JPH0754865Y2 - 光波距離計における光量調整機構及び光波距離計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は光波を用いて測距する光波距離計に係り、特に
参照光用光路に光ファイバを配設した光波距離計におけ
る参照光の光量調整機構に関する。

〔従来技術〕

参照光回路に光ファイバを配設した光波距離計として
は、特開昭60-149985があり、これは第４図に示される
ように、発光素子１から発する放射変調光Ｆを送光光学
系２を用いて測距光F1と参照光F2に分割し、参照光F2は
光ファイバ３を介して受光素子４に結像させ、電気信号
に変換し、一方、測距光F1は対物レンズ５を介して反射
器６に向けて出射し、反射器６からの反射測距光Ｇを、
受光光学系７を用いて受光素子４に結像させ、電気信号
に変換し、そして反射測距光Ｇと参照光F2との位相差に
より測距するものである。そして、受光素子４の前面に
は回動可能なNDフィルタ８が設けられて、反射測距光Ｇ
および参照光F2の光量を絞るようになっている。また、
NDフィルタ８は光がフィルタ透過時に適正に絞られるよ
うにモータによって回転駆動される。

また、一般的な光量調整としては、絞り量の小さいフィ
ルタを何枚も用意しておき、光路上に置くフィルタの枚
数を徐々に増やして、適正な光量となったときに、これ
らのフィルタを固定する方法がある。

あるいは絞り量の異なる幾種類ものフィルタを用意して
おき、１枚ずる取替えて光軸上に配置し、適正な光量と
なるものを固定する方法もある。

〔考案の解決しようとする課題〕

前記したように、光波距離計の参照光の光量調整には、
NDフィルタや単なるフィルタが用いられているが、NDフ
ィルタは製造過程における写真現像処理に手間がかか
り、非能率的であるという問題がある。

また単なるフィルタの場合には、適正光量とするための
調整として、フィルタを重ね合わせたり、取替えたりし
なければならず、作業が面倒であるという問題があっ
た。

本考案は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その第１の目的は参照光の光量調整としてフィルタを全
く使用しない新規な光量調整機構であって、光量調整が
容易な光量調整機構を提供することにある。

また本考案の第２の目的は参照光の光量調整が容易であ
るとともに、送光光学系の組立及び調整作業の容易な光
波距離計を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項（１）に係る参照光
の光量調整機構においては、送光部に設けられたビーム
スプリッタにより、送光部から受光部に至る光路が参照
光用光路と測距光用光路とに二分割され、参照光用光路
に光ファイバが配設されて、ビームスプリッタによって
分割された参照光が、集光レンズによって光ファイバに
導かれるように構成された光波距離計において、前記集
光レンズに臨む光ファイバ端部を光軸方向に移動させて
参照光の光量を調整する光波距離計における参照光の光
量調整機構であって、前記光ファイバ端部に円筒型のヘ
ッドを囲繞一体化し、この円筒型ヘッドを、ヘッドの外
径に整合する内径をもち軸方向および周方向に相対摺動
可能な円筒型のヘッド係合部に挿通し、かつヘッド係合
部に螺着した固定ねじによって固定した構造で、前記固
定ねじを緩め、光ファイバ端面が集光レンズの集光点か
らずれる所定位置までヘッドを光軸方向に移動させるこ
とで光量を調整するようにしたものである。

また請求項（２）に係る光波距離計においては、請求項
（１）記載の光量調整機構を備えた光波距離計であっ
て、前記ビームスプリッタと、発光素子より発せられた
光を前記ビームスプリッタに導くミキシング用光ファイ
バの端部に一体化されたヘッドを接続するためのヘッド
係合部と、前記ビームスプリッタにより二分割された各
々の光路に択一的に出没して参照用光路と測距光用光路
とを切替えるシャッタと、参照光用光路を構成する光フ
ァイバの端部に一体化されたヘッドを接続するためのヘ
ッド係合部とを送光部ユニットとして一体化して、光波
距離計本体から分離できるようにしたものである。

〔作用〕

固定ねじを緩めてヘッド係合部に対するヘッドの固定を
解除すると、ヘッドはヘッド係合部に対し軸方向に摺動
できる。そこでヘッドを光軸方向に移動させると、集光
レンズによる参照光の集光点位置と光ファイバ端部位置
間の距離が変化し、参照光の光ファイバ端面への照射面
積が光ファイバ端部の有効光入射面より大きくなって、
集光レンズから光ファイバに入射する参照光の光量が変
わる（減る）。

また固定ねじを緩めた状態、即ち、ヘッドがヘッド係合
部に挿通されているが固定されていない状態では、ヘッ
ドがヘッド係合部に対し周方向に自由に摺動できるた
め、光ファイバに捩じり応力が発生することがない。

