JPS5838880A - 光波距離計 - Google Patents
光波距離計Info
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- JPS5838880A JPS5838880A JP56136594A JP13659481A JPS5838880A JP S5838880 A JPS5838880 A JP S5838880A JP 56136594 A JP56136594 A JP 56136594A JP 13659481 A JP13659481 A JP 13659481A JP S5838880 A JPS5838880 A JP S5838880A
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- Japan
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- light emitting
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
光波距離計は、発光ダイオードのような発光源と、受光
源とを有し、発光源から射出され目的物により反射され
た光を受光源により受けて、射出光と受光源への入射光
との間の位相差から目的物までの距離を得るようにした
ものである。この光波距離針においては、距離の変化に
対する位相差の変化は、射出光の変調周波数が高いほど
大きいので、・精度を向上させるためには、装置内部の
応答速度が許す範囲で変調周波数を高くすることが望ま
しい。し九がって、たとえば変調周波数１５Ｍ１−４ｚ
が用いられるが、この周波数は波長＝θｍに相当するも
のであるから、装置と目的物との距離が１０ｍ変化する
ごとに位相差は３６０＠変化する。
源とを有し、発光源から射出され目的物により反射され
た光を受光源により受けて、射出光と受光源への入射光
との間の位相差から目的物までの距離を得るようにした
ものである。この光波距離針においては、距離の変化に
対する位相差の変化は、射出光の変調周波数が高いほど
大きいので、・精度を向上させるためには、装置内部の
応答速度が許す範囲で変調周波数を高くすることが望ま
しい。し九がって、たとえば変調周波数１５Ｍ１−４ｚ
が用いられるが、この周波数は波長＝θｍに相当するも
のであるから、装置と目的物との距離が１０ｍ変化する
ごとに位相差は３６０＠変化する。
このことは、この変調周波数によっては、１０ｍ以上の
測定は不可能であることを意味する。従来は、この点を
考慮して、一種類以上の変調周波数を用いている。たと
えば、第一の変調周波数として、波長弘Ｋｍに相当する
７５にＨｚの周波数を用いると、この第一変調周波数の
光により粗測定を行ない、纂ｌ変調周波数の光により精
測定を行なって、両者の合成により測定結果を得ること
ができる。変調周波数の種類を増すことにより、さらに
長い距離の測定が可能になる。さらに、測定の分解能を
向上させるためには、周波数をより近い値に変換して位
相差の測定を行なうことが望ましく、従来の光波距離針
は、そのような測定原理を採用している。
測定は不可能であることを意味する。従来は、この点を
考慮して、一種類以上の変調周波数を用いている。たと
えば、第一の変調周波数として、波長弘Ｋｍに相当する
７５にＨｚの周波数を用いると、この第一変調周波数の
光により粗測定を行ない、纂ｌ変調周波数の光により精
測定を行なって、両者の合成により測定結果を得ること
ができる。変調周波数の種類を増すことにより、さらに
長い距離の測定が可能になる。さらに、測定の分解能を
向上させるためには、周波数をより近い値に変換して位
相差の測定を行なうことが望ましく、従来の光波距離針
は、そのような測定原理を採用している。
ところで、位相−差の測定から、測定距離の算出まで、
すべての処理は、多数の電子的素子を有する制御回路に
より行なわれるのであるが、回路の各素子の応答速度は
有限であり、素子の応答遅れが位相差の検出結果に影響
を及ぼし、測定誤差の原因となる。特に、各素子の応答
遅れはその温度によって異り、光源である発光ダイオー
ドは高出力が要求され、自己発熱による温度上昇が避け
られない念め、発光ダイオードにおける位相の変動が最
も大きくなる。
すべての処理は、多数の電子的素子を有する制御回路に
より行なわれるのであるが、回路の各素子の応答速度は
有限であり、素子の応答遅れが位相差の検出結果に影響
を及ぼし、測定誤差の原因となる。特に、各素子の応答
遅れはその温度によって異り、光源である発光ダイオー
ドは高出力が要求され、自己発熱による温度上昇が避け
られない念め、発光ダイオードにおける位相の変動が最
も大きくなる。
従来は、このような問題を解決するため、発光源からの
光を受光源に導びく内部参照光路を装置内に設け、測距
光路を通った光と内部参照光路を通つ走光とを比較する
こと忙より、制御回路の各電子素子の応答遅れの影響を
除去するようにしている。この場合、測距光路を通る測
距光と、内部参照光路を通る参照光とは、光路切換器に
より機械的に切換えられて交互に受光源に入射するよう
に構成されている。しかし、この光路切換器による切換
えには、相当の時間を必要とし、その切換時間が位相調
定時間に加わるため、距離測定時間が全体として長（な
るという問題がある。このことは、目的物が静止体の場
合には測定結果に影響を生じないが、目的物が移動体の
場合に、その移動に追従した測定を行ない得な（なる。
光を受光源に導びく内部参照光路を装置内に設け、測距
光路を通った光と内部参照光路を通つ走光とを比較する
こと忙より、制御回路の各電子素子の応答遅れの影響を
除去するようにしている。この場合、測距光路を通る測
距光と、内部参照光路を通る参照光とは、光路切換器に
より機械的に切換えられて交互に受光源に入射するよう
に構成されている。しかし、この光路切換器による切換
えには、相当の時間を必要とし、その切換時間が位相調
定時間に加わるため、距離測定時間が全体として長（な
るという問題がある。このことは、目的物が静止体の場
合には測定結果に影響を生じないが、目的物が移動体の
場合に、その移動に追従した測定を行ない得な（なる。
さらに、光路切換器は可動機構である九め、油ぎれや摩
耗、或いはごみの付着による故障を生じ、信頼性が劣る
という問題もある。ｔた、前述のように、光源における
位相変化は、他の構成要素に比べて最も大ぎく、測距光
と参照光の測定はできるだけ接近し走時間で行なうこと
が精度向上の観点から好ましいが、光路切換器はこの要
望に応え得がたい。
耗、或いはごみの付着による故障を生じ、信頼性が劣る
という問題もある。ｔた、前述のように、光源における
位相変化は、他の構成要素に比べて最も大ぎく、測距光
と参照光の測定はできるだけ接近し走時間で行なうこと
が精度向上の観点から好ましいが、光路切換器はこの要
望に応え得がたい。
本発明は、機械的な光路切換手段を持たず、追従性のす
