JPH07218634A - 距離測定装置 - Google Patents
距離測定装置Info
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- JPH07218634A JPH07218634A JP6031924A JP3192494A JPH07218634A JP H07218634 A JPH07218634 A JP H07218634A JP 6031924 A JP6031924 A JP 6031924A JP 3192494 A JP3192494 A JP 3192494A JP H07218634 A JPH07218634 A JP H07218634A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より簡単で精度の高い距離測定装置を提供す
る。 【構成】 発信装置１１から発信される高周波変調した
レーザー光と、該レーザー光の光軸と非同軸に配置した
受光レンズ１２と、測定対象に照射したレーザー光の受
光レンズ１２による結像位置が該測定対象の距離に対応
して移動する範囲を移動可能な受光装置１３と、レーザ
ー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置、前
記受光装置を前記受光レンズの結像位置に合わせる移動
制御手段、及び前記受光装置の移動位置と測定された前
記位相差から前記測定対象の距離を算出する演算装置を
備えた制御装置１４とを有してなる。
る。 【構成】 発信装置１１から発信される高周波変調した
レーザー光と、該レーザー光の光軸と非同軸に配置した
受光レンズ１２と、測定対象に照射したレーザー光の受
光レンズ１２による結像位置が該測定対象の距離に対応
して移動する範囲を移動可能な受光装置１３と、レーザ
ー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置、前
記受光装置を前記受光レンズの結像位置に合わせる移動
制御手段、及び前記受光装置の移動位置と測定された前
記位相差から前記測定対象の距離を算出する演算装置を
備えた制御装置１４とを有してなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波変調したレーザ
ー光を対象物体に照射し、その反射光から測定対象まで
の距離を測定する装置に関する。
ー光を対象物体に照射し、その反射光から測定対象まで
の距離を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来例に係るレーザー光を用いて
測定対象７１までの距離を測定する距離測定装置７０を
示すが、図に示すように、発信器７２及び変調器７３に
よって高周波変調されたレーザー発信源７４からのレー
ザー光を、前記測定対象７１に向けて発信するレ−ザー
発信ユニット７５、および発信されて前記測定対象７１
で反射されたレーザー光を受光レンズ７６を介して受信
する検出器７７を含む受信ユニット７８を備え、発信さ
れたレーザー光と前記検出器７７によって受信された前
記の反射されたレーザー光の変調位相差を測定すること
によって前記測定対象７１までの距離を測定するように
している。前記レーザー発信ユニット７５には発信され
たレーザー光を平行光とする光学装置の他に、前記受光
レンズ７６の光軸上に平行レーザー光を同軸上に照射す
るミラー８０、８０ａが設けられ、前記受信ユニット７
８は、オートフォーカス装置８１の他に、検出器７７と
してホトマル８２及び該ホトマル８２の前部に設けられ
たピンホールが配置された光学装置を有し、更に前記受
信ユニット７８は発信されるレーザー光を通過させうる
特定幅の通過帯域幅を有する干渉型の通過フィルタ８３
を一般に備えている。そして、前記ホトマル８２で受信
したレーザー光を電気信号に変換し、その信号を高周波
増幅した後、周波数変換して原信号との位相差の検出を
行い、該位相差を演算して測距値を出力するようにして
いた。
測定対象７１までの距離を測定する距離測定装置７０を
示すが、図に示すように、発信器７２及び変調器７３に
よって高周波変調されたレーザー発信源７４からのレー
ザー光を、前記測定対象７１に向けて発信するレ−ザー
発信ユニット７５、および発信されて前記測定対象７１
で反射されたレーザー光を受光レンズ７６を介して受信
する検出器７７を含む受信ユニット７８を備え、発信さ
