JPS63220388A - 光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わせする方法及び装置 - Google Patents
光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わせする方法及び装置Info
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- JPS63220388A JPS63220388A JP78088A JP78088A JPS63220388A JP S63220388 A JPS63220388 A JP S63220388A JP 78088 A JP78088 A JP 78088A JP 78088 A JP78088 A JP 78088A JP S63220388 A JPS63220388 A JP S63220388A
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-
- G—PHYSICS
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- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、請求項1記載における上位概念に述べられた
方法及びこの方法を実施する装置とじての、光放射装置
を反射器に対して精密に焦点合わせする方法及び装置に
関する。
方法及びこの方法を実施する装置とじての、光放射装置
を反射器に対して精密に焦点合わせする方法及び装置に
関する。
本発明は、反射器に対して精密な焦点合わせをするため
、プリズム又はこれと同様なもの、特に角型プリズムの
ような反射器に対し、反射する幅の狭い光ビームを放射
するすべての装置に適用することができる、しかしなが
らとりわけ距離測定器、特に以下にEDM装置と呼ぶ位
相比較型の電子式距離測定装置の精密な焦点合わせに決
められている。これに関連して屡々使用される反射器は
、測定点に設けられる角型プリズムである。
、プリズム又はこれと同様なもの、特に角型プリズムの
ような反射器に対し、反射する幅の狭い光ビームを放射
するすべての装置に適用することができる、しかしなが
らとりわけ距離測定器、特に以下にEDM装置と呼ぶ位
相比較型の電子式距離測定装置の精密な焦点合わせに決
められている。これに関連して屡々使用される反射器は
、測定点に設けられる角型プリズムである。
〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕正確
な測定結果を得るためには、測定ビームが可能な限り反
射器の中心に当らねばならない。測定距離は屡々数キロ
メートルの長さにおよび、そして反射器は、特に長い測
定距離を考えると、比較的借手な大きさである。EDM
計器の正確な焦点合わせは、距離測定の際に正しい測定
結果を得るために、基本的に重要である。EDM計器に
おいて、およそ300にHz乃至30MHzのパルスも
しくは正弦波信号のような高周波信号によって変調され
た光ビームが送信される。したがって送信器から送信さ
れる信号は、変調された電磁的パルスもしくは波を生じ
る。この信号は、測定距離の後部終端における反射器か
ら反射され、受信器の検出器に検出される。
な測定結果を得るためには、測定ビームが可能な限り反
射器の中心に当らねばならない。測定距離は屡々数キロ
メートルの長さにおよび、そして反射器は、特に長い測
定距離を考えると、比較的借手な大きさである。EDM
計器の正確な焦点合わせは、距離測定の際に正しい測定
結果を得るために、基本的に重要である。EDM計器に
おいて、およそ300にHz乃至30MHzのパルスも
しくは正弦波信号のような高周波信号によって変調され
た光ビームが送信される。したがって送信器から送信さ
れる信号は、変調された電磁的パルスもしくは波を生じ
る。この信号は、測定距離の後部終端における反射器か
ら反射され、受信器の検出器に検出される。
反射器に対するEDM計器の正確な焦点合わせは、距離
測定の際に正しい測定結果を得るために、基本的に重要
である。このことは、光源(例えば、発光ダイオード、
HeNeレーザ又はこれと同様なもの)ならびに検出器
が活性的表面上に位相変化を有していることに関係して
いる。このため、送信器源の種々の部分から送信される
変調光は幾分異なる位相角を有している。したがって、
受信器の検出器における走査された電気信号は、受信さ
れたビームが検出器表面に入射することに関係する幾分
異なる位相角を有している。送信光と受信光との間の位
相差が距離を決定するために使用されるから、装置が誤
差のある焦点合わせをされた場合には、上述の位相変化
が測定誤差を惹き起すことになる、何故ならば送信器源
と受信器の検出器との間の種々の部分が使用されている
ことを意味しているからである。
測定の際に正しい測定結果を得るために、基本的に重要
である。このことは、光源(例えば、発光ダイオード、
HeNeレーザ又はこれと同様なもの)ならびに検出器
が活性的表面上に位相変化を有していることに関係して
いる。このため、送信器源の種々の部分から送信される
変調光は幾分異なる位相角を有している。したがって、
受信器の検出器における走査された電気信号は、受信さ
れたビームが検出器表面に入射することに関係する幾分
異なる位相角を有している。送信光と受信光との間の位
相差が距離を決定するために使用されるから、装置が誤
差のある焦点合わせをされた場合には、上述の位相変化
が測定誤差を惹き起すことになる、何故ならば送信器源
と受信器の検出器との間の種々の部分が使用されている
ことを意味しているからである。
正確な焦点合わせが望まれるその他のそして最も重要な
理由は、一つの目標体もしくは幾つかの目標体の極度に
正確な3次元的位置決めが多くの関係において行なわれ
るということにある。この場合、測定装置の垂直及び水
平角度の正確な決定がより重要となる。このことを必要
