JPS58174874A - 光波測距方法及びその装置 - Google Patents
光波測距方法及びその装置Info
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- JPS58174874A JPS58174874A JP57058620A JP5862082A JPS58174874A JP S58174874 A JPS58174874 A JP S58174874A JP 57058620 A JP57058620 A JP 57058620A JP 5862082 A JP5862082 A JP 5862082A JP S58174874 A JPS58174874 A JP S58174874A
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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
- 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
- G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
-
- 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
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
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- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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】
本発明は、光波距離計に関し、さらに詳しくは光波距離
計内部に発生し、測距精度の低下をまねく漏洩信号の除
去方法及びその装置に関する。
計内部に発生し、測距精度の低下をまねく漏洩信号の除
去方法及びその装置に関する。
光波距離計は、光波距離針本体から測距光を発信し、被
測距点に設置された例えばコーナーキューブにより反射
された測距光を受信して測定点までの距離を発信元と受
信光の位相差から精密に測定するものである。この目的
で、光波距離計本体には発光ダイオードやレーザダイオ
ードからなる発光素子が設けられ、この発光素子は送信
系電気回路−一により変調された光波を発生し、ミラー
及び対物レンズを介して測定点に設置された反射鏡に向
は射出する。反射鏡で反射された光波は、対物レンズ及
び第コのミラーを介してフォトダイオードからなる受光
素子で受光されその信号は受信系電気回路で所定の処理
がほどこされる。
測距点に設置された例えばコーナーキューブにより反射
された測距光を受信して測定点までの距離を発信元と受
信光の位相差から精密に測定するものである。この目的
で、光波距離計本体には発光ダイオードやレーザダイオ
ードからなる発光素子が設けられ、この発光素子は送信
系電気回路−一により変調された光波を発生し、ミラー
及び対物レンズを介して測定点に設置された反射鏡に向
は射出する。反射鏡で反射された光波は、対物レンズ及
び第コのミラーを介してフォトダイオードからなる受光
素子で受光されその信号は受信系電気回路で所定の処理
がほどこされる。
この発行素子からミラー、対物レンズ、反射鏡。
対物レンズ及び第コのミラーを経て受光素子に至る光路
は、測距に直接寄与する外部測距光路を構成する。一方
、本体内には発光素子から別のミラーを介して直接受光
素子に向かう内部参照光路が形成されている。この内部
参照光路は、光波測離計を構成する種々の電気回路の応
答遅れや温度ドリフトが測距データのもとに々る位相差
測定に影響するので、これら電気回路による悪影叫を除
去するためのものでおる。発信系の変調波と受信系で受
信した受信変調波の位相差は処理回路で演算処理され、
測距データとして表示される。外部測距光路と内部測距
光路との光路切換はチョッパーにより実行される。この
目的で従来使用されている光路切換用チョッパーは、内
部参照光路を選択するための内部参照領域を形成する開
口と、外部測距光路を選択するための外部測距領域を形
成する周辺切欠部との2つの領域より々す、中心まわり
に回転され、領域が外部測距領域と内部参照領域とを交
互に発光素子に対向させることにより、両党路のいずれ
か一つな選択するように構成されている。これら外部測
距光路と内部参照光路は測距に必要な光路であり、以下
両者をあわせて正規光路と称する。
は、測距に直接寄与する外部測距光路を構成する。一方
、本体内には発光素子から別のミラーを介して直接受光
素子に向かう内部参照光路が形成されている。この内部
参照光路は、光波測離計を構成する種々の電気回路の応
答遅れや温度ドリフトが測距データのもとに々る位相差
測定に影響するので、これら電気回路による悪影叫を除
去するためのものでおる。発信系の変調波と受信系で受
信した受信変調波の位相差は処理回路で演算処理され、
測距データとして表示される。外部測距光路と内部測距
光路との光路切換はチョッパーにより実行される。この
目的で従来使用されている光路切換用チョッパーは、内
部参照光路を選択するための内部参照領域を形成する開
口と、外部測距光路を選択するための外部測距領域を形
成する周辺切欠部との2つの領域より々す、中心まわり
に回転され、領域が外部測距領域と内部参照領域とを交
互に発光素子に対向させることにより、両党路のいずれ
か一つな選択するように構成されている。これら外部測
距光路と内部参照光路は測距に必要な光路であり、以下
両者をあわせて正規光路と称する。
光波距離針においては、上述の正規光路以外に。
光路切換器であるチョツノ4−や、光学部品支持金具、
あるいは装置内壁等で反射して受光素子に達する漏洩光
路や光学部品自身で反射され受光素子に達する漏洩光路
が存在する。
あるいは装置内壁等で反射して受光素子に達する漏洩光
路や光学部品自身で反射され受光素子に達する漏洩光路
が存在する。
さらに、光波距離針を構成する送信系、受信系、処理回
路等からなる電気回路にお−ては、電界、磁界、電磁波
等に起因する電気的漏洩信号も測距精度の低下に非常に
大きな影響を与える。
路等からなる電気回路にお−ては、電界、磁界、電磁波
等に起因する電気的漏洩信号も測距精度の低下に非常に
大きな影響を与える。
上述の光学的漏洩信号と電気的漏洩信号が結合された漏
洩信号SLは受信系において 5L=tS1n()t+Wt)・・・Φ・(1)ここで
tは振幅 1tは位相 Wはω=、2πfでfは変調周波数 tは時間 として表わされる。一方外部測距光路あるいは内部参照
光路である正規光路を経て、かつ電気的漏洩信号の影響
を受けていない正規信号系からの正規信号5dFi Sd = d sIn (aIt +’I’d)
・ゆ・・争 (2)ここでdは振幅 W、は位相 の、tは上記(1)式と同じ として表わされる。
洩信号SLは受信系において 5L=tS1n()t+Wt)・・・Φ・(1)ここで
tは振幅 1tは位相 Wはω=、2πfでfは変調周波数 tは時間 として表わされる。一方外部測距光路あるいは内部参照
光路である正規光路を経て、かつ電気的漏洩信号の影響
を受けていない正規信号系からの正規信号5dFi Sd = d sIn (aIt +’I’d)
・ゆ・・争 (2)ここでdは振幅 W、は位相 の、tは上記(1)式と同じ として表わされる。
したがって測距時において受信系から得られる実際の信
号は上記漏洩信号SLと正規信号So+が加わった合成
信号Shとなる。この合成信号Shは、漏洩信号の位相
ftと正規信号の位相との間にVt−V、十へWの関係
があるとすれば5h=i 5ln(*t+ld+IFh
) ””e (3)として表わされる。なおhは合
成信号Shの振幅を、vhは合成信号5hI7)漏洩信
号による位相増加分をそれぞれ表わしている。位相測定
の結果から距離を求める光波距離計においては(Fhの
存在はそのまま誤差として現われる。
号は上記漏洩信号SLと正規信号So+が加わった合成
信号Shとなる。この合成信号Shは、漏洩信号の位相
ftと正規信号の位相との間にVt−V、十へWの関係
があるとすれば5h=i 5ln(*t+ld+IFh
) ””e (3)として表わされる。なおhは合
成信号Shの振幅を、vhは合成信号5hI7)漏洩信
号による位相増加分をそれぞれ表わしている。位相測定
の結果から距離を求める光波距離計においては(Fhの
存在はそのまま誤差として現われる。
通常、正規信号S、に比べ漏洩信号SLの強度は微細で
あるから正規信号S、の振幅dと漏洩信号SLの振幅t
との間にd>>tなる条件を設定できる。よって上記(
3)式のり、Whはとして表わされる。
あるから正規信号S、の振幅dと漏洩信号SLの振幅t
との間にd>>tなる条件を設定できる。よって上記(
3)式のり、Whはとして表わされる。
町は被測定距離によって0−2π(rad )変化する
。従って測定誤差は(4)式のWh式かられかるように
被測定距離に対して正弦関数で変化する。誤差の最大値
は / a (r a d)であるからこれを距離に換
算すると測距誤差θtは、として表わされる。
。従って測定誤差は(4)式のWh式かられかるように
被測定距離に対して正弦関数で変化する。誤差の最大値
は / a (r a d)であるからこれを距離に換
算すると測距誤差θtは、として表わされる。
1
例えば変調波として16 M Hz(λ= 20 m
)の変調波を使用し、漏洩信号と正規信号の振幅比t/
を //2oo であるとした場合、θt−ざ胃とな
〕〕最大+J’s+w、最小−♂の正弦関数として表わ
される誤差を生じる。
)の変調波を使用し、漏洩信号と正規信号の振幅比t/
を //2oo であるとした場合、θt−ざ胃とな
〕〕最大+J’s+w、最小−♂の正弦関数として表わ
される誤差を生じる。
数−の測距距離に対し、ミリ単位まで正確に測距できる
ことを要求される光波距離針において漏洩信号の存在は
測距結果に大きな誤差を生じしめる重大な問題であるこ
とが理解できよう。
ことを要求される光波距離針において漏洩信号の存在は
測距結果に大きな誤差を生じしめる重大な問題であるこ
とが理解できよう。
従来の光波距離計においては、かかる漏洩信号の発生を
防止するために、以下の防止策をとっていた。まず光学
的漏洩信号である漏洩光路の形成を防止するために光路
切換器や、光学部品支持金具あるいは装置内壁IK:′
)や消り等の拡散量処理をほどこしたp、あるいは、各
所に遮光板を配置する等の対策をたてているが、その効
果は十分とは言えなかった。
防止するために、以下の防止策をとっていた。まず光学
的漏洩信号である漏洩光路の形成を防止するために光路
切換器や、光学部品支持金具あるいは装置内壁IK:′
)や消り等の拡散量処理をほどこしたp、あるいは、各
所に遮光板を配置する等の対策をたてているが、その効
果は十分とは言えなかった。
また、遮光板等の取付けのため必要なスペースをとらな
ければならず、光波距離計本体の大型化2 をまねく欠虚もあった。
ければならず、光波距離計本体の大型化2 をまねく欠虚もあった。
また、電気的漏洩信号を防止するため送信側と受信側と
をシールドで分割し、さらに電源線からの漏洩を防止す
るためフィルタ等を使用している。
をシールドで分割し、さらに電源線からの漏洩を防止す
