JPH11174154A

JPH11174154A - 光波距離計

Info

Publication number: JPH11174154A
Application number: JP9361943A
Authority: JP
Inventors: Yoshiisa Narutaki; 能功鳴瀧; Keiji Tomita; 啓治富田
Original assignee: OPTEC KK; Sokkia Co Ltd
Current assignee: OPTEC KK; Sokkia Co Ltd
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で安価、さらに巻尺のような測量にも使用
でき、又治具を用いて三脚等にも取り付けて距離の計測
ができ、測量の合理化、省力化に貢献する光波距離計の
制作を目的とする。【構成】受光レンズ（８）を備えた受光レンズ枠を光学
ベース（２）として、送光レンズ（４）、発光素子
（３）で構成される送光光学筒（５）、光学フード
（９）、受光用光学素子（１０）、光路切り替え器
（７）、光量調整器（１２）を配置した事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測量用に用いられる巻
尺に変わる小型で安価なデジタル表示の光波距離計に関
するものであり、コダック社のグレイカードＲ２７と同
等の光の反射率を有する目標物に於いては、至近距離か
ら約３０メートル迄位の距離を、非接触で距離計測が行
え、さらに測量する目標物に反射テープ、反射鏡等を取
り付ける事により長い距離の測定が行えるので測量の省
力化が計れる。

【０００２】

【従来の技術】光に変調をかけ、変調光の位相差で目標
物までの距離を測定するのは公知の技術であり、米国特
許第３，６１９，０５８、特開昭６０ー２１１３８０〜
特開昭６０ー２１１３８２号に開示されている。

【０００３】これら光波距離計の大方は、ダイカスト等
で制作した匡体に目的別に設計された電気回路のプリン
ト基板、光学部品等多数のユニットを取り付ける方式を
用いていたが組み立て工数、調整工数の削減にも限度が
あった。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】従来の光波距離計は高
価であり、又巻尺にかえて使用する方法等が考慮されて
いなかった。小型で安価、さらに巻尺のような測量にも
使用でき、又治具を用いて三脚等にも取り付けて距離の
計測ができ、測量の合理化、省力化に貢献する光波距離
計の制作を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】安価な光波距離計を制作
するためには部品点数、及び工数の削減が重要な課題で
ある。よって、一枚のプリント基板（１）上に送光系電
気回路、受光系電気回路、ＣＰＵ回路、表示器、Ｉ／Ｆ
回路、受光素子等大部分の電気部品を実裝し、電気回路
の粗調整を完了した後に、光学調整がなされた光学ベー
ス（２）を実裝し、電気回路系統と光学系の結合をおこ
ない、光波距離計としての調整が施された後、外ケース
に取り付けて光波距離計として完成される。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明による光波距離計の実施例の
概略ブロック図である。まず、プリント基板（１）への
電気部品実裝は、プログラムにより制御される部品実裝
機により大部分の部品が実裝されるように設計が考慮さ
れているので作業工数の大幅な削減がおこなえる。

【０００７】光学ベース（２）には、受光対物レンズ
（８）を装着し、発光素子（３）と送光対物レンズ
（４）を組み入れた送光光学筒（５）、シャッターモー
ター（７）、光学フード（９）、受光用光学素子（１
０）、光量調整器（１２）等をとりつける。

【０００８】送光光学筒（５）の発光素子（３）と送光
対物レンズ（４）は、送光対物レンズ（４）より射出さ
れる光が平行光になるよう予め調整し、光学ベース
（２）に取り付け後、発光素子（３）と受光用光学素子
（１０）の位置関係が望遠鏡により、各々の対物レンズ
を通して調整される。

【０００９】次に、プリント基板（１）に光学ベース
（２）を取り付け発光素子（３）、光路切り替え器
（７）、光量調整器（１２）等の接続をおこなう。受光
用光学素子（１０）は受光素子（１１）に結合する。

