JPH09304532A - レーザ測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、目標物までの距離を正確に測定す
る。 【構成】パルスレーザ光Ｐａをチョッピング装置５４に
よりチョッピングして目標物４に照射し、その反射パル
スレーザ光Ｐｃのうち最短時間及び最長時間で戻ってき
た各反射パルスＰｅ、Ｐｆの平均化した時間差から目標
物４までの距離を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パルスレーザ光を出力
してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光するま
での時間差を計測して目標物までの距離を測定するレー
ザ測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２３はレーザ測距装置の構成図であ
る。

【０００３】レーザ光源及び受光センサ制御装置１に
は、レーザ光源としてのＹＡＧレーザ光源２及び受光セ
ンサ３が接続されている。

【０００４】ＹＡＧレーザ光源２からジャンアントパル
スＹＡＧレーザ光（以下、パルスレーザ光と省略する）
ａが出力されると、このパルスレーザ光ａは、目標物４
に到達し、反射パルスレーザ光ｂとして受光センサ３に
入射する。

【０００５】このパルスレーザ光ａは、図２４に示すよ
うにパルス幅Ｔを有するものとなっている。

【０００６】一方、レーザ光源及び受光センサ制御装置
１は、図２５に示すようにパルスレーザ光ａの出力時
に、パルスレーザ光ａの強度が所定の閾値に達したとき
から距離カウンタ５のカウント動作を開始する。

【０００７】この後、この制御装置１は、受光センサ３
により反射パルスレーザ光ｂを受光すると、この反射パ
ルスレーザ光ｂの強度が閾値に達したときに距離カウン
タ５のカウント動作を終了する。

【０００８】従って、この制御装置１は、距離ウンタ５
のカウント値、つまりパルスレーザ光ａの出力から反射
パルスレーザ光ｂを受光するまでの時間差を計測し、こ
の時間差から目標物４までの距離を求める。

【０００９】ところで、レーザ測距装置から目標物４ま
での距離が長くなると、反射パルスレーザ光ｂの強度
は、図２６に示すように目標物４までの距離の２乗に反
比例して低下する。

【００１０】すなわち、反射パルスレーザ光強度Ｐは、 Ｐ＝Ｐo ・α／Ｒ² …(1) に従って低下する。なお、Ｐo はパルスレーザ光ａの強
度、αは減衰係数、Ｒはレーザ測距装置から目標物４ま
での距離である。

【００１１】このように目標物４までの距離が長くなる
と反射パルスレーザ光の強度Ｐが低下するが、レーザ測
距装置では、その距離Ｒの長短に拘らず所定の閾値以上
となったタイミングで反射パルスレーザ光ｂの受光とし
て判定している。

【００１２】このため、反射パルスレーザ光ｂの受光タ
イミングは、図２７に示すように反射パルスレーザ光の
強度Ｐが低下するに従って反射パルスレーザ光ｂのピー
ク値側にずれ、最大で反射パルスレーザ光のパルス半値
幅分に対応する誤差が発生する。

【００１３】従って、測定する距離Ｒは、このパルス半
値幅に相当する距離ΔＲ、 ΔＲ＝（１／２）・Ｃ・Ｔ …(2) だけの誤差距離が生じる。なお、Ｃは光速、Ｔはパルス
幅である。

【００１４】図２８は別のレーザ測距装置の構成図であ
る。

【００１５】トランスミッタ１０からパルスレーザ光ｉ
が出力されると、このパルスレーザ光ｉはビームスプリ
ッタ１１により２方向に分岐され、一方が測定用レーザ
光ｉ１として目標物に向けて伝播し、他方が計測開始信
号用レーザ光ｉ２として光検出器１２に入射する。

【００１６】この光検出器１２は、計測開始信号用レー
ザ光ｉ２を受光して電気信号に変換することにより、こ
の電気信号は、波形整形器１３を通して計測開始信号ｓ
ａとして信号処理部１４に送られる。

【００１７】一方、目標物からの反射パルスレーザ光ｉ
３は、レシーバ１５の望遠鏡１６を通して光検出器１７
に入射する。この光検出器１７は、反射パルスレーザ光
ｉ３を受光して電気信号に変換することにより、この電
気信号は、波形整形器１８を通して計測終了信号ｓｂと
して信号処理部１４に送られる。

【００１８】なお、計測開始信号ｓａ、計測終了信号ｓ
ｂは、それぞれ計測開始信号用レーザ光ｉ２、反射パル
スレーザ光ｉ３の強度が閾値以上となったときに出力し
ている。

【００１９】この信号処理部１４は、図２９に示すよう
に計測開始信号ｓａを受けて時間計測を開始し、計測終
了信号ｓｂを受けて時間計測を終了し、このときの計測
時間ｔo から目標物までの距離を求める。

【００２０】ところが、レーザ測距装置と目標物との間
には、大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害物
（以下、浮遊物とも称する）が存在する場合がある。

【００２１】このように障害物が存在すると、これら障
害物からの反射パルスレーザ光も望遠鏡１６を通して光
検出器１７に入射し、これが誤った計測終了信号ｓｇと
して本来の計測終了信号ｓｂの前に発生ししまう。

【００２２】このため、この誤った計測終了信号ｓｇに
より計測時間ｔ１が計測され、この誤計測時間ｔ１から
誤った目標物までの距離が求められてしまう。

【００２３】又、上記レーザ測距装置では、計測開始信
号ｓａ及び計測終了信号ｓｂを得るために別々の各光検
出器１２、１７を備えている。

【００２４】このため、レーザ測距装置の部品点数が多
くなり、かつそれぞれ独立して調整しなければならな
い。

【００２５】さらに、２つの光検出器１２、１７は、温
度特性等が全く同一となることがないため、使用温度
（周囲温度）が変化した場合、計測開始信号ｓａと計測
終了信号ｓｂとの間のタイミングが各光検出器１２、１
７の温度特性の変化に伴ってずれてしまい、これら信号
ｓａ、ｓｂの時間間隔の測定に誤差が生じる。

【００２６】この結果として、広い温度特性に亘って測
距精度を一定に保つことができない。

【００２７】又、図３０に示すように各浮遊物Ａ、Ｂが
存在する他の例について説明する。

【００２８】レーザ測距装置のレーザ送信部２０から出
力されたパルスレーザ光は、各浮遊物Ａ、Ｂを通過して
目標物４に到達し、この目標物４で反射して反射パルス
レーザ光として再び浮遊物Ａを通過してレーザ受信部２
１に受信される。

【００２９】このように各浮遊物Ａ、Ｂが存在する場
合、上記同様に各浮遊物Ａ、Ｂからの反射パルスレーザ
光がレーザ受信部２１に受信され、これらレーザ光によ
る誤った計測終了信号が発生する。

【００３０】これら誤った計測終了信号の発生を防止す
るためには、図３１に示すようにレーザ受信部２１で得
られる受信信号を距離Ｒの二乗により補正を加え、この
補正後の信号に対してスレショルドレベルと比較して計
測終了信号を得る手法が取られている。

【００３１】しかしながら、各浮遊物Ａ、Ｂのサイズや
濃度によっては、反射パルスレーザ光の強度が高くな
り、目標物４からの本来の反射パルスレーザ光と区別が
できなくなることがある。

【００３２】このため、例えば浮遊物Ａからの反射パル
スレーザ光により誤った計測終了信号が発生し、誤った
目標物までの距離が求められてしまう。

【００３３】一方、目標物が移動する場合、この目標物
にパルスレーザ光を追従させて照射させている。

【００３４】このようなパルスレーザ光の追従機構は、
例えば図３２に示すようにミラー２２を矢印（イ）方向
に回動させることにより、入射パルスレーザ光を偏向角
度θの範囲で出射させてパルスレーザ光を目標物に追従
させている。

【００３５】又、図３３に示す追従機構は、ポリゴンミ
ラー２３を回転させることにより、入射パルスレーザ光
を偏向角度θの範囲で出射させてパルスレーザ光を目標
物に追従させている。

【００３６】図３４に示す追従機構は、光学ウエッジ板
２４を回転させることにより、入射パルスレーザ光を偏
向角度θの範囲で出射させてパルスレーザ光を目標物に
追従させている。

【００３７】このようにパルスレーザ光の追従機構は、
いずれも機械的な運動を伴う機構が組み込まれたものと
なっている。

【００３８】レーザ測距装置としては、小型・軽量であ
ること、保守管理が容易である事は当然の事として、任
意の野外環境で使用されることから耐振動性、耐衝動
性、耐温度性が要求される。

【００３９】これまでのレーザ測距装置は、これらの要
求に対して熱膨脹率が小さく、熱伝導性の小さい材料で
形成された部品を使用することで、できるだけ熱変形及
び機械的振動を抑止して対応している。

【００４０】しかしながら、パルスレーザ光を移動する
目標物に対して追従させるために機械的な運動を伴う機
構であるため、微妙な熱変形、機械的振動及び運動時に
発生する応力の影響により少なからず追従誤差が発生し
てしまう。

【００４１】さらに、レーザ測距装置は、パルスレーザ
光を出力するレーザ発振器と受光部とが独立して備えら
れている。図３５はかかるレーザ測距装置の構成図であ
る。

【００４２】レーザ発振器３０から出力されたパルスレ
ーザ光は、導光用ミラー３１により導かれて受光部３２
の前方に配置されたミラー３３に至り、このミラー３３
で反射して目標物に向かって伝播する。

【００４３】又、目標物で反射した反射パルスレーザ光
は、受光部３２の各レンズ系を通って受光素子３４に入
射する。

【００４４】このようにレーザ発振器３０と受光部３２
とが独立して備えられているので、レーザ測距装置を作
製する工程には、パルスレーザ光の光軸を受光軸に合わ
せる工程が必要となる。

【００４５】この光軸合わせの工程は、導光用ミラー３
１とミラー３３との間に２枚の光軸調整用ウェッジ板３
５を配置し、これら光軸調整用ウェッジ板３５を回転動
作させて調整を行っている。

【００４６】このため、調整用ウェッジ板３５を配置し
て回転させたりすることから、大掛かりな調整装置が必
要となる。

【００４７】そのうえ、レーザ発振器３０や発振器の素
子及び導光用ミラー３１等が周囲温度や振動でずれた場
合、パルスレーザ光の光軸も受光軸に対してずれてしま
い、このような場合は、再度光軸調整を行わなければな
らない。

