JPS61138191A - レ−ザ−測距方法 - Google Patents
レ−ザ−測距方法Info
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- JPS61138191A JPS61138191A JP59260254A JP26025484A JPS61138191A JP S61138191 A JPS61138191 A JP S61138191A JP 59260254 A JP59260254 A JP 59260254A JP 26025484 A JP26025484 A JP 26025484A JP S61138191 A JPS61138191 A JP S61138191A
- Authority
- JP
- Japan
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- laser light
- laser
- distance
- signal
- beat signal
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (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】
産業上の利用分野
本発明は、各種の技術分野においτ、所要の対象物迄の
絶対距離をレーザー光により測定する方法に関する。
絶対距離をレーザー光により測定する方法に関する。
従来の技術
従来のレーザー光による所要の対象物迄の絶対距離を測
定する方法を第２図によって説明する。
定する方法を第２図によって説明する。
２台のレーザー１０１，１０２から僅かに周波数の異な
るレーザー光を各々投射し、これを反射鏡１ｏ３．なら
びに部分反射鏡１０４を用いて重畳する。この重畳され
たレーザー光の一部を部分反射鏡１０４によっτ検出器
１０６に導き、検出器１０５から２つのレーザー光のビ
ート信号を発生させる。このビート信号は距離測定のだ
めの参照信号となるので、前記２台のレーザー１０１゜
１０２から投射されるレーザー光の周波数と強度がサー
ボ機構１０６によって安定化きれている。
るレーザー光を各々投射し、これを反射鏡１ｏ３．なら
びに部分反射鏡１０４を用いて重畳する。この重畳され
たレーザー光の一部を部分反射鏡１０４によっτ検出器
１０６に導き、検出器１０５から２つのレーザー光のビ
ート信号を発生させる。このビート信号は距離測定のだ
めの参照信号となるので、前記２台のレーザー１０１゜
１０２から投射されるレーザー光の周波数と強度がサー
ボ機構１０６によって安定化きれている。
部分反射鏡１０４を透過した２つのレーザー光は、対象
物１０７によって反射され、反射鏡１０Ｂによっ℃検出
器１０９に導き、検出器１０９から２つのレーザー光の
ビート信号を発生させる。参照信号でめる検出器１０６
からのビート信号ならびに検出器１０９からのビート信
号は、夫々増幅器１１０及び増幅器１１１によって適度
に増幅された後、位相検出器１１２によっ１位相差が検
出され、位相差信号Ｓが発せられる。
物１０７によって反射され、反射鏡１０Ｂによっ℃検出
器１０９に導き、検出器１０９から２つのレーザー光の
ビート信号を発生させる。参照信号でめる検出器１０６
からのビート信号ならびに検出器１０９からのビート信
号は、夫々増幅器１１０及び増幅器１１１によって適度
に増幅された後、位相検出器１１２によっ１位相差が検
出され、位相差信号Ｓが発せられる。
検出された位相差ψは、対象物１０了までの距離をＬと
すると、 ψ／２“＝２Ｌ（１、−７２） という関係があり、位相差ψから距離りを求めることが
できる。ただし、λ１．λ２は２つのレーザー光の波長
、シ１．シ２は２つのレーザー光の周波数、Ｃは光の速
度である。２つのレーザー光の周波数差（ν＋”２）は
、測定する距離範囲の設定によって異なるが、例えばシ
１−シ２が１０ＭＨ１である場合、対象物までの距離り
が１５ｍ変化する度に位相差ψは一周期するので、１５
ｍまでの距離は一義的に求めることができる。
すると、 ψ／２“＝２Ｌ（１、−７２） という関係があり、位相差ψから距離りを求めることが
できる。ただし、λ１．λ２は２つのレーザー光の波長
、シ１．シ２は２つのレーザー光の周波数、Ｃは光の速
度である。２つのレーザー光の周波数差（ν＋”２）は
、測定する距離範囲の設定によって異なるが、例えばシ
１−シ２が１０ＭＨ１である場合、対象物までの距離り
が１５ｍ変化する度に位相差ψは一周期するので、１５
ｍまでの距離は一義的に求めることができる。
発明が解決しようとする問題点
しかし、すから、この方法は光源として２台のレーザー
を用いて異なるレーザーからの出力光を重畳の上、これ
からビート信号を取らなければならない。そのため光学
系のズレに対して影響を受は易いので、微調整が必要で
ある。また、２台のし一ザーを同時に精度良く安定して
発振させる必要があり、そのため装置も大がかりで複雑
なものになってしまう等の問題点がめった。
を用いて異なるレーザーからの出力光を重畳の上、これ
からビート信号を取らなければならない。そのため光学
系のズレに対して影響を受は易いので、微調整が必要で
ある。また、２台のし一ザーを同時に精度良く安定して
発振させる必要があり、そのため装置も大がかりで複雑
なものになってしまう等の問題点がめった。
そこで、本発明は上記問題点を解消するために、レーザ
ー光の重畳のための光学系が不要で、簡梗に対象物迄の
絶対距離を正確に測定することのできるレーザー測距方
法を提供しようとするものでめる。
ー光の重畳のための光学系が不要で、簡梗に対象物迄の
絶対距離を正確に測定することのできるレーザー測距方
法を提供しようとするものでめる。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決する本発明のレーザー測距方法は、１
台のレーザーから僅かに周波数の異なる２つのレーザー
光を、横モードの同時発振により投射し、部分反射鏡な
どによってレーザー光を２つの光路に分割し、一方の光
路を通るレーザー光のビート信号を参照信号とし、他方