とする重要な適用は、その間に起るべき大地の動きを調
査するため、ある地帯における或る数の測定点に対して
或る時間間隔をもって測定を実施する場合である。
理由は、一つの目標体もしくは幾つかの目標体の極度に
正確な3次元的位置決めが多くの関係において行なわれ
るということにある。この場合、測定装置の垂直及び水
平角度の正確な決定がより重要となる。このことを必要
とする重要な適用は、その間に起るべき大地の動きを調
査するため、ある地帯における或る数の測定点に対して
或る時間間隔をもって測定を実施する場合である。
スイス特許明細書第7407387−5号(ドイツ特許
明細書第2521067、7号に対応)においては、戻
ってくる反射信号がより強ければ強い程、より高い周波
数を有する音響によって、操作者が装置をプリズムに対
して精密に焦点合わせをする装置が記載されている。ま
た、反射器に対して装置を自動的に調整する別の精密焦
点合わせシステムも存在する。これらの先行する装置に
おいては、戻ってくる信号が極大となる一点のみを探査
する点が共通している。
明細書第2521067、7号に対応)においては、戻
ってくる反射信号がより強ければ強い程、より高い周波
数を有する音響によって、操作者が装置をプリズムに対
して精密に焦点合わせをする装置が記載されている。ま
た、反射器に対して装置を自動的に調整する別の精密焦
点合わせシステムも存在する。これらの先行する装置に
おいては、戻ってくる信号が極大となる一点のみを探査
する点が共通している。
上述の精密焦点合わせ装置の欠点は、或る裕度をもって
ビームの焦点合わせを行なうことにある、すなわち受信
信号が正確な中心の焦点合わせ点におけると同様にほぼ
正確な大きさの振幅を持つ中心調整点の周辺に或る不確
実な領域が存在する。
ビームの焦点合わせを行なうことにある、すなわち受信
信号が正確な中心の焦点合わせ点におけると同様にほぼ
正確な大きさの振幅を持つ中心調整点の周辺に或る不確
実な領域が存在する。
したがって、焦点合わせは中心の焦点合わせ点から幾分
側方に寄った点に向って行なわれることになる。この関
係は、何れか或る方向においてプリズム上を走査する際
の焦点合わせ角度の関数としての振幅に関して得られる
曲線形状が、比較的幅の広いピークと長い縁とを有する
釣鐘形状であるか否かに関係している。
側方に寄った点に向って行なわれることになる。この関
係は、何れか或る方向においてプリズム上を走査する際
の焦点合わせ角度の関数としての振幅に関して得られる
曲線形状が、比較的幅の広いピークと長い縁とを有する
釣鐘形状であるか否かに関係している。
以前から抱かれていた要望は、焦点合わせ精度の一層の
向上にある。このことは、請求項1記載と記載された特
徴事項を備える焦点合わせ方法により達成される。その
他の特徴事項及びこの方法を実施する装置は、残りの特
許請求の範囲に述べられている。
向上にある。このことは、請求項1記載と記載された特
徴事項を備える焦点合わせ方法により達成される。その
他の特徴事項及びこの方法を実施する装置は、残りの特
許請求の範囲に述べられている。
本発明は、以下に添付した図面を参照して詳細に記載さ
れている。
れている。
第1図及び第2図には、角型プリズムのような反射器に
対する測定装置の焦点合わせが或る選択された方向にお
いて変えられる場合に、装置の角度位置の関数としての
受信信号の強度に関する図が示されている。角度位置V
、lにおいては、装置は直接反射器の中心に焦点合わせ
されている。点Pl乃至P、又はp、/乃至ps/は、
精密な焦点合わせの測定をする際の測定点を示している
。
対する測定装置の焦点合わせが或る選択された方向にお
いて変えられる場合に、装置の角度位置の関数としての
受信信号の強度に関する図が示されている。角度位置V
、lにおいては、装置は直接反射器の中心に焦点合わせ
されている。点Pl乃至P、又はp、/乃至ps/は、
精密な焦点合わせの測定をする際の測定点を示している
。
このことは、より後になって明細書に詳細に説明されて
いる。曲線のピークは、比較的平坦である。
いる。曲線のピークは、比較的平坦である。
本発明によると、少なくとも装置の角度変位による測定
シーケンスは、2つの直交する方向のそれぞれにおいて
そして各測定シーケンスに対してはあらかじめ決められ
た或る数の角度位置における変移方向の測定において行
なわれる。測定シーケンスに対する或る数の角度位置は
3、そしてこれよりも多く、しかしながら特に5である
。測定シーケンスにおける異なった焦点合わせ位置VI
乃至V5又はV1′乃至VS ’間の角度は特に同一で
ある。しかしながらこのことは必須ではなく、例えば中
心からはずれたより小さな角度を選ぶことが可能である
。走査された信号の信号強度は調査され、そして本発明
に従って符号指示の下での測定の各対間の信号強度の差
も計算される。信号処理と作用のより詳細な記述は、以
下の明細書において続けられる。
シーケンスは、2つの直交する方向のそれぞれにおいて
そして各測定シーケンスに対してはあらかじめ決められ
た或る数の角度位置における変移方向の測定において行
なわれる。測定シーケンスに対する或る数の角度位置は
3、そしてこれよりも多く、しかしながら特に5である
。測定シーケンスにおける異なった焦点合わせ位置VI
乃至V5又はV1′乃至VS ’間の角度は特に同一で
ある。しかしながらこのことは必須ではなく、例えば中
心からはずれたより小さな角度を選ぶことが可能である
。走査された信号の信号強度は調査され、そして本発明
に従って符号指示の下での測定の各対間の信号強度の差
も計算される。信号処理と作用のより詳細な記述は、以
下の明細書において続けられる。
第3図とは、本発明による精密焦点合わせ装置を備える
位相比較型のEDM計器が示されている。
位相比較型のEDM計器が示されている。
距離測定器の送信器は1で示される。この送信器は、一
部に電球、水銀ランプ、発光ダイオード、特に赤外ダイ
オード、レーザ又はこれと同様なもののような放射源を
