JPH08313631A

JPH08313631A - パルス方式の光波距離計

Info

Publication number: JPH08313631A
Application number: JP7142476A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Oishi; 政裕大石; Fumio Otomo; 文夫大友
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2019-03-22
Also published as: JP3508113B2

Abstract

(57)【要約】［目的］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光波距離計を提供すること
を目的とする。［構成］本発明はサンプル部が、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、第１記憶部は、
光源部が発光する度にサンプル部からの信号を一時的に
記憶し、累積記憶手段が、第１記憶部からサンプル値を
受け取る毎に、記憶した累積値に対して、今回受け取っ
たサンプル値を加算し、この加算された累積値を記憶す
る様になっており、距離測定部が、累積記憶手段に記憶
された累積値に基づき、測定対象物までの距離を算出す
ることができる。

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１１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）／（ｆ_S＊２）・・・・・第１式

【０００５】となる。但し、ｃは光速、ｆ_S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】光波距離計では、高い
分解能と長い測長距離が要求される。特に、高い分解能
を得る為には、クロックｄ'のＡ／Ｄ変換のクロック周
期を受光パルスｃ'に対して充分細かくする必要があ
り、高速なＡ／Ｄ変換器が要求されると共にＡ／Ｄ変換
データ数は距離測定分解能向上に伴い必然的に増加する
事になる。

【０００７】例えば、測定可能距離を１０００ｍ、距離
分解能を０.５ｍとすると、クロックｄ'の周波数が３０
０ＭＨｚ、Ａ／Ｄ変換データ数は２０００個が必要とな
る。

【０００８】更に測定可能距離の伸張には、パルス光量
が測定対象物までの距離の２乗で減少する為、このＳＮ
比の劣化を平均回数の平方根に比例するデータの平均化
により改善しなければならない。つまり、等しいＳＮ比
で測定可能距離を伸張するには、平均化データ数を距離
の４乗に比例して増加させる必要がある。

【０００９】例えば、測定可能距離を２倍に伸ばす為に
は、１６倍のデ−タ平均化が必要となり、１６倍のメモ
リ容量と、全データ取得後に１６倍のＡ／Ｄ変換デ−タ
の平均化操作を行なう必要があった。

【００１０】従来の光波距離計では発光パルスｂ'を複
数回発光させた後、メモリ上の全データを平均化する演
算を行う様に構成されていた為、距離計算時のデータ数
は膨大な物となり、演算処理手段に対してかなりの負担
を与えていた。

【００１１】この様に、距離測定分解能向上と測定距離
の伸張は、計算処理量の増加を伴う事となり、Ａ／Ｄ変
換器の高速化及び必要メモリの急激な増加によるコスト
アップと距離計算の長時間化という問題点があった。

【００１２】一方、光源として使用されるパルスレーザ
ーダイオードには、発光不可時間が存在する。パルスレ
ーザーダイオードは、その特性上、数ＫＨｚの発光繰返
し周波数が可能であるが、発光デューティは０.１％程
度が上限であり、残りの時間は発光が不可能な時間であ
る。光パルスが測定対象物までの距離を往復する時間
は、測定対象物までの距離を１０００ｍとしても７μｓ
ｅｃ弱である。発光繰返し周波数を１ｋＨｚ、ターゲッ
トまでの光パルスの往復時間を7μｓｅｃとすると、

【００１３】１／１ＫＨｚ − ７μｓｅｃ＝９９３μｓｅｃ

【００１４】となり、発光繰返し周期の約９９％にあた
るこの時間は、有効に活用されていなかった。

【００１５】更に測定分解能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、光パルスｃ'の歪が問題となる。受
光パルスｃ'が、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１２に示す様に、受光パルスｆ'が三角波の場合
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。一般にパルス幅が数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。

【００１６】従って距離計算の時間が短縮化され、必要
メモリ容量も必要最小限で済み、高速で高価なＡ／Ｄ変
換器を必要とせず、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。