れたレーザー光と前記検出器７７によって受信された前
記の反射されたレーザー光の変調位相差を測定すること
によって前記測定対象７１までの距離を測定するように
している。前記レーザー発信ユニット７５には発信され
たレーザー光を平行光とする光学装置の他に、前記受光
レンズ７６の光軸上に平行レーザー光を同軸上に照射す
るミラー８０、８０ａが設けられ、前記受信ユニット７
８は、オートフォーカス装置８１の他に、検出器７７と
してホトマル８２及び該ホトマル８２の前部に設けられ
たピンホールが配置された光学装置を有し、更に前記受
信ユニット７８は発信されるレーザー光を通過させうる
特定幅の通過帯域幅を有する干渉型の通過フィルタ８３
を一般に備えている。そして、前記ホトマル８２で受信
したレーザー光を電気信号に変換し、その信号を高周波
増幅した後、周波数変換して原信号との位相差の検出を
行い、該位相差を演算して測距値を出力するようにして
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例に係る距離測定装置においては、照射するレーザー
光と、受光系を同軸上に配置しているので、測定対象ま
での測定距離の精度を向上させる為には、レーザー光を
２つの周波数で変調を行う必要があり、この為発信器７
２、変調器７３、及び付属する電気回路が２組必要であ
り回路構成が複雑となるという問題点があった。また、
レーザー光を２つの周波数で変調するため、各周波数に
おける変調効率等の諸特性が一周波専用に比較して劣化
することは避けられないという問題点があった。そし
て、レーザー光の発信系と受光系を同軸に配置するた
め、レーザー光を折り曲げるミラーが必要になると共
に、レーザー光が受光系に漏れないように構造上の対策
を取る必要があった。本発明はかかる事情に鑑みてなさ
れたもので、より簡単で精度の高い距離測定装置を提供
することを目的とする。
来例に係る距離測定装置においては、照射するレーザー
光と、受光系を同軸上に配置しているので、測定対象ま
での測定距離の精度を向上させる為には、レーザー光を
２つの周波数で変調を行う必要があり、この為発信器７
２、変調器７３、及び付属する電気回路が２組必要であ
り回路構成が複雑となるという問題点があった。また、
レーザー光を２つの周波数で変調するため、各周波数に
おける変調効率等の諸特性が一周波専用に比較して劣化
することは避けられないという問題点があった。そし
て、レーザー光の発信系と受光系を同軸に配置するた
め、レーザー光を折り曲げるミラーが必要になると共
に、レーザー光が受光系に漏れないように構造上の対策
を取る必要があった。本発明はかかる事情に鑑みてなさ
れたもので、より簡単で精度の高い距離測定装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の距離測定装置は、高周波変調したレーザー光源
と、該レーザー光源から発信されるレーザー光の光軸と
非同軸に配置した受光レンズと、測定対象に照射したレ
ーザー光の受光レンズによる結像位置が該測定対象の距
離に対応して移動する範囲を移動可能な受光装置と、レ
ーザー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置
と、前記受光装置を前記受光レンズの結像位置に合わせ
る移動制御手段と、前記受光装置の移動位置と測定され
た前記位相差から前記測定対象の距離を算出する演算装
置とを有して構成されている。請求項２記載の距離測定
装置は、高周波変調したレーザー光源と、該レーザー光
源から発信されるレーザー光の光軸と非同軸に配置した
受光レンズと、該受光レンズの光軸上に配置した受光装
置と、測定対象に照射したレーザー光の受光レンズによ
る結像位置が該受光レンズの光軸上になるように照射す
るレーザー光の方向を変化させる可動ミラー及びその制
御を行うミラー角度制御手段と、前記可動ミラーの角度
と前記測定された位相差から測定対象物の距離を算出す
る演算装置とを有して構成されている。そして、請求項
３記載の距離測定装置は、高周波変調したレーザー光源
と、該レーザー光源から発信されるレーザー光と非同軸
に配置した第１の受光レンズと、測定対象に照射したレ
ーザー光の前記第１の受光レンズによる結像位置が、前
記測定対象の距離に対応して移動する範囲を移動可能な
受光装置と、前記レーザー光の光軸と非同軸に配置した
第２の受光レンズと、該第２の受光レンズの結像位置に