、一部には送信されたビームを高周波信号により変調す
る変調装置を含んでいる。送信信号2は、測定距離の後
部終端において角型プリズム3により反射され、受信器
4に向って送り返される。
部に電球、水銀ランプ、発光ダイオード、特に赤外ダイ
オード、レーザ又はこれと同様なもののような放射源を
、一部には送信されたビームを高周波信号により変調す
る変調装置を含んでいる。送信信号2は、測定距離の後
部終端において角型プリズム3により反射され、受信器
4に向って送り返される。
受信器4は、入力された変調ビームを電気信号に変換す
る検出器を備えている。検出器は、送信器の光放射素子
と直接並んでもしくはこの素子の周囲に同軸に設けられ
る。このような配列は慣用されている。受信器4の検出
器から出力される信号は、必要ある場合は受信器4にお
いて増幅し及びもしくは送信された変調ビームの他にそ
の他の入射ビームを弁別するような、別の導入された信
号処理を行なった後、距離測定器の評価回路5に入力さ
れる。評価回路には、送信器1からの変調信号も入力さ
れる。評価回路は、発振器、位相検出器、レゾルバ等の
ような素子と並んで、水平及び垂直方向等における焦点
合わせ角度及び距離の計算をする計算機も含んでいる。
る検出器を備えている。検出器は、送信器の光放射素子
と直接並んでもしくはこの素子の周囲に同軸に設けられ
る。このような配列は慣用されている。受信器4の検出
器から出力される信号は、必要ある場合は受信器4にお
いて増幅し及びもしくは送信された変調ビームの他にそ
の他の入射ビームを弁別するような、別の導入された信
号処理を行なった後、距離測定器の評価回路5に入力さ
れる。評価回路には、送信器1からの変調信号も入力さ
れる。評価回路は、発振器、位相検出器、レゾルバ等の
ような素子と並んで、水平及び垂直方向等における焦点
合わせ角度及び距離の計算をする計算機も含んでいる。
上述に記載したものは、距離測定器にとっては公知の技
術に属し、したがって詳細に記載されていない。
術に属し、したがって詳細に記載されていない。
受信器4から出力された信号がEDM計器の通常の評価
回路5に入力される以外に、本発明によると受信信号の
光強度の平均レベルを調査するための整流装置6と、デ
ジタルアナログ変換器7と、制御装置8とを含む回路に
も入力される。制御回路8は、特に、本発明により実施
される調査及び制御機能を遂行するプログラムを備えた
計算機である。この場合、制御装置は分離型計算機のい
ずれでもよい。制御機能を計器に含まれる通常の計算機
(ブロック5に含まれる)における部分プログラムによ
り実行することも可能である。
回路5に入力される以外に、本発明によると受信信号の
光強度の平均レベルを調査するための整流装置6と、デ
ジタルアナログ変換器7と、制御装置8とを含む回路に
も入力される。制御回路8は、特に、本発明により実施
される調査及び制御機能を遂行するプログラムを備えた
計算機である。この場合、制御装置は分離型計算機のい
ずれでもよい。制御機能を計器に含まれる通常の計算機
(ブロック5に含まれる)における部分プログラムによ
り実行することも可能である。
制御装置8は、制御信号を一部は、垂直制御の出力信号
を、垂直方向に測定器の焦点合わせ装置11を制御する
垂直制御電動機12に整合する信号に変換する装置9と
、一部は水平制御の出力信号を、水平方向における測定
器の焦点合わせ装置11を制御する水平制御電動機13
に整合する信号に変換する装置10に出力する。焦点合
わせ装置11は、送信器と受信器が焦点合わせ装置と固
定結合されしたがって焦点合わせ装置により移動される
ことを示すために、送信器1と受信器4の周囲に短線を
引いたブロックとして際立たせである。ブロック5に含
まれる回路の部分及び他の部分は、たとえこのことが示
されていなくとも、通常は素子1と4と同一の機械的装
置に設けられる。
を、垂直方向に測定器の焦点合わせ装置11を制御する
垂直制御電動機12に整合する信号に変換する装置9と
、一部は水平制御の出力信号を、水平方向における測定
器の焦点合わせ装置11を制御する水平制御電動機13
に整合する信号に変換する装置10に出力する。焦点合
わせ装置11は、送信器と受信器が焦点合わせ装置と固
定結合されしたがって焦点合わせ装置により移動される
ことを示すために、送信器1と受信器4の周囲に短線を
引いたブロックとして際立たせである。ブロック5に含
まれる回路の部分及び他の部分は、たとえこのことが示
されていなくとも、通常は素子1と4と同一の機械的装
置に設けられる。
制御装置8は、焦点合わせ電動機12及び13のサーボ
制御により作動する。したがって、垂直及び水平焦点合
わせの焦点合わせ装置11における発信器(図示せず)
が利用される。垂直焦点合わせする発信器信号は、制御
装置に入力するのに整合した波形に変換する装置14に
加えられる。
制御により作動する。したがって、垂直及び水平焦点合
わせの焦点合わせ装置11における発信器(図示せず)
が利用される。垂直焦点合わせする発信器信号は、制御
装置に入力するのに整合した波形に変換する装置14に
加えられる。
水平焦点合わせする発信器信号は、制御装置8に整合す
る波形に変換する装置15に加えられる。
る波形に変換する装置15に加えられる。
発信器は、通常、距離測定器に含まれており、詳細に説
明することを必要としない。焦点合わせ装置11の正確
な位置の指示による直流電動機12゜13のサーボ制御
は、ステップモータの使用を選択可能にする、しかしな
がらステップモータの適用も本発明の範囲内にある。
明することを必要としない。焦点合わせ装置11の正確
な位置の指示による直流電動機12゜13のサーボ制御
は、ステップモータの使用を選択可能にする、しかしな
がらステップモータの適用も本発明の範囲内にある。
例えば垂直方向における焦点合わせを変えるサーボ制御
において、制御装置8は内部に設定値を発生する。この
装置は装置14の実際値を得、特に装置9により、実際
値と目標値との間の差異に実質的に比例するが、電動機