の光路を通るレーザー光を被測定物に照射し、その反射
光のビート信号と前記参照信号としてのビート信号との
位相差により被測定物までの距離を測定する。
台のレーザーから僅かに周波数の異なる２つのレーザー
光を、横モードの同時発振により投射し、部分反射鏡な
どによってレーザー光を２つの光路に分割し、一方の光
路を通るレーザー光のビート信号を参照信号とし、他方
の光路を通るレーザー光を被測定物に照射し、その反射
光のビート信号と前記参照信号としてのビート信号との
位相差により被測定物までの距離を測定する。
作用
上記構成において、１台のレーザーからわずかに周波数
の異なる２つのレーザー光を２つの別々の光路に分離し
、一方の光路を進行したレーザー光のビート信号を参照
信号とし、他方の光路を進行したレーザー光を被測定物
に照射し反射したレーザー光のビート信号を測定信号と
して両者の位相差により被測定物までの距離を求める。
の異なる２つのレーザー光を２つの別々の光路に分離し
、一方の光路を進行したレーザー光のビート信号を参照
信号とし、他方の光路を進行したレーザー光を被測定物
に照射し反射したレーザー光のビート信号を測定信号と
して両者の位相差により被測定物までの距離を求める。
したがって、２つのレーザー光を重畳する光学系は不要
であり、２つのレーザー光は同時発振されるのでずれも
なく微調整は不要である。
であり、２つのレーザー光は同時発振されるのでずれも
なく微調整は不要である。
１実施例
本発明のレーザー測距方法の一実施例を第１図によって
説明する。１台のレー′ｆ−１から僅かに周波数の異な
る２つのレーザー光を、２つの横モードでの同時発振に
より投射し、部分反射鏡２によってレーザー光の一部ｆ
！：ｙり出して、検出器３に導き、検出器３で検出して
、１つのビート信号を発生させる。このビート信号の周
波数は、サーボ機構４による共振器長の調整により一定
に保たれる。前記部分反射鏡２を透過した２つのレーザ
ー光は、対象物５によって反射でれるが、反射鏡６によ
って取り出して、検出器７に導き、検出器７で検出して
、他の１つのビート信号を発生てせる。検出器３からの
ビート信号ならびに検出器７からのビート信号は、夫々
増幅器８及び増幅器９によって適度に増幅された後、位
相検出器１ｏによって位相差が検出され、位相差信号Ｓ
が発せられる。
説明する。１台のレー′ｆ−１から僅かに周波数の異な
る２つのレーザー光を、２つの横モードでの同時発振に
より投射し、部分反射鏡２によってレーザー光の一部ｆ
！：ｙり出して、検出器３に導き、検出器３で検出して
、１つのビート信号を発生させる。このビート信号の周
波数は、サーボ機構４による共振器長の調整により一定
に保たれる。前記部分反射鏡２を透過した２つのレーザ
ー光は、対象物５によって反射でれるが、反射鏡６によ
って取り出して、検出器７に導き、検出器７で検出して
、他の１つのビート信号を発生てせる。検出器３からの
ビート信号ならびに検出器７からのビート信号は、夫々
増幅器８及び増幅器９によって適度に増幅された後、位
相検出器１ｏによって位相差が検出され、位相差信号Ｓ
が発せられる。
検出された位相差ψは、対象物６までの距離をムとする
と ψ／２π＝ ２ Ｌ （−−−） λ、 λ２ Ｌ ＝□（シ１−シ２） という関係がメリ、位相差ψから距離りを求め、ること
ができることは、従来と同様でろる。
と ψ／２π＝ ２ Ｌ （−−−） λ、 λ２ Ｌ ＝□（シ１−シ２） という関係がメリ、位相差ψから距離りを求め、ること
ができることは、従来と同様でろる。
ただ、し、λ１．λ２は２つのし〜ブー光の波長、シ゛
１．シ２は２つのレーザー光の周波数、Ｃは光の速度で
ある。２つのレーザー光の周波数差（シ１−シ２ ）は
、測定する距離範囲の設定によって異なるが、例えばシ
１−シ２ が １ｏＭＨｚである場合、対象物までの距
離りが１５ｅｍ変化する度に位相差ψは一周期するので
、１５ｍ−４での距離は一義的に求めることができる。
１．シ２は２つのレーザー光の周波数、Ｃは光の速度で
ある。２つのレーザー光の周波数差（シ１−シ２ ）は
、測定する距離範囲の設定によって異なるが、例えばシ
１−シ２ が １ｏＭＨｚである場合、対象物までの距
離りが１５ｅｍ変化する度に位相差ψは一周期するので
、１５ｍ−４での距離は一義的に求めることができる。
尚、ビート信号の周波数、即ち１台のｌ／−ザー１にお
ける横モード間の発振周波数の差は、サーボ機構４によ
る共振器長の制御によって調整することができる０例え
ば、一般の共振器の場合、ＴＫＭｏｏモードと’Ｉ’
Ｋ Ｍｏ、モードの間の周波数差と表わされる。ただし
、Ｒ１，Ｒ２は共振器を構成する反射鏡ならびに部分反
射鏡の曲率である。
ける横モード間の発振周波数の差は、サーボ機構４によ
る共振器長の制御によって調整することができる０例え
ば、一般の共振器の場合、ＴＫＭｏｏモードと’Ｉ’
Ｋ Ｍｏ、モードの間の周波数差と表わされる。ただし
、Ｒ１，Ｒ２は共振器を構成する反射鏡ならびに部分反
射鏡の曲率である。
発明の効果
以上の説明で判る通り本発明のレーザー測距方法は、１
台のレーザーから僅かに周波数の異なる２つのレーザー
光を横モードでの同時発振により投射するので、２つの
レーザー光にズレが無くて微調整が不要であり、また２
つのレーザー光は正確に各々検出器に導かれてビート信
号が安定して精度良く取り出されることとなって、正確
な位相差が検出される結果、対象物までの絶対距離を簡
便に正確に測定できるという効果がめる。
台のレーザーから僅かに周波数の異なる２つのレーザー
光を横モードでの同時発振により投射するので、２つの
レーザー光にズレが無くて微調整が不要であり、また２
つのレーザー光は正確に各々検出器に導かれてビート信
号が安定して精度良く取り出されることとなって、正確
な位相差が検出される結果、対象物までの絶対距離を簡
便に正確に測定できるという効果がめる。
第１図は本発明によるレーザー測距方法を示す概略図、
第２図は従来のレーザー測距方法を示す概略図である。 １・・・・・・レーザー、２・・・・・・部分反射鏡、
３．了・・・・・・検出器、４・・・・・・サーボ機構
、６・・・・・・対象物、６・・・・・・反射鏡、８，