配置した光位置検出素子と、該光位置検出素子の信号か
ら測定対象の概略距離を算出する距離演算装置と、レー
ザー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置
と、前記光位置検出素子の信号による測定対象の概略距
離から前記受光装置を前記第１の受光レンズの結像位置
に合わせる移動制御手段と、前記光位置検出素子の信号
による測定対象の概略距離及び測定された前記位相差か
ら前記測定対象の距離を算出する演算装置とを有して構
成されている。
記載の距離測定装置は、高周波変調したレーザー光源
と、該レーザー光源から発信されるレーザー光の光軸と
非同軸に配置した受光レンズと、測定対象に照射したレ
ーザー光の受光レンズによる結像位置が該測定対象の距
離に対応して移動する範囲を移動可能な受光装置と、レ
ーザー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置
と、前記受光装置を前記受光レンズの結像位置に合わせ
る移動制御手段と、前記受光装置の移動位置と測定され
た前記位相差から前記測定対象の距離を算出する演算装
置とを有して構成されている。請求項２記載の距離測定
装置は、高周波変調したレーザー光源と、該レーザー光
源から発信されるレーザー光の光軸と非同軸に配置した
受光レンズと、該受光レンズの光軸上に配置した受光装
置と、測定対象に照射したレーザー光の受光レンズによ
る結像位置が該受光レンズの光軸上になるように照射す
るレーザー光の方向を変化させる可動ミラー及びその制
御を行うミラー角度制御手段と、前記可動ミラーの角度
と前記測定された位相差から測定対象物の距離を算出す
る演算装置とを有して構成されている。そして、請求項
３記載の距離測定装置は、高周波変調したレーザー光源
と、該レーザー光源から発信されるレーザー光と非同軸
に配置した第１の受光レンズと、測定対象に照射したレ
ーザー光の前記第１の受光レンズによる結像位置が、前
記測定対象の距離に対応して移動する範囲を移動可能な
受光装置と、前記レーザー光の光軸と非同軸に配置した
第２の受光レンズと、該第２の受光レンズの結像位置に
配置した光位置検出素子と、該光位置検出素子の信号か
ら測定対象の概略距離を算出する距離演算装置と、レー
ザー光変調信号及び受光信号の位相差を測定する装置
と、前記光位置検出素子の信号による測定対象の概略距
離から前記受光装置を前記第１の受光レンズの結像位置
に合わせる移動制御手段と、前記光位置検出素子の信号
による測定対象の概略距離及び測定された前記位相差か
ら前記測定対象の距離を算出する演算装置とを有して構
成されている。
【０００５】
【作用】一つの周波数で変調されたレーザー光で測定対
象までの距離（Ｌ0 ）を測定すると次式の通りとなる。 Ｌ0 ＝ｃ／２ｆ・（ｎ＋Δθ1 ／２π）・・・・・・・（１） ここで、ｃは空気中の光の速さ、ｆは変調周波数、ｎは
整数、Δθ1 は位相差を示す。従って、測定された距離
は（ｎｃ／２ｆ、ｎ：整数）毎にあることになり、ｎが
不明であると絶対距離を決定することができない。そこ
で、請求項１記載の距離測定装置においては、受光装置
を測定対象に照射したレーザー光の受光レンズによる結
像位置が該測定対象の距離に対応して移動可能とすると
共に、移動制御手段を設けて前記受光装置を前記受光レ
ンズの結像位置に合わせるようにして、移動値から測定
対象までの概略距離（Ｌ1 ）を測定して、該概略距離値
（Ｌ1 ）と前記測定された距離（Ｌ0 ）との比較を行
い、ｎ値を求め、前記式から正確な距離を演算する。請
求項２記載の距離測定装置においては、受光レンズの光
軸上に受光装置を配置し、該受光レンズの光軸とは非同
軸上に配置され、途中に可動ミラーを配置し該可動ミラ
ーの角度をミラー角制御手段によって、前記受光レンズ
の結像位置が該受光レンズの光軸上になるように制御
し、該可動ミラーの角度から測定対象までの概略距離
（Ｌ2 ）を検知し、前記測定された距離（Ｌ0 ）との比
較を行い、ｎ値を求め、前記式から正確な距離を演算す
る。請求項３記載の距離測定装置においては、レーザー
光の光軸と非同軸に配置した第２の受光レンズと、該第
２の受光レンズの結像位置に配置した光位置検出素子を
設け、これによって測定対象までの概略距離（Ｌ3 ）を
検知し、該概略距離（Ｌ3 ）によって受光装置を受光レ
ンズの結像位置に移動させて前記距離（Ｌ0）の測定を
行い、ｎ値を求めて正確な距離を測定する。