請求項２では、参照光用光路構成部材である光ファイバ
のヘッドを接続するためのヘッド係合部を含む送光光学
系構成部材を送光部ユニットとして一体化することによ
り、この送光部ユニットを光波距離計本体から分離して
調整できる。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すもので、第
１図は光波距離計の送光部から参照光用光路に至る部分
の断面図であり、符号10は参照光と測距光を送り出す送
光部、符号20は参照光の光量調整機構、符号50は参照光
と測距光を受ける受光素子である。第２図は参照光の光
量調整を説明する説明図である。

送光部10において、発光素子11から発した光はミキシン
グ用光ファイバ12を介して、ビームスプリッタ13に導か
れ、ビームスプリッタ13に導かれた光は直交２方向に分
割されるようになっている。そして、ビームスプリッタ
13を透過する光は測距光用光路Ａを介して受光素子50に
導かれ、一方、ビームスプリッタ13の表面で反射された
光は参照光用光路Ｂを介して受光素子50に導かれる。ビ
ームスプリッタ13の表面は反射された反射光（参照光）
の光量が最適光量よりもやや多くなるようにコーティン
グ処理設定されている。また、測距光用光路Ａの光軸C₁
と参照光用光路Ｂの光軸C₂は直交しており、光軸C₁,C₂
の交わるビームスプリッタ取付け位置には、支点14のま
わりに揺動可能なシャッタ15が設けられている。そし
て、このシャッタ15の揺動によって光路A,Bが択一的に
切り替えられるようになっている。

符号21は光波距離計の機体ケーシングで、ケーシング21
には、後述するヘッド26の係合できるヘッド係合部であ
る鏡筒22が螺着され、鏡筒22の軸線は光軸C₂と一致して
いる。また鏡筒22内の所定位置には、集光レンズ23がレ
ンズ押え24によって固定され、集光レンズ23の光軸は鏡
筒22の軸線と一致している。そして、ビームスプリッタ
13の表面で反射した光は集光レンズ23によって集光さ
れ、光ファイバ25を介して受光素子50に導かれる。なお
図中、符号Ｄは集合レンズ23の集光点を示している。

符号26は、光ファイバ25の端部を囲繞一体化する中空円
柱体形状のヘッドで、ヘッドの軸線に沿って光ファイバ
挿着孔26bがあけられている。そして孔26bには光ファイ
バ25が挿通されるとともに、光ファイバ端面25aとヘッ
ド端面26aとが面一状態とされ、ヘッド26と光ファイバ2
5とが接着剤によって一体化されている。さらに、ヘッ
ド26の外径は鏡筒22の内径に整合し、鏡筒22に挿入され
たヘッド26は鏡筒22の内壁に沿って光軸C₂方向および円
周方向に摺動することができ、したがって、光ファイバ
25が捩じれた場合は、ヘッド26が光軸C₂回りにある程度
回動するので、調整中に光ファイバ25に不測の捩じり応
力が発生して光ファイバ25が損傷するという不具合がな
い。また、ヘッド26を鏡筒22に対し摺動させたとして
も、光ファイバ端部の軸線は光軸C₂とずれることはな
い。

符号28は鏡筒22に設けられた止めねじであり、ヘッド26
を鏡筒22に対して任意の位置で固定することができるよ
うになっている。なお、符号29は、止めねじ28の緩み止
め用のバネ座金である。

このように、光軸C₂上所定位置に固定された集光レンズ
23と、鏡筒22内を光軸C₂に沿って摺動可能な光ファイバ
接続端部であるヘッド26と、ヘッド26を所定位置に固定
する止めねじ28とによって光量調整機構20が構成されて
いる。

次に参照光の光量調整について説明する。

第１図は、ヘッド26の端面、換言すれば光ファイバ端面
25aが集光点Ｄ位置にある状態であり、このときに集光
レンズ23から導かれる参照光が最も効率良く光ファイバ
25に入射することができる位置で、受光素子50に導かれ
る参照光の光量が最大となっている。そしてヘッド端面
をたとえば第１図で示すａ位置あるいはｃ位置に移動さ
せると、参照光の光ファイバ端面25aへの照射面積が点
から序々に円形に広がって、光の有効入射面である光フ
ァイバ端面25aの面積よりも大きくなる。このため光フ
ァイバ端面25aに入射する参照光の割合、即ち光量が減
少する。第２図はヘッド26を集光レンズ23から離れる方
向に移動させて、光の有効入射面である光ファイバ端面
25aの面積よりも参照光の光ファイバ端面への照射面積
が大きくなった状態を示している。