【００１７】なお、この上記問題点は光源にパルスレー
ザダイオードを使用した場合について述べたが、光源に
固体パルスレーザーを使用した場合も同様の問題点が考
えられる。

【００１８】従って、本発明は上記の問題点を解決する
ために、パルスレーザーダイオードの特性である発光不
可時間に各発光ごとのデータの累積加算動作を行なうこ
とで、発光不可時間を有効に利用するものである。

【００１９】

【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（２値化）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、前記光源部が発光する度に前記サンプ
ル（２値化）部からの信号を一時的に記憶するための第
１記憶部と、該第１記憶部からサンプル値を受け取る毎
に前回記憶した累積値に対して、今回受け取ったサンプ
ル値を加算し、この加算された累積値を記憶するための
累積記憶手段と、該累積記憶手段に記憶された累積値に
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。

【００２０】また本発明の累積記憶手段は、光源部が発
光する度に前記第１記憶部から呼び出されたサンプル信
号を前回記憶した累積値に対して、今回受け取った２値
化信号の値を加算するための加算部と、該加算部で加算
された累積値を記憶するための第２記憶部とから構成す
ることもできる。

【００２１】そして本発明の第１記憶部は、前記光源部
が発光する度に前記サンプル（２値化）部からの信号の
一部を一時的に記憶する様に構成されており、前記累積
記憶手段は、前記第１記憶部の記憶値をサンプル（２値
化）部からの信号の一定時間間隔ごとのデータとして、
前回記憶した累積値に加算するための加算部と、該加算
部で加算された累積値を、前記サンプル（２値化）部か
らの信号の一定時間間隔ごとのデータとして記憶するた
めの第２記憶部とから構成することもできる。

【００２２】そして本発明の第１記憶部は、前記光源部
が発光する度に前記サンプル（２値化）部からの信号の
全部を一時的に記憶する様に構成されており、前記第１
記憶部の記憶値を前記サンプル（２値化）部からの信号
の一定時間間隔ごとのデータとして、前回記憶した累積
値に加算するための加算部と、該加算部で加算された累
積値を前記サンプル（２値化）部からの信号の一定時間
間隔ごとのデータとして記憶するための第２記憶部とか
ら構成することもできる。

【００２３】

【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、第
１記憶部は、光源部が発光する度にサンプル部からの信
号を一時的に記憶し、累積記憶手段が、第１記憶部から
サンプル値を受け取る毎に、記憶した累積値に対して、
今回受け取ったサンプル値を加算し、この加算された累
積値を記憶する様になっており、距離測定部が、累積記
憶手段に記憶された累積値に基づき、測定対象物までの
距離を算出することができる。

【００２４】そして本発明の累積記憶手段は、加算部
が、光源部が発光する度に第１記憶部から呼び出された
サンプル信号を前回記憶した累積値に対して、今回受け
取った２値化信号の値を加算し、第２記憶部が、加算部
で加算された累積値を記憶する様になっている。

【００２５】また本発明の第１記憶部は、光源部が発光
する度にサンプル（２値化）部からの信号の一部を一時
的に記憶する様になっており、累積記憶手段は、加算部
が、第１記憶部の記憶値をサンプル（２値化）部からの
信号の一定時間間隔ごとのデータとして、前回記憶した
累積値に加算し、第２記憶部が、加算部で加算された累
積値を、サンプル（２値化）部からの信号の一定時間間
隔ごとのデータとして記憶する様になっている。

【００２６】更に本発明の第１記憶部は、光源部が発光
する度にサンプル（２値化）部からの信号の全部を一時
的に記憶する様になっており、累積記憶手段は、加算部
が第１記憶部の記憶値をサンプル（２値化）部からの信
号の一定時間間隔ごとのデータとして、前回記憶した累
積値に加算し、第２記憶部が、加算部で加算された累積
値をサンプル（２値化）部からの信号の一定時間間隔ご
とのデータとして記憶する様になっている。