の万一のフィルタ効果を考慮する直流電圧に変換される
ような値を有する信号を発生する。この計算に適合する
アルゴリズムは使用される電動機と関係し、計算機に記
憶される。
において、制御装置8は内部に設定値を発生する。この
装置は装置14の実際値を得、特に装置9により、実際
値と目標値との間の差異に実質的に比例するが、電動機
の万一のフィルタ効果を考慮する直流電圧に変換される
ような値を有する信号を発生する。この計算に適合する
アルゴリズムは使用される電動機と関係し、計算機に記
憶される。
制御装置8は、以下のように作用する。
EDM計器は、精密調整を始めるために、まず送信され
たフォーマットにより反射された信号を受信しなければ
ならない。このためまずそれ自体公知の方法で手動もし
くは自動で粗調整が行なわれる。この調整は、本来の発
明の一部をなしていないから、詳細に説明しない。反射
器から反射が得られた場合には、しかしながら少しも必
要ではないが、計器に最初の粗い距離計算を行なわせる
ことが可能となる。異なった角度調整の間の角度は、計
器の近傍もしくは離れて設けられたものであれ、配分さ
れたプリズム上の異なった点に対する可能な限りの同一
の焦点合わせを得るために、この距離の測定結果を使用
して計算される。しかしながら、プリズムを具備する測
定点は多(の場合、異なった点に対して適合する角度変
化の差異が重要とならない程、計器から長い距離をもっ
て配置されている。したがって本発明は特に、異なる測
定間の事前に確定された角度変化をもって、精密な焦点
合わせを行なう。
たフォーマットにより反射された信号を受信しなければ
ならない。このためまずそれ自体公知の方法で手動もし
くは自動で粗調整が行なわれる。この調整は、本来の発
明の一部をなしていないから、詳細に説明しない。反射
器から反射が得られた場合には、しかしながら少しも必
要ではないが、計器に最初の粗い距離計算を行なわせる
ことが可能となる。異なった角度調整の間の角度は、計
器の近傍もしくは離れて設けられたものであれ、配分さ
れたプリズム上の異なった点に対する可能な限りの同一
の焦点合わせを得るために、この距離の測定結果を使用
して計算される。しかしながら、プリズムを具備する測
定点は多(の場合、異なった点に対して適合する角度変
化の差異が重要とならない程、計器から長い距離をもっ
て配置されている。したがって本発明は特に、異なる測
定間の事前に確定された角度変化をもって、精密な焦点
合わせを行なう。
精密な焦点合わせは、垂直及び水平方向に分けて行なわ
れる。本発明によるとこの場合、その順序は任意である
。まず水平方向において行なわれると仮定する。制御装
置8は、或る方向、例えば左に向かう一定角度に対して
設定値を設定し、装置14の信号値、即ち実際値が設定
値と同一になる迄、電動機12のサーボ制御を装置9を
介して行なうことで開始する。測定信号は送信される。
れる。本発明によるとこの場合、その順序は任意である
。まず水平方向において行なわれると仮定する。制御装
置8は、或る方向、例えば左に向かう一定角度に対して
設定値を設定し、装置14の信号値、即ち実際値が設定
値と同一になる迄、電動機12のサーボ制御を装置9を
介して行なうことで開始する。測定信号は送信される。
この信号強度は、プリズムから反射される信号が受信さ
れる場合に、制御装置8によりこの装置に含まれる記憶
器に記憶される。その後、制御装置が更新された焦点合
わせ装置11を同一方向において同一角度制御するよう
に同一のシーケンスが反復され、そして万一の受信され
た信号の信号強度が記憶される。このシーケンスは、反
射信号の受信条件の下で、事前に決められた回数、例え
ば5回反復される。
れる場合に、制御装置8によりこの装置に含まれる記憶
器に記憶される。その後、制御装置が更新された焦点合
わせ装置11を同一方向において同一角度制御するよう
に同一のシーケンスが反復され、そして万一の受信され
た信号の信号強度が記憶される。このシーケンスは、反
射信号の受信条件の下で、事前に決められた回数、例え
ば5回反復される。
調整された焦点合わせに対して測定する際に信号が受信
されない場合には、計器の焦点合わせは、前と同一方向
の代りに、出力位置を示す焦点合わせの別の方向に移さ
れ、そして測定シーケンスが、あらかじめ定められた或
る回数の測定が行なわれる迄、この方向において続けら
れる。
されない場合には、計器の焦点合わせは、前と同一方向
の代りに、出力位置を示す焦点合わせの別の方向に移さ
れ、そして測定シーケンスが、あらかじめ定められた或
る回数の測定が行なわれる迄、この方向において続けら
れる。
或る方向、例えば水平方向、における第1回の測定シー
ケンスにおいて、焦点合わせが直交する両角度変化方向
の中心点調整に対する第1の方向と直交する別の方向に
かなり多く移動される。このような場合には、反射器か
らの反射が単に一つもしくは幾つかの測定点から得られ
る。このこと、すなわち計器の角度変化方向における測
定シーケンスのすべての焦点合わせにおいて送信された
測定信号に対して反射が得られない場合には、反射が得
られる最も遠い焦点合わせの間の角度位置に関する焦点
合わせを計算し、焦点合わせ装置11がこの焦点合わせ
に移動されるように、電動機12を制御する。この状態
から制御装置8は、第1回の焦点合わせに対して直交す
る角度変化方向において同一方式の焦点合わせシーケン
スの実施に移行する。その後このシーケンスが終了する
と、別の角度変化方向における得られた中心点位置から
出発して、新たに第1回の角度変化方向における焦点合
わせ測定が実施されそしてこの中心点位置は実施された
一連の測定点の中心を示すので合理的である。
ケンスにおいて、焦点合わせが直交する両角度変化方向
の中心点調整に対する第1の方向と直交する別の方向に
かなり多く移動される。このような場合には、反射器か
らの反射が単に一つもしくは幾つかの測定点から得られ
る。このこと、すなわち計器の角度変化方向における測
