JPH09236662A - 光波距離計 - Google Patents

光波距離計

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JPH09236662A
JPH09236662A JP8043169A JP4316996A JPH09236662A JP H09236662 A JPH09236662 A JP H09236662A JP 8043169 A JP8043169 A JP 8043169A JP 4316996 A JP4316996 A JP 4316996A JP H09236662 A JPH09236662 A JP H09236662A
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Akio Kubo
明郎 久保
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光処理が容易で、測定距離精度を落とすこと
無く、光学系を簡素化出来、安価で小型軽量の光波距離
計を提供する。 【解決手段】 送光光学系３１と、それに平行に配置し
た受光光学系３２とよりなり、送光光学系３１の強度変
調した光を平行光線２にしてターゲットに送光し、この
送光光学系３１の平行光線２より光を取り出して受光光
学系３２に送り、内部光として基準距離Ｄ0 と基準レベ
ルＬ0 とを測定する。また上記送光光学系３１の平行光
線２より光を取り出す内部光の光学系は送光光学系３１
と受光光学系３２との間において回転する反射板６と内
部光の光量を調整する絞りである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光波距離計、更に詳
細には発光素子を特定の周波数で強度変調してターゲッ
トに送光し、ターゲットから反射された受光信号の位相
とターゲットへの送光を遮断して内部光を発生させ、同
一の受光素子で受光した時の位相差を測定して、距離を
測定する光波距離計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は図９に概略説明図するよう
に、送光光学系４１と受光光学系４２とは送受光素子４
３，４４，集光レンズ４５，４６およびそれらの光を導
く光ファイバー４７，４８よりなる。送光光学系４１の
光は内部光としてリレー集光レンズ４９，反射ミラー５
０を介して受光光学系４２に送ると共に外部光として反
射プリスム５１，対物レンズ５２でターゲットすなわち
距離を測定する目的物に向かって送られ、その反射光は
同じ対物レンズ５２で集光し、連続的に濃度が変わる可
変型ＮＤフイルター５３でレベルを調整して、受光光学
系４２に送り、両者の位相差で目的物の距離を測定する
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術は上記送光光学系４１の送信回路と受光光学系４２の
受信回路とは電磁波の誘導を防止するため、離さねばな
らず、そのため光ファイバーを要するので、高価になる
と共に両送光光学系４１と受光光学系４２の光処理、特
にその内部光の角度の調整が面倒で、光ファイバー４
７，４８やリレー集光レンズ４９，反射ミラー５０の調
整誤差による光量伝達損失は免れず、測定距離の精度の
低下を招く恐れがあった。
【０００４】本発明はかかる欠点を除去するもので、光
処理が容易で、測定距離精度を落とすこと無く、光学系
を簡素化出来、安価で小型軽量の光波距離計を提供する
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は発光素子を特定
の周波数で強度変調してターゲットに送光し、ターゲッ
トから反射された受光信号の位相とターゲットへの送光
を遮断して内部光２ａを発生させ、同一の受光素子で受
光した時の位相差を測定して、距離を測定する光波距離
計において、送光光学系３１と、それに平行に配置した
受光光学系３２とよりなり、送光光学系３１の強度変調
した光を平行光線２にしてターゲットに送光し、この送
光光学系３１の平行光線２より光を取り出して受光光学
系３２に送り、内部光２ａとして基準距離Ｄ0 と基準レ
ベルＬ0 とを測定することを特徴とする光波距離計であ
る。また上記送光光学系３１の平行光線２より光を取り
出す内部光２ａの光学系は送光光学系３１と受光光学系
３２との間のおいて回転する反射板６と内部光２ａの光
量を調整する絞り１２である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下図面につき本発明の実施の形
態を詳細に説明する。図１，２は本発明の第１の実施の