【００４８】一方、レーザ測距装置に用いられるレーザ
送信部は、レーザ発振器とパルスレーザ光をコリメート
するコリメータとが独立して備えられている。

【００４９】図３６はかかるレーザ送信部の構成図であ
る。レーザ発振器は、レーザロッド４０の両端側にそれ
ぞれ全反射ミラー４１、出力ミラー４２を配置し、この
うちレーザロッド４０と全反射ミラー４１との間にポッ
ケルスセル４３、ポラライザ４４を配置している。又、
コリメータは、各レンズ４５、４６により構成されてい
る。

【００５０】このような構成であれば、レーザ発振器か
ら出力されたパルスレーザ光は、コリメータによりコリ
メートされて目標物に向かって伝播する。

【００５１】このようにレーザ発振器とコリメータとが
独立して備えられてるレーザ測距装置の作製では、これ
らレーザ発振器とコリメータとの間の光軸を各導光ミラ
ー４７、４８及び光軸調整用部品を用いて光軸合わせす
る工程が必要となる。

【００５２】このような光軸調整は、レーザ発振器とコ
リメータとの間に２枚の全反射のコリメータ導光ミラー
４７、４８を配置し、これら導光ミラー４７、４８の角
度を調整することにより行っている。

【００５３】しかしながら、このような光軸調整では、
２枚の導光ミラー４７、４８の角度を調整することか
ら、大掛かりな調整装置が必要となる。

【００５４】そのうえ、レーザ発振器や導光用ミラー３
１等が周囲温度や振動でずれた場合、パルスレーザ光軸
とコリメータの光軸とがずれてしまい、再度光軸調整を
行わなければならない。

【００５５】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにレーザ測
距装置と目標物との距離が長くなると正確に目標物まで
の距離を測定することが困難となったり、又、障害物に
影響されたり、目標物が移動したり、さらに温度特性が
変化したりすることの各種要因によって正確に距離を測
定することが困難である。

【００５６】そこで本発明は、目標物までの距離を正確
に測定できるレーザ測距装置を提供することを目的とす
る。

【００５７】又、本発明は、パルスレーザ光のパルス幅
や目標物までの距離に関係なく正確に距離を測定できる
レーザ測距装置を提供することを目的とする。

【００５８】又、本発明は、障害物が存在してもこれに
影響されずに正確に距離を測定できるレーザ測距装置を
提供することを目的とする。

【００５９】又、本発明は、移動する目標物に対して追
従誤差を発生せずに正確に距離を測定できるレーザ測距
装置を提供することを目的とする。

【００６０】又、本発明は、広い温度特性に亘って測距
精度を一定に保持して正確に距離を測定できるレーザ測
距装置を提供することを目的とする。

【００６１】又、本発明は、パルスレーザ光軸と受光軸
との間にずれを発生せずに正確に距離を測定できるレー
ザ測距装置を提供することを目的とする。

【００６２】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、パル
スレーザ光を出力してから目標物からの反射パルスレー
ザ光を受光するまでの時間差を計測して目標物までの距
離を測定するレーザ測距装置において、パルスレーザ光
をチョッピングするチョッピング手段と、このチョッピ
ング手段によりチョッピングされて目標物から反射され
た複数の反射パルスのうち最短時間及び最長時間で戻っ
てきた各反射パルスの各時間を平均化して反射パルスレ
ーザ光を受光するまでの時間差とする計測手段と、を備
えて上記目的を達成しようとするレーザ測距装置であ
る。

【００６３】請求項２によれば、チョッピング手段は、
パルスレーザ光のチョッピング周波数を可変とし、チョ
ッピングされるパルス数を規定する。

【００６４】請求項３によれば、パルスレーザ光を出力
してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光するま
での時間差を計測して目標物までの距離を測定するレー
ザ測距装置において、パルスレーザ光の強度を複数の減
衰率によりそれぞれ減衰する減衰手段と、この減衰手段
により減衰された各パルスレーザ光による目標物からの
各反射パルスレーザ光の強度から反射パルスレーザ光を
受光するまでの時間差とする計測手段と、を備えて上記
目的を達成しようとするレーザ測距装置である。

【００６５】請求項４によれば、計測手段は、目標物か
らの各反射パルスレーザ光の強度と所定のしきい値とを
比較してパルスレーザ光の最大パルス半値幅に基づく誤
差時間差を補正する。

【００６６】請求項５によれば、パルスレーザ光を出力
してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光するま
での時間差を計測して目標物までの距離を測定するレー
ザ測距装置において、少なくとも２波長のパルスレーサ
光を出力するレーザ発振手段と、反射パルスレーザ光の
うち２波長に対応する各反射パルスレーザ光の各強度を
比較して目標物からの反射パルスレーザ光を判別する判
別手段と、を備えて上記目的を達成しようとするレーザ
測距装置である。

【００６７】請求項６によれば、レーザ発振手段は、目
標物及び障害物に対して大きい反射率の第１の波長、及
び目標物に対して大きく障害物に対して小さい反射率の
第２の波長の各パルスレーザ光を出力する。

【００６８】請求項７によれば、パルスレーザ光を出力
してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光するま
での時間差を計測して目標物までの距離を測定するレー
ザ測距装置において、パルスレーザ光を目標物の近傍に
照射する照射手段と、目標物からの反射パルスレーザ光
から目標物近傍からの反射パルスレーザ光を差し引いて
目標物からの反射パルスレーザ光のみを選別するパルス
光選別手段と、を備えて上記目的を達成しようとするレ
ーザ測距装置である。

【００６９】請求項８によれば、照射手段は、パルスレ
ーザ光を目標物に対して周回状に照射する。

【００７０】請求項９によれば、照射手段は、少なくと
も２つのミラーの配置角度を変更してパルスレーザ光の
照射角度を可変する。

【００７１】請求項１０によれば、パルスレーザ光を出
力してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光する
までの時間差を計測して目標物までの距離を測定するレ
ーザ測長装置において、パルスレーザ光を目標物の移動
に追従させる追従手段と、を備えて上記目的を達成しよ
うとするレーザ測距装置である。

【００７２】請求項１１によれば、追従手段は、電圧印
加により屈折率が変化するとともにそれぞれパルスレー
ザ光の進行方向が異なる少なくと２つの電気光学素子
と、これら電気光学素子に対する印加電圧を制御する機
能を有する高圧電源とから成る。

【００７３】請求項１２によれば、パルスレーザ光を出
力してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光する
までの時間差を計測して目標物までの距離を測定するレ
ーザ測距装置において、パルスレーザ光を測定用パルス
レーザ光と測定開始用パルスレーザ光とに分岐するビー
ムスプリッタと、目標物からの反射パルスレーザ光をビ
ームスプリッタに集光する集光ミラーと、ビームスプリ
ッタにより分岐された測定用パルスレーザ光を受光して
スタートパルスを出力し、ビームスプリッタで反射する
反射パルスレーザ光を受光してストップパルスを出力す
る受光素子と、この受光素子から出力されるスタートパ
ルス及びストップパルスから前記反射パルスレーザ光を
受光するまでの時間差を計測する計測手段と、を備えて
上記目的を達成しようとするレーザ測距装置である。

【００７４】請求項１３によれば、パルスレーザ光を出
力してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光する
までの時間差を計測して目標物までの距離を測定するレ
ーザ測距装置において、パルスレーザ光を測定用パルス
レーザ光と測定開始用パルスレーザ光とに分岐するビー
ムスプリッタと、目標物からの反射パルスレーザ光をビ
ームスプリッタに集光する集光ミラーと、測定開始用パ
ルスレーザ光をビームスプリッタに戻す反射ミラーと、
集光ミラー中央部に配置され、ビームスプリッタで反射
する測定用パルスレーザ光を受光してスタートパルスを
出力し、ビームスプリッタで反射する反射パルスレーザ
光を受光してストップパルスを出力する受光素子と、こ
の受光素子から出力されるスタートパルス及びストップ
パルスから反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差
を計測する計測手段と、を備えて上記目的を達成しよう
とするレーザ測距装置である。

【００７５】請求項１４によれば、パルスレーザ光を出
力してから目標物からの反射パルスレーザ光を受光する
までの時間差を計測して目標物までの距離を測定するレ
ーザ測距装置において、互いに垂直な各面のうち一方の
面に対して平行面を傾斜面に形成した直角プリズムと、
この直角プリズムの一方の面に折返しミラー及び出力ミ
ラーを形成し、これら折返しミラーと出力ミラーとの間
でレーザ共振を発生し、パルスレーザ光を前記出力ミラ
ーから傾斜面に形成した平行面を通して出力するレーザ
発振手段と、直角プリズムの傾斜面で反射する反射パル
スレーザ光を受光する受光部と、を備えて上記目的を達
成しようとするレーザ測距装置である。

【００７６】請求項１５によれば、パルスレーザ光の出
力手段は、このパルスレーザ光を発振するレーザ発振器
を構成する出力ミラー、及びパルスレーザ光をコリメー
トするコリメータ部を構成する光学レンズを一体化して
設けた平板状の出力ミラーレンズ一体化光学素子と、出
力ミラーを通して出力されたパルスレーザ光を折り曲げ
て光学レンズに導くコーナキューブと、を有する。

【００７７】

【作用】 請求項１によれば、パルスレーザ光をチョッ
ヒングして目標物に照射し、この目標物からの反射パル
スレーザ光を受光するときに、目標物から反射された複
数の反射パルスのうち最短時間及び最長時間で戻ってき
た各反射パルスの各時間を平均化して反射パルスレーザ
光を受光するまでの時間差とし、この時間差から目標物
までの距離を測定する。

【００７８】請求項２によれば、パルスレーザ光をチョ
ッピングする場合、そのチョッピング周波数を可変と
し、チョッピングされるパルス数を規定する。

【００７９】請求項３によれば、パルスレーザ光を複数
の減衰率によりそれぞれ減衰して目標物に照射し、この
目標物からの減衰された各パルスレーザ光による目標物
からの各反射パルスレーザ光の強度から反射パルスレー
ザ光を受光するまでの時間差とし、この時間差から目標
物までの距離を測定する。

【００８０】請求項４によれば、目標物からの各反射パ
ルスレーザ光の強度と所定のしきい値とを比較してパル
スレーザ光の最大パルス半値幅に基づく誤差時間差を補
正する。

【００８１】請求項５によれば、少なくとも２波長のパ
ルスレーザ光を目標物に照射し、この目標物からの各波
長の反射パルスレーザ光の各強度を比較して目標物から
の反射パルスレーザ光を判別し、その反射パルスレーザ
光を受光するまでの時間差から目標物までの距離を測定
する。