定シーケンスのすべての焦点合わせにおいて送信された
測定信号に対して反射が得られない場合には、反射が得
られる最も遠い焦点合わせの間の角度位置に関する焦点
合わせを計算し、焦点合わせ装置11がこの焦点合わせ
に移動されるように、電動機12を制御する。この状態
から制御装置8は、第1回の焦点合わせに対して直交す
る角度変化方向において同一方式の焦点合わせシーケン
スの実施に移行する。その後このシーケンスが終了する
と、別の角度変化方向における得られた中心点位置から
出発して、新たに第1回の角度変化方向における焦点合
わせ測定が実施されそしてこの中心点位置は実施された
一連の測定点の中心を示すので合理的である。
或る数の焦点合わせ位置において受信された反射送信信
号の光強度測定を備える焦点合わせシーケンスの間、各
測定点における光強度値が記憶される。隣接するすべて
の点の間の光強度間の差異は、符号を調査することによ
り計算される。これらの測定点は、第1図と第2図との
比較から結論されるように、焦点合わせ角度の関数とし
ての振幅に関する釣鐘型曲線上に異なって配分される。
号の光強度測定を備える焦点合わせシーケンスの間、各
測定点における光強度値が記憶される。隣接するすべて
の点の間の光強度間の差異は、符号を調査することによ
り計算される。これらの測定点は、第1図と第2図との
比較から結論されるように、焦点合わせ角度の関数とし
ての振幅に関する釣鐘型曲線上に異なって配分される。
第1図において、測定点Pl乃至P、は考慮される角度
調節方向の中心点焦点合わせの周囲に対称的に配置され
、そして第2図においては測定点Pl′乃至P、′は非
対称に配列されている。
調節方向の中心点焦点合わせの周囲に対称的に配置され
、そして第2図においては測定点Pl′乃至P、′は非
対称に配列されている。
第2図から明らかなように、点が曲線上に非対称に配置
されそして曲線の形状が場合場合で幾分偏位しているか
ら、焦点合わせ角度位置v8が測定点から得られた測定
値を通るように置かれ、そして中心点焦点合わせVMが
測定点を通って引かれた曲線の対称的に設けられた点の
間を比較して計算するだけでは、直接決定することがで
きない。
されそして曲線の形状が場合場合で幾分偏位しているか
ら、焦点合わせ角度位置v8が測定点から得られた測定
値を通るように置かれ、そして中心点焦点合わせVMが
測定点を通って引かれた曲線の対称的に設けられた点の
間を比較して計算するだけでは、直接決定することがで
きない。
この代りに、制御装置は計算された差異の中から最大の
ものを探査する。第1b図に示された場合においては、
P3′とP4′との間の距離が最大である。この差異が
別の符号を有する最大の差異の値から事前に決定された
値よりもより多い値だけ、すなわち中心点に対置する2
点の間、偏差している場合には、より外側の点P、′と
P2′が、計算された最大の差異を有する点の信号強度
に近似する信号強度を生じる方向に移動されるため、焦
点合わせ装置11は制御装置8により移動される(その
時々の電動機の上述のサーボ制御により)。
ものを探査する。第1b図に示された場合においては、
P3′とP4′との間の距離が最大である。この差異が
別の符号を有する最大の差異の値から事前に決定された
値よりもより多い値だけ、すなわち中心点に対置する2
点の間、偏差している場合には、より外側の点P、′と
P2′が、計算された最大の差異を有する点の信号強度
に近似する信号強度を生じる方向に移動されるため、焦
点合わせ装置11は制御装置8により移動される(その
時々の電動機の上述のサーボ制御により)。
したがって第1b図においては測定点P1′とP2′の
焦点合わせは、曲線の左側下方に達するように外側に向
けて点PI′とP、71に変る。
焦点合わせは、曲線の左側下方に達するように外側に向
けて点PI′とP、71に変る。
点P3′とp、/の間ならびにPI′とP2′の間、し
かしながら特に無制限ではないが、点P1′とp4/の
間ならびに点P2′とp、/との間の測定された光強度
間の差異が相互にあらかじめ決められた限界にあるため
、調節は必要ある場合は1回以上多く行なわれる。その
後、角度位置VMの位置が計算される。このことは本質
的に異なる2つの方法で行なわれる。一方では、制御装
置は直線に対して2つの方程式を作成する、即ち第1の
方程式は第1回の焦点合わせシーケンスの際に最大の差
異を有する(P3′とP、′)点を通るものであり、第
2の方程式は移動された点(P、′とP2′)を通るも
のである。その後、直線間の交点が計算される。他方で
は、関連する測定点の間の各線上の対応する点の角度位
置間における中心の角度位置が計算される(すなわち例
えばP1′とp、/の間、又はp2jと23′との間)
、シかしながら線上の同一光強度の他の点の間も計算さ
れる。上述の3つの計算をすべて行ない、そして結果の
平均値の計算をすることも可能である。
かしながら特に無制限ではないが、点P1′とp4/の
間ならびに点P2′とp、/との間の測定された光強度
間の差異が相互にあらかじめ決められた限界にあるため
、調節は必要ある場合は1回以上多く行なわれる。その
後、角度位置VMの位置が計算される。このことは本質
的に異なる2つの方法で行なわれる。一方では、制御装
置は直線に対して2つの方程式を作成する、即ち第1の
方程式は第1回の焦点合わせシーケンスの際に最大の差
異を有する(P3′とP、′)点を通るものであり、第
2の方程式は移動された点(P、′とP2′)を通るも
のである。その後、直線間の交点が計算される。他方で
は、関連する測定点の間の各線上の対応する点の角度位
置間における中心の角度位置が計算される(すなわち例
えばP1′とp、/の間、又はp2jと23′との間)
、シかしながら線上の同一光強度の他の点の間も計算さ
れる。上述の3つの計算をすべて行ない、そして結果の
平均値の計算をすることも可能である。
上述の場合において曲線の縁が見出された場合には、両
縁における対応する測定点を見出すために、異なる焦点
合わせとともに付加的な測定を行なうことにより、非常