るためフィルタ等を使用している。
特に、発光素子を駆動する電力増幅器から発生する電磁
妓は他の回路と比べて最も大きく、また受光索子からの
像細な信号全増幅するためのプリアンプは漏洩信号11
を対し最つとも敏感であるためドしていたが、その漏洩
伯号迩断効果は、十分とは言えなかった。さらに、上述
の遮光板やシールド構造は、部品点数や組立工数の増加
をまねき、ひいてVi装渦゛のコストアップにつながる
という欠点があった。光波距離計it産屋外測音に使用
されるため、装置自身が携帯可能でなければならず、小
型・@量であることを条件とされるが、上述のシールド
構造や、多数個の遮光板を組込むことは、装置を大型さ
せ、小型で軽量という装置の要求と相反するものであっ
た。
妓は他の回路と比べて最も大きく、また受光索子からの
像細な信号全増幅するためのプリアンプは漏洩信号11
を対し最つとも敏感であるためドしていたが、その漏洩
伯号迩断効果は、十分とは言えなかった。さらに、上述
の遮光板やシールド構造は、部品点数や組立工数の増加
をまねき、ひいてVi装渦゛のコストアップにつながる
という欠点があった。光波距離計it産屋外測音に使用
されるため、装置自身が携帯可能でなければならず、小
型・@量であることを条件とされるが、上述のシールド
構造や、多数個の遮光板を組込むことは、装置を大型さ
せ、小型で軽量という装置の要求と相反するものであっ
た。
本発明は、かかる従来の光波距離計の欠点を解決するた
めになされたもので、その第1の目的は漏洩信号の測距
信号への悪影譬を除去した光波測距方法及びその装置を
提供することにある1、本発明の第一の目的は、漏洩信
号を独立に測定し、漏洩信号の影響下で測距された測距
信号から該漏洩信号発奮除去することにより正確な測距
信号を得、もって正確な測距データを得ることができる
光波測距方法とその装置を提供することにある。
めになされたもので、その第1の目的は漏洩信号の測距
信号への悪影譬を除去した光波測距方法及びその装置を
提供することにある1、本発明の第一の目的は、漏洩信
号を独立に測定し、漏洩信号の影響下で測距された測距
信号から該漏洩信号発奮除去することにより正確な測距
信号を得、もって正確な測距データを得ることができる
光波測距方法とその装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は、従来の光波距離針の構成を大幅
に改変することなく、一部装置の追加程度で漏洩信号を
除去できる光波測距装置を提供することにある。
に改変することなく、一部装置の追加程度で漏洩信号を
除去できる光波測距装置を提供することにある。
以上の各目的を達成するための本願発明の光波測距方法
は、変調された光を放射する発光源からの光を被測距点
で反射させて受光源で受け、該発光源の変調信号と該受
光源の受信信号との位相差から該被測距点までの距離を
測定する光波測距方法において前記発光源から前記受光
源に至る正規光路を遮断しながら漏洩信号を計測する段
階と、前記正規光路を辻斬せずに測距信号を計測する段
階と、該測距信号を該漏洩信号の1r測結果をもとに補
正し111記被測距点までの距離を測定する段階とから
成ることを特徴とする光波測距方法にある。
は、変調された光を放射する発光源からの光を被測距点
で反射させて受光源で受け、該発光源の変調信号と該受
光源の受信信号との位相差から該被測距点までの距離を
測定する光波測距方法において前記発光源から前記受光
源に至る正規光路を遮断しながら漏洩信号を計測する段
階と、前記正規光路を辻斬せずに測距信号を計測する段
階と、該測距信号を該漏洩信号の1r測結果をもとに補
正し111記被測距点までの距離を測定する段階とから
成ることを特徴とする光波測距方法にある。
また上記各目的を達成するための本願発明の光波測距装
置は、変調された光を放射させる発光手段と、該発光手
段を射出し被測距点から反射してきた光を受光する受光
手段と、該発光手段から放射された変調光の変調信号と
、該受光手段の受光した光にもとすく受信m号との位相
差から該被測距点までの距離を計測する計測手段とから
構成されてなる光波測距装置において、前記発光手段か
ら前記受光手段に至る正規光路を選択的に遮断する正規
光路遮断手段と、該正規光路遮断手段が前記正規光路を
遮断したときに得られる漏洩信号を計測する漏洩信号計
測手段と、前記正規光路遮断手段が#紀正規光路を遮断
しないときに得られる測距信号を計測する測距信号計測
手段と、該測距信号を該漏洩信号の計測結果をもとに補
正する補115≦ 正手段とを有して成ることを特徴とする光波測距装置に
ある。
置は、変調された光を放射させる発光手段と、該発光手
段を射出し被測距点から反射してきた光を受光する受光
手段と、該発光手段から放射された変調光の変調信号と
、該受光手段の受光した光にもとすく受信m号との位相
差から該被測距点までの距離を計測する計測手段とから
構成されてなる光波測距装置において、前記発光手段か
ら前記受光手段に至る正規光路を選択的に遮断する正規
光路遮断手段と、該正規光路遮断手段が前記正規光路を
遮断したときに得られる漏洩信号を計測する漏洩信号計
測手段と、前記正規光路遮断手段が#紀正規光路を遮断
しないときに得られる測距信号を計測する測距信号計測
手段と、該測距信号を該漏洩信号の計測結果をもとに補
正する補115≦ 正手段とを有して成ることを特徴とする光波測距装置に
ある。
この本願発明の光波測距方法、および光波測距装置によ
り従来問題とされていた漏洩信号による測距誤差の発生
を解消することができる。
り従来問題とされていた漏洩信号による測距誤差の発生
を解消することができる。
また、本発明の光波測距装置によれば従来の光波距離計
の構成を大幅に改変することなく、一部装置の追加で目
的を達成できるため、大幅なコストアップをまねくこと
がないという長所を有する。
の構成を大幅に改変することなく、一部装置の追加で目
的を達成できるため、大幅なコストアップをまねくこと
がないという長所を有する。
さらには、従来の光波距離計のように遮光板やシールド
構造をもうける必要がないため装置の小型・軽量化がで
き、$ll造は簡単になるという効果も得られる。
構造をもうける必要がないため装置の小型・軽量化がで
き、$ll造は簡単になるという効果も得られる。
以下、本発明の実施例を図をもとに説明する。
以下の実施例の説明にお−て、使用する「漏洩信号」と
は送信系から受信系に流れ込む正規信号以外の信号を意
味し、例えば 1)電界結合による漏洩信号、 1υ 磁界結合による漏洩信号、 1ll) 電W1波の漏洩による漏洩信号、11J’
。
は送信系から受信系に流れ込む正規信号以外の信号を意
味し、例えば 1)電界結合による漏洩信号、 1υ 磁界結合による漏洩信号、 1ll) 電W1波の漏洩による漏洩信号、11J’
。
Iv) 電源線を漏洩するととKよる漏洩信号、■)
外部測路光路または内部参照元路から成る正規光路以外
の光路すなわち漏洩光路による漏洩信号 などの漏洩信号の総称として定義する。
外部測路光路または内部参照元路から成る正規光路以外
の光路すなわち漏洩光路による漏洩信号 などの漏洩信号の総称として定義する。
第1図は光波距離計の構成を示す概略図で、光波距離計
本体1から離れた被測定点にコーナーキューブ等の反射
繞が置かれて測定が行なわれる。
本体1から離れた被測定点にコーナーキューブ等の反射
繞が置かれて測定が行なわれる。
距離計本体1内には、発光ダイオード又はレーザーグイ
オード等の発光素子3と、フォトダイオード等からなる
受光索子4が配置されている。発光素子3からの光はチ
ョッパー5により選択され、反射プリズム7及び対物レ
ンズ6を経て射出される。対物レンズ6を出た光は、コ
ーナーキューブ2によシ反射されて光波距離計本体1の
方に戻り、対物レンズ6を辿り反射プリズム7により反
射されて受光索子4に入射する。以上述べた光の経路は
、外部測距光路9を構成する。一方、本体l内には、発
光素子3から反射鏡8を介して受光索子4に至る内部参
照光路11が形成されている。
オード等の発光素子3と、フォトダイオード等からなる
受光索子4が配置されている。発光素子3からの光はチ
ョッパー5により選択され、反射プリズム7及び対物レ
ンズ6を経て射出される。対物レンズ6を出た光は、コ
ーナーキューブ2によシ反射されて光波距離計本体1の
方に戻り、対物レンズ6を辿り反射プリズム7により反
射されて受光索子4に入射する。以上述べた光の経路は
、外部測距光路9を構成する。一方、本体l内には、発
光素子3から反射鏡8を介して受光索子4に至る内部参
照光路11が形成されている。
発光素子3Vi発信制御回路18から変調信号を受けて
それに対応する変調波を出射し、受光素子4は入射光に
応じた変調信号を発生してこれを受信回路19に与える
。発信制御回路18からの発信変調波と受信回路19で
受信した受信変調波の位相差は処理回路100で演算処
理されて測距データが得られる。発光素子3からの光は
、チヨッ/f−5Kよシ選択的に反射ゾリズム7及び反
射鏡8に導かれ、交互に外部測距光路9及び内部参照元
路11に通される。内部参照光路11は、光波距離針を
構成する種々の電気回路の応答遅れや温度変化の影響を
測定値から除く友めのものである。
それに対応する変調波を出射し、受光素子4は入射光に
応じた変調信号を発生してこれを受信回路19に与える
。発信制御回路18からの発信変調波と受信回路19で
受信した受信変調波の位相差は処理回路100で演算処
理されて測距データが得られる。発光素子3からの光は
、チヨッ/f−5Kよシ選択的に反射ゾリズム7及び反
射鏡8に導かれ、交互に外部測距光路9及び内部参照元
路11に通される。内部参照光路11は、光波距離針を
構成する種々の電気回路の応答遅れや温度変化の影響を
測定値から除く友めのものである。
また、光波距離計においては、上述した正規光路のほか
に、チヨッ・f−5や、光学部品の支持金具、装置内壁
等で反射して受光索子4に達する漏洩光路12とか、光
学部品自身で反射されて受光索子4に達する漏洩光路1
2′が存在する。
に、チヨッ・f−5や、光学部品の支持金具、装置内壁
等で反射して受光索子4に達する漏洩光路12とか、光
学部品自身で反射されて受光索子4に達する漏洩光路1
2′が存在する。
第2図は、本発明において用いられるチョッノf−5の
一例を示すものであり、このチョッパ!−5は、発光素
子3からの光を反射鏡8に向けて通す開口5aを有する
内部参照領域13と、反射プリズム7に向けて通す周辺
切欠き5bを有する外部測距領域14と、発光素子3か
らの光を遮断する暗領域15とからなる。図において、
矢印はチヨツ・セー5の回転方向を示す。
一例を示すものであり、このチョッパ!−5は、発光素
子3からの光を反射鏡8に向けて通す開口5aを有する
内部参照領域13と、反射プリズム7に向けて通す周辺
切欠き5bを有する外部測距領域14と、発光素子3か
らの光を遮断する暗領域15とからなる。図において、
矢印はチヨツ・セー5の回転方向を示す。
第3図は、電気回路の詳細を示すもので、発信制御回路
18Vi発振器20を有し、この発振器20は、/ 5
MHzの信号全発信して、この信号を分周器21、第
1切換器22、合成器23、ダート回路29にそれぞれ
供給している。分周器21は発振器20からの/ 3
MH2の信号を分周して、’7 !; KHz、 3
KHz及び’ MX3にHl”(3にHlのM倍を意味
する)の信号をそれぞれ出力する。合成器23は/ !