【００８２】請求項６によれば、少なくとも２波長のパ
ルスレーザ光は、目標物及び障害物に対して大きい反射
率の第１の波長、及び目標物に対して大きく障害物に対
して小さい反射率の第２の波長としている。

【００８３】請求項７によれば、パルスレーザ光を目標
物及びこの目標物の近傍に照射し、目標物からの反射パ
ルスレーザ光から目標物近傍からの反射パルスレーザ光
を差し引いて目標物からの反射パルスレーザ光のみを選
別し、この目標物からの反射パルスレーザ光を受光する
までの時間差から目標物までの距離を測定する。

【００８４】請求項８によれば、パルスレーザ光を目標
物に対して周回状に照射する。

【００８５】請求項９によれば、少なくとも２つのミラ
ーの配置角度を変更してパルスレーザ光の照射角度を可
変し、パルスレーザ光を目標物の近傍、つまり目標物の
周回状に照射する。

【００８６】請求項１０によれば、移動する目標物に対
してパルスレーザ光を追従させて照射し、この目標物か
らの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計測
して目標物までの距離を測定する。

【００８７】請求項１１によれば、移動する目標物に対
するパルスレーザ光の追従は、電圧印加により屈折率が
変化するとともにそれぞれパルスレーザ光の進行方向が
異なる少なくと２つの電気光学素子を用い、これら電気
光学素子に対する印加電圧を制御するすることにより行
われる。

【００８８】請求項１２によれば、パルスレーザ光を測
定用パルスレーザ光と測定開始用パルスレーザ光とに分
岐し、このうち測定用パルスレーザ光を目標物に照射す
るとともに測定開始用パルスレーザ光を受光素子に送
る。

【００８９】この後、目標物からの反射パルスレーザ光
を集光ミラーを通してビームスプリッタに集光して受光
素子に送る。

【００９０】この受光素子は、測定用パルスレーザ光を
受光してスタートパルスを出力し、反射パルスレーザ光
を受光してストップパルスを出力し、これらスタートパ
ルス、ストップパルス間の時間差から目標物までの距離
を測定する。

【００９１】請求項１３によれば、パルスレーザ光を測
定用パルスレーザ光と測定開始用パルスレーザ光とに分
岐し、このうち測定用パルスレーザ光を目標物に照射す
るとともに測定開始用パルスレーザ光を反射ミラー、ビ
ームスプリッタを介して受光素子に送る。

【００９２】又、目標物からの反射パルスレーザ光を集
光ミラーを通してビームスプリッタに集光して後に受光
素子に送る。

【００９３】この受光素子は、測定用パルスレーザ光を
受光してスタートパルスを出力し、反射パルスレーザ光
を受光してストップパルスを出力し、これらスタートパ
ルス、ストップパルス間の時間差から目標物までの距離
を測定する。

【００９４】請求項１４によれば、互いに垂直な各面の
うち一方の面に対して平行面を傾斜面に形成した直角プ
リズムを用い、かつこの直角プリズムの一方の面に形成
された折返しミラー及び出力ミラーの間でレーザ共振を
発生し、そのパルスレーザ光を出力ミラーから傾斜面に
形成した平行面を通して出力する。そして、直角プリズ
ムの傾斜面で反射する反射パルスレーザ光を受光部で受
光し、目標物からの反射パルスレーザ光を受光するまで
の時間差から目標物までの距離を測定する。

【００９５】請求項１５によれば、レーザ発振器の出力
ミラー及びコリメータ部の光学レンズを平板状の出力ミ
ラーレンズ一体化光学素子に一体化して設け、出力ミラ
ーを通して出力されたパルスレーザ光をコーナキューブ
により折り曲げてコリメータ部の光学レンズに導くよう
にする。これにより、レーザ発振器とコリメータとの光
軸にずれは生じない。

【００９６】

【実施例】

(1) 以下、本発明の第１の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００９７】図１はレーザ測距装置の構成図である。レ
ーザ光源及び受光センサ制御装置（以下、制御装置と省
略する）５０には、ＹＡＧレーザ光源５１及び受光セン
サ５２が接続され、さらに距離カウンタ５３が接続され
ている。

【００９８】又、ＹＡＧレーザ光源５１から出力される
ＹＡＧレーザ光（以下、パルスレーザ光と称する）Ｐａ
の光路上には、チョッピング装置５４が配置されてい
る。

【００９９】このチョッピング装置５４は、印加電圧の
制御によりパルスレーザ光Ｐａを透過又は遮断する電気
光学素子から構成されるもので、パルスレーザ光Ｐａを
所定のチョッピング周波数によりチョッピングし、複数
の幅の短いパルスＰｂに分割する機能を有している。

【０１００】又、このチョッピング装置５４は、チョッ
ピング周波数を所望の周波数に可変でき、チョッピング
されるパルス数を規定可能に設定されている。

【０１０１】制御装置５０は、受光センサ５２により受
光される目標物４からの各反射パルスＰｃのうち、所定
の閾値を越える強度のパルスのみを選択して距離カウン
タ５３に送り、これら反射パルスのうち最短時間及び最
長時間で戻ってきた各反射パルスＰｅ、Ｐｆの各時間を
平均化し、この平均値をパルスレーザ光Ｐａを出力して
から反射パルスを受光するまでの時間差とし、この時間
差から目標物４までの距離を求める機能を有している。

【０１０２】次に上記の如く構成されたレーザ測距装置
の作用について説明する。

【０１０３】ＹＡＧレーザ光源５１からパルスレーザ光
Ｐａが出力されると、このパルスレーザ光Ｐａは、チョ
ッピング装置５４によりチョッピングされ、所定のパル
ス数のパルスＰｂとして目標物４に向かって照射され
る。

【０１０４】この後、パルスＰｂが目標物４に照射され
ると、その反射パルスＰｃは、受光センサ５２に入射す
る。

【０１０５】一方、制御装置５０は、パルスレーザ光Ｐ
ａの出力時に、パルスレーザ光Ｐａの強度が所定の閾値
に達したときから距離カウンタ５３のカウント動作を開
始する。

【０１０６】この後、この制御装置５０は、受光センサ
３により反射パルスＰｃを受光すると、これら反射パル
スＰｃのうち所定の閾値を越える強度の反射パルスのみ
を選択する。

【０１０７】次に制御装置５０は、閾値を越える強度の
各反射パルスうち最短時間で戻ってきた各反射パルスＰ
ｅ、及び最長時間で戻ってきた各反射パルスＰｆを判別
し、これら反射パルスＰｅ、Ｐｆの各受光時に距離カウ
ンタ５３の各カウント値、つまりパルスレーザ光Ｐａの
出力から各反射パルスＰｅ、Ｐｆを受光するまでの各時
間差を読み取る。

【０１０８】次に制御装置５０は、これら反射パルスＰ
ｅ、Ｐｆを受光するまでの各時間差を平均化し、この平
均化した時間差を本来の反射パルスレーザ光が戻ってく
るまでの時間差とし、この時間差から目標物４までの距
離を求める。

【０１０９】このように上記第１の実施例によれば、パ
ルスレーザ光Ｐａをチョッピングして目標物４に照射
し、その反射パルスＰｃのうち最短時間及び最長時間で
戻ってきた各反射パルスＰｅ、Ｐｆの平均化した時間差
から目標物４までの距離を求めるので、目標物４までの
距離、及びパルスレーザ光Ｐａのパルス幅に起因する誤
差、つまり図２に示すように目標物４が近くに存在する
場合に高強度で戻ってきた反射パルスレーザＰｓと、目
標物４が遠くに存在する場合に低強度で戻ってきた反射
パルスレーザＰｒとでは、パルスレーザ光Ｐａのパルス
半値幅Ｔ／２に対応する誤差距離ΔＲ（上記式(2) ）が
生じるが、この誤差距離ΔＲを無くして正確に目標物４
までの距離を求めることができる。

【０１１０】従って、パルスレーザ光Ｐａのパルス幅の
長短、目標物４までの距離の長さに拘らず、誤差距離Δ
Ｒの発生を防止して正確に目標物４までの距離を求める
ことができる。

【０１１１】(2) 次に本発明の第２の実施例について説
明する。

【０１１２】この第２の実施例は、パルスレーザ光をチ
ョッピングする具体例である。なお、図１と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。

【０１１３】図３はレーザ測長装置のレーザ送信側の構
成図である。

【０１１４】ＹＡＧレーザ光源５１から出力されるパル
スレーザ光Ｐａの光路上には、偏光子５５、チョッピン
グ装置５４が配置されている。

【０１１５】一方、高圧スイッチ制御回路６０は、集積
回路（ＩＣ；例えばＳＮ７４ＡＳＤＯ）６０〜６３及び
コンデンサ６４、可変抵抗６５、抵抗６６から構成さ
れ、入力パルス時間を調整することにより任意の周期の
スイッチング制御信号を高電圧パルス発生回路６８に送
出する機能を有している。

【０１１６】この高電圧パルス発生回路６８は、高圧電
源スイッチ６９に電源７０及び高圧電源７１を接続した
構成で、高圧スイッチ制御回路６０からのスイッチング
制御信号を受けて高圧電源スイッチ６９がオン・オフ
し、このオン・オフに応じて高電圧を抵抗７２を通して
チョッピング装置５４に印加する機能を有している。

【０１１７】かかる構成であれば、高圧スイッチ制御回
路６０において入力パルス時間が調整されると、この高
圧スイッチ制御回路６０は、任意の周期のスイッチング
制御信号を高電圧パルス発生回路６８に送出する。

【０１１８】この高電圧パルス発生回路６８は、スイッ
チング制御信号を受けて高圧電源スイッチ６９がオン・
オフし、このオン・オフに応じて高電圧を抵抗７２を通
してチョッピング装置５４に印加する。

【０１１９】これにより、チョッピング装置５４の電気
光学素子には、高電圧が任意のチョッピング周波数で印
加され、このチョッピング周波数でパルスレーザ光Ｐａ
をチョッピングする。

【０１２０】従って、ＹＡＧレーザ光源５１から出力さ
れたパルスレーザ光Ｐａは、チョッピング装置５４によ
りチョッピングされ、所定のパルス数のパルスＰｂとし
て目標物４に向かって照射される。

【０１２１】このように上記第２の実施例によれば、高
圧スイッチ制御回路６０の入力パルス時間を調整するこ
とによりチョッピングするパルス数を規定することがで
き、パルスレーザ光Ｐａの強度や目標物４までの距離に
応じてチョッピング周波数を変更できる。