【００２７】

【実施例】

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】累積手段６００は、図２に様にＦＩＦＯメ
モリ６０１、加算器６０２、メモリ６０３、アドレスカ
ウンタ６０４、分周器６０５とから構成されており、光
源部が発光する度の２値化部（符号判定回路５００）か
らの信号を発振器２００のタイミングでＦＩＦＯメモリ
６０１に記憶し、発振器２００の出力をｍ分の１する分
周器６０５の信号のタイミングでＦＩＦＯメモリの内容
を、２値化部（符号判定回路５００）からの信号の一定
時間間隔ごとのデータとして加算器６０２、メモリ６０
３から構成される累積記憶手段に累積記憶するようにな
っている。

【００４８】ここで、ＦＩＦＯメモリ６０１は第１記憶
部に該当し、加算器６０２は加算部に該当し、メモリ６
０３は第２記憶部に該当するものである。

【００４９】ＦＩＦＯ（ＦｉｒｓｔーＩｎＦｉｒｓｔ
−Ｏｕｔ）メモリは、データが入力された順に出力され
る動作をするメモリであり、最初に入力されたデータ
は、直ちに最終段までシフトされ、次のデータは最終段
の一段前までというようにシフトされながら詰められて
ゆく。一方、データは常に最終段から出力され、出力さ
れた分だけ前段のデータが最終段に向けてシフトされ、
最終段からいくつかのデータが詰まるようになってい
る。

【００５０】なお、分周比ｍは上記累積記憶手段の累積
記憶動作が、分周器６０５の出力１クロックの間に終了
するように設定されているものとする。

【００５１】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、累積記憶手段を含むものに該当す
る。

【００５２】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。

【００５３】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、メモリ６０３およびアドレスカ
ウンタ６０４の内容を初期化し、次に演算処理手段１０
００からレ−ザダイオ−ド１を発光させるためのトリガ
ー信号をタイミング回路１００に送出する。タイミング
回路１００は、演算処理手段１０００からの制御信号に
基づいてドライバ３００を駆動する。タイミング回路１
００が、例えば図６（ｂ）に示す構成の場合には、発振
器２００の後に発生するタイミング回路用発振器１４０
のトリガー用クロックを、パルスレーザー発光タイミン
グ信号としてドライバ３００を駆動する。ドライバ３０
０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、光パルスを発生させる様にな
っている。

【００５４】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。

【００５５】そして累積手段６００は、発振器２００の
出力クロック信号が立ち上がりの時点における符号判定
回路５００の結果出力をＦＩＦＯメモリ６０１に記憶す
る。一方、分周器６０５の出力信号１クロック毎にアド
レスカウンタ６０４はインクリメントされ、ＦＩＦＯメ
モリ６０１に記憶されたデータは１データずつ順次加算器
６０２へ送られる。加算器６０２は、ＦＩＦＯメモリ６
０１からのデータとアドレスカウンタ６０４で選択され
たメモリ上のデータを加算し、その結果を再びメモリ上
に書き込む様になっている。ＦＩＦＯメモリ６０１は、
発振器２００クロック数が予め定められた回数（Ｎ回）
に達すると、２値化部（符号判定回路５００）からの信
号の読み込みを終了し、ＦＩＦＯメモリの内容が空にな
るまで加算動作繰り返す。

【００５６】更に第２回目以降のパルス発光では、アド
レスカウンタ６０４のみが初期化され、ＦＩＦＯメモリ
６０１への２値化部（符号判定回路５００からの信号の
読み込みと、加算器６０２、メモリ６０３による加算動
作を行なう様になっている。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はメモリ６
０３上の累積値を値を読み出し、測定対象物１０までの
距離を算出する様になっている。

【００５７】ここで図３に基づいて、各電気回路のタイ
ミングとメモリ６０３の累積値との関係を説明する。

【００５８】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３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。