象までの距離（Ｌ0 ）を測定すると次式の通りとなる。 Ｌ0 ＝ｃ／２ｆ・（ｎ＋Δθ1 ／２π）・・・・・・・（１） ここで、ｃは空気中の光の速さ、ｆは変調周波数、ｎは
整数、Δθ1 は位相差を示す。従って、測定された距離
は（ｎｃ／２ｆ、ｎ：整数）毎にあることになり、ｎが
不明であると絶対距離を決定することができない。そこ
で、請求項１記載の距離測定装置においては、受光装置
を測定対象に照射したレーザー光の受光レンズによる結
像位置が該測定対象の距離に対応して移動可能とすると
共に、移動制御手段を設けて前記受光装置を前記受光レ
ンズの結像位置に合わせるようにして、移動値から測定
対象までの概略距離（Ｌ1 ）を測定して、該概略距離値
（Ｌ1 ）と前記測定された距離（Ｌ0 ）との比較を行
い、ｎ値を求め、前記式から正確な距離を演算する。請
求項２記載の距離測定装置においては、受光レンズの光
軸上に受光装置を配置し、該受光レンズの光軸とは非同
軸上に配置され、途中に可動ミラーを配置し該可動ミラ
ーの角度をミラー角制御手段によって、前記受光レンズ
の結像位置が該受光レンズの光軸上になるように制御
し、該可動ミラーの角度から測定対象までの概略距離
（Ｌ2 ）を検知し、前記測定された距離（Ｌ0 ）との比
較を行い、ｎ値を求め、前記式から正確な距離を演算す
る。請求項３記載の距離測定装置においては、レーザー
光の光軸と非同軸に配置した第２の受光レンズと、該第
２の受光レンズの結像位置に配置した光位置検出素子を
設け、これによって測定対象までの概略距離（Ｌ3 ）を
検知し、該概略距離（Ｌ3 ）によって受光装置を受光レ
ンズの結像位置に移動させて前記距離（Ｌ0）の測定を
行い、ｎ値を求めて正確な距離を測定する。
【０００６】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しながら、本発
明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供
する。ここに、図１は本発明の第１の実施例に係る距離
測定装置のブロック図、図２はその説明図、図３は測定
原理の説明図、図４は本発明の第２の実施例に係る距離
測定装置の説明図、図５は本発明の第３の実施例に係る
距離測定装置の説明図である。
明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供
する。ここに、図１は本発明の第１の実施例に係る距離
測定装置のブロック図、図２はその説明図、図３は測定
原理の説明図、図４は本発明の第２の実施例に係る距離
測定装置の説明図、図５は本発明の第３の実施例に係る
距離測定装置の説明図である。
【０００７】図１に示すように、本発明の一実施例に係
る距離測定装置１０は、レーザー光源となるレーザー光
の発信装置１１、受光レンズ１２及び受光装置１３と、
これらの制御装置１４とを有してなる。前記レーザー光
の発信装置１１は、半導体素子等からなるレーザー光発
信素子１５と、レーザー光変調器１６と、サンプリング
ミラー１７と、可変減衰器１８と、ビームエキスパンダ
ー用のレンズ１９とを有し、レーザー光発信素子１５か
ら発信されたレーザー光にレーザー光変調器１６によっ
て高周波変調をかけて、可変減衰器１８によって所定の
強度に減衰されレンズ１９によってビーム径を拡大して
平行性を高め測定対象に照射されるようになっている。
る距離測定装置１０は、レーザー光源となるレーザー光
の発信装置１１、受光レンズ１２及び受光装置１３と、
これらの制御装置１４とを有してなる。前記レーザー光
の発信装置１１は、半導体素子等からなるレーザー光発
信素子１５と、レーザー光変調器１６と、サンプリング
ミラー１７と、可変減衰器１８と、ビームエキスパンダ
ー用のレンズ１９とを有し、レーザー光発信素子１５か
ら発信されたレーザー光にレーザー光変調器１６によっ
て高周波変調をかけて、可変減衰器１８によって所定の
強度に減衰されレンズ１９によってビーム径を拡大して
平行性を高め測定対象に照射されるようになっている。
【０００８】前記受光レンズ１２は通常の凸レンズから
なって、その前面には熱線反射フィルター２０が設けら
れている。前記受光装置１３はブロック化されて、それ
ぞれ周知構造である前面側に設けられているピンホール
２１と、レンズ２２、２３と、該レンズ２２、２３の中
央に配置されているバンドパスフィルター２４と、ハー
フミラー２５と、フォトマル等の光電変換素子２６とを