; MHzの信号から3にHl低い/11.9?’7M
Hzの信号と、3KHzの、211倍のクスにHzの信
号を受信回路19の第コ切換器24に出力する。第1切
換器22は処理制御回路31からの信号Aによ、t)
/ S MHzか73 KHzかいずれかの信号を増幅
器26に出力する。ここで増幅器26Viライトエミツ
テイングダイオードもしくはレーザダイオ−$19+ ドから成る発光素子3を駆動する電力増幅器である。以
上の発振器20、分周器21、第1切換器22、合成器
23、増幅器26、及び発光素子3が送信系18と構成
する。
18Vi発振器20を有し、この発振器20は、/ 5
MHzの信号全発信して、この信号を分周器21、第
1切換器22、合成器23、ダート回路29にそれぞれ
供給している。分周器21は発振器20からの/ 3
MH2の信号を分周して、’7 !; KHz、 3
KHz及び’ MX3にHl”(3にHlのM倍を意味
する)の信号をそれぞれ出力する。合成器23は/ !
; MHzの信号から3にHl低い/11.9?’7M
Hzの信号と、3KHzの、211倍のクスにHzの信
号を受信回路19の第コ切換器24に出力する。第1切
換器22は処理制御回路31からの信号Aによ、t)
/ S MHzか73 KHzかいずれかの信号を増幅
器26に出力する。ここで増幅器26Viライトエミツ
テイングダイオードもしくはレーザダイオ−$19+ ドから成る発光素子3を駆動する電力増幅器である。以
上の発振器20、分周器21、第1切換器22、合成器
23、増幅器26、及び発光素子3が送信系18と構成
する。
発光素子3から射出し′fr、変調光は外部測距光路9
もしくは内部参照光路11を通ってアバランシェフォト
ダイオード等から成る受光素子4に入射される。増幅器
27は受光素子4からの信号を増幅するためのプリアン
プである。第コ切換器24は処理制御31の信号Aによ
り/4.997MHzか72にHzかいずれかの信号を
混合器25に出力する。混合器25は増幅器27の信号
と第コ切換器24の信号を混合して、両者の差信号であ
る3にHzの正弦波を出力する。以上の受光素子4、増
幅器27、第コ切換器24、及び混合器25が受信系1
9を構成する。
もしくは内部参照光路11を通ってアバランシェフォト
ダイオード等から成る受光素子4に入射される。増幅器
27は受光素子4からの信号を増幅するためのプリアン
プである。第コ切換器24は処理制御31の信号Aによ
り/4.997MHzか72にHzかいずれかの信号を
混合器25に出力する。混合器25は増幅器27の信号
と第コ切換器24の信号を混合して、両者の差信号であ
る3にHzの正弦波を出力する。以上の受光素子4、増
幅器27、第コ切換器24、及び混合器25が受信系1
9を構成する。
ここで、第1切換器22の出力信号と第コ切換器24の
出力信号の関係は第1切換器22が15MHzの信号を
選択したとき第コ切換器24は7・/ ’I 、 99
7 MHzの信号を、第1切換器22が75にHzの信
号を選択したときは第コ切換器24は7.2にHzの信
号を、それぞれ選択するように処理軸側回路31の信月
Aによp切換えられる。従って混合器25の出力信号は
いずれの場合においても3にHlの正弦波を出力するこ
ととなる。
出力信号の関係は第1切換器22が15MHzの信号を
選択したとき第コ切換器24は7・/ ’I 、 99
7 MHzの信号を、第1切換器22が75にHzの信
号を選択したときは第コ切換器24は7.2にHzの信
号を、それぞれ選択するように処理軸側回路31の信月
Aによp切換えられる。従って混合器25の出力信号は
いずれの場合においても3にHlの正弦波を出力するこ
ととなる。
本実施例においては、混合器25からの出力は彼に詳述
する漏洩信号除去部40に入力されるが、光波距離計全
体の構成・作用の理解をたすけるためまず漏洩信号除去
部40のない従来の光波距離計の構成・作用の説明をす
る。従来の光波距離計は混合器25からの出力は直接波
形整形器28に接続されていた。そして波形整形器28
は混合器25の出力信号である3KHzの正弦波を矩形
波に変換して出力する。ダート(ロ)路29は、分周器
21からの3 KHzの信号の立上シ(又は立下り)を
スタート信号とし、波形整形器28からの3にHzの矩
形波信号の立上り(又は立下り)をストツノ信号として
、その時間内に存在する発振器20からの/ 3 MH
zの信号を計数器30に出力する。計数器30はケ0−
ト回路2eからの/ S MHzの信号を計数する。こ
の計数値は分局器21からの3 KHzの信号と波形整
形器28からの3 KHzの信号との位相差に対応し7
ている。また混合器25からの出力信号である3にHl
の信号の位相は受信光の位相に対応しているので、計数
器30で得られる計数値は光波距離計本体と被測距点と
の間の光路長に対応したものとなる。
する漏洩信号除去部40に入力されるが、光波距離計全
体の構成・作用の理解をたすけるためまず漏洩信号除去
部40のない従来の光波距離計の構成・作用の説明をす
る。従来の光波距離計は混合器25からの出力は直接波
形整形器28に接続されていた。そして波形整形器28
は混合器25の出力信号である3KHzの正弦波を矩形
波に変換して出力する。ダート(ロ)路29は、分周器
21からの3 KHzの信号の立上シ(又は立下り)を
スタート信号とし、波形整形器28からの3にHzの矩
形波信号の立上り(又は立下り)をストツノ信号として
、その時間内に存在する発振器20からの/ 3 MH
zの信号を計数器30に出力する。計数器30はケ0−
ト回路2eからの/ S MHzの信号を計数する。こ
の計数値は分局器21からの3 KHzの信号と波形整
形器28からの3 KHzの信号との位相差に対応し7
ている。また混合器25からの出力信号である3にHl
の信号の位相は受信光の位相に対応しているので、計数
器30で得られる計数値は光波距離計本体と被測距点と
の間の光路長に対応したものとなる。
本実施例においては、変調光の周波数は前述したように
/ 5 MHzと7 !r KHzの、2種の光波を使
用しており、前者は波長、2 Q tnで精測定用に、
後者は波長4tK[Ilで粗測足用としてそれぞれ使用
される。
/ 5 MHzと7 !r KHzの、2種の光波を使
用しており、前者は波長、2 Q tnで精測定用に、
後者は波長4tK[Ilで粗測足用としてそれぞれ使用
される。
処理制御回路31は以下の処理・制御を実行する。
(1) 変調光として〆3 MHzを選択する。すな
わち、昆/切換器22からの出力は/ 3 MHz S
第1切換器22からの出力は/ 4 、99 ’7 M
Hzとなるように信号Aを出力する。同時に、光路切換
器であるチ四ツノf−,−5■■を信号Bにょp制御し
て、まず外部沖」距光路9を選択させ、この外部測距光
路9による計数器30からの計数値aを得る。
わち、昆/切換器22からの出力は/ 3 MHz S
第1切換器22からの出力は/ 4 、99 ’7 M
Hzとなるように信号Aを出力する。同時に、光路切換
器であるチ四ツノf−,−5■■を信号Bにょp制御し
て、まず外部沖」距光路9を選択させ、この外部測距光
路9による計数器30からの計数値aを得る。
(2) 次に何月8によりチヨッ・平−5−一を制御
して内部参照領域11を選択させる。この内部参照光j
1811による計数器30からの計数値a′を得る。な
お、位相差測定は受信光が微弱なため一回一回の計数値
F′iけらついたものとなる。このfcめa、a’け0
回の#1−測による計数値の平均値を求める′ものであ
る。
して内部参照領域11を選択させる。この内部参照光j
1811による計数器30からの計数値a′を得る。な
お、位相差測定は受信光が微弱なため一回一回の計数値
F′iけらついたものとなる。このfcめa、a’け0
回の#1−測による計数値の平均値を求める′ものであ
る。
(3) 言1数値a、a’の差(a−a’)をもとめ
、これを距離に捩算して梢徂j定値とする。
、これを距離に捩算して梢徂j定値とする。
(4) 変調光として75 KHzを選択する。−r
なわち、第7切換器22からのu1力は7sにHz、第
7切換器22からの出力は72に)lzとなるように信
号AをUJ力する。次に、上述の(1)、f2)と同様
の動作により針数値す、b/を得る。
なわち、第7切換器22からのu1力は7sにHz、第
7切換器22からの出力は72に)lzとなるように信
号AをUJ力する。次に、上述の(1)、f2)と同様
の動作により針数値す、b/を得る。
(5) 計数値すとb′との差(b−bJをもとめ、
これを距離に換初して粗測定値とする。
これを距離に換初して粗測定値とする。
fil n!測定値と粗測定値を合成して表示器32
に測距距離として表示させる。
に測距距離として表示させる。
本実施例Vi前述し従来型の光波距離計に符号18
40で示す漏洩信号除去部を追加した点、及びチョツA
? −f、■■に改良を加えた点にある。すなわち、M
iT述したように、チョツ・2−5は、従来のチョッパ
ーにさらに暗領域15を加えた構成となっている。発光
素子3がこの暗領域15に対向するとき漏洩信号の1計
測がおこなわれる。すなわちチョッパー5が外部測距光
路9も、内WS参照光路11も、いずれも選択しないと
きの受信系19からの出力信号が、漏洩信号による出力
であることにもとづいている。なお、光路切換器として
は本実施例のように外部測距領域14、内部参照領域1
3、及び暗領域15を7つのチョッパー内に構成するこ
とに限定されるものでなく、外部測距領域と内部参照領
域とからなる従来のチョッパーと、明領域と暗領域をも
つ別のチョッパーとの2つを組合せる構成をもちいても
よいし、またチョッパーは本実施例のような機械的テ可
ツノ臂−でなく、液晶やフォトクロミックガラス等の電
気光学素子を使用してもよいことはもちろんである。
? −f、■■に改良を加えた点にある。すなわち、M
iT述したように、チョツ・2−5は、従来のチョッパ
ーにさらに暗領域15を加えた構成となっている。発光
素子3がこの暗領域15に対向するとき漏洩信号の1計
測がおこなわれる。すなわちチョッパー5が外部測距光
路9も、内WS参照光路11も、いずれも選択しないと
きの受信系19からの出力信号が、漏洩信号による出力
であることにもとづいている。なお、光路切換器として
は本実施例のように外部測距領域14、内部参照領域1
3、及び暗領域15を7つのチョッパー内に構成するこ
とに限定されるものでなく、外部測距領域と内部参照領