【００５９】演算処理手段１０００から制御信号ａがタ
イミング回路１００とアドレスカウンタ６０４に供給さ
れると、アドレスカウンタ６０４は初期化され、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３００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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】そして横軸をメモリ６０３のアドレスとし
縦軸を累積値とすれば、１回のパルス発光では、矩形波
ｆ、ｇの位置に対応するアドレスのメモリ値が１となり
ｈ、ｉの様になる。

【００６３】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。

【００６４】従って、

【００６５】Ｔ1≦デルタＴ・・・・第２式

【００６６】とすれば、複数回のパルス発光の繰り返し
により、メモリ６０３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。

【００６７】以上の様に、メモリ６０３上に累積された
累積値から減衰振動波形を再生することができる。

【００６８】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。

【００６９】ここで、メモリ６０３上に累積された累積
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。

【００７０】［第１方式］

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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、Ｎ_m、Ｎ_m+1とし、その
サンプルタイミング（時間）をＳ_m、Ｓ_m+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
Ｓ_mからのずれ量デルタＳで表現すると、

【００７６】デルタＳ＝ｋ＊［（Ｓ_m+1）−（Ｓ_m）］

【００７７】と表すことができる。

【００７８】但し、ｋ＝｛（Ｎ／２）−（Ｎ_m）｝／
｛（Ｎ_m+1）−（Ｎ_m）｝

【００７９】ｋは、実数とする。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】即ち、

【００８３】Ｌ＝（Ｔ＊Ｃ）／２

【００８４】と表すことができる。

【００８５】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。

【００８６】［第２方式］

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】累積加算されたメモリ６０３のデータは、
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。

【００９０】従って、メモリの値の内、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。

【００９１】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。

【００９２】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メモリ６０３の累
積値として、０または１が、累積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、

【００９３】受光パルスの存在しない部分のデータ＝積
算の回数＊０.５

【００９４】・・・・・・第３式

【００９５】であると考えられる。

【００９６】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、

【００９７】減衰振動波形の符号が正の場合には、

【００９８】受光パルスの存在する部分のデータ＞積算
の回数＊０.５

【００９９】・・・・・・第４式

【０１００】減衰振動波形の符号が負の場合には、

【０１０１】受光パルスの存在する部分のデータ＜積算
の回数＊０.５

【０１０２】・・・・・・第５式

【０１０３】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
効果がある。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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、

【０１１５】Ｎｃ＝［Ｔ₃（Ｎｅ−１）／Ｔ₁］＋１

【０１１６】となる。

【０１１７】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

【０１１８】ｎ≦ｘ＜ｎ＋１ならば、［ｘ］＝ｎとな
るものである。

【０１１９】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、

【０１２０】Ｔ₂＊ｋ−［Ｔ₂＊ｋ／Ｔ₃］＊Ｔ₃

【０１２１】で求められる。

【０１２２】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Ｔ_NCとした場合には、ゆらぎ範囲デルタＴ
は、

【０１２３】ｍａｘ｛デルタＴ₀、・・・・デルタＴ_NC｝≦デルタＴ・・・・第６式

【０１２４】なる関係に設定される。

【０１２５】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。

【０１２６】ここで図４及び図５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Ｔ_NCの関係を説明
する。

【０１２７】図４は、サンプルタイミングの間隔Ｔ₁
が、受光信号の遷移間隔Ｔ₃ 以下の場合を示したもので
ある。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。

【０１２８】図５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。

【０１２９】図５（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５（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。

【０１３０】ここで図４及び図５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。

【０１３１】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。

【０１３２】次に、図６に基づいてタイミング回路１０
０について説明する。図６（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。

【０１３３】そして図６（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。

【０１３４】図６（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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】なお本願発明は、減衰振動波形の遷移の全
てを計数対象せず、一部を対象としても適用できる。

【０１３８】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７
に示すことにする。

【０１３９】なお、図７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６２０に送るクロックにゆらぎを与える
点である。