【００１０】以上の作業で基本的な光波距離計としての
性能を有する。

【００１１】公知のことであるが光波距離計の動作につ
いて図１の実施例により簡単に説明する。光波距離計に
計測開始の指令コマンドがあたえられると、光路切り替
え器（７）は（Ｂ）の位置に停止し、この状態で発光素
子（３）より長い距離を計測する周波数（５００ＫＨ
ｚ）で変調された光が発光され、次に短い距離を計測す
る周波数（６０ＭＨｚ）で変調された光が発光される。
発光された光は送光レンズ（４）より射出され外部の目
標物により反射されて戻り、入射光として受光レンズ
（８）により集光され光学素子（１０）に結合される。

【００１２】受光用光学素子（１０）に入射した光は、
受光素子（１１）により光電変換され、受光系電気回路
に入力されＣＰＵのプログラムに従い処理される。又受
光素子（１１）に入射される光信号のレベルは、受光系
電気回路より光量調整器（１２）を制御して規定の範囲
におさめられる。

【００１３】次に、ＣＰＵのプログラムにより光路切り
替え器（７）が（Ａ）の位置に停止し、６０ＭＨｚ、５
００ＫＨｚの順序で内部校正光路の計測がおこなわれ、
段落番号「００１１」、「００１２」で説明した計測
値とＣＰＵにより演算処理され、表示器（１３）に表示
され、また必要に応じて外部に計測値を出力する。

【００１４】請求項２について図２の実施例により説明
する。光波距離計で距離を計測する方法については先述
したように、本実施例に於いては二種類の周波数を採用
しているが計測距離の長さにより、さらに複数の周波数
を用いて構成してもよい。半導体レーザ（３）には、レ
ーザ電源回路より規定の光出力が発光されるような電流
が流れるように調整されており、この電流によって半導
体レーザ（３）より発光される光の強度は一定になるよ
うにホトダイオード（３１）を介してレーザ電源回路に
帰還されている。

【００１５】コイル（２７）は、６０ＭＨｚの変調周波
数に対しては高いインピーダンスを有して、変調信号の
電流が半導体レーザ（３）に流れるようにし、５００ｋ
Ｈｚの変調信号に対しては見かけ上、銅線と等しい低い
インピーダンスになるような部品を選択する。コンデン
サ（２３）は、６０ＭＨｚに対して低いインピーダンス
とし、５００ｋＨｚに対しては高いインピーダンスを有
する部品を選択する。コイル（２６）は、５００ｋＨｚ
の変調周波数に対して高いインピーダンスを有し、変調
信号の電流が半導体レーザ（３）に流れる部品を選択す
る。コンデンサ（２１）、（２２）はパスコンであり、
（２４）、（２５）はカップリングコンデンサである。
抵抗（２０）は半導体レーザの保護を目的とし、抵抗
（３０）はホトダイオードの電流検出用であり、抵抗
（２８）、（２９）は信号レベル調整用である。

【００１６】請求項３について図３の実施例により説明
する。受光用光学素子（１０）に距離計測に不要な光が
入射するのを防止する目的により、光学フード（９）が
配置され、受光用光学素子（１０）は光学フード（９）
に取り付けられる。光学フード（９）には、さらに、校
正光（１４）が通過するための、スリット（９−１）が
設けらており、スリット（９−１）を通過した校正光
（１４）は、受光用光学素子（１０）に入射する光路と
なっているが、受光用光学素子（１０）に対して斜め前
方から入射するため入射効率が悪いので、入射効率を高
める目的として光学フード（９）の、内面円錐部分（９
−２）に微小な、おうとつ（凹凸）を設ける事により、
校正光（１４）は乱反射するので、受光用光学素子（１
０）に入射する校正光（１４）の光量が増加して、光波
距離計が安定な動作をする基本となる。また、微小な凹
凸の制作は、微小な凹凸を有する部品を貼る等の方法で
取り付けてもよい。