【０１２２】(3) 次に本発明の第３の実施例について説
明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

【０１２３】図４はレーザ測距装置の構成図である。

【０１２４】ＹＡＧレーザ光源５１から出力されるパル
スレーザ光の光路上には、減衰装置８０が配置されてい
る。

【０１２５】この減衰装置８０は、パルスレーザ光の強
度Ｐo を連続的に減衰させる、例えば図５に示すように
各減衰率β１、β２、β３、…によりパルスレーザ光の
強度Ｐo を順次減衰させる機能を有している。

【０１２６】この減衰装置８０は、例えば連続可変減衰
ＮＤフィルタ８０ａ、偏光子８０ｂ、又は電気光学素子
８０ｃから構成されている。

【０１２７】一方、制御装置８１は、減衰装置８０の減
衰率β１、β２、β３、…を、受光センサ５２により受
光される各反射パルスレーザ光Ｐｄの強度が所定の閾値
以下になるまで各パルス毎に順次小さく変更する機能を
有している。

【０１２８】すなわち、減衰率は、β１＜β２＜β３＜
…の関係にある。

【０１２９】又、制御装置８１は、パルスレーザ光を各
減衰率β１、β２、β３…で順次減衰したとき、図７に
示すように目標物４からの順次戻ってくる各反射パルス
レーザ光のうち所定の閾値（スレショルドレベル）を越
える強度の反射パルスレーザ光を選択し、このうち最初
に閾値を越えたときの距離カウンタ５３のカウント値か
ら最後に閾値を越えたときの同カウント値との差から、
パルスレーザ光のパルス半値幅に対応する上記式(2) の
誤差距離ΔＲを求める機能を有している。

【０１３０】又、制御装置８１は、パルスレーザ光を出
力してから目標物４からの反射パルスレーザ光を受光す
るまでの時間差を距離カウンタ５３をカウント動作して
測定し、この時間差から目標物４までの距離を求める場
合、目標物４が遠方に存在し、反射レーザ光の強度が閾
値とほぼ同一レベルであることを判断し、誤差距離ΔＲ
分を補正して目標物４までの距離を求める機能を有して
いる。

【０１３１】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１３２】ＹＡＧレーザ光源５１からパルスレーザ光
Ｐａが出力されると、このパルスレーザ光Ｐａは、減衰
装置８０によりその強度が減衰されて目標物４に向かっ
て照射される。

【０１３３】この場合、ＹＡＧレーザ光源５１は、所定
周期毎に各パルスレーザ光Ｐａを出力し、これに応じて
減衰装置８０は、制御装置８１の制御により各パルスレ
ーザ光Ｐａ毎にそれぞれ減衰率β１、β２、β３、…を
順次大きく変更する。

【０１３４】これにより、目標物４に照射されるパルス
レーザ光の強度は、例えば図５に示すように第１パルス
がパルスレーザ光強度Ｐo ・β１となり、第２パルスが
パルスレーザ光強度Ｐo ・β２となり、第３パルスがパ
ルスレーザ光強度Ｐo ・β３となる。

【０１３５】なお、制御装置８１は、受光センサ５２で
受光される反射パルスレーザ光の強度が所定の閾値以下
になるまで減衰装置８０の減衰率βを順次大きくする。

【０１３６】又、制御装置８１は、各パルスレーザ光を
順次出力する毎に距離カウンタ５３のカウント動作を開
始させる。

【０１３７】この後、各減衰率β１、β２、β３、…に
より順次減衰された各パルスレーザ光による目標物４か
らの各反射パルスレーザ光が受光センサ５２で受光され
る。

【０１３８】制御装置８１は、図７に示すように目標物
４からの順次戻ってくる各反射パルスレーザ光のうち所
定の閾値を越える強度の反射パルスレーザ光を選択し、
このうち最初に閾値を越えたときの距離カウンタ５３の
カウント値を求め、かつ最後に閾値を越えたときのカウ
ント値とを求める。

【０１３９】次に制御装置８１は、これらカウント値の
差から、パルスレーザ光のパルス半値幅に対応する誤差
距離ΔＲを求める。

【０１４０】従って、制御装置８１は、パルスレーザ光
を出力してから目標物４からの反射パルスレーザ光を受
光するまでの時間差を距離カウンタ５３をカウント動作
して測定し、この時間差から目標物４までの距離を求め
る場合、目標物４が遠方に存在し、反射レーザ光の強度
が閾値とほぼ同一レベルであることを判断し、誤差距離
ΔＲ分を補正して目標物４までの距離を求める。

【０１４１】このように上記第３の実施例によれば、パ
ルスレーザ光Ｐａを各減衰率β１、β２、β３、…によ
り順次減衰するようにスロープし、そのときの目標物４
からの各反射パルスレーザ光を受光して誤差距離ΔＲを
求めるようにしたので、上記第１の実施例と同様に、パ
ルスレーザ光Ｐａのパルス幅の長短、目標物４までの距
離の長さに拘らず、誤差距離ΔＲの発生を防止して正確
に目標物４までの距離を求めることができる。

【０１４２】なお、この第３の実施例は、減衰装置８０
をＹＡＧレーザ光源５１の前方に配置しているが、この
減衰装置８０をＹＡＧレーザ光源５１の内部に配置する
ようにしてもよい。

【０１４３】又、パルスレーザ光Ｐａを順次減衰するの
でなく、順次減衰率を小さくしても誤差距離ΔＲを求め
ることは可能である。

【０１４４】(4) 次に本発明の第４の実施例について説
明する。

【０１４５】図８はレーザ測距装置の構成図である。

【０１４６】トランミッタ９０は、波長λ１及び波長λ
２の２波長のパルスレーザ光Ｐｉを出力する機能を有し
ている。

【０１４７】これら２波長のパルスレーザ光Ｐｉは、目
標物、及びこの目標物とレーザ測距装置との間に存在す
る大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害物に対し
て大きい反射率を有する第１の波長λ１、及び標物に対
して大きく障害物に対して小さい反射率を有する第２の
波長λ２となっている。

【０１４８】このトランスミッタ９０から出力されるパ
ルスレーザ光Ｐｉの光路上には、ビームスプリッタ９１
が配置され、パルスレーザ光Ｐｉが測定用レーザ光Ｐｉ
１及び計測開始信号用レーザ光ｉ２に分岐されるように
なっている。

【０１４９】このうちの計測開始信号用レーザ光ｉ２の
光路上には、第１の光検出器９２が配置され、この第１
の光検出器９２の出力端子には波形整形器９３を介して
信号処理部９４が接続されている。

【０１５０】一方、レシーバ９５には、望遠鏡９６が配
置され、この望遠鏡９６の光軸上にダイクロイックミラ
ー９７が配置されている。

【０１５１】このダイクロイックミラー９７は、望遠鏡
９６を通して入射される目標物からの反射パルスレーザ
光Ｐｒをその波長λ１、λ２別に分岐する機能を有して
いる。

【０１５２】このダイクロイックミラー９７の各分岐方
向には、それぞれ第２の光検出器９８、第３の光検出器
が配置され、これら光検出器９８、９９の各出力端子
は、共に比較器１００に接続されている。

【０１５３】この比較器１００は、各光検出器９８、９
９から出力される各電気信号の信号強度を比較し、その
強度比に応じて計測終了信号ｎを出力する機能を有して
いる。

【０１５４】この場合、第１の波長λ１は、目標物及び
大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害物の両方に
対して大きい反射率を有し、かつ第２の波長λ２は、目
標物に対して大きく障害物に対して小さい反射率を有し
ている。

【０１５５】これにより、障害物からの反射パルスレー
ザ光の強度は、第１の波長λ１の成分が高く、第２の波
長の成分が小さくなる。

【０１５６】従って、比較器１００から出力される計測
終了信号ｎは、目標物からの反射パルスレーザ光による
信号比よりも、障害物からの反射パルスレーザ光による
信号比の方が小さくなる。

【０１５７】この比較器１００の出力端子には、波形整
形器１０１を介して信号処理部９４が接続されている。

【０１５８】この信号処理部９４は、一方の波形整形器
９３の出力信号を計測開始信号ｍとして入力し、他方の
波形整形器１０１からの計測終了信号ｎを入力し、計測
開始信号ｍを入力してから計測終了信号ｎを入力するま
での時間ｔｏを計測し、この時間ｔｏから目標物まで距
離を求める機能を有している。

【０１５９】この場合、信号処理部９４は、比較器１０
０から出力される計測終了信号ｎと所定の閾値、つまり
目標物からの反射パルスレーザ光による計測終了信号
か、又は障害物からの反射パルスレーザ光による計測終
了信号かのいずれかを判定する閾値とを比較し、この閾
値を越えた計測終了信号ｎを目標物からの反射パルスレ
ーザ光により作成されたものと判定する機能を有してい
る。

【０１６０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１６１】トランスミッタ９０から２波長λ１、λ２
のパルスレーザ光Ｐｉが出力されると、このパルスレー
ザ光Ｐｉはビームスプリッタ９１により２方向に分岐さ
れ、一方が測定用レーザ光Ｐｉ１として目標物に向けて
伝播し、他方が計測開始信号用レーザ光Ｐｉ２として第
１の光検出器９２に入射する。

【０１６２】この光検出器９２は、計測開始信号用レー
ザ光Ｐｉ２を受光して電気信号に変換することにより、
この電気信号は、波形整形器９３を通して計測開始信号
ｍとして信号処理部９４に送られる。

【０１６３】一方、目標物からの反射パルスレーザ光Ｐ
ｒは、レシーバ９５の望遠鏡９６を通してダイクロイッ
クミラー９７に入射する。

【０１６４】このダイクロイックミラー９７は、目標物
からの反射パルスレーザ光Ｐｒをその波長λ１、λ２別
に分岐し、それぞれ第２、第３の光検出器９８、９９に
伝播する。

【０１６５】このうち一方の第２の光検出器９８は、波
長λ１の反射パルスレーザ光Ｐｒの光強度に応じた電気
信号に変換出力し、これと共に他方の第２の光検出器９
９は、波長λ２の反射パルスレーザ光Ｐｒの光強度に応
じた電気信号に変換出力する。