ぐれた光波距離計を提供することを目的とする。
ぐれた光波距離計を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、発光源その他電子素子の応答遅れ
の影響を除去し高精度の測定を迅速に行ない得る装置を
提供することである。
の影響を除去し高精度の測定を迅速に行ない得る装置を
提供することである。
すなわち、本発明による光波距離針は、ｔＩＸｌ及び第
２発党源と、ａｔ及び第１受光源とを有し、前記第１発
光源と前記萬ｌ受光源との間、前記第１発光源と前記第
一受光源との間、前記第２発光源と前記票ｌ受光源との
間、及び前記第２発光源と前記第一受光源との間のダつ
の光ｑｔ影形成、前記光路の少なくとも１つの光路は被
測定物ｔ！！由する測距光路であり他の光路は参照光路
であることを特徴とする。さらに好ましくは、ＷＩＬｌ
及び第２発光源と、第１及び第２受光源とを有し、第１
発光源と第１受光源との間には、該第１発光源から被測
定物を経て１ｇｌ受光源に至る測距光路が形成され、ｔ
ｌｔｔ発光源と第一受光源との間、及び第一発光源とｌ
［７％第一受光源との間には、それぞれ被測定物を通ら
ない参照光路が形成されたことを特徴とする。第１もし
くは第一の発光源が第ｌ及びＮコの受光源に同時に光全
供給し、かつ第１とｗＥ−の受光源間の位相差を測定す
る構成としているので、第１．第一の発光源での位相遅
れの影響は除去される。この構成において、第１．第２
発光源から同一周波数の光が交互に放射されるようにす
ると、ｔＩｉ４１発光源からの光が測距光路を通ること
による位相遅れｔ’ 、第一受光源への参照光路を通
ることによる位相遅れをθ 、第一発光源からの光がＩ
Ｉ／及び第一受光源への参照光路を通ることによる位相
遅れをそれぞれ＃、、＃。
２発党源と、ａｔ及び第１受光源とを有し、前記第１発
光源と前記萬ｌ受光源との間、前記第１発光源と前記第
一受光源との間、前記第２発光源と前記票ｌ受光源との
間、及び前記第２発光源と前記第一受光源との間のダつ
の光ｑｔ影形成、前記光路の少なくとも１つの光路は被
測定物ｔ！！由する測距光路であり他の光路は参照光路
であることを特徴とする。さらに好ましくは、ＷＩＬｌ
及び第２発光源と、第１及び第２受光源とを有し、第１
発光源と第１受光源との間には、該第１発光源から被測
定物を経て１ｇｌ受光源に至る測距光路が形成され、ｔ
ｌｔｔ発光源と第一受光源との間、及び第一発光源とｌ
［７％第一受光源との間には、それぞれ被測定物を通ら
ない参照光路が形成されたことを特徴とする。第１もし
くは第一の発光源が第ｌ及びＮコの受光源に同時に光全
供給し、かつ第１とｗＥ−の受光源間の位相差を測定す
る構成としているので、第１．第一の発光源での位相遅
れの影響は除去される。この構成において、第１．第２
発光源から同一周波数の光が交互に放射されるようにす
ると、ｔＩｉ４１発光源からの光が測距光路を通ること
による位相遅れｔ’ 、第一受光源への参照光路を通
ることによる位相遅れをθ 、第一発光源からの光がＩ
Ｉ／及び第一受光源への参照光路を通ることによる位相
遅れをそれぞれ＃、、＃。
とし％ ＩＥ ｉ％第ココ受光源関連する素子の応答遅
れに起因する位相遅れｔそれぞれψ 、ψ２とすす るとき、第１発光源に関連して、 θ、＋ψ□−八 θ、＋９２−８ Ａ−８−（θ、−０２）＋（ψ、−９２）の関係が成立
し、第２発光源に関連してθ３＋ψ、−ｃ θ４＋ψ、−Ｄ Ｃ−Ｄ−（＃、 −ｅ、 ）＋（ψ、−ｗ２）の関係が
成立する。したがって、 （Ａ−８）−（Ｃ−Ｄ）、＃、−＃□−θ３＋θ。
れに起因する位相遅れｔそれぞれψ 、ψ２とすす るとき、第１発光源に関連して、 θ、＋ψ□−八 θ、＋９２−８ Ａ−８−（θ、−０２）＋（ψ、−９２）の関係が成立
し、第２発光源に関連してθ３＋ψ、−ｃ θ４＋ψ、−Ｄ Ｃ−Ｄ−（＃、 −ｅ、 ）＋（ψ、−ｗ２）の関係が
成立する。したがって、 （Ａ−８）−（Ｃ−Ｄ）、＃、−＃□−θ３＋θ。
が得られ、０２．０３．０４は既知であるからθ、を求
めることができる。この演算は、粗測定用の周波数及び
精測定用の周波数のいずれに対しても同様に行なうこと
ができる。
めることができる。この演算は、粗測定用の周波数及び
精測定用の周波数のいずれに対しても同様に行なうこと
ができる。
ま九、本発明の他の態様においては、第１発光源□の発
光時に、第１発光源からの光の周波数と僅かに異る周波
数の光を第一発光源から発光させ、第１．第一受光源の
入射光をビート状にすることにより、第１、第一受光源
で扱う信号を第１．第一発光源の光の周波数差に相当す
る周波数の成分のみとし測定する。そしてこの場合、第
１１第コ受光源間の素子の応答遅れに起因する位相遅れ
は、＠−発光源に上記周波数差に相当する周波数の光を
発光させ、これを第１．第２受光源で受けることにより
除去することができる。
光時に、第１発光源からの光の周波数と僅かに異る周波
数の光を第一発光源から発光させ、第１．第一受光源の
入射光をビート状にすることにより、第１、第一受光源
で扱う信号を第１．第一発光源の光の周波数差に相当す
る周波数の成分のみとし測定する。そしてこの場合、第
１１第コ受光源間の素子の応答遅れに起因する位相遅れ
は、＠−発光源に上記周波数差に相当する周波数の光を
発光させ、これを第１．第２受光源で受けることにより
除去することができる。
本発明のさらに別の態様においては、第一発光源の光の
周波数を、第１発光源の光の周波数よりプラス儒及びマ
イナス＠に僅かに異る一種類とし、位相差の進み位相と
遅れ位相の状態から、電気系の位相差を除去する。
周波数を、第１発光源の光の周波数よりプラス儒及びマ
イナス＠に僅かに異る一種類とし、位相差の進み位相と
遅れ位相の状態から、電気系の位相差を除去する。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
まず、第１図において、光波距離計は、第１発光ダイオ
ード１と第１受光ダイオード２、第１発光ダイオード３
と第一受光ダイオード４を備えており、距離針内部には
、第１発光ダイオード１からの光を目的物次とえば被測
定点に置かれたコーナーキューブ９に向けて反射するた
めの反射面５ａと、コーナーキューブ９により反射され
て戻って来た測定光ｔ−票ｌ受光ダイオード２に向けて
反射する反射面５ｂとを有する反射プリズム５が配置さ
れている。プリズム５０反射面５ａにより反射された射
出光を平行光と七てコーナーキューブ９に導キ、コーナ
ーキューブ９からの反射光をブリ、ズム５の反射面５ｂ
から第１受光ダイオード２の受光面に結儂させる良め、
対物レンズ６が設けられている。
ード１と第１受光ダイオード２、第１発光ダイオード３
と第一受光ダイオード４を備えており、距離針内部には
、第１発光ダイオード１からの光を目的物次とえば被測
定点に置かれたコーナーキューブ９に向けて反射するた
めの反射面５ａと、コーナーキューブ９により反射され
て戻って来た測定光ｔ−票ｌ受光ダイオード２に向けて