に高い焦点合わせ精度が得られる。本発明にしたがうと
著るしく傾斜した曲線部分における点が探査されるから
、信号強度が最大となる焦点合わせ角度のみを探査する
場合に問題となる緩やかに傾斜した曲線部分上の一点を
探査する場合よりも、結果がより正確となる。したがっ
て、曲線の一方の縁が見出された場合には(点P、′と
P4′として)、測定点が他方の縁に到達しそしてより
低い信号振幅を有する一方の縁における点の特に信号振
幅と同一振幅に達するように、一つの測定点(例えばP
、′)を移動することも、本発明の枠内に入る。しかし
ながら2点(P1′とP2′)の移動による上述の実施
例は、選択することができる。
縁における対応する測定点を見出すために、異なる焦点
合わせとともに付加的な測定を行なうことにより、非常
に高い焦点合わせ精度が得られる。本発明にしたがうと
著るしく傾斜した曲線部分における点が探査されるから
、信号強度が最大となる焦点合わせ角度のみを探査する
場合に問題となる緩やかに傾斜した曲線部分上の一点を
探査する場合よりも、結果がより正確となる。したがっ
て、曲線の一方の縁が見出された場合には(点P、′と
P4′として)、測定点が他方の縁に到達しそしてより
低い信号振幅を有する一方の縁における点の特に信号振
幅と同一振幅に達するように、一つの測定点(例えばP
、′)を移動することも、本発明の枠内に入る。しかし
ながら2点(P1′とP2′)の移動による上述の実施
例は、選択することができる。
上述したように2本の直線に点を整合させる代りに、曲
線の一部もしくは全曲線に、例えば多項式に最も僅かな
2乗整合(Quadrat−anpassung)をす
ることにより、曲線整合することも本発明の枠内に含ま
れる。この場合、曲線縁上の測定点が(すなわち測定点
は、一つもしくは二、三の測定点に対して測定された最
高の光強度よりもより低いが、あらかじめ決められた最
低レベルよりもより高い光強度を有している)最高の折
返し部(Faltung)を得るということが、本質的
に重要である。曲線整合を実施するこのような計算は、
計算機8に容易にプログラムされる。曲線の多項式は計
算機の記憶器内に在る。この場合計算機のプログラムは
、第1回の測定シーケンスの測定点が、第1b図におけ
るように、曲線上の著るしく側方に配分され終っている
場合には、計算機がまず確率的な中心点位置を計算し、
そしてまず計算された中心点位置が本来の中心点位置の
計算の基礎を形成する新たな一連の測定のより中心の測
定点の測定点位置を示すように移動した少なくとも二、
三の測定点を有する新たな一連の測定を行なうようにし
て、実行することができる。
線の一部もしくは全曲線に、例えば多項式に最も僅かな
2乗整合(Quadrat−anpassung)をす
ることにより、曲線整合することも本発明の枠内に含ま
れる。この場合、曲線縁上の測定点が(すなわち測定点
は、一つもしくは二、三の測定点に対して測定された最
高の光強度よりもより低いが、あらかじめ決められた最
低レベルよりもより高い光強度を有している)最高の折
返し部(Faltung)を得るということが、本質的
に重要である。曲線整合を実施するこのような計算は、
計算機8に容易にプログラムされる。曲線の多項式は計
算機の記憶器内に在る。この場合計算機のプログラムは
、第1回の測定シーケンスの測定点が、第1b図におけ
るように、曲線上の著るしく側方に配分され終っている
場合には、計算機がまず確率的な中心点位置を計算し、
そしてまず計算された中心点位置が本来の中心点位置の
計算の基礎を形成する新たな一連の測定のより中心の測
定点の測定点位置を示すように移動した少なくとも二、
三の測定点を有する新たな一連の測定を行なうようにし
て、実行することができる。
勿論、上述の作用は種々に変えられる。例えば精密調整
は、垂直ならびに水平方向における中心点位置を見出す
ために、極大の光強度位置を探査する一般に呈示された
精密焦点合わせを有するシーケンスで開始し、そして本
発明による精密な焦点合わせは、曲線縁を見出すために
、第1回の精密焦点合わせシーケンスの際に得られた焦
点合わせのあらかじめ選択された或る数の角度位置にお
ける焦点合わせにより実施し、そして究極的な正確な精
密焦点合わせを曲線縁上に存在する測定点により行なう
ことができる。
は、垂直ならびに水平方向における中心点位置を見出す
ために、極大の光強度位置を探査する一般に呈示された
精密焦点合わせを有するシーケンスで開始し、そして本
発明による精密な焦点合わせは、曲線縁を見出すために
、第1回の精密焦点合わせシーケンスの際に得られた焦
点合わせのあらかじめ選択された或る数の角度位置にお
ける焦点合わせにより実施し、そして究極的な正確な精
密焦点合わせを曲線縁上に存在する測定点により行なう
ことができる。
したがって本発明にとっては、焦点合わせ角度の僅かな
変化が大きな光強度変化を生じる第1図及び第2図に示
される曲線上の点に対する測定を行ない、そして中心点
位置に対して測定する焦点合わせ角度がこのような点に
対する測定結果を基礎にして計算されることが重要であ
る。
変化が大きな光強度変化を生じる第1図及び第2図に示
される曲線上の点に対する測定を行ない、そして中心点
位置に対して測定する焦点合わせ角度がこのような点に
対する測定結果を基礎にして計算されることが重要であ
る。
勿論、或る関係において正確な角度の決定のみが水平角
度だけもしくは垂直角度だけを有しなければならないこ
とも考えられる。このような場合において、当然に本発
明による角度の決定は単に希望された角度決定方向にお
いて行なわれる。
度だけもしくは垂直角度だけを有しなければならないこ
とも考えられる。このような場合において、当然に本発
明による角度の決定は単に希望された角度決定方向にお
いて行なわれる。
受信信号の強度は、残念ながら反射器3に対する焦点合
わせのみに関係しない。この強度は空気の乱流、視野、
温度等のように非常に迅速に変化する様々の気象変化に