【０１６６】そして、比較器１００は、これら光検出器
９８、９９から出力される各電気信号の信号強度を比較
し、その強度比に応じた計測終了信号ｎを出力する。

【０１６７】この場合、上記の如く第１の波長λ１は、
目標物及び大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害
物の両方に対して大きい反射率を有し、かつ第２の波長
λ２は、目標物に対して大きく障害物に対して小さい反
射率を有しているので、障害物からの反射パルスレーザ
光の強度は、第１の波長λ１の成分が高く、第２の波長
の成分が小さくなる。

【０１６８】従って、比較器１００から出力される計測
終了信号ｎは、目標物からの反射パルスレーザ光による
信号比よりも、障害物からの反射パルスレーザ光による
信号比の方が小さくなる。

【０１６９】信号処理部９４は、比較器１００から出力
される計測終了信号ｎと閾値とを比較し、図９に示すよ
うに目標物からの反射パルスレーザ光による計測終了信
号ｎａか、又は障害物からの反射パルスレーザ光による
計測終了信号ｎｂかのいずれかを判定する。

【０１７０】この判定の結果、目標物からの反射パルス
レーザ光による計測終了信号ｎａを判定すると、信号処
理部９４は、計測開始信号ｍを入力してから計測終了信
号ｎａを入力するまでの時間ｔｏを計測し、この時間ｔ
ｏから目標物まで距離を求める。

【０１７１】このように第４の実施例によれば、目標物
及び障害物に対して大きい反射率の第１の波長λ１、及
び目標物に対して大きく障害物に対して小さい反射率の
第２の波長λ２を有するパルスレーザ光を出力し、目標
物からの反射パルスレーザ光を判別して目標物まで距離
を求めるようにしたので、レーザ測距装置と目標物との
間に大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害物が存
在していても、この障害物からの反射パルスレーザ光に
よって誤った距離測定を行うことなく、目標物からの反
射パルスレーザ光を判別して正確に目標物まで距離を求
めることができる。

【０１７２】なお、この第４の実施例では、２つの波長
を用いているが、障害物の種類等に応じて複数の波長の
パルスレーザ光を出力し、目標物からの反射パルスレー
ザ光を判別するようにしてもよい。

【０１７３】(5) 次に本発明の第５の実施例について説
明する。

【０１７４】図１０はレーザ測距装置の構成図である。

【０１７５】レーザ光源１１０から出力されるパルスレ
ーザ光Ｐｂの光路上には、パルスレーザ光Ｐｄを目標物
４の近傍、具体的にはパルスレーザ光Ｐｄを目標物４に
対して周回状に照射する照射手段１１１が配置されてい
る。

【０１７６】この照射手段１１１は、パルスレーザ光Ｐ
ｄをＸ軸方向に偏向する第１のミラー１１１ａ、及びこ
の第１のミラー１１１ａにより偏向されたパルスレーザ
光ＰｄをＹ軸方向に偏向する第２のミラー１１１ｂから
構成されている。

【０１７７】これら第１のミラー１１１ａ及び第２のミ
ラー１１１ｂは、制御部１１２により回動制御され、パ
ルスレーザ光Ｐｄを目標物４に対して周回状に照射する
ものとなっている。

【０１７８】一方、光電変換素子１１３には望遠鏡１１
４が取り付けられ、この望遠鏡１１４を通して目標物４
からの反射パルスレーザ光を光電変換素子１１３で受光
するようになっている。この光電変換素子１１３の出力
端子には、信号処理部１１５が接続されている。

【０１７９】この信号処理部１１５は、パルスレーザ光
を目標物４に向かって照射してその反射パルスレーザ光
を受光したときの光電変換素子１１３の第１の出力信
号、及びパルスレーザ光を目標物４に対して周回状に照
射してその反射パルスレーザ光を受光したときの光電変
換素子１１３の第２の出力信号を入力し、第１の信号か
ら第２の信号を差し引くことにより目標物４からの反射
パルスレーザ光を選別する機能を有している。

【０１８０】又、信号処理部１１５は、目標物４及びこ
の目標物４に対して周回状に各パルスレーザ光Ｐｄを出
力した各時から距離カウンタ１１６のカウント動作を開
始し、かつ各反射パルスレーザ光を受光したときに距離
カウンタ１１６のカウント動作を終了する機能を有して
いる。

【０１８１】又、信号処理部１１５は、各反射パルスレ
ーザ光のうち目標物４からの反射パルスレーザ光である
と選別された反射パルスレーザ光を受光したときの距離
カウンタ１１６のカウント値を読取り、このカウント値
つまりパルスレーザ光の出力から反射パルスレーザ光を
受光するまでの時間差から目標物４までの距離を求める
機能を有している。

【０１８２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０１８３】レーザ光源１１０からパルスレーザ光Ｐｄ
が出力されると、このパルスレーザ光Ｐｄは、第１のミ
ラー１１１ａ及び第２のミラー１１１ｂで反射して目標
物４に向かって照射される。

【０１８４】先ず、これら第１のミラー１１１ａ及び第
２のミラー１１１ｂは、制御部１１２の制御によりパル
スレーザ光Ｐｄが目標物４に向かって伝播する角度に制
御される。

【０１８５】これにより、パルスレーザ光Ｐｄは、図１
１に示すように目標物４に向かって照射される。

【０１８６】ここで、レーザ測距装置と目標物４との間
に大気、雲、霧、雨、埃等の目視できない障害物１１７
が存在すれば、パルスレーザ光Ｐｄの一部が障害物１１
７で反射し、残りのパルスレーザ光Ｐｄが目標物４に到
達して反射する。

【０１８７】これにより、先ず障害物１１７からの反射
パルスレーザ光が望遠鏡１１４を通して光電変換素子１
１３に入射し、次に目標物４からの反射パルスレーザ光
が望遠鏡１１４を通して光電変換素子１１３に入射す
る。

【０１８８】この光電変換素子１１３は、これら反射パ
ルスレーザ光を受光し、これら反射パルスレーザ光の受
光量に応じた電気信号ｅ１に変換出力する。

【０１８９】図１２には目標物４に向かって照射したと
きの各反射パルスレーザ光に応じた電気信号ｅ１が示さ
れており、先ず障害物１１７からの反射パルスレーザ光
による波形が現れ、次に目標物４からの反射パルスレー
ザ光による波形が現れている。

【０１９０】次に第１のミラー１１１ａ及び第２のミラ
ー１１１ｂは、制御部１１２の制御によりパルスレーザ
光Ｐｄが目標物４に対して周回状に照射されるように角
度制御される。

【０１９１】すなわち、パルスレーザ光Ｐｄは、図１１
に示すように目標物４に対して周回状に８パルス順次照
射される。

【０１９２】これら８つのパルスレーザ光Ｐｄは目標物
４の周囲に照射されているので、レーザ測距装置と目標
物４との間に障害物１１７が存在しなければ、その反射
パルスレーザ光は光電変換素子１１３に戻ってこない。

【０１９３】ところが、障害物１１７が存在すると、こ
れら８つのパルスレーザ光Ｐｄのうち障害物１１７に照
射されたパルスレーザ光Ｐｄによる反射パルスレーザ光
が光電変換素子１１３に戻って来る。

【０１９４】この光電変換素子１１３は、障害物１１７
からの反射パルスレーザ光を受光し、この反射パルスレ
ーザ光の受光量に応じた電気信号ｅ２に変換出力する。

【０１９５】図１２には目標物４に対して周回状に照射
したときの各反射パルスレーザ光に応じた電気信号ｅ２
が示されており、障害物１１７からの反射パルスレーザ
光による波形が現れている。

【０１９６】従って、信号処理部１１５は、光電変換素
子１１３の第１の電気信号ｅ１から光電変換素子１１３
の第２の電気信号ｅ２を差し引いて目標物４からの反射
パルスレーザ光を選別する。

【０１９７】なお、このとき信号処理部１１５は、光電
変換素子１１３の第１及び第２の電気信号ｅ１、ｅ２に
対して距離Ｒの二乗の補正を行って第１の電気信号ｅ１
から第２の電気信号ｅ２を差し引いている。

【０１９８】次に信号処理部１１５は、パルスレーザ光
Ｐｄの出力時にカウント動作を開始した距離カウンタ１
１６のカウント動作を目標物４からの反射パルスレーザ
光の受光時に終了し、このときのカウント値つまりパル
スレーザ光の出力から反射パルスレーザ光を受光するま
での時間差から目標物４までの距離を求める。

【０１９９】このように上記第５の実施例によれば、パ
ルスレーザ光Ｐｄを目標物４に向かって照射し、かつ目
標物４に対して周回状に照射し、これらの反射パルスレ
ーザ光から目標物４からの反射パルスレーザ光を選別
し、目標物４までの距離を求めるようにしたので、レー
ザ測距装置と目標物４との間に障害物１１７が存在して
いても、この障害物１１７からの反射パルスレーザ光に
よる誤った計測終了を行わず、確実に目標物４からの反
射パルスレーザ光を選別して正確に目標物４までの距離
を求めることができる。

【０２００】又、大気、雲、霧、雨、埃等の障害物１７
が風に流されている状態であっても目標物４からの反射
パルスレーザ光を選別でき、さらに障害物１７が風に流
され回る物質の反射光を目標物４からの反射パルスレー
ザ光として誤判定することもない。

【０２０１】(6) 次に本発明の第６の実施例について説
明する。

【０２０２】図１３はレーザ測距装置の構成図である。

【０２０３】レーザ光源１２０から出力されるパルスレ
ーザ光Ｐｅの光路上には、偏向器１２１が配置されてい
る。

【０２０４】この偏向器１２１は、パルスレーザ光Ｐｅ
を目標物４の移動に追従させるようにパルスレーザ光Ｐ
ｅの照射方向を偏向する機能を有するものである。

【０２０５】この偏向器１２１は、Ｘ軸用電気光学素子
１２２及びＹ軸用電気光学素子１２３をパルスレーザ光
Ｐｅの光軸上に配置し、かつこれら電気光学素子１２
２、１２３に対して高圧電源１２４を接続した構成とな
っている。

【０２０６】これらＸ軸用及びＹ軸用電気光学素子１２
２、１２３は、共に同一構成で、図１４に示すように、
２個の電気光学結晶１２４、１２５をプリズム形状に接
合し、結晶Ｚ軸の正の向きが互いに反対向きになるよう
に、かつＸ軸及びＹ軸方向が互いに同一となるように配
置して構成されている。

【０２０７】これら電気光学素子１２２、１２３に対す
る電界の印加方向（電圧の印加方向）はＺ軸方向であ
り、かつパルスレーザ光はＹ軸方向に伝播し、偏光方向
はＸ軸方向である。