【０１４０】また図８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。

【０１４１】次に図９に基づいて、累積手段６００の第
２実施例を説明する。

【０１４２】累積手段６００は、ｎビットのシリアルイ
ン・パラレルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６３
０と、ｎビットのラッチ６３５と、ｎ分の１分周器６３
１と、アドレス・カウンタ６３２と、ｎ個の加算器６３
３（１）〜６３３（ｎ）と、ｎ個のメモリ６３４（１）
〜６３４（ｎ）とから構成されている。

【０１４３】以上の様に構成された第２実施例は、まず
演算処理手段１０００がメモリ６３４（１）〜６３４
（ｎ）及びアドレスカウンタ６３２の内容を初期化し、
１回目のパルス光を発光する。そして累積手段６００
は、立ち上がりの時点における発振器２００の出力クロ
ック信号の符号判定回路５００の結果出力をシフトレジ
スタ６３０に入力する。一方、発振器２００の出力をｎ
分の１する分周器６３１の信号のタイミングで、ｎビッ
トのシリアルイン・パラレルアウト（ＳＩＰＯ）・シフ
トレジスタ６３０の出力はラッチ６３５によりラッチさ
れ、アドレスカウンタ６３２はインクリメントされる。

【０１４４】加算器６３３（１）〜６３３（ｎ）とメモ
リ６３４（１）〜６３４（ｎ）とからなる累積記憶手段
は、ラッチ６３５のそれぞれ対応する各ビットのデータ
をメモリ上のデータと加算し、その結果を再びメモリ上
に書き込む。発振器２００のクロック数が予め定められ
た回数（Ｎ回）に達すると、加算器６３３とメモリ６３
４からなる累積記憶手段は動作を終了する。

【０１４５】なお、シフトレジスタ６３０、ラッチ６３
５の段数ｎ、及び分周器６３２のｎは、加算器６３３、
メモリ６３４による累積記憶動作が、発振器２００の出
力ｎクロックの間に終了するように設定されているもの
とする。

【０１４６】更に第２回目以降のパルス発光では、アド
レスカウンタ６３２のみが初期化され、シフトレジスタ
６３０への２値化部５００からの信号の読み込みと、加
算器６３３、メモリ６３４による累積記憶動作を行なう
様になっており、複数回のパルス発光により１回の測定
が終了する。メモリ６３４（１）〜６３４（ｎ）の内、
ｐ番目のメモリには発振器２００の出力クロック信号の
ｐ、ｎ＋ｐ、２ｎ＋ｐ・・・番目の累積値が記憶されて
いるので、演算処理手段１０００は、メモリ６３４上の
累積値を値を読み出す段階でデータを並べ替えることに
より図９のｊ、ｋと同様のデータを得て、測定対象物１
０までの距離を算出することができる。

【０１４７】なお、加算器６３３は加算部に該当するも
のであり、メモリ６３４は第２記憶部に該当するもので
ある。

【０１４８】次に図１０に基づいて、累積手段６００の
第３実施例を説明する。

【０１４９】累積手段６００は、８ビットの第１のシリ
アルイン・パラレルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジス
タ６４０と、８ビットラッチ６５０と、第１の８分の１
分周器６４１と、ｑ分の１分周器６４２と、第１のメモ
リ６４３と、第１のアドレス・カウンタ６４４と、第２
の８分の１分周器６４５と、８ビットの第２のパラレル
イン・シリアルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６
４６と、第２のアドレスカウンタ６４７と、加算器６４
８と、第２のメモリ６４９とから構成されている。

【０１５０】以上の様に構成された第３実施例は、まず
演算処理手段１０００が、第２のメモリ６４９、第１の
アドレスカウンタ６４４、及び第２のアドレスカウンタ
６４７の内容を初期化し、１回目のパルス光を発光す
る。そして累積手段６００は、立ち上がりの時点におけ
る発振器２００の出力クロック信号の符号判定回路５０
０の結果出力を、８ビットの第１のシリアルイン・パラ
レルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６４０に入力
する。