【００１７】請求項４について、図４、図５の実施例に
より説明する。図５は従来の回路方式を用いた局部発振
信号を周波数混合器に加える場合の概略ブロック図であ
り、図４に比べると部品点数が多い。図５では、６０Ｍ
Ｈｚ用局部発振信号にはトランス（４５）とコンデンサ
（４７）で同調をとり、５００ＫＨｚ用局部発振信号に
は、トランス（４６）とコンデンサ（４８）で同調をと
らなければならない。また、二種類の局部発振信号回路
が双方に影響を与えない為に、コンデンサ（４９）、コ
イル（５０）等の部品を用いる必要がある。

【００１８】図５に対し、図４においては、広帯域トラ
ンス（４１）を用いる事により部品点数が少なくなり、
同調トランスの調整が不要なので調整工数の削減がおこ
なえる。広帯域トランス（４１）には、東光（株）、Ｔ
ＤＫ（株）等で製作されている、ＬＡＮ用パルストラン
ス等が小型で使用するのに適しているが、他にトロイダ
ルコアにポリウレタン線をバイファイラ巻にして用いて
もよい。局部発振信号は、トランス（４１）と抵抗（４
２）の距離が長い場合には同軸ケーブル（４３）等を用
いるが、短い場合にはプリント基板上で、接続してもよ
い。

【００１９】図１おいて、光量調整器（１２）は、ビデ
オカメラ等に用いられるニスカ社製の、製品名オートア
イリス、形式ＥＰ４６０５１０１を採用しているが、他
社の製品に於いても同等の機能を有するものであればよ
い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型で安価な光波距離計を容易に製作できる利点が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光波距離計の実施例に基ずく概略
ブロック図である。

【図２】本発明による半導体レーザの変調回路の概略図
である。

【図３】本発明による光学フード（９）の断面図（イ）
及び、光学フード（９）の外形図（ロ）である。

【図４】本発明による広帯域トランスを用いて局部発振
信号を周波数混合器に加える回路の概略図である。

【図５】従来の局部発振信号を周波数混合器に加える回
路の概略図である。

【符号の説明】

１プリント基板２光学ベース３半導体レーザ４送光レンズ５送光光学筒６射出穴７光路切り替え器８受光レンズ９光学フード９−１スリット９−２内部円錐部分１０受光用光学素子１１受光素子１２光量調整器１３表示器１４レーザ電源回路１５局部発振信号２０、２８、２９、３０、４２抵抗２１、２２、２３、２４、２５、４４、４７、４８、４
９コンデンサ２６、２７、５０コイル４０周波数混合器４１広帯域トランス４５、４６トランスＡ、Ｂ光路切り替え器の停止位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】距離計測用発光素子に半導体レーザ（３）
を用いる光波距離計に於いて、送光レンズ（４）及び受
光レンズ（８）を非球面レンズで構成し、受光レンズ
（８）を備えた受光レンズ枠を光学ベース（２）とし
て、送光レンズ（４）、発光素子（３）で構成される送
光光学筒（５）、光学フード（９）、受光用光学素子
（１０）、光路切り替え器（７）、光量調整器（１２）
を配置した事を特徴とする光波距離計。
【請求項２】半導体レーザの変調回路に於いて、複数の
周波数に対し周波数毎に対応するコイルを直列に接続
し、半導体レーザに流れる電流を変調し距離を測定する
ことを特徴とする請求項１の光波距離計。
【請求項３】迷光を遮断する機能を有する光学フード
（９）に受光用光学素子（１０）が配置され、且つ光学
フードには校正光路を導く為のスリット（９−１）が設
けられ、そのスリット（９−１）を通過した校正光が、
受光用光学素子（１０）に容易に入射させる為に光学フ
ード内面（９−２）を光が乱反射する構造にした光学フ
ード（９）を備えた事を特徴とする光波距離計。
【請求項４】複数の周波数を用いて距離を計測する光波
距離計に於いて、周波数混合器に加える複数の局部発振
信号を、一つの、広帯域トランス（４１）でおこなう事
を特徴とする光波距離計。
【請求項５】請求項１、２、３、４で構成される光波距
離計に於いて、外部測定信号の受光光量の調整を電気的
に制御される虹彩絞り方式の、光量調整器（１２）で行
う事を特徴とする光波距離計。