域とからなる従来のチョッパーと、明領域と暗領域をも
つ別のチョッパーとの2つを組合せる構成をもちいても
よいし、またチョッパーは本実施例のような機械的テ可
ツノ臂−でなく、液晶やフォトクロミックガラス等の電
気光学素子を使用してもよいことはもちろんである。
第3図において、漏洩信号除去部40は漏洩偵自)4
奇計測部41と補正部42に大別される。漏洩信号計測
部41は、漏洩信号の周期をM分割してデジタル信号に
変換するA/Di換器33と、M分割されたA/D変換
器33の出力データを記憶する記憶部35と、M分割さ
れた漏洩信号と記憶部35内のアドレスを対応づけるア
ドレスカウンタ39と、N周期分の漏洩信号を平均化す
るための加算を行なう加算器34と、平均化のための/
/Nに除算を行なう除算器36とから構成されている。
部41は、漏洩信号の周期をM分割してデジタル信号に
変換するA/Di換器33と、M分割されたA/D変換
器33の出力データを記憶する記憶部35と、M分割さ
れた漏洩信号と記憶部35内のアドレスを対応づけるア
ドレスカウンタ39と、N周期分の漏洩信号を平均化す
るための加算を行なう加算器34と、平均化のための/
/Nに除算を行なう除算器36とから構成されている。
補正手段42は、平均化された漏洩信号のデータを順次
アナログ信号に変換するだめのD/A変換器37と、D
/A変換器37からの出力信号を測距時(外部測距、内
部参照の両方を意味する)に得られる受信系出力信号す
なわち混合器25からの出力信号から減じるための差動
増幅器38により構成されている。
アナログ信号に変換するだめのD/A変換器37と、D
/A変換器37からの出力信号を測距時(外部測距、内
部参照の両方を意味する)に得られる受信系出力信号す
なわち混合器25からの出力信号から減じるための差動
増幅器38により構成されている。
A/D変換器33は、混合器25の出力i号を分周器2
1からのMX、7KHz ” 信号にしたがってデジ
タル信号に変換する。加算器34はA/D変換器33か
らの出力データと記憶部35からの出力データを加舞し
て再ひ記憶部35へ出力する。
1からのMX、7KHz ” 信号にしたがってデジ
タル信号に変換する。加算器34はA/D変換器33か
らの出力データと記憶部35からの出力データを加舞し
て再ひ記憶部35へ出力する。
記憶部35はFI A M等で代表されるようにアドレ
ス指定により内部記憶素子が桁数単位(例えばgbtt
単位)で選択されるものであり、処理制御回路31から
のEW倍信号よシ簀込可能あるいは誓込み不能の状態に
制御される。また、処理制御回路31からのR3信号に
より内部記憶状態がリセット状態となるものとする。す
なわち、漏洩信号の計測を行なう前はこの状態にしてお
く。EW倍信号よcii:込可能状態にある時、分局器
21からの“MX3KH2” 信号を畳込用ノそルスと
して畳込作業を行う。
ス指定により内部記憶素子が桁数単位(例えばgbtt
単位)で選択されるものであり、処理制御回路31から
のEW倍信号よシ簀込可能あるいは誓込み不能の状態に
制御される。また、処理制御回路31からのR3信号に
より内部記憶状態がリセット状態となるものとする。す
なわち、漏洩信号の計測を行なう前はこの状態にしてお
く。EW倍信号よcii:込可能状態にある時、分局器
21からの“MX3KH2” 信号を畳込用ノそルスと
して畳込作業を行う。
アドレスカウンタ39はM進カウンタにより構成され、
分周器21からの″MX3にH1# 信号を針数して
アドレスの指定を行う。漏洩信号の計測が終了した後の
記憶部35からのデータは加算器34でN回加算した結
果のデータが記憶されているため、漏洩信号のN倍の値
が記憶されている。
分周器21からの″MX3にH1# 信号を針数して
アドレスの指定を行う。漏洩信号の計測が終了した後の
記憶部35からのデータは加算器34でN回加算した結
果のデータが記憶されているため、漏洩信号のN倍の値
が記憶されている。
除算器36は漏洩信号本来の大きさの値になおすために
記憶部35からのデータを//Hに除算する。なお、例
えはA/D変換器33からのデジタル信号をバイナリ−
コードとし、Nが−のNt) 乗< N== J N
b )となるようにデジグル変換した場合、記憶部3
5からのバイナリ−コードを下位方向にNb ビット
ずらしてD / A i換器37に供給することにより
除算器36を構成要素から省略することができる。また
除算器36を抵抗分圧回路で構成しD/A変換器37の
後に設けてもよい。
記憶部35からのデータを//Hに除算する。なお、例
えはA/D変換器33からのデジタル信号をバイナリ−
コードとし、Nが−のNt) 乗< N== J N
b )となるようにデジグル変換した場合、記憶部3
5からのバイナリ−コードを下位方向にNb ビット
ずらしてD / A i換器37に供給することにより
除算器36を構成要素から省略することができる。また
除算器36を抵抗分圧回路で構成しD/A変換器37の
後に設けてもよい。
D/A変換器37は、分周器21からの”MX3KH2
” 信号にしたがって除算器36からの出力信号であ
るデジタル信号をアナログ信号に変換する。差動増幅器
38は混合器25の出力何月からD/A変換器37の出
力信号を減じて鼓形整形器28に供給する。分周器21
からの″MX3Kl−1z#信号がD/A変換器37、
A/D変換器33、記憶wS35、及びアドレスカウン
タ39にそれぞれ供給されているので漏洩信号除去部4
0内の各栴成賛紫の動作は同期した動作となる。
” 信号にしたがって除算器36からの出力信号であ
るデジタル信号をアナログ信号に変換する。差動増幅器
38は混合器25の出力何月からD/A変換器37の出
力信号を減じて鼓形整形器28に供給する。分周器21
からの″MX3Kl−1z#信号がD/A変換器37、
A/D変換器33、記憶wS35、及びアドレスカウン
タ39にそれぞれ供給されているので漏洩信号除去部4
0内の各栴成賛紫の動作は同期した動作となる。
第q図は上述の構成からなる禰洩信号除去部40の作用
を説明するため、漏洩信号Sl と正規2′7+ 信号Sd との関係をも営めて示すタイミングチャー
トである。第1凶において(A)〜(F′)はチョッパ
ー5の暗領域15か発光素子3に対向している時、す々
わち漏洩信号の計測段階で6.!l)%(Gl〜(1)
はチョツ・′e−5の外部測距領域14あるいは内部参
照領域13が発光素子3に対向している時であり測距時
の補正段階である。
を説明するため、漏洩信号Sl と正規2′7+ 信号Sd との関係をも営めて示すタイミングチャー
トである。第1凶において(A)〜(F′)はチョッパ
ー5の暗領域15か発光素子3に対向している時、す々
わち漏洩信号の計測段階で6.!l)%(Gl〜(1)
はチョツ・′e−5の外部測距領域14あるいは内部参
照領域13が発光素子3に対向している時であり測距時
の補正段階である。
第9凶(AlのS/、 は混合器25の出力波形であ
る。
る。
S、は漏洩信号の成分である。光波d111距装置にお
いては扱う信号量が微弱なため受信系19の利得を大き
くとる必要かを)る。このため′耐気部品の発生する雑
音を無視することはできない。この雑音は変訓信号とは
無関係なランダム雑音であり、混合器25の出刃は漏洩
信号St VCランダム雑音が加っだ波形S′、とな
る。本実施例においては漏洩信号開側114]はN回の
平均化処理を行う手段を有し、このランダム雑音の影響
を極力小さくおさえるように図られている。(前述の計
数器30における位相差測定のn回の平均化に対応する
ものである。) 2& 第q図@)Vi分周器21からの3 KHzの出力信号
を示す波形図である。(C)は分周器21からの”MX
3KHz” の出力信号を示す波形図でM=fとした例
を示している。0)ハアドレスカウンタ390カウント
内容を示す模式図であり“MX3にHz″信号の立上り
でカウント内容が1つくり上がる。
いては扱う信号量が微弱なため受信系19の利得を大き
くとる必要かを)る。このため′耐気部品の発生する雑
音を無視することはできない。この雑音は変訓信号とは
無関係なランダム雑音であり、混合器25の出刃は漏洩
信号St VCランダム雑音が加っだ波形S′、とな
る。本実施例においては漏洩信号開側114]はN回の
平均化処理を行う手段を有し、このランダム雑音の影響
を極力小さくおさえるように図られている。(前述の計
数器30における位相差測定のn回の平均化に対応する
ものである。) 2& 第q図@)Vi分周器21からの3 KHzの出力信号
を示す波形図である。(C)は分周器21からの”MX
3KHz” の出力信号を示す波形図でM=fとした例
を示している。0)ハアドレスカウンタ390カウント
内容を示す模式図であり“MX3にHz″信号の立上り
でカウント内容が1つくり上がる。
(但し、アドレスカウンタ39は前述のM=gの条件に
よすg進カウンタとして構成されている。)(E)の矢
印は“MX3KHz ” 信号の立下り時の混合器2
5の出力波形S′、をA/D変換動作する時間を示して
いる。(Flは記憶部35の出力データを示す模式図で
あり、この出力データはアドレスカウンタの指定にした
がう記憶内容を意味する。記憶部35への書込みはMX
、7K)−1z”信号の立上りで行われる。アドレスカ
ウンタ39の内容が0の時6己憶部35の出力は(F)
に示すようにり。−0である。
よすg進カウンタとして構成されている。)(E)の矢
印は“MX3KHz ” 信号の立下り時の混合器2
5の出力波形S′、をA/D変換動作する時間を示して
いる。(Flは記憶部35の出力データを示す模式図で
あり、この出力データはアドレスカウンタの指定にした
がう記憶内容を意味する。記憶部35への書込みはMX
、7K)−1z”信号の立上りで行われる。アドレスカ
ウンタ39の内容が0の時6己憶部35の出力は(F)
に示すようにり。−0である。
この状態でA/D変換器33がA/D変換動作を終了す
ると加算器34の出力データはA/D変換動作で得られ
たデータにこのり。−0出力を加えた0、−o を出
力する。これを” MX3KHz ’ 信号のM、信
号の“立上p#のタイミングで記憶部35に再び書む、
つまpアドレスカウンタ39のアドレスθの内容はり。
ると加算器34の出力データはA/D変換動作で得られ
たデータにこのり。−0出力を加えた0、−o を出
力する。これを” MX3KHz ’ 信号のM、信
号の“立上p#のタイミングで記憶部35に再び書む、