反射する反射面５ｂとを有する反射プリズム５が配置さ
れている。プリズム５０反射面５ａにより反射された射
出光を平行光と七てコーナーキューブ９に導キ、コーナ
ーキューブ９からの反射光をブリ、ズム５の反射面５ｂ
から第１受光ダイオード２の受光面に結儂させる良め、
対物レンズ６が設けられている。
ｆ １７ズム５の背後には、第１発光ダイオード１から
の光を第一受光ダイオード４に導びく内部参照光路１０
ａｔ形成するための光学系１０が配置されている。また
、第一発光ダイオード３の光を第１受光ダイオード２及
び第一受光ダイオード４に導びくための内部参照光路７
，８が形成されている。
の光を第一受光ダイオード４に導びく内部参照光路１０
ａｔ形成するための光学系１０が配置されている。また
、第一発光ダイオード３の光を第１受光ダイオード２及
び第一受光ダイオード４に導びくための内部参照光路７
，８が形成されている。
第２図は制御回路の一例金示すもので、発振器１１は第
１の変調周波数ｆ工の信号を発生し、この信号は分割器
１２と、第１選択回路１３と、周波数合成器１４と、計
数器１６とに与えられる。
１の変調周波数ｆ工の信号を発生し、この信号は分割器
１２と、第１選択回路１３と、周波数合成器１４と、計
数器１６とに与えられる。
分割器１２は、第１変調周波数信号を分割して第２変調
周波数ｆ２ の信号を発生し、この信号を第１選択回路
１３に与える。また、分割器１２は第１変調周波数信号
をさらに分割して周波数Δｆの信号を発生し、これを周
波数合成器１４とに供給する。計数器１６はその計数値
信号を処理制御部１７に与え、第１選択回路１３はこの
処理制御部１１からの信号を受けて、その信号に従って
第１゜第２変調周波数信号のいずれか７つを選択し、選
択信号を信号切換器２１に与える。
周波数ｆ２ の信号を発生し、この信号を第１選択回路
１３に与える。また、分割器１２は第１変調周波数信号
をさらに分割して周波数Δｆの信号を発生し、これを周
波数合成器１４とに供給する。計数器１６はその計数値
信号を処理制御部１７に与え、第１選択回路１３はこの
処理制御部１１からの信号を受けて、その信号に従って
第１゜第２変調周波数信号のいずれか７つを選択し、選
択信号を信号切換器２１に与える。
信号切換器２１には処理制御部１γからの信号が与えら
れ℃おり、該信号切換器２１は、この信号に応じて、第
７選択回路１３からの信号をＩｇｌ尭光ダイオード１及
び＃Ｉコ発光ダイオード２に切換え工供給する。これら
発光ダイオードは、第１選択ＩＩ略１３からの信号に応
じて変調された周波数の光を放射する。
れ℃おり、該信号切換器２１は、この信号に応じて、第
７選択回路１３からの信号をＩｇｌ尭光ダイオード１及
び＃Ｉコ発光ダイオード２に切換え工供給する。これら
発光ダイオードは、第１選択ＩＩ略１３からの信号に応
じて変調された周波数の光を放射する。
周波数合成器１４は、発振器１１からの信号と分割１Ｂ
１２からの信号を受けて、周波数ｆニーΔｆ及びｆ３−
Δずの信号を発生し、これｔｇコ選択回路１５に与える
０選択回路１５は、処理制御部１Ｔからの信号を受けて
、その信号に応じて周波数ｆニーΔずとｆ、−ノず の
うちいずれかを選択する。
１２からの信号を受けて、周波数ｆニーΔｆ及びｆ３−
Δずの信号を発生し、これｔｇコ選択回路１５に与える
０選択回路１５は、処理制御部１Ｔからの信号を受けて
、その信号に応じて周波数ｆニーΔずとｆ、−ノず の
うちいずれかを選択する。
第１受光ダイオード２は、測定光路を通して第１発光ダ
イオード１からの光を、また内部参照光路Ｔｔ−通して
第二発光ダイオード３からの光を受け、受光する光に応
じ良電気信号を発番して、これ１に第１周波数変換器１
９に与える。第一受光ダイオード４は、内部参照光路１
０ａｌ−介して＠１発光ダイオード１からの光を、また
内部参照光路８を介して第一発光ダイオード３からの光
を受け、受光する光に応じた電気信号を発生して、これ
を第２周波数変換器２２に与える。第１周波数変換器１
９は、第ｈｔ選択回路１５の出力全党け、第１発光ダイ
オード２からの信号と混合し℃ビート信号を形成し、さ
らにそのビート信号から周波数Δｆの信号を得て、これ
を出力する。同様に、第２ＪｉＩｉ波数変換器２２も第
一選択回路１５の出力を受け、これと第一発光ダイオー
ド４からの信号とから周、波数Δｆの信号を得て、これ
全出力する。
イオード１からの光を、また内部参照光路Ｔｔ−通して
第二発光ダイオード３からの光を受け、受光する光に応
じ良電気信号を発番して、これ１に第１周波数変換器１
９に与える。第一受光ダイオード４は、内部参照光路１
０ａｌ−介して＠１発光ダイオード１からの光を、また
内部参照光路８を介して第一発光ダイオード３からの光
を受け、受光する光に応じた電気信号を発生して、これ
を第２周波数変換器２２に与える。第１周波数変換器１
９は、第ｈｔ選択回路１５の出力全党け、第１発光ダイ
オード２からの信号と混合し℃ビート信号を形成し、さ
らにそのビート信号から周波数Δｆの信号を得て、これ
を出力する。同様に、第２ＪｉＩｉ波数変換器２２も第
一選択回路１５の出力を受け、これと第一発光ダイオー
ド４からの信号とから周、波数Δｆの信号を得て、これ
全出力する。
周波数変換器１９．２２の出力は、それぞれＩＮ ｔ
ｓ第一波形整形器２０．２３に与えられ、これら整形器
２０．２３は、変換器１９．２２からの周波数Δｆの正
弦波を、同一周波数の矩形波に変換して計数器１６に与
える。
ｓ第一波形整形器２０．２３に与えられ、これら整形器
２０．２３は、変換器１９．２２からの周波数Δｆの正
弦波を、同一周波数の矩形波に変換して計数器１６に与
える。
計数器１６は、波形整形器２ｏからの周波数Δずの信号
の立上り又は立下リヲスタート信号とし、波形整形器２
３からの周波数Δｆの信号の立上り又は立下りをストッ
プ信号として、スタート信号からストップ信号からスト
ップ信号までの時間差を、発振器１１がらの周波数ず、
の信号をクロック信号として計数する。処理制御部１１
は、第１選択回路１３と第一選択回路１５の出力の関係
を１回路１３の出力周波数がｆ□のとき、回路１５の出
力周波−がｆニーΔｆに、回路１３の出力周波数がず、
のとき、回路１５の出力周波数がｆ２−Δずになるよう
に制御し、そのａつの状態のときの計数１ｉ）Ｉｌｌか
ら得られる計数値をそれぞれ距離に換算して両者を組合
わせ、測定値として表示器１０に表示させる。
の立上り又は立下リヲスタート信号とし、波形整形器２
３からの周波数Δｆの信号の立上り又は立下りをストッ
プ信号として、スタート信号からストップ信号からスト
ップ信号までの時間差を、発振器１１がらの周波数ず、
の信号をクロック信号として計数する。処理制御部１１
は、第１選択回路１３と第一選択回路１５の出力の関係
を１回路１３の出力周波数がｆ□のとき、回路１５の出
力周波−がｆニーΔｆに、回路１３の出力周波数がず、
のとき、回路１５の出力周波数がｆ２−Δずになるよう
に制御し、そのａつの状態のときの計数１ｉ）Ｉｌｌか
ら得られる計数値をそれぞれ距離に換算して両者を組合