も著るしく関係する。この理由から、一層の発展に従っ
て、いずれにせよ中心点位置の計算に基づく測定点に対
し、各測定点に対する幾つかの測定が実施される。各点
に対する反復測定がこの点を測定する際に直接行なわれ
るか、もしくは種々の測定点の各測定シーケンスがその
間に移動することにより度々行なわれる。
わせのみに関係しない。この強度は空気の乱流、視野、
温度等のように非常に迅速に変化する様々の気象変化に
も著るしく関係する。この理由から、一層の発展に従っ
て、いずれにせよ中心点位置の計算に基づく測定点に対
し、各測定点に対する幾つかの測定が実施される。各点
に対する反復測定がこの点を測定する際に直接行なわれ
るか、もしくは種々の測定点の各測定シーケンスがその
間に移動することにより度々行なわれる。
前者は測定技術上の理由から選択され、機械的回転装置
の僅かな摩耗を意味している。曲線縁の点に対応する適
切な焦点合わせが見出された場合には、反復測定はまず
一方の縁に奢ける点に対して、次に他方の縁に対して行
なうことも可能である。
の僅かな摩耗を意味している。曲線縁の点に対応する適
切な焦点合わせが見出された場合には、反復測定はまず
一方の縁に奢ける点に対して、次に他方の縁に対して行
なうことも可能である。
多くの変形が、本発明の範囲内において可能である。
第1図及び第2図はいずれも対称的又は非対称的に配置
した測定点を備える装置の焦点合わせ角度関数として受
信された信号の信号振幅に関する曲線を示す特性図、第
3図は本発明に従う装置の一実施例による装置に関する
ブロック線図である。 1・・・送信器、 2・・・送信信号、3・・・
角型プリズム、 4・・・受信器、5・・・評価回路、
6・・・整流装置、7・・・デジタルアナログ変
換器、 8・・・制御装置、 9・・・垂直制御出力信号変換装置、 10・・・水平制御出力信号変換装置、11・・・焦点
合わせ装置、 12・・・垂直制御電動機、 13・・・水平制御電動機、 14・・・垂直波形変換装置、 15・・・水平波形変換装置。 FIG、I FIG、2 vM
した測定点を備える装置の焦点合わせ角度関数として受
信された信号の信号振幅に関する曲線を示す特性図、第
3図は本発明に従う装置の一実施例による装置に関する
ブロック線図である。 1・・・送信器、 2・・・送信信号、3・・・
角型プリズム、 4・・・受信器、5・・・評価回路、
6・・・整流装置、7・・・デジタルアナログ変
換器、 8・・・制御装置、 9・・・垂直制御出力信号変換装置、 10・・・水平制御出力信号変換装置、11・・・焦点
合わせ装置、 12・・・垂直制御電動機、 13・・・水平制御電動機、 14・・・垂直波形変換装置、 15・・・水平波形変換装置。 FIG、I FIG、2 vM
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、電磁的放射の幅の狭いビームを放射する送信器と、 反射器における反射後に放射されたビームを受信する受
信器と、 受信された放射ビームの強度を調査する回路装置とを備
える光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わせする
方法において、 光放射装置の角度調節により焦点合わせの関数として受
信された光強度の曲線における点に対する焦点合わせが
調査され、 上記点は曲線上の少なくとも2つの部分に存在し、 上記曲線部分は、受信された極大光強度(中心点焦点合
わせ)が得られる焦点合わせ角度領域における曲線の焦
点合わせ角度軸と対称に位置し、上記曲線部分は、中心
点焦点合わせの周りの曲線部分に比例して著るしく傾斜
する曲線縁を示し、そして 中心点焦点合わせに対する焦点合わせの位置の計算が、
曲線縁の探査された点を示す測定の際に得られた値を解
析することにより行なわれることを特徴とする光放射装
置を反射器に対して精密に焦点合わせする方法。 2、精密な焦点合わせが光放射装置に対する直交する2
つの角度調節方向の1つもしくは1つ毎に沿って少なく
とも一つの測定シーケンスにおいて行ない、 該光放射装置に事前に決められた或る数の角度位置にお
ける角度調節方向の測定の1つ毎に沿う各測定シーケン
スを含むことを 特徴とする請求項1記載に従う方法。 3、焦点合わせ測定が各曲線縁の少なくとも2点に対し
て行なわれ、 各曲線縁の探査された点の間の傾斜が計算されそして上
記曲線の直交座標系における点の各対に対する線が計算
されることを 特徴とする請求項1記載に従う方法。 4、正確な中心点の焦点合わせが線の間の切断点を計算
することにより計算されることを 特徴とする請求項3記載に従う方法。 5、正確な中心点の焦点合わせが、同一光強度の二つの
線上の点に対する焦点合わせ角度の間の中心における焦
点合わせ角度を計算することにより計算されることを 特徴とする請求項3記載に従う方法。 6、測定点が実質的に釣鐘形状のあらかじめ決められた
曲線形状に整合され、 上記測定点は曲線の縁上に存在し、一つもしくは二、三
の測定点に対して測定された最高のものよりもより低く
、しかしながらあらかじめ決められた最低レベルよりも
より高い光強度を有し、残りの測定点よりもより高い折
返し部を有することを 特徴とする請求項1記載に従う方法。 7、各測定点に対して幾つかの測定が行なわれ、各測定
点に対して受信された光強度がこの一つの測定点の測定
されたビーム強度の平均値により形成されていることを 特徴とする上記請求項のいずれか一つ に従う方法。 8、電磁的放射の幅の狭いビームを放射する送信器と、 反射器に対して反射した後に放射されたビームを受信す
るため、送信器に対し機械的固定関係をもって設けられ
た受信器と、 受信された放射ビームの強度を調査する回路装置とを備
える光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わせする
装置において、 ビーム強度を示す回路(6)からの信号を受信し、光放
射装置の焦点合わせを制御する焦点合わせ装置(11〜
15)に対する信号を制御し、事前に決められた或る角