形態を示す概略説明図及びブロック図を示すものであ
る。図１に示すように送光光学系３１の可視光半導体の
レーザーダイオードＬＤより出た光は送光側対物レンズ
１により平行光線２となり、外部光として図示しないタ
ーゲットすなわち距離を測定する目的物に向かって送ら
れ、その反射光３は受光光学系３２の受光側対物レンズ
４で受光素子ＡＰＤに集光し、電気信号５に変換され
る。上記レーザーダイオードＬＤの発光径を小さくすれ
ば対物レンズ１の径と焦点距離を小さく出来る。対物レ
ンズ４の径は対物レンズ１の径に比べて出来る限り大き
くする。
【０００７】上記送光光学系３１と受光光学系３２とは
平行に配置され、かつ送光光学系３１は受光光学系３２
より後方に配置して両光学系における電気回路の電波の
混入を防止する。送光光学系３１の平行光線２の光路の
一側には内部光２ａを取り出すためシャッター兼用の反
射板６を支点７により光路内に回動すべく設け、この反
射板６はバネ８により光路より外方に弾撥すると共にプ
ランジャー９により光路内に回動する。この反射板６は
拡散板でよい。１０は反射板６の回動を平行光線２の光
路に対し４５°の角度で停止するストッパーである。そ
の反射板６に対向する位置にＮＤフイルター１１，絞り
１２を設け、これらのＮＤフイルター１１，絞り１２に
より上記内部光２ａを基準光量に調整する。上記ＮＤフ
イルター１１，絞り１２に対向する位置には内部光２ａ
を導くため反射光３の光路１６内に透過率９０％のハー
フミラー１３を設け、また反射光３の光路１６内には受
光光量を調整減光させるフイルター１４をモーター１５
により回動すべく設け、受光光量を調整減光させる。こ
の受光光量を調整減光させるフイルター１４はたとえば
連続的に濃度が変わる可変型ＮＤフイルターである。
【０００８】次に図２示のブロック図につき本発明の動
作を詳細に説明する。発振回路２０の特定の周波数ｆm
でＬＤ変調回路２１はレーザーダイオードＬＤより出る
光を強度変調する。先ず基準距離Ｄ0 を測定するため、
先ずマイクロコンピュータ２５はプランジャドライバー
１９を介してプランジャー９を作動し、プランジャー９
により反射板６を平行光線２の光路内に回動すると、平
行光線２は全て反射板６で直角方向に反射し、内部光２
ａとしてＮＤフイルター１１，絞り１２を通って内部光
２ａを導くハーフミラー１３で更に直角方向に反射して
受光素子ＡＰＤに入射し、電気信号５に変換される。こ
の入射光量はＮＤフイルター１１と絞り１２で基準光量
に調整する。この基準光量は測定距離の精度を決定する
信号光量と雑音光量との比で決定する。この電気信号５
はマイクロコンピュター２５に直接送られて内部光２ａ
の基準レベルＬ0 が測定されると共に受信回路２２で、
発振回路２０より送られた周波数ｆm を整数Ｎで分周し
た周波数ｆ0sc で中間周波数ｆifに下とされ、位相差測
定回路２３で発振回路２０より送られた同じ周波数の基
準位相の周波数ｆref と比較され、カウンター２４でそ
の基準位相値と内部光２ａの位相値との位相差が測定さ
れ、マイクロコンピュター２５で基準距離Ｄ0 が測定さ
れる。
【０００９】次に距離Ｄを測定する。先ずプランジャー
９により反射板６を平行光線２の光路外に回動する。こ
れにより、平行光線２は外部光として図示しない距離を
測定する目的物に向かって送られ、その反射光３は受光
側対物レンズ４で受光素子ＡＰＤに集光する。この電気
信号５は上記の場合と同様にしてマイクロコンピュター
２５に送られ、その電気信号５のレベルＬが上記の基準
距離Ｄ0 を測定する場合の電気信号５の基準レベルＬ0
と比較され、その偏差が零になるまでマイクロコンピュ
ター２５はパルス信号２６をモータードライバー２７に
送り、モーター１５により可変型ＮＤフイルター１４を
回動し、上記の内部光２ａの場合と同じレベルで距離Ｄ
を測定する。かくしてＤ−Ｄ0 を２で割って実際の目的
物との距離が測定される。これにより信号光量と電子回
路で変化しかつ温度依存性のある信号の位相の狂いは補
償される。
【００１０】上記本発明の第１の実施の形態では送光光
学系３１の平行光線２より光を取り出して受光光学系３
２に送っているので、送光光学系３１のレーザーダイオ
ードＬＤと受光光学系３２の受光素子ＡＰＤ間との距離
は自由に設定出来、雑音電波の混入が少ない配置を得る
ことが出来ると共に従来のような高価な光ファイバー４
７，４８、リレー集光レンズ４９，反射ミラー５０等が
不要となる。
【００１１】図３，４，５，６，７は本発明の更に具体
的な第２の実施の形態を示すもので第１の実施の形態と
同じ部分は同じ符号を用いて説明する。器体３０の一側
には前記送光側対物レンズ１よりなる送光光学系３１
