12) that generates an electric signal corresponding to the branched light, and a light receiving element (12). A distance measuring device comprising: dividing means (14) for dividing the beat signal based on the electrical signal generated in the step. 4. The light emitted from the semiconductor laser (1) is transferred to the measurement target (9).
), and a half mirror (25) as a reference reflector is provided at a predetermined position of the polarization-maintaining optical fiber (24). The distance measuring device according to item 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020217267A1 (en) * 2019-04-22 2020-10-29 三菱電機株式会社 Laser radar device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020217267A1 (en) * 2019-04-22 2020-10-29 三菱電機株式会社 Laser radar device
JPWO2020217267A1 (en) * 2019-04-22 2021-10-28 三菱電機株式会社 Laser radar device

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