度の角度位置における測定を行なうために、上記角度位
置において焦点合わせをするための焦点合わせ装置(1
1〜15)を制御し、 ビーム強度を示す回路(6)からの、焦点合わせ角度の
関数としてのビーム強度に関する曲線の対称的な二つの
縁において行なわれた測定により存在する信号に基づい
て決定し、 条件が充足される迄、少なくとも一方の縁における測定
点を移動するため、測定点が事前に決められた条件に従
って曲線の各縁に存在しない場合に、測定するための更
新された焦点合わせ角度に焦点合わせ方向を制御し、そ
して 一つの中心点に対して測定するための角度位置、すなわ
ち曲線縁上の測定点の配置に基づいて反射器に関する中
心点焦点合わせを計算し、そして焦点合わせ装置を計算
された中心点焦点合わせに制御する 制御装置(8)を備えることを 特徴とする光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わ
せする装置。 9、制御装置(8)は二つの角度変化方向の中心点の焦
点合わせの計算により二つの直交する角度変化方向のそ
れぞれにおいて少なくとも一つの測定シーケンスを行な
うことを 特徴とする請求項8記載に従う装置。 10、制御装置(8)は、 隣接する点の各対に対する少なくとも4つの測定点に対
して曲線の直交座標系における傾斜が同一もしくはほぼ
同一である条件に従う測定点が二つの曲線縁上に配置さ
れているかどうかを決定し、そして 制御装置(8)は点の各対を通して引かれた線を計算す
ることを 特徴とする上記請求項8もしくは9記載に従う装置。 11、制御装置(8)は少なくとも線の間の切断点の焦
点合わせ角度を計算することを 特徴とする上記請求項8乃至10記載のいずれか一つに
従う装置。 12、制御装置(8)は線上の同一ビーム強度を示す点
に対する焦点合わせ角度の間の焦点合わせ角度を計算す
ることを 特徴とする上記請求項8乃至10記載のいずれか一つに
従う装置。 13、制御装置(8)は、記憶器に記憶されている実質
的に釣鐘型の曲線形を保持し、 測定シーケンスの間に得られた測定点を、曲線の縁に達
する測定点の間に、より高い折返し部を与えられている
記憶された曲線形に整合し、測定点が曲線形上の側方に
配合されて終っている場合に、更新された測定シーケン
スのために焦点合わせ装置を少なくとも一つの曲線縁上
もしくは近傍における測定点に対して制御することを特
徴とする請求項8記載に従う装置。 14、制御装置(8)は関連する測定点のいくつかの測
定の間の平均値として各測定点に対するビーム強度を計
算することを 特徴とする請求項8乃至13記載のいずれか一つに従う
装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8700050-1 | 1987-01-08 | ||
SE8700050A SE465642B (sv) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | Foerfarande och anordning foer att fininrikta en ljusemitterande anordning mot en reflektor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63220388A true JPS63220388A (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=20367106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP78088A Pending JPS63220388A (ja) | 1987-01-08 | 1988-01-07 | 光放射装置を反射器に対して精密に焦点合わせする方法及び装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63220388A (ja) |
CH (1) | CH676755A5 (ja) |
DE (1) | DE3742701C2 (ja) |
SE (1) | SE465642B (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE387749B (sv) * | 1974-06-05 | 1976-09-13 | Aga Ab | Sett och anordning for inriktning av ett elektrooptiskt avstandsmetinstrument |
-
1987
- 1987-01-08 SE SE8700050A patent/SE465642B/sv not_active IP Right Cessation
- 1987-12-16 DE DE19873742701 patent/DE3742701C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-01-04 CH CH688A patent/CH676755A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-01-07 JP JP78088A patent/JPS63220388A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE465642B (sv) | 1991-10-07 |
DE3742701A1 (de) | 1988-07-21 |
DE3742701C2 (de) | 1997-07-10 |
SE8700050D0 (sv) | 1987-01-08 |
CH676755A5 (ja) | 1991-02-28 |
SE8700050L (sv) | 1988-07-09 |
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