このように、ヘッド端面の位置を集光点Ｄから光軸C₂前
後方向にずらすことにより、集光レンズ23から光ファイ
バ端面25aに入射する参照光の光量を最大値から減る方
向に調整することができる。そして、本実施例では、ヘ
ッド端面が集光点Ｄ位置にあるときに、参照光が最適光
量よりもわずかに多くなるように設定されているので、
ヘッド26を動かして参照光の光量が最適光量となるよう
に光量調整する。また光量調整が完了したならば、止め
ねじ28を用いて、ヘッド26を鏡筒22に固定することによ
り、集光レンズ23から光ファイバ端面25aに入射する参
照光の光量を最適な一定の値に保つことができる。

以上のようにこの実施例による参照光の光量調整機構に
よれば、NDフィルタを全く使用しないので、NDフィルタ
製造に係る煩わしさがない。

また、集光レンズ23とヘッド26の間隔を変えるだけで容
易に光量調整ができるので、従来の減光を目的とするフ
ィルタを用いた光量調整に比べて、フィルタ交換や重ね
合わせといった煩わしさがなく、光量調整機構も簡潔か
つコンパクトである。

なお、前記した実施例では、止めねじ28とバネ座金29を
用いてヘッド26を鏡筒22に固定したが、接着その他の方
法を用いて固定しても良い。

さて、本考案の光量調整機構の特徴は、第１図および第
２図で説明したように、集光点Ｄとヘッド26の間隔を変
化させることにより、集光レンズ23から光ファイバ端面
25aに入射する参照光の光量を調整することにある。そ
してこの集光点Ｄとヘッド26の間隔を変化させる手段は
前記した実施例以外にも考えられるので、次に他の実施
例について説明する。

今一度、第１図において参照光用光路Ｂと、この光路を
構成する光学部材に着目し、光軸C₂上の集合レンズ23と
ヘッド26の位置について考えてみる。

前記した実施例では、集光レンズ23を機体ケーシング21
に固定し、ヘッド26を光軸C₂方向に移動させて光量調整
をしているが、第２の実施例として、ヘッド26をケーシ
ング21に固定し、集光レンズ23を光軸C₂方向に移動させ
て光量調整をする構造が考えられる。

また、第３の実施例としては、集光レンズ23とヘッド26
をそれぞれ別々に光軸C₂方向に移動させて光量調整をす
る構造も考えられる。

第３図は本考案の他の実施例を示すもので、光波距離計
の断面図である。

この図において、発光素子である発光ダイオード11の発
光はミキシング用光ファイバ12によってミキシングされ
つつビームスプリッタ13に導かれ、このビームスプリッ
タ13によって光は測距光と参照光との直交２方向に分離
されるようになっている。なお符号60は第２のビームス
プリッタ、符号70は対物レンズである。シャッタ15は、
モータやソレノイド等（図に記載せず）に動力源によっ
て揺動される。また、ミキシング用光ファイバ12及び参
照光用光ファイバ25のビームスプリッタ側端部には、機
体ケーシング21への接続部であるヘッド26A,26Bが光フ
ァイバー12,25と端面面一状態とされて接着により一体
化されている。

符号31は、光波測距計の機体ケーシング21にビス等によ
り機械的に締結された枠体で、機体ケーシング21に対し
着脱自在とされている。この枠体31には、ビームスプリ
ッタ13、集光レンズ23、シャッタ15が組付けられて、送
光部ユニット10Aとして一体化されている。枠体31に
は、ミキシング用光ファイバヘッド26A、参照光用光フ
ァイバヘッド26Bがそれぞれ挿入接続できる係合部31a、
係合部31bが突出形成されており、それぞれの係合部31
a、係合部31bにヘッド26A,26Bを挿着、挿脱することに
より光ファイバ12,25を簡単に着脱操作できるようにな
っている。符号28はヘッド係合部31a,31bに螺着された
止めねじ、符号29は止めねじ28の緩み止めのバネ座金で
あり、ヘッド26A,26Bの外径と、ヘッド係合部31a,31bの
内径は互いに整合し、ヘッド26A,26Bをヘッド係合部31
a,31bにそれぞれ挿入して固定することができる。なお
枠体31には、前記測距光用光路Ａを遮らないための開口
部34が形成されている。

このように、ビームスプリッタ13、シャッタ15、集光レ
ンズ23及び係合部31a,31bを枠体31内で送光部ユニット1
0Aとして一体化した構造であり、作業のし易い場所で光
学部材を枠体31に組付けて一体化し、送光部ユニット10
Aとして機体ケーシング21に組付けることができるの
で、光波距離計の組立性が良い。

また、送光部ユニット10Aを機体ケーシング21から分離
できるので、送光部ユニット単体で製造や調整ができ、
各光学部材を機体ケーシング21に直接組付ける場合に比
べて作業性が良い。

また、送光部ユニット10A内の光学部材等の交換等をし
たい場合には、機体ケーシング21から送光部ユニット10
Aを取り外して処理作業ができ、また送光部ユニット10A
を取り替えるなど、効率良く対処することができる。