有し、前記受光レンズ１２から入射されるレーザー光を
電気信号に変換している。前記ハーフミラー２５は、前
記サンプリングミラー１７によって一部反射されるレー
ザー光を、途中にシャッター２７を備える光ファイバー
２８に伝えて、測定対象にレーザー光を当てることな
く、該距離測定装置１０の調整ができるようになってい
る。
なって、その前面には熱線反射フィルター２０が設けら
れている。前記受光装置１３はブロック化されて、それ
ぞれ周知構造である前面側に設けられているピンホール
２１と、レンズ２２、２３と、該レンズ２２、２３の中
央に配置されているバンドパスフィルター２４と、ハー
フミラー２５と、フォトマル等の光電変換素子２６とを
有し、前記受光レンズ１２から入射されるレーザー光を
電気信号に変換している。前記ハーフミラー２５は、前
記サンプリングミラー１７によって一部反射されるレー
ザー光を、途中にシャッター２７を備える光ファイバー
２８に伝えて、測定対象にレーザー光を当てることな
く、該距離測定装置１０の調整ができるようになってい
る。
【０００９】該受光装置１３は、基台２９に乗せられて
図示しない駆動モータを備えた移動制御手段３０によっ
てやや斜め方向に移動可能となっている。この移動方向
は、発信装置１１から測定対象に照射したレーザー光の
反射レーザー光が受光レンズ１２を介して結像する軌跡
になっている。従って、図に示すように測定対象が遠方
にある場合には実線となり、測定対象が受光レンズ１２
から近傍にある場合には例えば図の破線のようになっ
て、受光レンズ１２によって集光されたレーザー光が、
最大になるように前記移動制御手段３０によって基台２
９が移動調整されるようになっている。そして、前記移
動制御手段３０にはロータリエンコーダー等の位置検出
手段を有し、検出された値から測定対象までの概略距離
が算出できるようになっている。
図示しない駆動モータを備えた移動制御手段３０によっ
てやや斜め方向に移動可能となっている。この移動方向
は、発信装置１１から測定対象に照射したレーザー光の
反射レーザー光が受光レンズ１２を介して結像する軌跡
になっている。従って、図に示すように測定対象が遠方
にある場合には実線となり、測定対象が受光レンズ１２
から近傍にある場合には例えば図の破線のようになっ
て、受光レンズ１２によって集光されたレーザー光が、
最大になるように前記移動制御手段３０によって基台２
９が移動調整されるようになっている。そして、前記移
動制御手段３０にはロータリエンコーダー等の位置検出
手段を有し、検出された値から測定対象までの概略距離
が算出できるようになっている。
【００１０】前記制御装置１４は、変調器１６に接続さ
れる変調用発振回路（例えば、３０ＭＨｚ発信回路）３
２と、光電変換素子２６の受光信号を増幅する高周波増
幅回路３３と、該高周波増幅回路３３によって増幅され
た信号及び前記変調用発信回路３２の信号を、局部発信
回路３４からの信号を受けて低い周波数に変換する周波
数変換回路３５、３６と、該周波数変換回路３５、３６
によって変換された低周波信号の位相検出回路３７と、
前記式（１）に基づき前記位相検出回路３７の出力から
距離（Ｌ0 ）を演算する周知の距離演算回路３８を有
し、前記移動制御手段３０によって検出された概略距離
（Ｌ1 ）と前記距離（Ｌ0 ）から測定対象までの正確な
距離を演算するようになっている。そして、周波数変換
回路３５には信号レベル検出回路３８ａが接続され、前
記可変減衰器１８を制御し、測定対象によって反射レー
ザー光の強さのバラツキをある程度の範囲で制御して、
受光装置１３を安定に動作させるようにしている。
れる変調用発振回路（例えば、３０ＭＨｚ発信回路）３
２と、光電変換素子２６の受光信号を増幅する高周波増
幅回路３３と、該高周波増幅回路３３によって増幅され
た信号及び前記変調用発信回路３２の信号を、局部発信
回路３４からの信号を受けて低い周波数に変換する周波
数変換回路３５、３６と、該周波数変換回路３５、３６
によって変換された低周波信号の位相検出回路３７と、
前記式（１）に基づき前記位相検出回路３７の出力から
距離（Ｌ0 ）を演算する周知の距離演算回路３８を有
し、前記移動制御手段３０によって検出された概略距離
（Ｌ1 ）と前記距離（Ｌ0 ）から測定対象までの正確な
距離を演算するようになっている。そして、周波数変換
回路３５には信号レベル検出回路３８ａが接続され、前
記可変減衰器１８を制御し、測定対象によって反射レー