つまpアドレスカウンタ39のアドレスθの内容はり。
−0からり、−、に:を換えられる(この様子を(F′
)に示している。)。これと同時にM、信号の1立上り
”タイミングによりアドレスカウンタ39のカウント内
容に/が加えられカウント内容は0+7=/となpこの
時の記憶部35からU (F)に示すように出力データ
D、−,を出力する。次にM、の1立下り2のタイミン
グでA/D変換器33が書びA/D変換動作を開始する
。
)に示している。)。これと同時にM、信号の1立上り
”タイミングによりアドレスカウンタ39のカウント内
容に/が加えられカウント内容は0+7=/となpこの
時の記憶部35からU (F)に示すように出力データ
D、−,を出力する。次にM、の1立下り2のタイミン
グでA/D変換器33が書びA/D変換動作を開始する
。
A/D変換動作が終了すると、そこで得られたデータと
記憶W535からの出力データD。−4を加算器34で
加算してデータOを再び記憶部35+−1 に出力する。M2 の1立上し”のタイミングでアド
レスlの記憶内接はり、、からり、−、に変更され書込
まれる。これと同時にアドレスカラ/り39のカウント
内容に/を加え/十/=−2とする。これによp記憶部
35からの出力は出力データD。−2を出力する。以下
j−次この動作をくり返すことによp記憶部35の内容
は3にHzの周期ごとに(DH10% Do−1””
””” D−7) →(DI−o % DI−+、・
・・・・・・・・Dl−7)→(D2−0、D2−1、
・・・・・・・・・o2−、 )→・・・・・・・・・
→(DN−9、DN−1・・・・・・・・・DN−7)
と順次変更されていく。このくり返し動作は分周器
21からの3にHz信号の周期(あるいは漏洩信号の周
期)に関してN周期分にわたって実行される。この動作
に処理制御回路31が3にHz信号をクロックパルスと
してそれを計数し、N回に達したらEW倍信号制御して
記憶部35を豊込み不司能状態にすることによ多層重さ
れる。出力データD、 、:D、 。
記憶W535からの出力データD。−4を加算器34で
加算してデータOを再び記憶部35+−1 に出力する。M2 の1立上し”のタイミングでアド
レスlの記憶内接はり、、からり、−、に変更され書込
まれる。これと同時にアドレスカラ/り39のカウント
内容に/を加え/十/=−2とする。これによp記憶部
35からの出力は出力データD。−2を出力する。以下
j−次この動作をくり返すことによp記憶部35の内容
は3にHzの周期ごとに(DH10% Do−1””
””” D−7) →(DI−o % DI−+、・
・・・・・・・・Dl−7)→(D2−0、D2−1、
・・・・・・・・・o2−、 )→・・・・・・・・・
→(DN−9、DN−1・・・・・・・・・DN−7)
と順次変更されていく。このくり返し動作は分周器
21からの3にHz信号の周期(あるいは漏洩信号の周
期)に関してN周期分にわたって実行される。この動作
に処理制御回路31が3にHz信号をクロックパルスと
してそれを計数し、N回に達したらEW倍信号制御して
記憶部35を豊込み不司能状態にすることによ多層重さ
れる。出力データD、 、:D、 。
””DO−2−・・・=DO−7=0と前もってリセッ
トしておくことにより、N回動作終了後の記憶部35に
書込まれたデータDN−9、DN=4、・・・・・・・
・・DN、 n−すれぞれ各分割点(分割mM=gに対
応する分割点M、XM、、M2・・・・・四M7)にお
ける漏洩信号をN回加算したデータとなっている。この
データDN−0、DN−1、・・・・・・・・・DN−
7(より一般的にはDN−6、DH−1、・・・・・・
・・・Dii−(M−1) と表現される)を除算器
36に出力することにより除算器36の出力でにそれぞ
れ//Nに除算された平均谷のデータが得られる。以上
が漏洩信号の計測段階である。
トしておくことにより、N回動作終了後の記憶部35に
書込まれたデータDN−9、DN=4、・・・・・・・
・・DN、 n−すれぞれ各分割点(分割mM=gに対
応する分割点M、XM、、M2・・・・・四M7)にお
ける漏洩信号をN回加算したデータとなっている。この
データDN−0、DN−1、・・・・・・・・・DN−
7(より一般的にはDN−6、DH−1、・・・・・・
・・・Dii−(M−1) と表現される)を除算器
36に出力することにより除算器36の出力でにそれぞ
れ//Nに除算された平均谷のデータが得られる。以上
が漏洩信号の計測段階である。
除算器36からの平均化された各データを” MX3に
H1# の“立下シ”信号でD/A変換器37をD/
A変換動作をさせたときの出力波形を((atに示す。
H1# の“立下シ”信号でD/A変換器37をD/
A変換動作をさせたときの出力波形を((atに示す。
この向の波形は測距時の間くシ返される。I)のsh
波形は測距時の混合器25からの出力信号を示すもの
で正規信号Sd K漏洩信号S。
波形は測距時の混合器25からの出力信号を示すもの
で正規信号Sd K漏洩信号S。
が加わった合成信号となっている。合成信号shは漏洩
信号S、によp正規信号Sd よりその位相がFh
だけ遅れている。
信号S、によp正規信号Sd よりその位相がFh
だけ遅れている。
(1)のSx は差動増幅器38の出力信号を示す波
形である。このU」力信号Sx の波形は合成信号s
h の波形から(Glに示すD/A変換器37からの
出力波形を減じたものである。出力信号Sx は正規
信号Sd に近いものとなっていることが解る。
形である。このU」力信号Sx の波形は合成信号s
h の波形から(Glに示すD/A変換器37からの
出力波形を減じたものである。出力信号Sx は正規
信号Sd に近いものとなっていることが解る。
以上が測距時であシ、補正段階となる。
このように漏洩信号除去部40からの出力信号は測距時
において漏洩信号が除去された正規信号となる。これに
より漏洩信号除去部40を用いることにより漏洩信号の
影響を受けない位相差測定すなわち測距が可能となる。
において漏洩信号が除去された正規信号となる。これに
より漏洩信号除去部40を用いることにより漏洩信号の
影響を受けない位相差測定すなわち測距が可能となる。
漏洩信号の位相や大きさrま個々の光波距離針による個
有のものであり、はぼ一定と考えられる。
有のものであり、はぼ一定と考えられる。
温度変化時による漏洩信号のドリフト現象も考慮されな
ければならないが、そのドリフト現象が測距精度に及は
す影響は極めて小さいとみてたので漏洩信号の計測は、
時々行えば十分であシ、例えは電源投入時一度漏洩信号
の計測を竹い、その彼は測距時の動作をするようにして
もよい。ただし、変調信号が73 KHz時の漏洩信号
と/ S MHz時の漏洩信号としては漏洩粂件が異な
るため、その大きさや位相も異ったものとする。このた
め記憶部35は’75 KH2変調時の漏洩信号の記憶
領域と/ S MHz変調時の漏洩信号の記憶領域のツ
つの専用領域を持つ必要がある。つまシ記憶部35は変
調周波数の種類数Sに分割数Mを乗じたMS個の記憶領
域(アドレス)を必要とする。
ければならないが、そのドリフト現象が測距精度に及は
す影響は極めて小さいとみてたので漏洩信号の計測は、
時々行えば十分であシ、例えは電源投入時一度漏洩信号
の計測を竹い、その彼は測距時の動作をするようにして
もよい。ただし、変調信号が73 KHz時の漏洩信号
と/ S MHz時の漏洩信号としては漏洩粂件が異な
るため、その大きさや位相も異ったものとする。このた
め記憶部35は’75 KH2変調時の漏洩信号の記憶
領域と/ S MHz変調時の漏洩信号の記憶領域のツ
つの専用領域を持つ必要がある。つまシ記憶部35は変
調周波数の種類数Sに分割数Mを乗じたMS個の記憶領
域(アドレス)を必要とする。
分割数Md大きいほど補正誤差は少ないが電気回路上の
制約、特にA/D変換砦のA/D変換速度に基づく制約
からおまp大きなMが望めない場合、各分割点の出力デ
ータの間を直線近似して減じるようにすると効果が上が
る。その具体的構成を第S図に示す、第S図のブロック
図において前記第1実施例と同様の構成要素には同一の
符号を附して説明を省略する。
制約、特にA/D変換砦のA/D変換速度に基づく制約
からおまp大きなMが望めない場合、各分割点の出力デ
ータの間を直線近似して減じるようにすると効果が上が
る。その具体的構成を第S図に示す、第S図のブロック
図において前記第1実施例と同様の構成要素には同一の
符号を附して説明を省略する。
漏洩信号計測m41の記憶部85には、そのメモリー内
容を処理制御回路81によって読出し、書き込が行なえ
るように、読み出し信号RD、書込み信号WRが供給さ
れるように接続されている。
容を処理制御回路81によって読出し、書き込が行なえ
るように、読み出し信号RD、書込み信号WRが供給さ
れるように接続されている。
また漏洩信号除去部40への分局器21からの信号Vi
″MX、?にHz″ 信号のほかに“mMX3KHz
”信号(ここでmは整数)が供給される。そして漏洩信
号の計測時には“MX、?にHz″ 信号で、測距時に
は“mMX、7KHz ”″信号で動作する。mはm分
割された分割点間をさらにm分割するものであり、例え
ばm=5とする。アドレスカウンタ89はmM 進カ
ウンタとし上位なm進、下位なM進として構成しmMX
3KHz ”信号で動作させる。漏洩信号の計測時は上
位のm進をリセットしておき、下位のM進で動作させ、
測距時にはmM進で動作させる。他の構成要素はすべて
前述の第3図の実施例と同様である。漏洩信号の計測を
終了すると、補正のための演算処理を処理制御回路81
で行う。M分割点の間をさらにm分割して各点の値を ここで薩=/+ユ+・・・+(M−/)r+1/−0+
/+ユ+・・・+(m/)から求める。つまりM分割点
の間を直線近似したDN−Q(01・DN−0(11%
DN−0(2) s DN−o(s) % DN−0
(41DN−1(01% DN−1fl)〜DN−ルい
DN−1(it)・DN−1@IDN−6to) %
N−6(+l へ N−6(21%
N−d(5) % N −6(4
)が求まる。これとD を順序よく記憶部85に−7 書込む。
″MX、?にHz″ 信号のほかに“mMX3KHz
”信号(ここでmは整数)が供給される。そして漏洩信
号の計測時には“MX、?にHz″ 信号で、測距時に
は“mMX、7KHz ”″信号で動作する。mはm分
割された分割点間をさらにm分割するものであり、例え
