JPH0875855A

JPH0875855A - 光波距離計

Info

Publication number: JPH0875855A
Application number: JP6239422A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Fujita; 司藤田; Makoto Hirai; 誠平井
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】２つのレーザを電気的に切り換える光波距離
計において、内部光路の測定に誤差が生じるのを防止し
て、測定精度を向上させる。【構成】第１のレーザ１１からの第１のレーザ光Ｌ１
を対象物Ｔに照射して、その反射光Ｌ２を受光素子３に
入射させると共に、第２のレーザ１２からの第２のレー
ザ光Ｌ２を内部光路を通って上記受光素子３に入射さ
せ、受光素子３に入射した両レーザ光の位相差に基づい
て対象物Ｔまでの距離を測定する光波距離計１におい
て、第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ２の波長を
互いに異る値に設定する。第１のレーザ光Ｌ１を透過さ
せると共に第２のレーザ光Ｌ２を透過させない光学素子
４を、第１のレーザ１１から受光素子３に至る測定光路
に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部光と測定光の位相
を比較して距離を測定する光波距離計に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光波距離計の一例を図４に示す。
図４において、光波距離計１は、第１および第２のレー
ザ１１Ａ，１２Ａを備えている。第１のレーザ１１Ａか
ら出射された第１のレーザ光Ｌ１は、一点鎖線で示す測
定光路を通って受光素子３に入射する。つまり、第１の
レーザ光Ｌ１は、ミラー２１で反射され、対象物Ｔに照
射されて、対象物Ｔで反射された反射光Ｌ１が受光レン
ズ２を介して受光素子３に集光されて入射する。一方、
第２のレーザ１２Ａから出射された第２のレーザ光Ｌ２
は、二点鎖線で示す内部光路を通って、つまり、第２の
ミラー２２で反射されて受光素子３に入射する。上記両
レーザ光Ｌ１，Ｌ２は所定の周波数で変調された変調光
とされており、受光素子３に入射した両レーザ光Ｌ１，
Ｌ２の位相差に基づいて対象物Ｔまでの距離が測定され
る。この種の光波距離計１は、第１および第２のレーザ
光Ｌ１，Ｌ２を交互に照射することで、図示しない受光
アンプや位相差を比較する位相計の温度ドリフトをキャ
ンセルできる。

【０００３】ここで、測定光路と内部光路を切り換える
方法としては、１つのレーザからのレーザ光を、機械的
な切換器を用いて切り換える光波距離計が知られている
（たとえば、特開平２−２４２１８７号公報参照）。し
かし、かかる機械的な切換では、切換器を動作させるモ
ータなどの可動部品が必要になるばかりでなく、切り換
えを高速に行うことができない。これに対し、前述の図
４の従来例は、両レーザ１１Ａ，１２Ａを電気的に切り
換えるので、切り換えを高速に行うことができるという
利点を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、２つのレーザ
１１Ａ，１２Ａを備えた光波距離計１では、以下の理由
から、内部光路の測定に誤差が生じることがある。すな
わち、図４（ｂ）のように、第２のレーザ１２Ａから出
射された第２のレーザ光Ｌ２は、第２のミラー２２から
受光素子３に入射するのであるが、受光素子３の表面に
おける反射光Ｌ２が受光レンズ２を通って対象物Ｔに照
射され、再び受光素子３に入射する。ここで、ＰＩＮフ
ォトダイオードからなる受光素子３の反射率は３０％程
度と大きいことから、内部光路の測定に誤差が生じる。

【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たもので、２つのレーザを電気的に切り換える光波距離
計において、内部光路の測定に誤差が生じるのを防止し
て、測定精度を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、まず、第１のレーザ光と第２のレーザ光
の波長を互いに異なる値に設定している。また、第１の
レーザ光を透過させると共に第２のレーザ光を透過させ
ない光学素子を、第１のレーザから受光素子に至る測定
光路に設けている。

【０００７】

【作用】本発明によれば、測定光路に設けた光学素子
が，第２のレーザ光を透過させないので、受光素子で反
射された第２のレーザ光が対象物で反射されて再び受光
素子に戻ってくることがない。したがって、内部光路の
測定に誤差が生じない。