わせ、測定値として表示器１０に表示させる。
本例においては４＠／発光ダイオード１及び第一発光ダ
イオード３の光は、いずれも同時に＠／。
イオード３の光は、いずれも同時に＠／。
第１受光ダイオード２．４に与えられ、第一選択回路１
ｓの出力信号は、同時に第１１第一周波数変換器１１１
，２２に与えられているので、発光ダイオード１．ｓ、
ｇコ選択回路１５及び該回路より前段のクロックで生じ
る応答遅れの影響は除去される。そして第１．第一の受
光系、すなわち第１、第一受光ダイオード２．４、周波
数変換器１９．２２及び波形整形器２０．２３に生じる
遅れの影響は、処理制御部１Ｔの出力で信号切換器２１
を制御することＫより除去される。第１％第一受光系で
の影響を除去することについて以下に詳細に述べる＠
Ｉｔ＋＋距光路による位相変化をθ１−１部光路ＩＱａ
による位相変化音８２、参照光路７．８による位相変化
をそれぞれθ３．０４とし、第１．第一受光系による位
相変化をそれぞれψ 、ψ と−したとき、＠／発光ダ
イオード１０発光時には、計数器ｉ６に現れる位相差は
、第１受光系の出力から第２受光系の出力を減じた値で
あり、その位相差Ａは、 Ａ′−（θ ＋ｑ ＞−＜ａ２＋ψ２） ・・・−・
（１）１ で表わされる。第一発光ダイオード３０発光時には、計
数器１６に現れる位相差Ｂは、 Ｂ′−（θ ＋ψ ）。−（４？、＋９２） ・−・
−・（Ｊ１ で表わされる。処理制御部では、位相差Ａ′から位相差
ａｌｔ減じる演算を行ない、次式の結果を得る。
ｓの出力信号は、同時に第１１第一周波数変換器１１１
，２２に与えられているので、発光ダイオード１．ｓ、
ｇコ選択回路１５及び該回路より前段のクロックで生じ
る応答遅れの影響は除去される。そして第１．第一の受
光系、すなわち第１、第一受光ダイオード２．４、周波
数変換器１９．２２及び波形整形器２０．２３に生じる
遅れの影響は、処理制御部１Ｔの出力で信号切換器２１
を制御することＫより除去される。第１％第一受光系で
の影響を除去することについて以下に詳細に述べる＠
Ｉｔ＋＋距光路による位相変化をθ１−１部光路ＩＱａ
による位相変化音８２、参照光路７．８による位相変化
をそれぞれθ３．０４とし、第１．第一受光系による位
相変化をそれぞれψ 、ψ と−したとき、＠／発光ダ
イオード１０発光時には、計数器ｉ６に現れる位相差は
、第１受光系の出力から第２受光系の出力を減じた値で
あり、その位相差Ａは、 Ａ′−（θ ＋ｑ ＞−＜ａ２＋ψ２） ・・・−・
（１）１ で表わされる。第一発光ダイオード３０発光時には、計
数器１６に現れる位相差Ｂは、 Ｂ′−（θ ＋ψ ）。−（４？、＋９２） ・−・
−・（Ｊ１ で表わされる。処理制御部では、位相差Ａ′から位相差
ａｌｔ減じる演算を行ない、次式の結果を得る。
Ａ／ −Ｂ ／■θ −θ ＋θ −０・・・・（，７
）ｌ ２ ４ ３ 此処に、０２．０３、θ４は既知であるから、演算によ
りａｌｔ−求めることができる。この操作は、一つの周
波数ｆ工、ｆ２のいずれについても行なうことができる
。
）ｌ ２ ４ ３ 此処に、０２．０３、θ４は既知であるから、演算によ
りａｌｔ−求めることができる。この操作は、一つの周
波数ｆ工、ｆ２のいずれについても行なうことができる
。
第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、本例にお
いては、第１発光ダイオード１が発光しているときに５
その発光周波数と僅かに異った周波数の光を第一発光ダ
イオード３から放射させ、第１．第一受光素子２．４に
入射する光をビート状圧することＫより、第１１第２受
光系で扱う信号を、その周波数差に等しい周波数の成分
のみとし、第１．第一受光系によって生じる位相差の除
去の友めに、第２発光ダイオードから上述の周波数差に
等しい周波数の光を放射させるようにしたものである。
いては、第１発光ダイオード１が発光しているときに５
その発光周波数と僅かに異った周波数の光を第一発光ダ
イオード３から放射させ、第１．第一受光素子２．４に
入射する光をビート状圧することＫより、第１１第２受
光系で扱う信号を、その周波数差に等しい周波数の成分
のみとし、第１．第一受光系によって生じる位相差の除
去の友めに、第２発光ダイオードから上述の周波数差に
等しい周波数の光を放射させるようにしたものである。
本例においては、前例における信号切換器２１が省略さ
れ、前例の第１選択回路１３に相当する第１選択回路３
３がその出力１１Ｉ：第１発光ダイオード１に与えるよ
うに配置されている。前例の処理制御部１７に相当する
処理制御部３５は、その出力を第１選択回路３３に与え
て、第１発光ダイオード１０発光を制御する。前例の第
２選択回路１５に相当する第２選択回路３４は、処理制
御部３５からの出力を受けて、その出力に応じて、第２
発光ダイオード３を制御する。すなわち、第一発光ダイ
オード３は、第１発光ダイオード１が周波数ｆ 又はｆ
２の光を放射しているとき、周波数ユ ｆニーΔｆ又はｆ２−Δｆの光を放射し、＠１発光ダイ
オード１が発光していないとき、周波数Δｆの光を放射
する。したがって、第１．第１受光ダイオード２．４は
、第１．第一発光ダイオード１．３の光を受けて振巾が
周波数Δずで変化する信号全発生する。この受光ダイオ
ード２．４の出力は、それぞれ第１．第一検波器３１．
３２に入力され、これら検−波器は、周波数Δでの信号
を出力する。
れ、前例の第１選択回路１３に相当する第１選択回路３
３がその出力１１Ｉ：第１発光ダイオード１に与えるよ
うに配置されている。前例の処理制御部１７に相当する
処理制御部３５は、その出力を第１選択回路３３に与え
て、第１発光ダイオード１０発光を制御する。前例の第
２選択回路１５に相当する第２選択回路３４は、処理制
御部３５からの出力を受けて、その出力に応じて、第２
発光ダイオード３を制御する。すなわち、第一発光ダイ
オード３は、第１発光ダイオード１が周波数ｆ 又はｆ
２の光を放射しているとき、周波数ユ ｆニーΔｆ又はｆ２−Δｆの光を放射し、＠１発光ダイ
オード１が発光していないとき、周波数Δｆの光を放射
する。したがって、第１．第１受光ダイオード２．４は
、第１．第一発光ダイオード１．３の光を受けて振巾が
周波数Δずで変化する信号全発生する。この受光ダイオ
ード２．４の出力は、それぞれ第１．第一検波器３１．
３２に入力され、これら検−波器は、周波数Δでの信号
を出力する。
検波器３１．３２の出力は、それぞれ！ ／ ｓ 第一
波形整形器２０．２３に入力され、これらは波形整形器
の出力は前例と同様に計数器１６に与えられる。
波形整形器２０．２３に入力され、これらは波形整形器
の出力は前例と同様に計数器１６に与えられる。
本例においては、第１１第２受光ダイオード２．４の両
方に第１．第２発光ダイオード１．３からの光が同時に
与えられ、計数器１６が第１％第２受光系の位相差を測
定するようになっているため、第１％第一発光ダイオー
ド及びその発光制御回路（第１．第２の発光系）で生じ