ばm=5とする。アドレスカウンタ89はmM 進カ
ウンタとし上位なm進、下位なM進として構成しmMX
3KHz ”信号で動作させる。漏洩信号の計測時は上
位のm進をリセットしておき、下位のM進で動作させ、
測距時にはmM進で動作させる。他の構成要素はすべて
前述の第3図の実施例と同様である。漏洩信号の計測を
終了すると、補正のための演算処理を処理制御回路81
で行う。M分割点の間をさらにm分割して各点の値を ここで薩=/+ユ+・・・+(M−/)r+1/−0+
/+ユ+・・・+(m/)から求める。つまりM分割点
の間を直線近似したDN−Q(01・DN−0(11%
DN−0(2) s DN−o(s) % DN−0
(41DN−1(01% DN−1fl)〜DN−ルい
DN−1(it)・DN−1@IDN−6to) %
N−6(+l へ N−6(21%
N−d(5) % N −6(4
)が求まる。これとD を順序よく記憶部85に−7 書込む。
測距時にアドレスカウンタをmM進で動作させることに
より細分化された補正ができる。この様子を示すのが第
6図であり第6図の(B’)、(G′)、(1′)はそ
れぞれ第9図の(e)、(G)、(1)に対応する波形
図である。第4図(G′)において、破線で示した波形
は前述の第を図(G)の波形を示している。
より細分化された補正ができる。この様子を示すのが第
6図であり第6図の(B’)、(G′)、(1′)はそ
れぞれ第9図の(e)、(G)、(1)に対応する波形
図である。第4図(G′)において、破線で示した波形
は前述の第を図(G)の波形を示している。
また図中■の直線は出力データDN−4とDN2の間を
m分割するための直線を示し、■の直線は出力データD
N−2とDN−5の間をm分割するための直線をそれぞ
れ示している。これよりD / A変換器B7からの出
力波形は前記第1実施例の場合より細分化されるため第
1I(G)の出力波形に比べより漏洩信号S7 に近
いことが分かる。第4図(1′)は第9図(1)に比べ
差動増幅器88からの出力信号Sに がより正規信号S
d に接近していることを示す。このことは、本実施
例がより正確な測距が可能であることを示すものである
。
m分割するための直線を示し、■の直線は出力データD
N−2とDN−5の間をm分割するための直線をそれぞ
れ示している。これよりD / A変換器B7からの出
力波形は前記第1実施例の場合より細分化されるため第
1I(G)の出力波形に比べより漏洩信号S7 に近
いことが分かる。第4図(1′)は第9図(1)に比べ
差動増幅器88からの出力信号Sに がより正規信号S
d に接近していることを示す。このことは、本実施
例がより正確な測距が可能であることを示すものである
。
光波測距装置の制御処理回路81Fi位相差、な距離に
換算し、精測定と粗測定の合成あるいは大気状態補正の
だめの計算等を行なう演算機能を有しているのが一般的
である。漏洩信号除去部40の演算動作は、この処理制
御回路81の演算機能で対応することもでき、回路を簡
素化することができる。また、補正部42が演算処理で
対応することができれば、処理制御回路81の演算機能
で補正でき回路を簡略化できる。
換算し、精測定と粗測定の合成あるいは大気状態補正の
だめの計算等を行なう演算機能を有しているのが一般的
である。漏洩信号除去部40の演算動作は、この処理制
御回路81の演算機能で対応することもでき、回路を簡
素化することができる。また、補正部42が演算処理で
対応することができれば、処理制御回路81の演算機能
で補正でき回路を簡略化できる。
第7図は漏洩信号の補正を演算処理で行なう場合の実施
例を示すブロック図である。漏洩信号の計測は前記第3
図の第1実施例の場合と同様であるので説明は省略する
。第7図において処理制御回路81はアドレスカウンタ
89を制御しながら漏洩信号の計測データな記憶部85
から処理制御回路81に取入れる。この取入時にはデー
タを//Nにして取入れる(第S図の除算器86に対応
した処理)。また測距時における位相差の測定データθ
を計数器80から取り入れる。ここで位相差の測定デー
タθとは分周器21からの3にHz信号の3′立上り″
(“MX3にHz“ 信号のM。の立上り)から波形整
形器28から出力信号の“立上り1(合成信号sh
の立上りの零クロス点)までの間の位相差である(立上
りでも同様)。演算処理で補正する場合、漏洩信号によ
る位相増加分VIhす求めて補正することができる。以
下、その方法について一つの実施例な図をもとに説明す
る。
例を示すブロック図である。漏洩信号の計測は前記第3
図の第1実施例の場合と同様であるので説明は省略する
。第7図において処理制御回路81はアドレスカウンタ
89を制御しながら漏洩信号の計測データな記憶部85
から処理制御回路81に取入れる。この取入時にはデー
タを//Nにして取入れる(第S図の除算器86に対応
した処理)。また測距時における位相差の測定データθ
を計数器80から取り入れる。ここで位相差の測定デー
タθとは分周器21からの3にHz信号の3′立上り″
(“MX3にHz“ 信号のM。の立上り)から波形整
形器28から出力信号の“立上り1(合成信号sh
の立上りの零クロス点)までの間の位相差である(立上
りでも同様)。演算処理で補正する場合、漏洩信号によ
る位相増加分VIhす求めて補正することができる。以
下、その方法について一つの実施例な図をもとに説明す
る。
第1の方法(本発明の第3の実施例に相当する)を第5
図に従って説明する。第5図(C)は”MX3KHz”
信号を示す波形図であり%3にHzの位相に対応させて
示したものである。また(P)は合成信号sh の零
りロス点付近ケ拡大して示した波形図であり、横軸に位
相差ケ、縦軸に記憶部85から処理制御回路81に取込
まれる漏洩信号の計測データの大きさを含めて正規信号
Sd と合成信号5hkffわしたものである。補正
のための演算処理ステップを順次説明す1.ば (/−/] :適合するaつの漏洩信号の計測データケ
選択する。
図に従って説明する。第5図(C)は”MX3KHz”
信号を示す波形図であり%3にHzの位相に対応させて
示したものである。また(P)は合成信号sh の零
りロス点付近ケ拡大して示した波形図であり、横軸に位
相差ケ、縦軸に記憶部85から処理制御回路81に取込
まれる漏洩信号の計測データの大きさを含めて正規信号
Sd と合成信号5hkffわしたものである。補正
のための演算処理ステップを順次説明す1.ば (/−/] :適合するaつの漏洩信号の計測データケ
選択する。
これはM分割による位相の分割ピツチコπ/Mで測距時
の位相差測定データθ會割ることにより、位相差θに近
いaつの漏洩信号の計測データを選択することができる
。
の位相差測定データθ會割ることにより、位相差θに近
いaつの漏洩信号の計測データを選択することができる
。
とすると
αくに〈α+/ ・・・・・・・・・(8)ここでα=
θ、/、2・・・(M−/)?満足するαヶ求め、DN
、とDN−(a+、)を選ぶ。但し、DN、、−MはD
N−0と等しいとする(M=ffのと@ DN−a =
DN−Qとする)。
θ、/、2・・・(M−/)?満足するαヶ求め、DN
、とDN−(a+、)を選ぶ。但し、DN、、−MはD
N−0と等しいとする(M=ffのと@ DN−a =
DN−Qとする)。
第を図においてはα=/としている。
なお第 t 図(P)のDN−1、RN−2は1M×3
にHz”信号のM、、M2の6立下り時に得ら7″l−
た漏洩信号のデータの大きさく出力)會示したものであ
る。
にHz”信号のM、、M2の6立下り時に得ら7″l−
た漏洩信号のデータの大きさく出力)會示したものであ
る。
〔/−ユ〕二合成信号sh の零クロス点における漏
洩信号の大きさyk求める。
洩信号の大きさyk求める。
の直線近似式から求める。第g図に示すyμこの第(9
)式による値である。DN。
)式による値である。DN。
とDN−2の間で漏洩信号が直線に近いとするとyにほ
は漏洩信号の0点での値となる。
は漏洩信号の0点での値となる。
〔/−3〕:測距時の位相差の測定データを補正する。
mg図におけるy′は正規信号Sd の0点における
値であり y’ ”’ d sln Fli ”’i Vであ
る。従って ψi”−=−sin’−・・・・・・・・・・・・α0
であるので補正さj、た位相差θ′は θ′=θ−ψb。
値であり y’ ”’ d sln Fli ”’i Vであ
る。従って ψi”−=−sin’−・・・・・・・・・・・・α0
であるので補正さj、た位相差θ′は θ′=θ−ψb。
一θ+sln ’−¥−・・・町・・・・・(111と
表わさn−る。ここで正規信号の振@dが漏洩信号の振
幅!より十分大きいとすn、ばd>> y s d=
h (hは合成信号の振幅)テアリ、こnより漏洩信号
による位相増加分V/Hは WH=−一 ・・・・・・・・・・・・
o7Jとして扱うことができる。従って補正された測距
時の位相差測定データθ′は a’ =θ−キ =θ十−・・・・・・・・・・・・α碍り として求めることができる。
表わさn−る。ここで正規信号の振@dが漏洩信号の振
幅!より十分大きいとすn、ばd>> y s d=
h (hは合成信号の振幅)テアリ、こnより漏洩信号
による位相増加分V/Hは WH=−一 ・・・・・・・・・・・・
o7Jとして扱うことができる。従って補正された測距
時の位相差測定データθ′は a’ =θ−キ =θ十−・・・・・・・・・・・・α碍り として求めることができる。
光波距離計においては1合成4M号の振幅h(−1d)
はあら〃・じめ設ずされた値であり、この設定さ肛た値
に測距時の信号の出力?r−制伽するように受光素子壱
の前に図示しない光量調整手段が設けらj、ているのが
一般的である。もしhの卸が変化すると振幅りの値は他
の手段で測定する必寮がある。この手段としては漏洩信
号の計測部41が利用できる。つまり測距時の信号ff
漏洩信号の計測と同様な方法で計測し、その最大値を求
めることにより達成さ扛る。
はあら〃・じめ設ずされた値であり、この設定さ肛た値
に測距時の信号の出力?r−制伽するように受光素子壱
の前に図示しない光量調整手段が設けらj、ているのが
一般的である。もしhの卸が変化すると振幅りの値は他
の手段で測定する必寮がある。この手段としては漏洩信
号の計測部41が利用できる。つまり測距時の信号ff
漏洩信号の計測と同様な方法で計測し、その最大値を求
めることにより達成さ扛る。
次に第コの方法について、その測定ステンf?第9図?