【０００８】なお、上記光学素子は、平板状の窓材や、
第１のレーザ光を受光素子に集光させるレンズにフィル
タ機能を持たせることにより構成することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１において、第１のレーザ１１は、たとえ
ば波長λ＝６７０ｎｍの赤色半導体レーザであり、一
方、第２のレーザ１２は、たとえば波長λ＝７８０ｎｍ
の赤外半導体レーザである。つまり、両レーザ光Ｌ１，
Ｌ２は、互いに異なる波長に設定されており、本実施例
では、第２のレーザ光Ｌ２の波長が第１のレーザ光Ｌ１
の波長よりも長い値に設定されている。

【００１０】本実施例では、光波距離計１の窓材４が本
発明の光学素子を構成している。窓材４には、ガラス板
（窓材本体）４１の表面に以下に説明するようなコーテ
ィングが施されている。窓材４の内表面には、つまり、
装置内部側の表面には、その中央部を除く部分（破線で
示す部分）に、第２のレーザ光Ｌ２を透過させない薄膜
４２がコーティングにより形成されている。ここで、上
記窓材４の特性について説明すると、まず、ガラス板４
１は、図２（ａ）のように、両レーザ光Ｌ１，Ｌ２を含
む長波長の光を透過させる。一方、図２（ｂ）のよう
に、薄膜４２は第１のレーザ光Ｌ１と第２のレーザ光Ｌ
２の中間の波長よりも短波長の光を透過させる。したが
って、図２（ｃ）のように、窓材４は、第１のレーザ光
Ｌ１を透過させると共に第２のレーザ光Ｌ２を透過させ
ないバンドパスフィルタを構成している。

【００１１】また、図１のガラス板４１の内表面におけ
る中央部分（斜線で示す部分）には、つまり、第１のレ
ーザ光Ｌ１が第１のレーザ１１から第１のミラー２１で
反射されて対象物Ｔに向かう表面部分には、図３に示す
ように、第１のレーザ光Ｌ１の反射を防止する減反射コ
ーティング４３が施されている。さらに、図１のガラス
板４１の外表面、つまり、ガラス板４１における装置外
部側の表面（斜線で示す部分）には、第１のレーザ光Ｌ
１の反射を防止する減反射コーティング４４が施されて
いる。

【００１２】光波距離計１は、発振器５１および変調器
５２を備えている。変調器５２は、発振器５１からの出
力を受けて、所定の周波数の送信信号ａをレーザ駆動回
路５３および位相計５５に出力する。レーザ駆動回路５
３は両レーザ１１，１２を交互に発光させるものであ
る。第１のレーザ１１から出射されたレーザ光Ｌ１は、
一点鎖線で示す測定光路を通って受光素子３に入射す
る。一方、第２のレーザ１２から出射されたレーザ光Ｌ
２は、二点鎖線で示す内部光路を通って受光素子３に入
射する。

【００１３】受光素子３は、両レーザ光Ｌ１，Ｌ２を受
けて、これを光電変換した受信信号ｂを、アンプ５４を
介して、位相計５５に出力する。位相計５５は、上記送
信信号ａおよび受信信号ｂから、両レーザ光Ｌ１，Ｌ２
の位相差を算出し、これをＣＰＵ５６に出力する。ＣＰ
Ｕ５６は、上記位相差に基づいて光波距離計１から対象
物Ｔまでの距離を算出する。

【００１４】なお、その他の構成は、図４の従来例と同
様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付し
て、その詳しい説明を省略する。

【００１５】上記構成において、第２のレーザ光Ｌ２
は、受光素子３に入射すると共に、その一部が受光素子
３の表面で反射される。この反射された第２のレーザ光
は、受光レンズ２を通って窓材４に向かうが、窓材４は
第２のレーザ光Ｌ２を透過させない薄膜４２を有してい
る。したがって、第２のレーザ光Ｌ２が対象物Ｔに照射
されることはないので、内部光路に測定誤差が生じな
い。したがって、光波距離計１から対象物までの距離を
正確に測定することができる。