ろ位相変化の影響は除去される。そして、第１１第２受
光系で生じる位相変化の影響は、処理制御部３５が第１
選択回路３３と第２選択回路３４を制御する構成により
除去される。この第１、第一受光系での影響を除去する
ことＫついて詳細に説明すると、第１発光ダイオード１
が発光せず、第２発光ダイオード３が周波数Δｆの変調
光を放射している時点では、受光ダイオード２．４は、
周波数Δｆの信号全出力し、検波器３１．３２はダイオ
ード２．４の出力と同様な出力を発生する。この状態で
、計数器１６から得られる位相差ｃｔ測測定る。この位
相差Ｃは、 ””（’＄、＋ψ、ｔ−（θ４ｊ＋９２．）−（０−θ
″）＋（ψ −ψ ） ・・・・・・（４’）３Δ
４Δ １Δ ２ノ 此処に、添字Δは、周波数Δｆのときの位相遅れを示す
もので” ３ｊ−’４４は既知である。またこの値は、
周波数Δｆが十分低い場合、たとえば３ＫＨｚの場合、
微小値となるため無視できる。
方に第１．第２発光ダイオード１．３からの光が同時に
与えられ、計数器１６が第１％第２受光系の位相差を測
定するようになっているため、第１％第一発光ダイオー
ド及びその発光制御回路（第１．第２の発光系）で生じ
ろ位相変化の影響は除去される。そして、第１１第２受
光系で生じる位相変化の影響は、処理制御部３５が第１
選択回路３３と第２選択回路３４を制御する構成により
除去される。この第１、第一受光系での影響を除去する
ことＫついて詳細に説明すると、第１発光ダイオード１
が発光せず、第２発光ダイオード３が周波数Δｆの変調
光を放射している時点では、受光ダイオード２．４は、
周波数Δｆの信号全出力し、検波器３１．３２はダイオ
ード２．４の出力と同様な出力を発生する。この状態で
、計数器１６から得られる位相差ｃｔ測測定る。この位
相差Ｃは、 ””（’＄、＋ψ、ｔ−（θ４ｊ＋９２．）−（０−θ
″）＋（ψ −ψ ） ・・・・・・（４’）３Δ
４Δ １Δ ２ノ 此処に、添字Δは、周波数Δｆのときの位相遅れを示す
もので” ３ｊ−’４４は既知である。またこの値は、
周波数Δｆが十分低い場合、たとえば３ＫＨｚの場合、
微小値となるため無視できる。
第１発光ダイオード１が周波数ず、の光を放射し、第一
発光ダイオード３が周波数ｆニーΔｆの光を放射する場
合、第１受光ダイオード２は振巾が周波数Δｆで変化す
る周波数ｆ０の信号を発する。
発光ダイオード３が周波数ｆニーΔｆの光を放射する場
合、第１受光ダイオード２は振巾が周波数Δｆで変化す
る周波数ｆ０の信号を発する。
此処で、第１受光ダイオード２の出力を検波し、周波数
Δｆの成分を検出して波形整形器２０に通すこと釦より
５．θ、−０３＋９□４の位相変化金有する信号が得ら
れる。同様に、＃！コ受光ダイオード４の出力から０２
−０４＋９２４の信号が得られる。
Δｆの成分を検出して波形整形器２０に通すこと釦より
５．θ、−０３＋９□４の位相変化金有する信号が得ら
れる。同様に、＃！コ受光ダイオード４の出力から０２
−０４＋９２４の信号が得られる。
したがって、計数器１６から得られる位相差りは、Ｄ−
（θ、−０３＋ψ０． ） −（θ、−０４＋ψ３．）
・・・（ｊとなる。位相差りから位相差Ｃを減じる演算
により次の結果が得られる。
（θ、−０３＋ψ０． ） −（θ、−０４＋ψ３．）
・・・（ｊとなる。位相差りから位相差Ｃを減じる演算
により次の結果が得られる。
ｏ−ｃ−ｅ□−θ２＋θ４−θ３−θ３４＋θ４．
−・（６）此処で＃２、θ３、θ４、θ３４、ζ４は
既知であるので、θ□を求めることができる。同様な演
算全周波数ｆ、についても行ない、両者を総合して測定
結果を得る。
−・（６）此処で＃２、θ３、θ４、θ３４、ζ４は
既知であるので、θ□を求めることができる。同様な演
算全周波数ｆ、についても行ない、両者を総合して測定
結果を得る。
第７図は、本発明のさらに他の実施例を示すもので、第
２発光ダイオードは、第１発光グイオードの放射する変
調光の周波数よりΔｆだけ高い周波数の変調光とΔｆだ
け近い周波数の変調光全放射させるようにして、第１２
＠λ受光ダイオードの入射光を、振巾がΔｆの周波数で
変化するビート軟和することにより、第１．第２受光系
で扱う電気信号を周波数Δずの成分だけにするものであ
る。
２発光ダイオードは、第１発光グイオードの放射する変
調光の周波数よりΔｆだけ高い周波数の変調光とΔｆだ
け近い周波数の変調光全放射させるようにして、第１２
＠λ受光ダイオードの入射光を、振巾がΔｆの周波数で
変化するビート軟和することにより、第１．第２受光系
で扱う電気信号を周波数Δずの成分だけにするものであ
る。
本例においては、第１の周波数合成器１４の他に第一の
周波数合成器４１が設けられ、第１周波数曾成器１４は
、発振器１１からの周波数ｆ□と分割器１２からの周波
数Δｆの信号を受けて周波数ず−Δｆ又はｆ２−Δｆの
信号を発生し、第λ周波数合成器４１は、周波数ｆ十Δ
ｆ又はｆ２＋Δｆの信号を発生する。これら合成器１４
，４１０出力は纂−選択回路４２に与えられ、この回路
４２は、処理制御部４３からの信号に従って、第１発光
ダイオード３に周波数ｆ−Δｆ％ｆ２−Δｆ％ｆ工＋ノ
ｆ又はず、＋Δｆのいずれかの信号を供給する。すなわ
ち、纂−発光ダイオード３は、第１発光ダイオード１が
周波数ｆ工の信号を与えられているとき、周波数ｆ −
Δｆ又はｆ工＋Δｆのいずれかの信号を与えられ、第１
発光ダイオード３が周波数ｆ２ の信号を与えられてい
るとき、周波数ｆ２−Δｆ又は周波数ｆ２＋Δｆの信号
が与えられる。従って、第１１＠コ受光ダイオード２．
４には、振巾が周波数Δｆで変化するビート状の信号が
発生する。前例におけると同様に％第１．第２検波器３
１．３２は、第１１＠コ受光ダイオード２．４の出力信
号を検波して、周波数Δｆの正弦波信号を出力する。こ
の周波数Δｆの正弦波信号は、第１．第１波形整形器２
０．２３により矩形波信号に変換されて計数器１６に与
えられる。その他の部分の構成は前例におけると同様で
ある。
周波数合成器４１が設けられ、第１周波数曾成器１４は
、発振器１１からの周波数ｆ□と分割器１２からの周波
数Δｆの信号を受けて周波数ず−Δｆ又はｆ２−Δｆの
信号を発生し、第λ周波数合成器４１は、周波数ｆ十Δ
ｆ又はｆ２＋Δｆの信号を発生する。これら合成器１４
，４１０出力は纂−選択回路４２に与えられ、この回路
４２は、処理制御部４３からの信号に従って、第１発光
ダイオード３に周波数ｆ−Δｆ％ｆ２−Δｆ％ｆ工＋ノ
ｆ又はず、＋Δｆのいずれかの信号を供給する。すなわ
ち、纂−発光ダイオード３は、第１発光ダイオード１が
周波数ｆ工の信号を与えられているとき、周波数ｆ −
Δｆ又はｆ工＋Δｆのいずれかの信号を与えられ、第１
発光ダイオード３が周波数ｆ２ の信号を与えられてい
るとき、周波数ｆ２−Δｆ又は周波数ｆ２＋Δｆの信号
が与えられる。従って、第１１＠コ受光ダイオード２．
４には、振巾が周波数Δｆで変化するビート状の信号が
発生する。前例におけると同様に％第１．第２検波器３