【０１５１】一方、発振器２００の出力を８分の１に分
周する第１の８分の１分周器６４１の信号のタイミング
で、シフトレジスタ６４０の出力はラッチ６５０によっ
てラッチされ、第１のアドレスカウンタ６４４はインク
リメントされ、第１のメモリ６４３上にラッチ６５０の
出力が記憶される。即ち、発振器２００のクロック８個
分のデータが第１のメモリ６４３上の１ワード（８ビッ
ト）上に記憶されることになる。発振器２００のクロッ
ク数が予め定められた回数（Ｎ回）に達すると、シフト
レジスタ６４０、ラッチ６５０、第１の８分の１分周器
６４１、第１のアドレスカウンタ６４４、第１のメモリ
６４３による一時記憶動作が終了し、第１のアドレスカ
ウンタ６４４は再び初期化される。

【０１５２】次に、発振器２００の出力クロック信号
は、ｑ分の１分周器６４２によりｑ分の１に分周され、
第２の８分の１分周器６４５と第２のアドレスカウンタ
６４７に送られる。第２の８分の１分周器６４５の出力
により第１のアドレスカウンタ６４４はインクリメント
され、第１のメモリ６４３は、８ビットの第２のパラレ
ルイン・シリアルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ
６４６にデータを１ワード（８ビット）ずつ出力し、シ
フトレジスタ６４６は第２の８分の１分周器６４５の出
力により第１のメモリ６４３からのデータを保持する。

【０１５３】８ビットの第２のパラレルイン・シリアル
アウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６４６の出力は、
第１のメモリ６４３からのデータを１ビットずつ加算器
６４８へ出力し、第２のメモリ６４９、加算器６４８に
より構成される累積記憶部は、ｑ分の１分周器６４２の
出力によりインクリメントされる第２のアドレスカウン
タ６４７で定められるアドレス上の値と第２のシフトレ
ジスタ６４６の出力を加算し再び第２のメモリ６４９上
へ記憶する。

【０１５４】以上の動作を第１のメモリ６４３に一時的
に記憶されたＮビット分のデータについて行う。

【０１５５】更に第２回目以降のパルス発光では、第１
のアドレスカウンタ６４４と第２のアドレスカウンタ６
４７のみが初期化され、第１のメモリ６４３への一時記
憶動作と加算器６４８、第２のメモリ６４９による累積
記憶動作を繰り返す。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、第２のメモリ
６４９上の累積値を値を読み出す事により、図９のｊ、
ｋと同様のデータを得て、測定対象物１０までの距離を
算出する様になっている。

【０１５６】なお、第１のメモリ６４３の一時記憶動作
は、発振器２００の８クロックの時間で終了するものと
し、加算器６４８、第２のメモリ６４９による累積記憶
動作は、ｑ分の１分周器６４２の1クロックの時間で終
了するものとする。

【０１５７】また、第１の８分の１分周器６４１と第２
の８分の１分周器６４５の分周比、第１のシリアルイン
・パラレルアウト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６４
０、ラッチ６５０、第２のパラレルイン・シリアルアウ
ト（ＳＩＰＯ）・シフトレジスタ６４６のビット数及び
第１のメモリ６４３のワード長は本変形例では８とした
が、第１のメモリ６４３の一時記憶動作及び加算器６４
８、第２のメモリ６４９による累積記憶動作に要する時
間に応じて、８以外の数値にすることもできる。

【０１５８】そして、第１のメモリ６４３は第１記憶部
に該当し、第２のメモリ６４９は第２記憶部に該当する
ものである。

【０１５９】

【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、前記光源部が発光する度に前記サンプル部からの
信号を一時的に記憶するための第１記憶部と、該第１記
憶部からサンプル値を受け取る毎に前回記憶した累積値
に対して、今回受け取ったサンプル値を加算し、この加
算された累積値を記憶するための累積記憶手段と、該累
積記憶手段に記憶された累積値に基づき、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
いるので、複数回の発光において、次回の発光までの間
に各発光ごとのデータの累積加算動作を行なう事によ
り、パルスレーザーダイオードの特性である発光不可時
間を有効に利用し、測定分解能の向上と測定可能距離の
伸張にともない急激に増加するデータ量及び処理に要す
る時間を大幅に減少させる事で、距離計算の時間が短縮
化でき、メモリ量も必要最小限で済み、また高速で高価
なＡ／Ｄ変換器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、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という効果が
ある。