【００１６】また、本実施例では、フィルタ（光学素
子）である窓材４がバンドパスフィルタを構成している
ので、第２のレーザ光Ｌ２の透過による内部光の測定誤
差を防止し得るのみならず、外乱光が光波距離計１内に
入射するのを抑制できる。したがって、測定精度が向上
する。

【００１７】また、第１のレーザ光Ｌ１は、第１のミラ
ー２１で反射されて窓材４を通って対象物Ｔに向かい、
対象物Ｔで拡散反射されて、再び窓材４を通って受光素
子３に入射する。ここで、窓材４における上記第１のレ
ーザ光Ｌ１が通過する部分の表面には、減反射コーティ
ング４３、４４が施されている。したがって、第１のレ
ーザ光Ｌ１が窓材４の表面で反射されにくいから、受光
素子３に入射する第１のレーザ光Ｌ１の光量が増加す
る。したがって、Ｓ／Ｎ比が向上するから、測定精度が
向上する。

【００１８】しかし、本発明では、減反射コーティング
４３，４４を必ずしも施す必要はない。

【００１９】また、上記実施例では、コーティングによ
り薄膜４２をガラス板４１に設けたが、第２のレーザ光
Ｌ２を透過させない材質で窓材４を構成することによ
り、窓材４にフィルタ機能を持たせてもよい。つまり、
本発明の光学素子は、バンドパスフィルタに限らず、ロ
ーパスフィルタやハイパスフィルタで構成してもよい。

【００２０】さらに、上記実施例では、窓材４にフィル
タ機能を持たせたが、本発明では受光レンズ２にコーテ
ィングを施すことなどによりフィルタ機能を持たせても
よく、あるいは、別途フィルタを設けた場合も本発明に
含まれる。

【００２１】また、本発明に用いる両レーザ光の波長
は、互いに相違していればよく、上記実施例の波長に限
定されるものではない。また、本発明の光波距離計は、
変位計としても用いることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測定光路および内部光路をそれぞれ測定する第１および
第２のレーザ光の波長を互いに異なる値に設定すると共
に、内部光路を測定する第２のレーザ光を透過させない
光学素子を測定光路に設けたので、受光素子で反射され
た第２のレーザ光が対象物で反射して再び受光素子に入
射することがない。したがって、内部光路の測定に誤差
が生じないから、距離の測定を正確に行える。

【００２３】また、窓材に減反射処理を施せば、第１の
レーザ光の透過率が向上して、第１のレーザ光の光量が
増加するので、より一層測定精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光波距離計の概略構成
図である。

【図２】窓材の特性を示す特性図である。

【図３】窓材の内面のコーティング状態を示す正面図で
ある。

【図４】従来の光波距離計を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１：光波距離計２：（受光）レンズ３：受光素子４：窓材１１：第１のレーザ１２：第２のレーザ４３：減反射コーティングＬ１：第１のレーザ光Ｌ２：第２のレーザ光Ｔ：対象物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のレーザからの第１のレーザ光を対
象物に照射して、その反射光を受光素子に入射させると
共に、第２のレーザからの第２のレーザ光を内部光路を
通って上記受光素子に入射させ、上記受光素子に入射し
た両レーザ光の位相差に基づいて上記対象物までの距離
を測定する光波距離計において、上記第１のレーザ光と第２のレーザ光とが互いに異なる
波長に設定され、上記第１のレーザ光を透過させると共に上記第２のレー
ザ光を透過させない光学素子を、上記第１のレーザから
受光素子に至る測定光路に設けたことを特徴とする光波
距離計。
【請求項２】請求項１において、上記光学素子は平板
状の窓材からなる光波距離計。
【請求項３】請求項１において、上記光学素子は対象
物で反射された第１のレーザ光を上記受光素子に集光さ
せるレンズで構成されている光波距離計。
【請求項４】請求項２において、上記窓材の装置内部
側の表面における上記第１のレーザ光が上記第１のレー
ザから対象物へ向かう部分は、上記第１のレーザ光の反
射を防止する減反射処理が施されている光波距離計。