１．３２は、第１１＠コ受光ダイオード２．４の出力信
号を検波して、周波数Δｆの正弦波信号を出力する。こ
の周波数Δｆの正弦波信号は、第１．第１波形整形器２
０．２３により矩形波信号に変換されて計数器１６に与
えられる。その他の部分の構成は前例におけると同様で
ある。
此処で、第１発光ダイオード１と分割器１２と第１選択
回路１３とにより構成される第１発光系、及び第２発光
ダイオード３と、ｔｌ／ｃ１１第コ周波数第１器波数曾
成器１４２選択回路４２とＫよって構成される第−発光
系に生じる位相変化は、第１゜第２発光ダイオードが第
１２＠λ受光ダイオードに同時に光全供給し、かつ計数
器１６が第１１第コ受光系からの信号の位相差を測定す
るようにした構成により除去できる。そして、第１受光
ダイオード２と＃！ｌ検波器３１と第１波形整形器２０
とから構成される第１受光系、及び第２受光ダイオード
４と第２検波器３２と第１波形整形器２０とから構成さ
れる第一受光系で生じ本位相変化は、処理制御部が第１
．第一選択回路１３，３４を制御して処理する構成によ
り除去される。
回路１３とにより構成される第１発光系、及び第２発光
ダイオード３と、ｔｌ／ｃ１１第コ周波数第１器波数曾
成器１４２選択回路４２とＫよって構成される第−発光
系に生じる位相変化は、第１゜第２発光ダイオードが第
１２＠λ受光ダイオードに同時に光全供給し、かつ計数
器１６が第１１第コ受光系からの信号の位相差を測定す
るようにした構成により除去できる。そして、第１受光
ダイオード２と＃！ｌ検波器３１と第１波形整形器２０
とから構成される第１受光系、及び第２受光ダイオード
４と第２検波器３２と第１波形整形器２０とから構成さ
れる第一受光系で生じ本位相変化は、処理制御部が第１
．第一選択回路１３，３４を制御して処理する構成によ
り除去される。
＠／％第ａ受光系での影響を除去することについて詳ｍ
Ｋ説明すると、第１受光ダイオード２が成る周波数ｆ工
の光を放射していると館、第一発光ダイオード３にこれ
よりΔｆだけ減じた周波数ｔニーΔずの光を放射させる
とき、計数器１６４Ｃおいて得られる位相差Ｅは前例に
おけると同様に（式（菊より） Ｅｓ、＃、−＃、＋ψ□４−０２−”４−デ２４
”’・・・（７）である、第一発光ダイオード３に周波
数ｆ、＋Δｆの光を放射させると、計数器１８において
得られる位相差Ｆは Ｆｗ−＃＋１’＋ψ ＋＃ −θ′−ψ −・−・
（ｆｆ）１３ １Δ ２４２Δ となる。したがって、Ｅ−Ｆの演算によりＥ−Ｆ−コ０
−コθ−θ−θ′十〇＋θ′ ・・・・・・（９）１
５！３３ ４４ が得られ、＃１を除く項はすべて既知であるから、０１
を求めることができる。この演算を周波数ｆ１友びｆ急
の両方について、或は必要に応じてもつと多くの周波数
について行なうことによジ測足結果を得ることができる
。同、右側においては、第１発光ダイオード１がたとえ
ば２つの周波数ｆよ、ｆ２で変調されているときに５第
一の発光ダイオード３は必ずしも周波数ｆ −１ｆ＝
、ｆ２−Δｆ５ｆ工＋Δｆ％ｆ２＋Δｆのダ種類に変調
される必要はな（、そのうちの３種類たとえば周波数ｆ
ニーΔず、ｆ２−Δｆ％ｆ工＋Δずに変調するだけでも
よい、この場合、前述と同様にして、第１の周波数ｆ工
の時についてはＥ−Ｆの演算により０□ を求めること
ができ、かつ第１の周波数ｆ の時について得られた値
からＥ＋Ｆの演算を行なうことにより、次に示す結果が
得られる。
Ｋ説明すると、第１受光ダイオード２が成る周波数ｆ工
の光を放射していると館、第一発光ダイオード３にこれ
よりΔｆだけ減じた周波数ｔニーΔずの光を放射させる
とき、計数器１６４Ｃおいて得られる位相差Ｅは前例に
おけると同様に（式（菊より） Ｅｓ、＃、−＃、＋ψ□４−０２−”４−デ２４
”’・・・（７）である、第一発光ダイオード３に周波
数ｆ、＋Δｆの光を放射させると、計数器１８において
得られる位相差Ｆは Ｆｗ−＃＋１’＋ψ ＋＃ −θ′−ψ −・−・
（ｆｆ）１３ １Δ ２４２Δ となる。したがって、Ｅ−Ｆの演算によりＥ−Ｆ−コ０
−コθ−θ−θ′十〇＋θ′ ・・・・・・（９）１
５！３３ ４４ が得られ、＃１を除く項はすべて既知であるから、０１
を求めることができる。この演算を周波数ｆ１友びｆ急
の両方について、或は必要に応じてもつと多くの周波数
について行なうことによジ測足結果を得ることができる
。同、右側においては、第１発光ダイオード１がたとえ
ば２つの周波数ｆよ、ｆ２で変調されているときに５第
一の発光ダイオード３は必ずしも周波数ｆ −１ｆ＝
、ｆ２−Δｆ５ｆ工＋Δｆ％ｆ２＋Δｆのダ種類に変調
される必要はな（、そのうちの３種類たとえば周波数ｆ
ニーΔず、ｆ２−Δｆ％ｆ工＋Δずに変調するだけでも
よい、この場合、前述と同様にして、第１の周波数ｆ工
の時についてはＥ−Ｆの演算により０□ を求めること
ができ、かつ第１の周波数ｆ の時について得られた値
からＥ＋Ｆの演算を行なうことにより、次に示す結果が
得られる。
Ｅ＋Ｆ−コ（ψ、Δ−ψ２．）＋ ＃、’−１９．＋θ
４−０４′・・・＜１０）ここでθ′、θＢ”４”４’
は既知であるから！□４−９８．を求めることができ
る。９．１−９２４１”第一の周波数ｆ、 Ｋつ℃・て
得られ次式から減することにより、ψ 、ψ の項を消
去することができる１Δ ２Δ のである。
４−０４′・・・＜１０）ここでθ′、θＢ”４”４’
は既知であるから！□４−９８．を求めることができ
る。９．１−９２４１”第一の周波数ｆ、 Ｋつ℃・て
得られ次式から減することにより、ψ 、ψ の項を消
去することができる１Δ ２Δ のである。
以上説明しｔように５本発明装置におい℃は光路の切換
あるいは変調光の制御はすぺ【光源、例えば発光ダイオ
ードを制御することにより達成されているので、その制
御のための時間はｌμｓｅｃ以下というきわめて短い時
間で実施できる。したがって、前述の如く装置本体と対
象とする物体が相対移動しているときは、従来の方法で
は達し得なかった追従性を得ることが可能であり、ｆた
、可動部の廃止にともない装置の信頼性向上が図れる。
あるいは変調光の制御はすぺ【光源、例えば発光ダイオ
ードを制御することにより達成されているので、その制
御のための時間はｌμｓｅｃ以下というきわめて短い時
間で実施できる。したがって、前述の如く装置本体と対
象とする物体が相対移動しているときは、従来の方法で
は達し得なかった追従性を得ることが可能であり、ｆた
、可動部の廃止にともない装置の信頼性向上が図れる。
さらに、前述の如（光源における位相変化の量のドリフ
トが装置において特に大きく問題とされていたが、本発
明装置においては光路をλつに分け、測定においては同
時に両者の差を見るようＫしており、その問題は解決さ
れ高精度化が図れる。
トが装置において特に大きく問題とされていたが、本発
明装置においては光路をλつに分け、測定においては同
時に両者の差を見るようＫしており、その問題は解決さ
れ高精度化が図れる。
また、本発明の第一、第３の実施例においては周波数を
変換するにあたって光を利用して行っている。したがっ