もとに説明する。
もとに説明する。
〔コー/〕 漏洩信号の3にHz信号に対する位相差y
t を求める。
t を求める。
こfl、は、DN−(a)≦θ<DN−(a++ )
・・・・・・α4但しα=θ、/、2・・・・・・(
M −/)DN−M ”” DN−0 ?満足するαを求め の直線近似式より零クロス点の位相差 VFtヶもとめる。纂9 図においてはα=ぐの場合ケ
示しており、位相差Wtが求めた零クロス点の位相ケ示
す。DN−(a)とDH−(a+t) の間で漏洩信
号が直線に近いとすると求めた位相差Ft は3 K
Hz信号に対する漏洩信号の位相差として扱うことがで
きる。
・・・・・・α4但しα=θ、/、2・・・・・・(
M −/)DN−M ”” DN−0 ?満足するαを求め の直線近似式より零クロス点の位相差 VFtヶもとめる。纂9 図においてはα=ぐの場合ケ
示しており、位相差Wtが求めた零クロス点の位相ケ示
す。DN−(a)とDH−(a+t) の間で漏洩信
号が直線に近いとすると求めた位相差Ft は3 K
Hz信号に対する漏洩信号の位相差として扱うことがで
きる。
[,2−,2] 漏洩信号の最大値2ケ求める。
これはDH−OS DN−1’・・・・・”N−(M−
1)の各データのうち最つとも大きいデータケ求める。
1)の各データのうち最つとも大きいデータケ求める。
第9図においてはDN−7でありh最大値形にもつとも
近い出力f直であり、最大値形として扱う。
近い出力f直であり、最大値形として扱う。
C2−3〕 位相差の測定データを補正する。
測距時の位相差の測定データθはθ=%l/。
十Fh の関係があるのでFd−θ−vhとして求め
ら1.る。
ら1.る。
ここで1合成信号sh の振幅り及び位相増加分子、
は正規信号の振幅dと漏洩信号の振幅1とのtIilに
d>>−g の関係があると仮定す扛ば、(4)式より
。
は正規信号の振幅dと漏洩信号の振幅1とのtIilに
d>>−g の関係があると仮定す扛ば、(4)式より
。
−d
として求められる。
d)eの未件下では1位相増加分vh の値は小さい
ので測距時の位相差の両足データθは正現信号の位相F
d O値に近い値となる。従ってダh”’d→θ、
d −+ 11とし から求めても補正1nlW上問題にならない。
ので測距時の位相差の両足データθは正現信号の位相F
d O値に近い値となる。従ってダh”’d→θ、
d −+ 11とし から求めても補正1nlW上問題にならない。
従って補正された測距時の位相差θ′はθ′=θ−Fh
から求めることができる。
上述の各実施例においてμ、漏洩信号計測部41での平
均化に、N回のデータを加算し、それiNで割る単純平
均によるもので府、るが、平均化は必すしも単純平均に
よるものでなくてもよい。
均化に、N回のデータを加算し、それiNで割る単純平
均によるもので府、るが、平均化は必すしも単純平均に
よるものでなくてもよい。
例えばA10f換器8Bの出力データy、 o/、記憶
部85の出力データ會りとするとき、加算器84ケ次の
演算を行なう演算器として記憶部85にデータ供給して
もよい。
部85の出力データ會りとするとき、加算器84ケ次の
演算を行なう演算器として記憶部85にデータ供給して
もよい。
ここでA)/とじた演算器にA/D変換器88からのデ
ータ?rlii1次入力し、くり返し動作を実行さゼる
と記憶s85の内弁は古いデータよりも新しいデータの
影響力が太きく、A>>/としfr:、場合は公知の抵
抗とコンデンサから成る平滑回路に似た動作となる。こ
の構成ケ利用すn、ば漏洩信号の計測r−タ會少しずつ
新しいデータに置き換えていくことが出来、漏洩信号の
計測ブータラ新しいものに変更するとき、先の実施例の
ようにまとめてN回行う心安がないことを意味し、漏洩
信号がドリフト現象ケもつ場合有効である。
ータ?rlii1次入力し、くり返し動作を実行さゼる
と記憶s85の内弁は古いデータよりも新しいデータの
影響力が太きく、A>>/としfr:、場合は公知の抵
抗とコンデンサから成る平滑回路に似た動作となる。こ
の構成ケ利用すn、ば漏洩信号の計測r−タ會少しずつ
新しいデータに置き換えていくことが出来、漏洩信号の
計測ブータラ新しいものに変更するとき、先の実施例の
ようにまとめてN回行う心安がないことを意味し、漏洩
信号がドリフト現象ケもつ場合有効である。
また第3図における漏洩信号除去部40は受信糸19の
出力信号音デジタル信号に変換して平均化する構成とし
たが、デジタル信号に変換しないで受信系19からのア
ナログ信号そのものを使って漏洩信号除去部することも
できる。
出力信号音デジタル信号に変換して平均化する構成とし
たが、デジタル信号に変換しないで受信系19からのア
ナログ信号そのものを使って漏洩信号除去部することも
できる。
第1トノ図はアナログ信号処理による漏洩信号除去部の
実施例ケ示す回路図である。なお漏洩信号除去部以外の
構成はm3図の実施例の構成と同様であるのでその多く
を図示及び説明することをここでは省略する。カウンタ
50は分周器21からのMX3にHz”信号ケクロック
パルスとして動作しその出力端子θ、/1.2、・・・
・・・(M−/)に順序よく信号を出力する(漏洩信号
のM分割用)。平均化記憶m52U、ON、OFF動作
のFET/とFETλ、平均化を行なう抵抗Rとコンデ
ンサC1及びコンデンサCの電圧を出力する増幅器58
とから構成さ扛ている。平均化記憶部52の動作はFE
T/がONの時、混合器25からの信号を平均化する動
作となり、OFFの時は保持状態(記憶状態)となる。
実施例ケ示す回路図である。なお漏洩信号除去部以外の
構成はm3図の実施例の構成と同様であるのでその多く
を図示及び説明することをここでは省略する。カウンタ
50は分周器21からのMX3にHz”信号ケクロック
パルスとして動作しその出力端子θ、/1.2、・・・
・・・(M−/)に順序よく信号を出力する(漏洩信号
のM分割用)。平均化記憶m52U、ON、OFF動作
のFET/とFETλ、平均化を行なう抵抗Rとコンデ
ンサC1及びコンデンサCの電圧を出力する増幅器58
とから構成さ扛ている。平均化記憶部52の動作はFE
T/がONの時、混合器25からの信号を平均化する動
作となり、OFFの時は保持状態(記憶状態)となる。
またFET、2がONO時平均化さj、た出力信号が出
力される。保持制御回路51は処理制御回路81がらの
EW倍信号より、FET/にカウンタ5oの出力信号音
供給する場合とFET/1にカウンタ5oとは無関係に
OFF状態にさせる場合のλつの動作をする。
力される。保持制御回路51は処理制御回路81がらの
EW倍信号より、FET/にカウンタ5oの出力信号音
供給する場合とFET/1にカウンタ5oとは無関係に
OFF状態にさせる場合のλつの動作をする。
平均化記憶部52は漏洩信号の周期の分割数Mに対応し
た数だけ用意さn−、それぞれカウンタ50の出力端子
O11,,2%・・・・・・(M−/)からの信号に従
って平均化kW行し、その平均化出方を出力する。また
処理制御回路81がらの伯゛号EWにより平均化記憶部
52が記憶状態になると、今まで平均化した信号音保持
しカウンタ5oに従い出力する。つまり漏洩信号の計測
結果を出方する。次に測距時の信号から漏洩信号の計測
結朱會差動増幅器88で減じることは、先の実施例と同
様である。このように第1θ図においては漏洩信号計測
部はカウンタ50と保持制御回路51と。
た数だけ用意さn−、それぞれカウンタ50の出力端子
O11,,2%・・・・・・(M−/)からの信号に従
って平均化kW行し、その平均化出方を出力する。また
処理制御回路81がらの伯゛号EWにより平均化記憶部
52が記憶状態になると、今まで平均化した信号音保持
しカウンタ5oに従い出力する。つまり漏洩信号の計測
結果を出方する。次に測距時の信号から漏洩信号の計測
結朱會差動増幅器88で減じることは、先の実施例と同
様である。このように第1θ図においては漏洩信号計測
部はカウンタ50と保持制御回路51と。
分割数MK顯じfcM個の平均化記憶部52で構成され
、補正部は差動増幅器88で構成される。
、補正部は差動増幅器88で構成される。
なお、チミツノf−5が外部測距領域14あるいげ内部
参照領域1Bにあるとき、発光素子8からの変調光波が
対物レンズ6等の光学部材で反射さハ、受光索子4に入
射する漏洩光路12′による漏池信号ケもとめるr(は
、光波距離計本体?1m空に向は動作させることにより
もとめることができる。このとき測距光路9ヶ伝播する
測距変調波は空中に伝播さ扛るが空には反射物がないた
め光波距離計へ反帰してくる光波tJないため、漏洩光
路12’による漏洩信号のみケ計測することができる。
参照領域1Bにあるとき、発光素子8からの変調光波が
対物レンズ6等の光学部材で反射さハ、受光索子4に入
射する漏洩光路12′による漏池信号ケもとめるr(は
、光波距離計本体?1m空に向は動作させることにより
もとめることができる。このとき測距光路9ヶ伝播する
測距変調波は空中に伝播さ扛るが空には反射物がないた
め光波距離計へ反帰してくる光波tJないため、漏洩光
路12’による漏洩信号のみケ計測することができる。
第1図は測距光路と漏洩光路及び電気的漏洩信号の関係
ケ示すための従来の光波距離計の構成ケ模式的に示す模
式図%第λ図eゴ光波距離計のチョッパーの一例ケ示す
平面図、第3図は本発明の第1の実施例ケ示すブロック
図、第4図は第1の実施例における漏洩信号除去部の動
作kH兄明するための波形図。第S図に本発明の第Ωの
実施例を示J−光波距離計のブーツクシ1.第6図は第
コの実施例の作用會故明−fるための波形図、第7図に
本発明の第3.第ダの実IM鉋1會実竹するための光波
距離計のブロック図、絹g図は第3の実施例の作用會曲
、明するための波形図、第9図は第qの実施例の作用ケ
説明するだめの波形図、第10図は本発明の第Sの実施
例である光波距離計の漏洩信号除去部のみケ示す回路図
である。 Sd・・・正規信号、5石・・・漏洩信号、sh ・
・・合成信号、8・・・発光素子、4・・・受光素子、
9・・・外部測距光路、11・・・内部参照光路、12
.12’・・・光学的漏洩光路、]?・・・電気的漏洩
信号、40・・・漏洩信号除去部、41・・・漏洩イぎ
奇計測部、42・・・補正部、88・・・差I#I増幅
器、81・・・処理制御回路、51・・・保持制御回路
、52・・・平均化記憶部、 5 ・・・テヨツノヤ
ー。 第6図 「−−一−−−−−−−−−−1 1
ケ示すための従来の光波距離計の構成ケ模式的に示す模
式図%第λ図eゴ光波距離計のチョッパーの一例ケ示す
平面図、第3図は本発明の第1の実施例ケ示すブロック
図、第4図は第1の実施例における漏洩信号除去部の動