【０２０８】ここで、上側の電気光学素子１２４中だけ
を透過するようなパルスレーザ光から見た屈折率ＮA
は、 ＮA ＝Ｎo ＋（Ｎo ³ ／２）γ₆₃・ＥZ …(3) により表され、下側の電気光学素子１２５中だけを透過
するようなパルスレーザ光から見た屈折率ＮB は、印加
電界の方向が反対であるので、 ＮB ＝Ｎo −（Ｎo ³ ／２）γ₆₃・ＥZ …(4) により表される。

【０２０９】このとき全体としての偏向角θは、 θ＝（Ｌ／Ｄ）Ｎo ³ ・γ₆₃・ＥZ …(5) なお、Ｎo は常光線に対する屈折率、Ｌは結晶に光軸方
向の長さ、γ₆₃は一次電気光学係数、Ｄは結晶の口径、
Ｅz は印加電圧である。

【０２１０】従って、Ｘ軸用電気光学素子１２２はパル
スレーザ光の偏向方向がＸ軸方向になるように配置し、
Ｙ軸用電気光学素子１２３はパルスレーザ光の偏向方向
がＹ軸方向になるように配置されている。

【０２１１】高圧電源１２４は、Ｘ軸用電気光学素子１
２２及びＹ軸用電気光学素子１２３に対する各印加電圧
をそれぞれ別々に制御する機能を有している。

【０２１２】すなわち、高圧電源１２４は、目標物４の
移動位置に応じた各電圧をＸ軸用電気光学素子１２２と
Ｙ軸用電気光学素子１２３とにそれぞれ印加し、パルス
レーザ光の照射方向が目標物４の移動追従するするに制
御する機能を有している。

【０２１３】一方、光電変換素子１２５には望遠鏡１２
６が取り付けられ、この望遠鏡１２６を通して目標物４
からの反射パルスレーザ光を光電変換素子１２５で受光
するようになっている。この光電変換素子１２５の出力
端子には、信号処理部及び距離カウンタ１２７が接続さ
れている。

【０２１４】この信号処理部及び距離カウンタ１２７
は、パルスレーザ光を目標物４に向かって照射したとき
から距離カウンタのカウント動作を開始し、目標物４か
らの反射パルスレーザ光を受光したときに距離カウンタ
のカウント動作を終了し、このときのカウント値を読取
り、このカウント値から目標物４までの距離を求める機
能を有している。

【０２１５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２１６】レーザ光源１２０から出力されたパルスレ
ーザ光は、Ｘ軸用電気光学素子１２２を透過することに
よりＸ軸方向に偏向され、次にＹ軸用電気光学素子１２
３を透過することによりＹ軸方向に偏向される。

【０２１７】このときの各電気光学素子１２２、１２３
による各偏向角θは、高圧電源１２４から印加される電
圧により制御される。すなわち、偏向角θは、上記式
(5) に示すようにθ＝（Ｌ／Ｄ）Ｎo ³ ・γ₆₃・ＥZ に
従って制御される。

【０２１８】従って、目標物４が移動していれば、各電
気光学素子１２２、１２３に印加される各電圧Ｅz は、
目標物４の移動位置に応じた電圧値に制御される。

【０２１９】これにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に偏向
されたパルスレーザ光は、目標物４の移動に追従して目
標物４に照射される。

【０２２０】この目標物４からの反射パルスレーザ光
は、望遠鏡１２６を通して光電変換素子１２５に入射す
る。この光電変換素子１２５は、反射パルスレーザ光を
受光してその電気信号を出力する。

【０２２１】一方、信号処理部及び距離カウンタ１２７
は、パルスレーザ光を目標物４に向かって照射したとき
から距離カウンタのカウント動作を開始し、目標物４か
らの反射パルスレーザ光を受光したときに距離カウンタ
のカウント動作を終了し、このときのカウント値を読取
り、このカウント値から目標物４までの距離を求める。

【０２２２】このように上記第６の実施例によれば、Ｘ
軸用電気光学素子１２２及びＹ軸用電気光学素子１２３
を用いてパルスレーザ光を偏向して目標物４に照射する
ようにしたので、機械的な運動を伴う機構、例えばギア
等を介在した機構を用いずに、直接印加電圧を制御する
ことで、移動する目標物４に対してパルスレーザ光を追
従して照射できる。

【０２２３】この場合、各電気光学素子１２２、１２３
による偏向角θは、特に１ｍｒａｄ以下の精密な偏向角
制御に有効である。

【０２２４】このように各電気光学素子１２２、１２３
及び高圧電源１２４だけから構成されているので、金属
機械部品で構成された従来装置よりも、振動、衝撃、温
度等の使用環境の影響を受けにくいレーザ測距装置を実
現できる。

【０２２５】さらに、機械的な運動部分が無いことから
駆動時の応力の影響を受けない。

【０２２６】又、アクチャエータ、ギア等が必要なく、
装置の小型化ができる。

【０２２７】なお、偏向角θは、上記のように１ｍｒａ
ｄ以下の精密な偏向角制御に有効であるが、使用する結
晶のアスペクト比に依存することから何度にも及ぶ大き
な角度を制御する場合は、パルスレーザ光の光軸方向に
大きな結晶を使用すればよい。

【０２２８】(7) 次に本発明の第７の実施例について説
明する。

【０２２９】図１５はレーザ測距装置の構成図である。

【０２３０】パルスレーザ光Ｐｇを出力するトランスミ
ッタ１３０及びそのレシーバ１３１が備えられている。

【０２３１】レシーバ１３１には、ニュートン式の望遠
鏡１３２が用いられている。この望遠鏡１３２の底部に
は凹面の反射鏡１３３が設けられ、開口側には円筒状の
支柱１３３に支持されてビームスプリッタ１３５が設け
られている。

【０２３２】なお、この支柱１３４は、望遠鏡１３２と
同軸上に配置されている。

【０２３３】望遠鏡１３２及び支柱１３３におけるパル
スレーザ光Ｐｇの光路上には、各導光窓１３６、１３７
が形成されている。

【０２３４】ビームスプリッタ１３５は、導光窓１３６
を通過してきたパルスレーザ光Ｐｇを２方向に分岐し、
その一方を測定用パルスレーザ光Ｐｇ１とし、他方を測
定開始用パルスレーザ光Ｐｇ２としている。

【０２３５】測定用パルスレーザ光Ｐｇ１の通過する支
柱１３４の開口側には、出射窓１３８が形成され、かつ
支柱１３４と望遠鏡１３２の外筒との間には入射窓１３
９が形成されている。

【０２３６】一方、測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ２の
光路上で望遠鏡１３２の外筒には、光検出器１４０が設
けられている。

【０２３７】この光検出器１４０は、測定開始用パルス
レーザ光Ｐｇ２を受光して測定開始信号を出力し、かつ
望遠鏡１３２により集光される目標物からの反射パルス
レーザ光を受光して測定終了信号を出力する機能を有し
ている。

【０２３８】この光検出器１４０の出力端子には、波形
整形器１４１を介して信号処理部１４２が接続されてい
る。

【０２３９】この信号処理部１４２は、測定開始信号を
受けて内部の距離カウンタのカウント動作を開始し、測
定終了信号を受けたときに距離カウンタのカウント動作
を終了し、このときのカウント値から目標物までの距離
を求める機能を有している。

【０２４０】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２４１】トランスミッタ１３０からパルスレーザ光
Ｐｇが出力されると、このパルスレーザ光Ｐｇは、各導
光窓１３６、１３７を通ってビームスプリッタ１３５に
入射する。

【０２４２】このビームスプリッタ１３５は、パルスレ
ーザ光Ｐｇを測定用パルスレーザ光Ｐｇ１及び測定開始
用パルスレーザ光Ｐｇ２の２方向に分岐する。

【０２４３】このうち測定用パルスレーザ光Ｐｇ１は、
出射窓１３８を通って目標物に向かって伝播する。

【０２４４】これと共に測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ
２は、光検出器１４０に入射する。この光検出器１４０
は、測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ２を受光して測定開
始信号を出力し、この測定開始信号は波形整形器１４１
を通って信号処理部１４２に入力される。

【０２４５】この信号処理部１４２は、測定開始信号の
入力時から距離カウンタのカウント動作を開始する。

【０２４６】一方、目標物からの反射パルスレーザ光Ｐ
ｈは、図１６に示すように望遠鏡１３２に入射し、反射
鏡１３３により集光されてビームスプリッタ１３５に照
射され、このビームスプリッタ１３５により反射して光
検出器１４０に入射する。

【０２４７】この光検出器１４０は、反射パルスレーザ
光Ｐｈを受光して測定終了信号を出力し、この測定終了
信号は波形整形器１４１を通って信号処理部１４２に入
力される。

【０２４８】この信号処理部１４２は、測定終了信号の
入力時に距離カウンタのカウント動作を終了し、このと
きのカウント値から目標物までの距離を求める。

【０２４９】このように上記第７の実施例によれば、ニ
ュートン式の望遠鏡１３２を適用してパルスレーザ光Ｐ
ｇ及び目標物からの反射パルスレーザ光Ｐｈを１つの光
検出器１４０に入射して測定開始信号及び測定終了信号
を得るようにしたので、１つの光検出器１４０及び１つ
の波形整形器１４１により構成でき、部品点数を少なく
できて調整部位を少なくすることができる。

【０２５０】そのうえ、１つの光検出器１４０から出力
される測定開始信号及び測定終了信号の間の温度変化に
伴うタイミング変化がなく、広い温度範囲に亘って測距
精度を一定に保つことができる。

【０２５１】(8) 次に本発明の第８の実施例について説
明する。なお、図１５と同一部分には同一符号を付して
その詳しい説明は省略する。

【０２５２】図１７はレーザ測距装置の構成図である。

【０２５３】レシーバ１５０は、カセグレン式の望遠鏡
１５１を適用している。この望遠鏡１５１の底部には、
凹面の反射鏡１５２が設けられている。

【０２５４】この反射鏡１５２の中央部には、導光窓１
５３が形成され、この導光窓１５３に光検出器１４０が
設けられている。

【０２５５】又、測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ２の光
路上で望遠鏡１３２の外筒には、平面ミラー１５４が、
測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ２の進行方向に対して垂
直方向に設けられている。

【０２５６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２５７】トランスミッタ１３０からパルスレーザ光
Ｐｇが出力されると、このパルスレーザ光Ｐｇは、各導
光窓１３６、１３７を通ってビームスプリッタ１３５に
入射する。