て、各受光系での位相変化はどの周波数の変調光を使用
した時も同じである。これは変調光に多種類の周波数を
使用した揚台、各ブロックにより生じる位相差を除去す
る九めの位相差の測定（以後補正用測定とする）ラフ回
行い、各周波数時の測定に対し共通して使用できるので
追従性°をさらに向上させることができろ、そのうえ、
光を利用し九周波数変換の使用で以下に述べる利点を得
ろことかできる。一般にｆ、ラミ気に変換する受光素子
、例えば受光ダイオードにはその受光面上の場所によっ
て応答速度が違っているので、変調光が受光素子に入射
する際その位置が変化すると、それに対応して受光素子
の出力では位相変化を起て、このため電気系で周波数変
換を行うことはその位相変化も含めて前述の如く位相を
時間軸全拡大することになる。一方受光票子の受光面上
への変調光の入射位置は装置本体の光軸に対するコーナ
キューブの位置で決定される。したがって従来のように
電気系で周波数変換を行った装置にお（・ては、コーナ
キュー１に対する装置本体の規準に対し制約がある。光
を利用した周波数変換を使用した本発明の＠コ、第３の
実施例の装置においては、前述における位相の時間軸で
の拡大は変調光が受光素子に入射する時あるいはそれ以
前で行われることを意味し、上述の規準上の制約は大き
く軽減される。
変換するにあたって光を利用して行っている。したがっ
て、各受光系での位相変化はどの周波数の変調光を使用
した時も同じである。これは変調光に多種類の周波数を
使用した揚台、各ブロックにより生じる位相差を除去す
る九めの位相差の測定（以後補正用測定とする）ラフ回
行い、各周波数時の測定に対し共通して使用できるので
追従性°をさらに向上させることができろ、そのうえ、
光を利用し九周波数変換の使用で以下に述べる利点を得
ろことかできる。一般にｆ、ラミ気に変換する受光素子
、例えば受光ダイオードにはその受光面上の場所によっ
て応答速度が違っているので、変調光が受光素子に入射
する際その位置が変化すると、それに対応して受光素子
の出力では位相変化を起て、このため電気系で周波数変
換を行うことはその位相変化も含めて前述の如く位相を
時間軸全拡大することになる。一方受光票子の受光面上
への変調光の入射位置は装置本体の光軸に対するコーナ
キューブの位置で決定される。したがって従来のように
電気系で周波数変換を行った装置にお（・ては、コーナ
キュー１に対する装置本体の規準に対し制約がある。光
を利用した周波数変換を使用した本発明の＠コ、第３の
実施例の装置においては、前述における位相の時間軸で
の拡大は変調光が受光素子に入射する時あるいはそれ以
前で行われることを意味し、上述の規準上の制約は大き
く軽減される。
さらに、本発明の第３の実施例においては、前述の如（
測定は常時測距光路を介した変調光を使用しており、前
記補正用測定の値は測距用測定（これは測距光路と各ブ
ロックとにより生じる位相差を求める位相差測定とする
）の結果から求めることができるので測定時間の短縮が
図れ、これによっても追従柱管向上させることができる
。そのうえ常時測距光路を介した変調光を使用すること
により次に述べる利点倉得ることができる。一般に受光
系で生じる位相変化は入射光の強さに影響され、従来の
装置には内部光路からの光と測距光路からの光とを一致
させるため光量可変器（図示はしていない）が使用され
ている。つまり、前記補正用測定のときの入射光の強さ
と前記測距用測定のときの入射光の強さに差があると、
受光系で生じる位相変化の量は互いに異つ几大きさにな
るため、前記光量可変器を使用してその差倉な（すよう
にしているのである。これは装置の使用にあたって１つ
の制約条件となる。本発明の第３の動作方式においては
、前述の如く測距用測定は補正用測定をかねている。つ
まり常に測距用測定の形で実施されるので、轟然その制
約条件は解決される。
測定は常時測距光路を介した変調光を使用しており、前
記補正用測定の値は測距用測定（これは測距光路と各ブ
ロックとにより生じる位相差を求める位相差測定とする
）の結果から求めることができるので測定時間の短縮が
図れ、これによっても追従柱管向上させることができる
。そのうえ常時測距光路を介した変調光を使用すること
により次に述べる利点倉得ることができる。一般に受光
系で生じる位相変化は入射光の強さに影響され、従来の
装置には内部光路からの光と測距光路からの光とを一致
させるため光量可変器（図示はしていない）が使用され
ている。つまり、前記補正用測定のときの入射光の強さ
と前記測距用測定のときの入射光の強さに差があると、
受光系で生じる位相変化の量は互いに異つ几大きさにな
るため、前記光量可変器を使用してその差倉な（すよう
にしているのである。これは装置の使用にあたって１つ
の制約条件となる。本発明の第３の動作方式においては
、前述の如く測距用測定は補正用測定をかねている。つ
まり常に測距用測定の形で実施されるので、轟然その制
約条件は解決される。
前述までの説明においては、１回の距離測定に補正用測
定が１回以上含まれているが、複数回（Ｎ回）の距離測
定に１回にしても良い。本発明装置においては位相変化
量のドリフトの影響が最も大きいとされている光源につ
いては、補正用測定によらずに除去している。従って、
本発明装置を便用し、Ｎ回に１回の補正用測定を行うこ
とは精度を低下させないで追従性を向上する方法となる
。
定が１回以上含まれているが、複数回（Ｎ回）の距離測
定に１回にしても良い。本発明装置においては位相変化
量のドリフトの影響が最も大きいとされている光源につ
いては、補正用測定によらずに除去している。従って、
本発明装置を便用し、Ｎ回に１回の補正用測定を行うこ
とは精度を低下させないで追従性を向上する方法となる
。
また、実施例の一つの受光源と２つの発光源の位置関係
は光ファイバーを使用し、これ全弁することにより自由
に設定できる。ｔ−ｈダつの光路においても、変調光の
伝達関係が維持されて℃・る限９において、つｔ９コつ
の発光源からの変調光はそれぞれに関して同時に一つの
受光源に供給するという限ｖにおいて、その形体を自由
に設定できる８例えば第１の実施例を使用した場合、第
一の参照光路１に第一の測距光路に・ずなご・ど）力を
呼能−で・あゐ。
は光ファイバーを使用し、これ全弁することにより自由
に設定できる。ｔ−ｈダつの光路においても、変調光の
伝達関係が維持されて℃・る限９において、つｔ９コつ
の発光源からの変調光はそれぞれに関して同時に一つの
受光源に供給するという限ｖにおいて、その形体を自由
に設定できる８例えば第１の実施例を使用した場合、第
一の参照光路１に第一の測距光路に・ずなご・ど）力を
呼能−で・あゐ。
つ！ＤＩＩＪ距光路ｔ−−系統にするのである。このよ
うＫして実施例の（１）、 （ＪＪ式をもとに得られる
位相差は実施例と同様Ｋ Ａ −８−’ｚｚ ＋’４１−０２１− ’３１として
得られる。但し実施例における測距光路と第一の測距光
路を同じ長さであるとすると、＾−８−コθ、□−θ２