ザー光の強さのバラツキをある程度の範囲で制御して、
受光装置１３を安定に動作させるようにしている。
【００１１】従って、該距離測定装置１０においては、
測定対象からの反射レーザー光は、受光レンズ１２を通
って結像するが、結像位置が測定対象までの距離によっ
て異なるので、移動制御手段３０によって基台２９を斜
め方向に動かし、受光レンズ１２の結像位置が、受光装
置１３の光軸上にあるように移動させ、その位置を検知
して測定対象までの概略距離（Ｌ1 ）を算出する。な
お、実際の受光装置の光軸は図２の実線及び破線で示す
ように測定対象Ａ、Ｂの位置によって多少異なるので、
光軸の変化に合わせて多少傾くガイド等を設けても良
い。なお、図２において３９は、発信装置１１からのレ
ーザー光を示す。これによって、反射レーザー光の信号
によって、距離（Ｌ0 ）が分かるので、式（２）を満足
するｎを探し、前記式（１）によって対象物まので距離
を演算することによって、正確な距離が演算出力でき
る。この様子を図３に示す。 ｎ≦ Ｌ1 ・２ｆ／ｃ ＜（ｎ＋１） ・・・・（２）
測定対象からの反射レーザー光は、受光レンズ１２を通
って結像するが、結像位置が測定対象までの距離によっ
て異なるので、移動制御手段３０によって基台２９を斜
め方向に動かし、受光レンズ１２の結像位置が、受光装
置１３の光軸上にあるように移動させ、その位置を検知
して測定対象までの概略距離（Ｌ1 ）を算出する。な
お、実際の受光装置の光軸は図２の実線及び破線で示す
ように測定対象Ａ、Ｂの位置によって多少異なるので、
光軸の変化に合わせて多少傾くガイド等を設けても良
い。なお、図２において３９は、発信装置１１からのレ
ーザー光を示す。これによって、反射レーザー光の信号
によって、距離（Ｌ0 ）が分かるので、式（２）を満足
するｎを探し、前記式（１）によって対象物まので距離
を演算することによって、正確な距離が演算出力でき
る。この様子を図３に示す。 ｎ≦ Ｌ1 ・２ｆ／ｃ ＜（ｎ＋１） ・・・・（２）
【００１２】次に、図４に示す本発明の第２の実施例に
係る距離測定装置につき説明するが、基本的な構成は前
記第１の実施例と同様である（なお、以下に説明する第
３の実施例においても同様）ので、相違点のみを説明す
る。図４に示すように、固定状態で配置された受光装置
の光軸とは異なる位置にレーザー光源となるレーザー光
の発信装置を配置し、該発信装置からのレーザー光を、
固定ミラー４０及び可動ミラー４１を介して測定対象に
照射し、その反射レーザー光を前記受光装置によって受
光するようにする。この場合、測定対象までの距離が異
なると、可動ミラー４１の角度が変化するので、該可動
ミラー４１にミラー角度制御装置を取付け、測定対象か
ら反射したレーザー光が受光装置の光軸に位置するよう
に制御すると共にその角度を検知することによって、測
定対象までの概略距離（Ｌ2 ）を式（３）のようにして
測定できることになり、これによって、前記式（１）の
ｎ値を求め、該式（１）から正確な距離を算出すること
ができる。 Ｌ2 ＝Ｋｃｏｔθ2 ・・・・（３） ここで、Ｋは光軸
間距離
係る距離測定装置につき説明するが、基本的な構成は前
記第１の実施例と同様である（なお、以下に説明する第
３の実施例においても同様）ので、相違点のみを説明す
る。図４に示すように、固定状態で配置された受光装置
の光軸とは異なる位置にレーザー光源となるレーザー光
の発信装置を配置し、該発信装置からのレーザー光を、
固定ミラー４０及び可動ミラー４１を介して測定対象に
照射し、その反射レーザー光を前記受光装置によって受
光するようにする。この場合、測定対象までの距離が異
なると、可動ミラー４１の角度が変化するので、該可動
ミラー４１にミラー角度制御装置を取付け、測定対象か
ら反射したレーザー光が受光装置の光軸に位置するよう
に制御すると共にその角度を検知することによって、測
定対象までの概略距離（Ｌ2 ）を式（３）のようにして
測定できることになり、これによって、前記式（１）の
ｎ値を求め、該式（１）から正確な距離を算出すること
ができる。 Ｌ2 ＝Ｋｃｏｔθ2 ・・・・（３） ここで、Ｋは光軸
間距離
【００１３】また、図５に示す本発明の第３の実施例に
係る距離測定装置について説明するが、発信するレーザ
ー光を固定状態にしておくと、受光レンズ（第１の受光
レンズ）によって結像するレーザー光は、実施例１のよ
うに斜め方向に移動する。従って、測定対象から反射す