【０２５８】このビームスプリッタ１３５は、パルスレ
ーザ光Ｐｇを測定用パルスレーザ光Ｐｇ１及び測定開始
用パルスレーザ光Ｐｇ２の２方向に分岐する。

【０２５９】このうち測定用パルスレーザ光Ｐｇ１は、
出射窓１３８を通って目標物に向かって伝播する。

【０２６０】これと共に測定開始用パルスレーザ光Ｐｇ
２は、平面ミラー１５４に到達して反射し、再びビーム
スプリッタ１３５で反射して光検出器１４０に入射す
る。

【０２６１】この光検出器１４０は、測定開始用パルス
レーザ光Ｐｇ２を受光して測定開始信号を出力し、この
測定開始信号は波形整形器１４１を通って信号処理部１
４２に入力される。

【０２６２】この信号処理部１４２は、測定開始信号の
入力時から距離カウンタのカウント動作を開始する。

【０２６３】一方、目標物からの反射パルスレーザ光Ｐ
ｈは、望遠鏡１５０に入射し、反射鏡１５２により集光
されてビームスプリッタ１３５に照射され、このビーム
スプリッタ１３５により反射して平面ミラー１５４に至
り、さらにこの平面ミラー１５４で反射し、再びビーム
スプリッタ１３５で反射して光検出器１４０に入射す
る。

【０２６４】この光検出器１４０は、反射パルスレーザ
光Ｐｈを受光して測定終了信号を出力し、この測定終了
信号は波形整形器１４１を通って信号処理部１４２に入
力される。

【０２６５】この信号処理部１４２は、測定終了信号の
入力時に距離カウンタのカウント動作を終了し、このと
きのカウント値から目標物までの距離を求める。

【０２６６】このように上記第８の実施例によれば、カ
セグレン式の望遠鏡１５０を適用してパルスレーザ光Ｐ
ｇ及び目標物からの反射パルスレーザ光Ｐｈを１つの光
検出器１４０に入射して測定開始信号及び測定終了信号
を得るようにしたので、上記第７の実施例と同一の効果
を奏することができる。

【０２６７】(9) 次に本発明の第９の実施例について説
明する。

【０２６８】図１８はレーザ測距装置の構成図である。

【０２６９】このレーザ測距装置は、直角プリズム１６
０を含むレーザ発振器１６１、及び直角プリズム１６０
を含む受光部１６２から構成されている。

【０２７０】このうちレーザ発振器１６１の構成は次の
通りである。

【０２７１】このレーザ発振器１６１を構成する直角プ
リズム１６０は、図１９に示すように互いに直交する第
１の面１６０ａ及び第２の面１６０ｂ、さらに４５°の
傾斜面１６０ｃに形成されている。

【０２７２】このうち傾斜面１６０ｃの中央部は、切削
されて第２の面１６０ｂに対して平行なレーザ出力面１
６０ｄが形成されている。

【０２７３】又、第２の面１６０ｂ上には、折返しミラ
ー部１６３及び出力ミラー部１６４が形成されている。
このうち折返しミラー部１６３は全反射コーティングに
より形成され、出力ミラー部１６４は部分反射コーティ
ングにより形成されている。

【０２７４】なお、出力ミラー部１６４の形成位置は、
傾斜面１６０ｃに対して対向する面位置となっている。

【０２７５】これら折返しミラー部１６３と出力ミラー
部１６４との間の光軸上には、波長板１６５、ポッケル
スセル１６６、台形プリズム１６７、ポラライザ１６
１、及びレーザロッド１６９が配置されている。

【０２７６】一方、受光部１６２は、直角プリズム１６
０の傾斜面１６０ｃの反射方向に、凹面鏡１７０及び凸
面鏡１７１を組み合わせて同一光軸上に配置し、かつこ
れら凹面鏡１７０及び凸面鏡１７１の集光軸上に光学系
１７２を介して受光素子１７３を配置した構成となって
いる。

【０２７７】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２７８】レーザロッド１６９に対して励起光が照射
されると、このレーザロッド１６９は励起される。

【０２７９】このレーザロッド１６９の励起により、波
長板１６５、ポッケルスセル１６６、台形プリズム１６
７、ポラライザ１６１、及びレーザロッド１６９を通し
て、折返しミラー部１６３と出力ミラー部１６４との間
でレーザ共振が発生する。

【０２８０】このとき、波長板１６５によりレーザ波長
が選択される。

【０２８１】このレーザ共振による出力が大きくなる
と、出力ミラー部１６４からパルスレーザ光Ｐｊが出力
される。すなわち、このパルスレーザ光Ｐｊは、出力ミ
ラー部１６４から直角プリズム１６０内を透過し、レー
ザ出力面１６０ｄから目標物に向かって出力される。

【０２８２】一方、目標物からの反射パルスレーザ光Ｐ
ｋは、直角プリズム１６０の傾斜面１６０ｃで反射して
受光部１６２の凹面鏡１７０及び凸面鏡１７１により集
光され、さらに光学系１７２を通して受光素子１７３に
入射する。

【０２８３】従って、パルスレーサ光Ｐｊが出力されて
から受光素子１７３で反射パルスレーザ光Ｐｋを受光す
るまでの時間差を計測することにより、この時間差から
目標物までの距離が求められる。

【０２８４】このように上記第９の実施例によれば、直
角プリズム１６０の第２の面１６０ｂ上に折返しミラー
部１６３及び出力ミラー部１６４を形成してレーザ発振
器１６１を構成し、かつ直角プリズム１６０の傾斜面１
６０ｄに第２の面１６０ｂに対して平行なレーザ出力面
１６０ｄを形成したので、折返しミラー部１６３及び出
力ミラー部１６４の相対的な角度ずれが生じることな
く、パルスレーザ光Ｐｊのレーザ光軸と受光軸とは同一
軸上にあり、これらレーザ光軸と受光軸との間で光軸ず
れが生じることはない。

【０２８５】(10)次に本発明の第１０実施例について説
明する。

【０２８６】図２１はレーザ測距装置に用いられるレー
ザ送信装置の構成図である。

【０２８７】レーザ発振器部１８０とコリメータ部１８
１との間には、出力ミラーレンズ一体化素子１８２が配
置されている。

【０２８８】この出力ミラーレンズ一体化素子１８２
は、図２２に示すように平板１８３上に出力ミラー部１
８４が形成されるとともに凹レンズ１８５が設けられて
いる。

【０２８９】このうち出力ミラー部１８４は、レーザ発
振器部１８０のレーザ共振器を構成するもので、部分反
射コーティングにより形成されている。

【０２９０】又、凹レンズ１８５は、コリメータ部１８
１の光学系を形成するものである。

【０２９１】レーザ発振器部１８０は、出力ミラー部１
８４に対向して全反射ミラー１８６を配置し、これら出
力ミラー部１８４と全反射ミラー１８６との間の同一光
軸上に、ポッケルスセル１８７、ポラライザ１８８、及
びレーザロッド１８９を配置した構成となっている。

【０２９２】又、コリメータ部１８１は、凹レンズ１８
５を通る光軸上に光学レンズ１９０を配置した構成とな
っている。

【０２９３】一方、レーザ発振器部１８０から出力され
るパルスレーザ光の光軸上、及びこの光軸に対して平行
なコリメータ部１８１の入射光軸上には、コーナーキュ
ーブ１９１が配置されている。

【０２９４】コーナーキューブ１９１は、レーザ発振器
部１８０から出力されるパルスレーザ光を、このパルス
レーザ光に対して平行な光軸つまりコリメータ部１８１
の入射光軸上に折り返す機能を有している。

【０２９５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。

【０２９６】レーザロッド１８９に対して励起光が照射
されると、このレーザロッド１８９は励起される。この
レーザロッド１８９の励起により、ポッケルスセル１８
７、ポラライザ１８８、及びレーザロッド１６９を通し
て、全反射ミラー１８６と出力ミラー部１８４との間で
レーザ共振が発生する。

【０２９７】このレーザ共振による出力が大きくなる
と、出力ミラー部１８４からパルスレーザ光Ｐｍが出力
される。

【０２９８】このパルスレーザ光Ｐｍは、コーナーキュ
ーブ１９１により折り返され、パルスレーザ光Ｐｍに対
して平行なコリメータ部１８１の入射光軸上に送り出
す。

【０２９９】このコリメータ部１８１に入射したパルス
レーザ光Ｐｍは、凹レンズ１８５、及び光学レンズ１９
０を透過してコリメートされる。

【０３００】そして、このパルスレーザ光Ｐｍは、この
レーザ送信装置が例えばレーザ測距装置に用いられてい
れば、距離測定の目標物に向かって伝播する。

【０３０１】このように上記第１０の実施例によれば、
出力ミラーレンズ一体化素子１８２にレーザ発振器部１
８０の出力ミラー部１８４を形成するとともにコリメー
タ部１８１の凹レンズ１８５を設け、かつコーナーキュ
ーブ１９１によりパルスレーザ光Ｐｍを凹レンズ１８５
に対して垂直方向に入射するようにしたので、レーザ発
振器部１８０とコリメータ部１８１との間の光軸を調整
するための機構が不要となり、そのうえ、これらレーザ
発振器部１８０とコリメータ部１８１との間で光軸ずれ
が生じることはない。

【０３０２】従って、このようなレーザ送信装置をレー
ザ測距装置に用いれば、光軸調整の不要なレーザ測距装
置を実現できる。

【０３０３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、目
標物までの距離を正確に測定できるレーザ測距装置を提
供できる。

【０３０４】又、本発明によれば、パルスレーザ光のパ
ルス幅や目標物までの距離に関係なく正確に距離を測定
できるレーザ測距装置を提供できる。

【０３０５】又、本発明によれば、障害物が存在しても
これに影響されずに正確に距離を測定できるレーザ測距
装置を提供できる。

【０３０６】又、本発明によれば、移動する目標物に対
して追従誤差を発生せずに正確に距離を測定できるレー
ザ測距装置を提供できる。

【０３０７】又、本発明によれば、広い温度特性に亘っ
て測距精度を一定に保持して正確に距離を測定できるレ
ーザ測距装置を提供できる。

【０３０８】又、本発明によれば、パルスレーザ光軸と
受光軸との間にずれを発生せずに正確に距離を測定でき
るレーザ測距装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ測距装置の第１の実施例
を示す構成図。