さらに、光波距離計の単純な改良であれば、送光部ユニ
ットと、送光部ユニットを除く光波距離計を別々に改修
して組み合わせることができ、光波距離計全体として設
計し直すことなく、簡単に改良できるという利点もあ
る。

なお、前記した実施例では、光ファイバヘッド26A,26B
を係合部31a,31bに固定するために止めねじ28を用いた
が、係合部31a,31bの内周に雌ねじを形成し、ヘッド26
A,26Bの外周に雄ねじを形成してこれを直接螺合させる
等の手段を用いて固定してもよい。

また、必要に応じて、ミキシング用光ファイバヘッド係
合部31aからビームスプリッタ13に至る光の光路上にレ
ンズを設ける構造、あるいは測距光用光路Ａの通過する
開口部34にレンズを設ける構造等が考えられる。

〔考案の効果〕

以上の説明から明かなように、請求項（１）の光量調整
機構によれば、NDフィルタや単なるフィルタを全く使用
せずに参照光用光路の光量調整ができるので、NDフィル
タの製造に伴う煩わしさや単なるフィルタ使用による光
量調整の煩わしさが一掃される。

また、NDフィルタまたは単なるフィルタを使用する従来
技術に比べて、光量調整が容易で、しかも調整機構も簡
潔かつコンパクトで、それだけ製造コストも安価とな
る。

また光量調整機構は、主として、光ファイバ端部に一体
化されたヘッドと、このヘッドが挿通されるヘッド係合
部と、ヘッドをヘッド係合部に固定する固定ねじにより
構成されているという非常に簡潔かつコンパクトな構造
であるため、光波距離計の小型化にもつながる。

またヘッドはヘッド係合部に対し周方向に自由に摺動で
きるので、光ファイバーが捩じり応力によって破損する
という不具合もない。

また請求項（２）の光波距離計によれば、送光光学系構
成部材を送光部ユニットとして一体化し、光波距離計本
体から分離できるので、製造、調整、修理の作業性が良
く、設計改良もし易い。

【図面の簡単な説明】

第１図は光波距離計の参照光の光量調整機構の断面図、
第２図は光量調整機構の動きを説明する断面図、第３図
は本考案の他の実施例である光波距離計の一部を断面で
示す全体構成図、第４図は参照光用光路に光ファイバを
使用した従来の光波距離計の概略図である。 10……送光部、10A……送光部ユニット、11……発光素
子である発光ダイオード、12……光源光送光用光ファイ
バ、13……ビームスプリッタ、15……シャッタ、20……
参照光の光量調整機構、21……機体ケーシング、23……
集光レンズ、25……参照光用光ファイバ、25a……光フ
ァイバ端面、26,26A,26B……ヘッド、28……止めねじ、
31……枠体、31a……ミキシング用光ファイバヘッド係
合部、31b……参照光用光ファイバヘッド係合部、50…
…受光部である受光素子、Ａ……測距光用光路、Ｂ……
参照光用光路、C₂……参照光用光路の光軸。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送光部に設けられたビームスプリッタによ
   り、送光部から受光部に至る光路が参照光用光路と測距
   光用光路とに二分割され、参照光用光路に光ファイバが
   配設されて、ビームスプリッタによって分割された参照
   光が、集光レンズによって光ファイバに導かれるように
   構成された光波距離計において、前記集光レンズに臨む
   光ファイバ端部を光軸方向に移動させて参照光の光量を
   調整する光波距離計における参照光の光量調整機構であ
   って、前記光ファイバ端部には、円筒型のヘッドが囲繞
   一体化されており、この円筒型ヘッドがヘッドの外径に
   整合する内径をもち軸方向および周方向に相対摺動可能
   な円筒型のヘッド係合部に挿通され、かつヘッド係合部
   に螺着された固定ねじによって固定された構造で、前記
   固定ねじを緩め、光ファイバ端面が集光レンズの集光点
   からずれる所定位置までヘッドを光軸方向に移動させる
   ことで光量を調整することを特徴とする光波距離計にお
   ける参照光の光量調整機構。
2. 【請求項２】請求項（１）記載の光量調整機構を備えた
   光波距離計であって、前記ビームスプリッタと、発光素
   子より発せられた光を前記ビームスプリッタに導くミキ
   シング用光ファイバの端部に一体化されたヘッドを接続
   するためのヘッド係合部と、前記ビームスプリッタによ
   り二分割された各々の光路に択一的に出没して参照用光
   路と測距光用光路とを切替えるシャッタと、参照光用光
   路を構成する光ファイバの端部に一体化されたヘッドを
   接続するためのヘッド係合部とが送光部ユニットとして
   一体化されて、光波距離計本体から分離できるように構
   成されてなることを特徴とする光波距離計。