るレーザー光を第２の受光レンズ４３によって受光し、
測定対象の距離に対応して移動する結像部分にＰＳＤ素
子あるいはＣＣＤ素子等からなる光位置検出素子４４を
配置してその結像位置を検知すると、前述のように、そ
の検出値から、測定対象までの概略距離（Ｌ3 ）が分か
る。そこで、その位置まで第１の受光レンズと対になる
受光装置を移動させて、該第１の受光レンズの結像位置
に受光装置を合わせ、入射するレーザー光より、前記式
（１）に示す距離を測定し、前記概略距離（Ｌ3 ）と前
記式とからｎ値を求め、正確な距離を測定する。
係る距離測定装置について説明するが、発信するレーザ
ー光を固定状態にしておくと、受光レンズ（第１の受光
レンズ）によって結像するレーザー光は、実施例１のよ
うに斜め方向に移動する。従って、測定対象から反射す
るレーザー光を第２の受光レンズ４３によって受光し、
測定対象の距離に対応して移動する結像部分にＰＳＤ素
子あるいはＣＣＤ素子等からなる光位置検出素子４４を
配置してその結像位置を検知すると、前述のように、そ
の検出値から、測定対象までの概略距離（Ｌ3 ）が分か
る。そこで、その位置まで第１の受光レンズと対になる
受光装置を移動させて、該第１の受光レンズの結像位置
に受光装置を合わせ、入射するレーザー光より、前記式
（１）に示す距離を測定し、前記概略距離（Ｌ3 ）と前
記式とからｎ値を求め、正確な距離を測定する。
【００１４】
【発明の効果】請求項１〜３記載の距離測定装置は、以
上の説明からも明らかなように、一周波数の変調のみ
で、絶対距離が測定できると共に、装置の構造も簡単と
なる。また、レーザー光の変調効率を向上して感度、精
度等の性能が向上する。
上の説明からも明らかなように、一周波数の変調のみ
で、絶対距離が測定できると共に、装置の構造も簡単と
なる。また、レーザー光の変調効率を向上して感度、精
度等の性能が向上する。
【図１】本発明の第１の実施例に係る距離測定装置の概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図２】同説明図である。
【図３】同説明図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る距離測定装置の説
明図である。
明図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係る距離測定装置の説
明図である。
明図である。
【図６】従来例に係る距離測定装置の概略ブロック図で
ある。
ある。
１０ 距離測定装置 １１ 発信装置 １２ 受光レンズ １３ 受光装置 １４ 制御装置 １５ レーザー光発信素子 １６ レーザー光変調器 １７ サンプリングミラー １８ 可変減衰器 １９ レンズ ２０ 熱線反射フィルター ２１ ピンホール ２２ レンズ ２３ レンズ ２４ バンドパスフィルター ２５ ハーフミラー ２６ 光電変換素子 ２７ シャッター ２８ 光ファイバー ２９ 基台 ３０ 移動制御手段 ３２ 変調用発信回路 ３３ 高周波増幅回路 ３４ 局部発信回路 ３５ 周波数変換回路 ３６ 周波数変換回路 ３７ 位相検出回路 ３８ 距離演算回路 ３８ａ 信号レベル検出回路 ３９ レーザー光 ４０ 固定ミラー ４１ 可動ミラー ４３ 第２の受光レンズ ４４ 位置検出素子
Claims (3)
- 【請求項１】 高周波変調したレーザー光源と、該レー
ザー光源から発信されるレーザー光の光軸と非同軸に配
置した受光レンズと、測定対象に照射したレーザー光の
受光レンズによる結像位置が該測定対象の距離に対応し
て移動する範囲を移動可能な受光装置と、レーザー光変
調信号及び受光信号の位相差を測定する装置と、前記受
光装置を前記受光レンズの結像位置に合わせる移動制御
手段と、前記受光装置の移動位置と測定された前記位相
差から前記測定対象の距離を算出する演算装置とを有し
てなることを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】 高周波変調したレーザー光源と、該レー
ザー光源から発信されるレーザー光の光軸と非同軸に配
置した受光レンズと、該受光レンズの光軸上に配置した
受光装置と、測定対象に照射したレーザー光の受光レン
ズによる結像位置が該受光レンズの光軸上になるように
照射するレーザー光の方向を変化させる可動ミラー及び
その制御を行うミラー角度制御手段と、前記可動ミラー
の角度と前記測定された位相差から測定対象物の距離を