９・・・・・・増幅器、１ｏ・・・・・・位相検出器、
Ｓ・・・・・・位相差信号。
第２図は従来のレーザー測距方法を示す概略図である。 １・・・・・・レーザー、２・・・・・・部分反射鏡、
３．了・・・・・・検出器、４・・・・・・サーボ機構
、６・・・・・・対象物、６・・・・・・反射鏡、８，
９・・・・・・増幅器、１ｏ・・・・・・位相検出器、
Ｓ・・・・・・位相差信号。
Claims (1)
- １台のレーザーからわずかに周波数の異なる２つの横モ
ードレーザー光を同時に発振させ、各レーザー光を２つ
の光路に分割して一方の光路を通るレーザー光より第１
のビート信号を得、他方の光路を通るレーザー光を被測
定物に照射し、その反射光により第２のビート信号を得
、第１および第２のビート信号の位相差をもとに被測定
物までの距離を測定することを特徴とするレーザー測距
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260254A JPS61138191A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | レ−ザ−測距方法 |
| US06/721,665 US4744653A (en) | 1984-04-12 | 1985-04-10 | Distance measurement by laser light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59260254A JPS61138191A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | レ−ザ−測距方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61138191A true JPS61138191A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17345489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59260254A Pending JPS61138191A (ja) | 1984-04-12 | 1984-12-10 | レ−ザ−測距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61138191A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006184181A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 距離測定装置 |
| JP2008051674A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 位置決め機構 |
| WO2011118255A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 株式会社日立製作所 | 距離測定装置および距離測定方法 |
| JP2013178169A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Neoark Corp | 光ヘテロダイン距離計 |
| JP2014102258A (ja) * | 2014-02-05 | 2014-06-05 | Hitachi Ltd | 距離測定装置および距離測定方法 |
| CN108931782A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-04 | 河南江华工量具有限公司 | 一种激光测距装置及其测距方法 |
-
1984
- 1984-12-10 JP JP59260254A patent/JPS61138191A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006184181A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 距離測定装置 |
| JP2008051674A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 位置決め機構 |
| WO2011118255A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 株式会社日立製作所 | 距離測定装置および距離測定方法 |
| JP2011203188A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Hitachi Ltd | 距離測定装置および距離測定方法 |
| EP2555015A4 (en) * | 2010-03-26 | 2014-12-17 | Hitachi Ltd | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING DISTANCE |
| US8982332B2 (en) | 2010-03-26 | 2015-03-17 | Hitachi, Ltd. | Distance measuring device and distance measuring method |
| JP2013178169A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Neoark Corp | 光ヘテロダイン距離計 |
| JP2014102258A (ja) * | 2014-02-05 | 2014-06-05 | Hitachi Ltd | 距離測定装置および距離測定方法 |
| CN108931782A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-04 | 河南江华工量具有限公司 | 一种激光测距装置及其测距方法 |
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