□−０３□ となり、実施例と同様の方法で（−０２□
−０３，）の項を処理し、−〇□、を求めて／／２にす
ることにより−０、だけを求めることができる。したが
って、測距光路ｔコ系統にし友場合においても第１の実
施例によって実施することが可能である。第１．第一の
実施例における周波数合成器はその出力にで。−＋ｄｆ
の周波数全発生させた例であるが、ｆ十Δｆの周波数全
発生させても可能である。一つの発光源は同一特性を有
するものでなくてもよく例えばそれぞれ異った光の波長
特性を有するものでもよい、２つの受光源も１′５ｊ様
同−特性を有するものでなくてもよい。
うＫして実施例の（１）、 （ＪＪ式をもとに得られる
位相差は実施例と同様Ｋ Ａ −８−’ｚｚ ＋’４１−０２１− ’３１として
得られる。但し実施例における測距光路と第一の測距光
路を同じ長さであるとすると、＾−８−コθ、□−θ２
□−０３□ となり、実施例と同様の方法で（−０２□
−０３，）の項を処理し、−〇□、を求めて／／２にす
ることにより−０、だけを求めることができる。したが
って、測距光路ｔコ系統にし友場合においても第１の実
施例によって実施することが可能である。第１．第一の
実施例における周波数合成器はその出力にで。−＋ｄｆ
の周波数全発生させた例であるが、ｆ十Δｆの周波数全
発生させても可能である。一つの発光源は同一特性を有
するものでなくてもよく例えばそれぞれ異った光の波長
特性を有するものでもよい、２つの受光源も１′５ｊ様
同−特性を有するものでなくてもよい。
第１図は本発明の実施例を示す光学系の概略図、第一図
ないし第４図は制御回路のそれぞれ異った例を示すもの
である。 １．３・・・・・・第１．第２発光ダイオード、２．４
・・・第１．第一受光ダイオード、１１・・・発振器、
１３・・・選択回路、１４・・・周波数合成器、１６・
−計数器、１７・・・処理制御部、１９．２２−・・第
八第一周波数変換器、２０．２３−第八第一波形整形器
。 特許出願人 東京光学機械株式会社
ないし第４図は制御回路のそれぞれ異った例を示すもの
である。 １．３・・・・・・第１．第２発光ダイオード、２．４
・・・第１．第一受光ダイオード、１１・・・発振器、
１３・・・選択回路、１４・・・周波数合成器、１６・
−計数器、１７・・・処理制御部、１９．２２−・・第
八第一周波数変換器、２０．２３−第八第一波形整形器
。 特許出願人 東京光学機械株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 第１及び第１発光源と、第１及び第一受光源
とを有し、前記ＩＩ１発光源と前記第１受光源との間、
前記纂１発光源と前記第２受光源との間、前記第１発光
源と前記第１受光源との間、及び前記第一発光源と前記
第一受光源との間のダつの光路を形成し、前記光路の少
なくとも１つの光路は被測定物を経由する測距光路であ
り、他の光路は参照光路であることｔ％徴とする光波距
離針。 （謁 前記第１項において、前記第１発光源と前記第１
受光源との間の光路が測距光路であることを特徴とする
光波距離針。 （Ｊ 前記票１項もしくは第２項において、前記亀ｌ及
び第一発光源は、共通の周波数により変調され光光會、
互いに異る期間放射するようＫなった光波距離計。 （旬 前記纂１項もしくは第２項に、おいて、前記第一
発光源は第１発光源と僅かに異なる周波数の光を第１発
光源と同時に放射し、両発光源からの光の周波数変換に
よりその周波数差に相当する周波数の信号が得られるよ
うＫなった光波距離計。 け） 前記第９項において、前記第２発光源は、前記８
ｇ１発光源が光を放射しない期間に、前記周波数差に相
当する周波数の変調を与え走光を放射するようになった
光波距離針。 （６） 前記第９項において、前記第２発光源は、第
１発光源からの光に対し、これとプラス側及びマイナス
側に僅かに異る周波数に変調されたコ種類の光を放射す
るようになった光波距離針。 （７） 前記＠／項ないし第６項のいずれかに記載の
光波距離針において、前記票１発光源は少くとＳ２種の
異る周波数の光を放射するようＫなった光波距離針。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56136594A JPS5838880A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 光波距離計 |
| US06/411,533 US4531833A (en) | 1981-08-31 | 1982-08-25 | Optical range finder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56136594A JPS5838880A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 光波距離計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5838880A true JPS5838880A (ja) | 1983-03-07 |
| JPH0419512B2 JPH0419512B2 (ja) | 1992-03-30 |
Family
ID=15178942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56136594A Granted JPS5838880A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 光波距離計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4531833A (ja) |
| JP (1) | JPS5838880A (ja) |
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| JP2008020261A (ja) * | 2006-07-11 | 2008-01-31 | Fujifilm Corp | 測距装置 |
| WO2010146906A1 (ja) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | 株式会社 ソキア・トプコン | 光波距離計 |
| JP2012122878A (ja) * | 2010-12-09 | 2012-06-28 | Sokkia Topcon Co Ltd | 光波距離計 |
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-
1982
- 1982-08-25 US US06/411,533 patent/US4531833A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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