作kH兄明するための波形図。第S図に本発明の第Ωの
実施例を示J−光波距離計のブーツクシ1.第6図は第
コの実施例の作用會故明−fるための波形図、第7図に
本発明の第3.第ダの実IM鉋1會実竹するための光波
距離計のブロック図、絹g図は第3の実施例の作用會曲
、明するための波形図、第9図は第qの実施例の作用ケ
説明するだめの波形図、第10図は本発明の第Sの実施
例である光波距離計の漏洩信号除去部のみケ示す回路図
である。 Sd・・・正規信号、5石・・・漏洩信号、sh ・
・・合成信号、8・・・発光素子、4・・・受光素子、
9・・・外部測距光路、11・・・内部参照光路、12
.12’・・・光学的漏洩光路、]?・・・電気的漏洩
信号、40・・・漏洩信号除去部、41・・・漏洩イぎ
奇計測部、42・・・補正部、88・・・差I#I増幅
器、81・・・処理制御回路、51・・・保持制御回路
、52・・・平均化記憶部、 5 ・・・テヨツノヤ
ー。 第6図 「−−一−−−−−−−−−−1 1
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (11変調された光を放射させる発光源からの光を被測
距点で反射させて受光源で受け、該発光源の変調信号と
該受光源の受信信号との位相差から該被測距点までの距
離を測定する光波測距方法において、 前記発光源から前記受光源に至る正規光路を遮断する段
階と、 該正規光路遮断時に得られる漏洩信号を計測する段階と
、 前記正規光路な遮断しない測距時に得られる起抜測距点
までの距離をもとめる段階とから成ることを特徴とする
光波測距方法。 +21 前記漏洩信号の計測方法は前記漏洩信号の周
期なM分割して計測することを特徴とする特許請求の範
囲第…項記載の光波測距方法。 (3) 前記漏洩信号の計測方法は複数回の計測を行
い、その結果を平均化することを特徴とする特許請求の
範囲第111′fj4または第(2)項記載の光波測距
方法。 (4) 前記補正方法はM分割してなる前記漏洩信号
の計測結果を、その分割点間において直線近似し、前記
測距信号を補正することを特徴とする特許請求の範囲第
(21項または第(31項記載の光波測距方法。 (51前記補正方法は前記測距信号から前記漏洩信号の
計測結果な減じることを特徴とする特許請求の範囲m(
11項ないし第f4+項いずれかに記載の光波測距方法
。 (61前記補正方法は前記漏洩信号による位相増加分子
h を求める段階と、 前記測距時に得られる前記漏洩信号の影響を受けた測距
信号の位相差θを測定する段階と、該位相差θから該位
相増加分VIh を減じることを特徴とする特許請求
の範囲第(1)項ないし第(4)項いずれかに記載の光
波測距方法。 (7) 前記測距時の測距信号の零クロス点における
前記漏洩信号の大きさをy、前記測距時における測距信
号の最大値をhとするとき、前記漏洩信号による位相増
加分vh は ′J′h−π として求められることを特徴とする特許請求の範囲第(
6;項記載の光波測距方法。 (8) 前記漏洩信号の最大値をl、その位相差を町
; 前記測距時の測距信号の最大値をhとするとき、 前記漏洩信号による位相増加分(#/h はとして求め
られることを特徴とする特許請求の範囲第16+項記載
の光波測距方法。 (9) 変調された光を放射させる発光手段と、該発
光手段を射出12被測距点から反射してきた光を受光す
る受光手段と、 該発光手段から放射された変調光の変調信号と、該受光
手段の受光した光にもとず〈受信信号との位相差から該
被測距点着での距離を計測する計測手段とから構成され
てなる光波測距装置において、 前記発光手段から前記受光手段に至る正規光路を選択的
に遮断する正規光路遮断手段と、該正規光路遮断手段が
前記正規党略な遮断したときに得られる漏洩信号を計測
する漏洩信号計測手段と、 前記正規光路遮断手段が前記正規光路を遮断しない測距
時V(得られる測距信号を計測する測距信号計測手段と
、 該測距信号を該漏洩信号の計測結果をもとに補正する補
正手段とを有することを特徴とする光波測距装置。 01 前記漏洩信号計測手段は、前記漏洩信号の周期
をM分割して計測することを特徴とする特許請求の範囲
第(9)項記載の光波測距装置。 (Ill 前記漏洩信号計測手段は複数回の計測を行
い、その結果を平均化する平均化手段を有(、てなるこ
とな特徴とする特許請求の範囲第+91項または第+l
iυ項記賊の光波側ゆ装置。 0z 前記補正手段は、M分割してなる前記漏洩信号
の計測結束の、その分割点間において直線近似し、前記
測距信号を補正することな特徴とする特許請求の範囲第
++n @−1だ(−J′第011項記載の光波測距装
置。 OJ 前記補正手段は、前記迎1距信号から前配漏洩
化号の開側結果を減じる減算手段を有してなることな特
徴とする特許請求の範囲第19)項ないし。 第aZ項いずれかに記載の光波測距装置。 Q41 前記補正手段は前記漏洩信号による位相増加
分vh を求める手段と、 前記測距時に得られる前記漏洩信号の影響を受けた測距
信号の位相差θを求める手段と、該位相差θから核位相
増加分vh な減じる減算手段とからなることを特徴
とする特許請求の範囲第(91項ないし第03項いずれ
かに記載の光波測距装置。 Q9 前記補正手段は、前記測距時の測距信号の零ク
ロス点における前記漏洩信号の大きさをy、前記測距時
における測距信号の最大値をhとするとき、前記漏洩信
号による位相増加分Wh をFl、−; として求める位相増加分算出手段を有してなることを特
徴とする特許請求の範囲第04項記載の光波測距装置。 tllk 前記補正手段は、前記漏洩信号の最大値を
t5その位相差を町、前記測距時の測距信号の最大値な
hとするとき前記漏洩信号による位相増加分tph
を として求める位相増加分算出手段を有してなることを特
徴とする特許請求の範囲第041項記載の光波測距装置
。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57058620A JPS58174874A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 光波測距方法及びその装置 |
US06/482,138 US4560271A (en) | 1982-04-08 | 1983-04-05 | Optical distance-measuring method and apparatus therefor |
EP83103408A EP0091665B1 (en) | 1982-04-08 | 1983-04-07 | Optical distance-measuring method and apparatus therefor |
DE8383103408T DE3380187D1 (en) | 1982-04-08 | 1983-04-07 | Optical distance-measuring method and apparatus therefor |
DE198383103408T DE91665T1 (de) | 1982-04-08 | 1983-04-07 | Optisches verfahren und geraet zur distanzmessung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57058620A JPS58174874A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 光波測距方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58174874A true JPS58174874A (ja) | 1983-10-13 |
JPH0332758B2 JPH0332758B2 (ja) | 1991-05-14 |
Family
ID=13089605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57058620A Granted JPS58174874A (ja) | 1982-04-08 | 1982-04-08 | 光波測距方法及びその装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4560271A (ja) |
EP (1) | EP0091665B1 (ja) |
JP (1) | JPS58174874A (ja) |
DE (2) | DE91665T1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH04177195A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-24 | Opt:Kk | 光波距離測定方法及び光波距離計 |
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JP2006343294A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Topcon Corp | 時間差測定装置および距離測定装置並びに距離測定方法 |
CN110869794A (zh) * | 2017-04-21 | 2020-03-06 | 华为技术有限公司 | 泄漏信号消除 |
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1982
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1983
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- 1983-04-07 EP EP83103408A patent/EP0091665B1/en not_active Expired
- 1983-04-07 DE DE198383103408T patent/DE91665T1/de active Pending
- 1983-04-07 DE DE8383103408T patent/DE3380187D1/de not_active Expired
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JPH0332758B2 (ja) | 1991-05-14 |
EP0091665A3 (en) | 1984-07-25 |
DE3380187D1 (en) | 1989-08-17 |
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