を、他側には前記受光側対物レンズ４よりなる受光光学
系３２を縦方向で互いに平行に設ける。図５，６示のよ
うに前記器体３０の中央部両側に突設した支柱３３の上
部にはモーター１５の軸３４を横方向に設け、この軸３
４の中央部に設けたウオーム歯３５は縦方向に軸架した
ウオームホイール３６に噛合し、このウオームホイール
３６の軸３７は上記送光光学系３１と受光光学系３２と
の間の位置で、縦方向に設けられる。この軸３７には前
記反射板６を４５°の傾斜角度で支持するアーム３８及
び前記フイルター１４を一体に固定して設ける。図７示
のようにこの反射板６の周方向位置は可変型ＮＤフイル
ター１４の濃い位置より先にあるようにする。この装置
においては支点７，バネ８，プランジャー９は不要であ
る。
【００１２】次に図８示のフローに付き本発明の動作を
詳細に説明する。始めは反射板６は平行光線２の光路内
にあり、ステップＰ1 で送光光学系３１の内部光２ａの
みで電気信号５のレベルＬ0 を内部測定する。次にステ
ップＰ2 で送光光学系３１の内部光２ａのみで基準距離
Ｄ0 を内部測定する。次にステップＰ3 で基準レベルＬ
0 と基準距離Ｄ0 を記憶する。次にステップＰ4 でモー
ター１５を回動する。これによって反射板６は平行光線
２の光路内より脱出し、自動的に外部光と受光光学系３
２による外部測定に切り替わり、ステップＰ5 でフイル
ター１４により外部光の光量レベルＬが調整される。次
にステップＰ6 で基準レベルＬ0 とレベルＬとが比較さ
れ、ステップＰ7 で両者は一致し、モーター１５を停止
し、ステップＰ8 で外部距離Ｄを測定する。次にステッ
プＰ9 でＤ−Ｄ0 を２で割って実際の目的物との距離が
測定される。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば光ファイバ
ーを要しないので、安価であると共に送光光学系３１は
平行光の光路より光を取り出しているので、光処理が容
易となり、測定距離精度を落とすこと無く、光学系を簡
素化出来、安価で小型，軽量の光波距離計を提供できる
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略説明図及
びブロック図を示すものである。
【図２】その第１の実施の形態のブロック図を示すもの
である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の概略を示す一部断
面を示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った半断面縦面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ線に沿った拡大縦断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図８】本発明の動作のフロー図である。
【図９】従来の装置の概略説明図である。
【符号の説明】
３１ 送光光学系 ３２ 受光光学系 ２ 平行光線 ２ａ 内部光 Ｄ0 基準距離 Ｌ0 基準レベル ６ 反射板 １２ 光量を調整する絞り
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月１５日
【手続補正１】
【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】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子を特定の周波数で強度変調して
    ターゲットに送光し、ターゲットから反射された受光信
    号の位相とターゲットへの送光を遮断して内部光を発生
    させ、同一の受光素子で受光した時の位相差を測定し
    て、距離を測定する光波距離計において、送光光学系
    と、それに平行に配置した受光光学系とよりなり、送光
    光学系の強度変調した光を平行光線にしてターゲットに
    送光し、この送光光学系の平行光線より光を取り出して
    受光光学系に送り、内部光として基準距離と基準レベル
    とを測定することを特徴とする光波距離計。
  2. 【請求項２】 上記送光光学系の平行光線より光を取り
    出す内部光の光学系は、送光光学系と受光光学系との間
    において回転する反射板と内部光の光量を調整する絞り
    である請求項１記載の光波距離計。
JP8043169A 1996-02-29 1996-02-29 光波距離計 Pending JPH09236662A (ja)

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