算出する演算装置とを有してなることを特徴とする距離
測定装置。 - 【請求項３】 高周波変調したレーザー光源と、該レー
ザー光源から発信されるレーザー光と非同軸に配置した
第１の受光レンズと、測定対象に照射したレーザー光の
前記第１の受光レンズによる結像位置が、前記測定対象
の距離に対応して移動する範囲を移動可能な受光装置
と、前記レーザー光の光軸と非同軸に配置した第２の受
光レンズと、該第２の受光レンズの結像位置に配置した
光位置検出素子と、該光位置検出素子の信号から測定対
象の概略距離を算出する距離演算装置と、レーザー光変
調信号及び受光信号の位相差を測定する装置と、前記光
位置検出素子の信号による測定対象の概略距離から前記
受光装置を前記第１の受光レンズの結像位置に合わせる
移動制御手段と、前記光位置検出素子の信号による測定
対象の概略距離及び測定された前記位相差から前記測定
対象の距離を算出する演算装置とを有してなることを特
徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6031924A JPH07218634A (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6031924A JPH07218634A (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218634A true JPH07218634A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12344528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6031924A Pending JPH07218634A (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07218634A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1016874A2 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-05 | JENOPTIK Aktiengesellschaft | Laserentfernungsmessgerät für grosse Messbereiche |
| EP2538240A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Furuno Electric Co., Ltd. | Underwater Detecting Device, Method and Program |
| JP2014174136A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 受光装置、空間情報検出装置 |
-
1994
- 1994-02-02 JP JP6031924A patent/JPH07218634A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1016874A2 (de) * | 1998-12-28 | 2000-07-05 | JENOPTIK Aktiengesellschaft | Laserentfernungsmessgerät für grosse Messbereiche |
| EP1016874A3 (de) * | 1998-12-28 | 2002-01-09 | JENOPTIK Aktiengesellschaft | Laserentfernungsmessgerät für grosse Messbereiche |
| EP2538240A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Furuno Electric Co., Ltd. | Underwater Detecting Device, Method and Program |
| JP2014174136A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Panasonic Corp | 受光装置、空間情報検出装置 |
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