【０１６０】また本発明の累積記憶手段は、光源部が発
光する度に第１記憶部から呼び出されたサンプル信号を
前回記憶した累積値に対して、今回受け取った２値化信
号の値を加算するための加算部と、該加算部で加算され
た累積値を記憶するための記憶部とから構成することも
できるので、簡便な構成とコストを低減化させることが
できるという効果がある。

【０１６１】

【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】累積手段の電気的構成を説明する図である。

【図３】各電気回路のタイミングとカウント値の関係を
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以下の場合のデルタＴ₀ 、・・・・
デルタＴ_NC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以下の場合のデルタＴ₀ 、・・・・
デルタＴ_NCの関係を説明する図である。

【図５（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Ｔ_NCの関係を説明する図である。

【図５（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Ｔ_NCの関係を説明する図である。

【図６（ａ）】本実施例のタイミング回路１００を説明
する図である。

【図６（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６（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７】本実施例の第１変形例を説明する図である。

【図８】第１変形例のタイミング回路１００ａを説明す
る図である。

【図９】累積手段６００の第２実施例を説明する図であ
る。

【図１０】累積手段６００の第３実施例を説明する図で
ある。

【図１１】従来技術の問題点を説明する図である。

【図１２】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５ＡＰＤ６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１４０タイミング回路用発振器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６０１ＦＩＦＯメモリ６０２加算器６０３メモリ６０４アドレスカウンタ６０５分周器６２０切替器１０００演算処理手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年９月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims

【特許請求の範囲】

【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
（２値化）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、前記光源
部が発光する度に前記サンプル（２値化）部からの信号
を一時的に記憶するための第１記憶部と、該第１記憶部
からサンプル値を受け取る毎に前回記憶した累積値に対
して、今回受け取ったサンプル値を加算し、この加算さ
れた累積値を記憶するための累積記憶手段と、該累積記
憶手段に記憶された累積値に基づき、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。
【請求項２】上記累積記憶手段は、前記光源部が発光す
る度に前記第１記憶部から呼び出されたサンプル信号を
前回記憶した累積値に対して、今回受け取った２値化信
号の値を加算するための加算部と、該加算部で加算され
た累積値を記憶するための第２記憶部とから構成されて
いる請求項１記載のパルス方式の光波距離計。
【請求項３】上記第１記憶部は、前記光源部が発光する
度に前記サンプル（２値化）部からの信号の一部を一時
的に記憶する様に構成されており、前記累積記憶手段
は、前記第１記憶部の記憶値をサンプル（２値化）部か
らの信号の一定時間間隔ごとのデータとして、前回記憶
した累積値に加算するための加算部と、該加算部で加算
された累積値を、前記サンプル（２値化）部からの信号
の一定時間間隔ごとのデータとして記憶するための第２
記憶部とから構成された請求項１記載のパルス方式の光
波距離計。
【請求項４】上記第１記憶部は、前記光源部が発光する
度に前記サンプル（２値化）部からの信号の全部を一時
的に記憶する様に構成されており、前記累積記憶手段
は、前記第１記憶部の記憶値を前記サンプル（２値化）
部からの信号の一定時間間隔ごとのデータとして、前回
記憶した累積値に加算するための加算部と、該加算部で
加算された累積値を前記サンプル（２値化）部からの信
号の一定時間間隔ごとのデータとして記憶するための第
２記憶部とから構成される請求項１記載のパルス方式の
光波距離計。