【図２】同レーザ測距装置の作用を示す図。

【図３】本発明に係わるレーザ測長装置の第２の実施例
を示す構成図。

【図４】本発明に係わるレーザ測距装置の第３の実施例
を示す構成図。

【図５】同レーザ測長装置における減衰作用を示す図。

【図６】同レーザ測長装置における他の減衰装置を示す
図。

【図７】減衰させたパルスレーザ光による誤差距離の求
め方を示す図。

【図８】本発明に係わるレーザ測距装置の第４の実施例
を示す構成図。

【図９】同レーザ測長装置における作用を示す図。

【図１０】本発明に係わるレーザ測距装置の第５の実施
例を示す構成図。

【図１１】同レーザ測長装置におけるパルスレーザ光の
照射作用を示す図。

【図１２】同レーザ測長装置における目標物からの反射
パルスレーザ光の選別を示す図。

【図１３】本発明に係わるレーザ測距装置の第６の実施
例を示す構成図。

【図１４】同レーザ測長装置における電気光学素子の作
用を示す図。

【図１５】本発明に係わるレーザ測距装置の第７の実施
例を示す構成図。

【図１６】同レーザ測長装置における反射パルスレーザ
光受光時の作用を示す図。

【図１７】本発明に係わるレーザ測距装置の第８の実施
例を示す構成図。

【図１８】本発明に係わるレーザ測距装置の第９の実施
例を示す構成図。

【図１９】同レーザ測長装置における直角プリズムの構
成図。

【図２０】同レーザ測長装置における直角プリズムの側
面構成図。

【図２１】本発明に係わるレーザ測距装置の第１０の実
施例を示す構成図。

【図２２】同レーザ測長装置における出力ミラーレンズ
一体化素子の構成図。

【図２３】従来におけるレーザ測長装置の構成図。

【図２４】パルスレーザ光の波形図。

【図２５】レーザ光による距離測定の原理を示す図。

【図２６】反射パルスレーザ光の距離に対する強度を示
す図。

【図２７】反射パルスレーザ光の距離に対する強度の低
下を示す図。

【図２８】従来における他のレーザ測長装置の構成図。

【図２９】障害物による誤った反射パルスレーザ光の受
光を示す図。

【図３０】浮遊物の存在する場合のレーザ測距作用を示
す図。

【図３１】浮遊物による反射パルスレーザ光の信号波形
を示す図。

【図３２】パルスレーザ光の平面ミラー回転による偏向
を示す図。

【図３３】パルスレーザ光のポリゴンミラー回転による
偏向を示す図。

【図３４】パルスレーザ光の光学ウエッジ板回転による
偏向を示す図。

【図３５】従来における他のレーザ測長装置の構成図。

【図３６】コリメータを備えたレーザ送信装置の構成
図。

【符号の説明】

４…目標物、５０…レーザ光源及び受光センサ制御装
置、５１…ＹＡＧレーザ光源、５２…受光センサ、５３
…距離カウンタ、５４…チョッピング装置、８０…減衰
装置、８１…制御装置、９０…トランミッタ、９１…ビ
ームスプリッタ、９２…第１の光検出器、９４…信号処
理部、９５…レシーバ、９７…ダイクロイックミラー、
１００…比較器、１１０，１２０…レーザ光源、１１１
…照射手段、１１３…光電変換素子、１１５…信号処理
部、１２１…偏向器、１２２…Ｘ軸用電気光学素子、１
２３…Ｙ軸用電気光学素子、１２４…高圧電源、１３０
…トランスミッタ、１３１…レシーバ、１３２…ニュー
トン式の望遠鏡、１３５…ビームスプリッタ、１４０…
光検出器、１６０…直角プリズム、１６１…レーザ発振
器、１６２…受光部、１８０…レーザ発振器部、１８１
…コリメータ部、１８２…出力ミラーレンズ一体化素
子。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスレーザ光を出力してから目標物か
   らの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計測
   して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置に
   おいて、 前記パルスレーザ光をチョッピングするチョッピング手
   段と、 このチョッピング手段によりチョッピングされて前記目
   標物から反射された複数の反射パルスのうち最短時間及
   び最長時間で戻ってきた前記各反射パルスの各時間を平
   均化して前記反射パルスレーザ光を受光するまでの時間
   差とする計測手段と、を具備したことを特徴とするレー
   ザ測距装置。
2. 【請求項２】 チョッピング手段は、パルスレーザ光の
   チョッピング周波数を可変とし、チョッピングされるパ
   ルス数を規定することを特徴とする請求項１記載のレー
   ザ測距装置。
3. 【請求項３】 パルスレーザ光を出力してから目標物か
   らの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計測
   して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置に
   おいて、 前記パルスレーザ光の強度を複数の減衰率によりそれぞ
   れ減衰する減衰手段と、 この減衰手段により減衰された各パルスレーザ光による
   前記目標物からの各反射パルスレーザ光の強度から前記
   反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差とする計測
   手段と、を具備したことを特徴とするレーザ測距装置。
4. 【請求項４】 計測手段は、目標物からの各反射パルス
   レーザ光の強度と所定のしきい値とを比較してパルスレ
   ーザ光の最大パルス半値幅に基づく誤差時間差を補正す
   ることを特徴とする請求項１又は３記載のレーザ測距装
   置。
5. 【請求項５】 パルスレーザ光を出力してから目標物か
   らの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計測
   して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置に
   おいて、 少なくとも２波長の前記パルスレーサ光を出力するレー
   ザ発振手段と、 前記反射パルスレーザ光のうち前記２波長に対応する各
   反射パルスレーザ光の各強度を比較して前記目標物から
   の前記反射パルスレーザ光を判別する判別手段と、を具
   備したことを特徴とするレーザ測距装置。
6. 【請求項６】 レーザ発振手段は、目標物及び障害物に
   対して大きい反射率の第１の波長、及び前記目標物に対
   して大きく前記障害物に対して小さい反射率の第２の波
   長の各パルスレーザ光を出力することを特徴とする請求
   項５記載のレーザ測距装置。
7. 【請求項７】 パルスレーザ光を出力してから目標物か
   らの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計測
   して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置に
   おいて、 前記パルスレーザ光を前記目標物の近傍に照射する照射
   手段と、 前記目標物からの反射パルスレーザ光から前記目標物近
   傍からの反射パルスレーザ光を差し引いて前記目標物か
   らの反射パルスレーザ光のみを選別するパルス光選別手
   段と、を具備したことを特徴とするレーザ測距装置。
8. 【請求項８】 照射手段は、パルスレーザ光を目標物に
   対して周回状に照射することを特徴とする請求項７記載
   のレーザ測距装置。
9. 【請求項９】 照射手段は、少なくとも２つのミラーの
   配置角度を変更してパルスレーザ光の照射角度を可変す
   ることを特徴とする請求項７記載のレーザ測距装置。
10. 【請求項１０】 パルスレーザ光を出力してから目標物
    からの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計
    測して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置
    において、 前記パルスレーザ光を前記目標物の移動に追従させる追
    従手段と、を具備したことを特徴とするレーザ測距装
    置。
11. 【請求項１１】 追従手段は、電圧印加により屈折率が
    変化するとともにそれぞれパルスレーザ光の進行方向が
    異なる少なくと２つの電気光学素子と、これら電気光学
    素子に対する印加電圧を制御する機能を有する高圧電源
    とから成ることを特徴とする請求項１０記載のレーザ測
    距装置。
12. 【請求項１２】 パルスレーザ光を出力してから目標物
    からの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計
    測して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置
    において、 前記パルスレーザ光を測定用パルスレーザ光と測定開始
    用パルスレーザ光とに分岐するビームスプリッタと、 目標物からの反射パルスレーザ光を前記ビームスプリッ
    タに集光する集光ミラーと、 前記ビームスプリッタにより分岐された前記測定用パル
    スレーザ光を受光してスタートパルスを出力し、前記ビ
    ームスプリッタで反射する前記反射パルスレーザ光を受
    光してストップパルスを出力する受光素子と、 この受光素子から出力されるスタートパルス及びストッ
    プパルスから前記反射パルスレーザ光を受光するまでの
    時間差を計測する計測手段と、を具備したことを特徴と
    するレーザ測距装置。
13. 【請求項１３】 パルスレーザ光を出力してから目標物
    からの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計
    測して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置
    において、 前記パルスレーザ光を測定用パルスレーザ光と測定開始
    用パルスレーザ光とに分岐するビームスプリッタと、 目標物からの反射パルスレーザ光を前記ビームスプリッ
    タに集光する集光ミラーと、 前記測定開始用パルスレーザ光を前記ビームスプリッタ
    に戻す反射ミラーと、 前記集光ミラー中央部に配置され、前記ビームスプリッ
    タで反射する前記測定用パルスレーザ光を受光してスタ
    ートパルスを出力し、前記ビームスプリッタで反射する
    前記反射パルスレーザ光を受光してストップパルスを出
    力する受光素子と、 この受光素子から出力されるスタートパルス及びストッ
    プパルスから前記反射パルスレーザ光を受光するまでの
    時間差を計測する計測手段と、を具備したことを特徴と
    するレーザ測距装置。
14. 【請求項１４】 パルスレーザ光を出力してから目標物
    からの反射パルスレーザ光を受光するまでの時間差を計
    測して前記目標物までの距離を測定するレーザ測距装置
    において、 互いに垂直な各面のうち一方の面に対して平行面を傾斜
    面に形成した直角プリズムと、 この直角プリズムの一方の面に折返しミラー及び出力ミ
    ラーを形成し、これら折返しミラーと出力ミラーとの間
    でレーザ共振を発生し、前記パルスレーザ光を前記出力
    ミラーから前記傾斜面に形成した前記平行面を通して出
    力するレーザ発振手段と、 前記直角プリズムの傾斜面で反射する前記反射パルスレ
    ーザ光を受光する受光部と、を具備したことを特徴とす
    るレーザ測距装置。
15. 【請求項１５】 パルスレーザ光の出力手段は、このパ
    ルスレーザ光を発振するレーザ発振器を構成する出力ミ
    ラー、及び前記パルスレーザ光をコリメートするコリメ
    ータ部を構成する光学レンズを一体化して設けた平板状
    の出力ミラーレンズ一体化光学素子と、 前記出力ミラーを通して出力された前記パルスレーザ光
    を折り曲げて前記光学レンズに導くコーナキューブと、
    を有することを特徴とする請求項１、３、５、７、１
    ０、１２、１３又は１４記載のレーザ測距装置。