JPH0815413A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、小型でかつ製作が容易で、距離
の誤測定が少ない距離測定装置を得ることを目的として
いる。 【構成】 カセグレン焦点式反射鏡部３５の副鏡３５ｂ
と、発光素子３３と凸レンズ３２を有する投光部３１と
を一体化して、投光及び副鏡部４０とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光を用いて距離を測
定する距離測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば実公平１−１９１１２号公
報に示された第１の従来の距離測定装置を示す構成図、
図１０はコントローラに出力される投光信号と入力され
る受光信号とを示す説明図である。これらの図におい
て、１は光を投光する投光部であり、この投光部１には
半導体レーザダイオード等の発光素子２とこの発光素子
２から出た光を集光する投光光学系としての投光レンズ
３とが設けられている。この投光レンズ３は凸レンズで
ある。４は投光部１から投光されて被測距体に反射され
た光を受光する受光部であり、この受光部４には半導体
の量子効果型受光素子等の受光素子５とこの受光部４に
入ってくる光を受光素子５へ集光する受光光学系として
の受光レンズ６とが設けられている。この受光レンズ６
は凸レンズである。投光レンズ３の光軸Ａと受光レンズ
６の光軸Ｂとは一致していないが平行である。ここで、
光軸とはその周りでの光学系の回転が像に影響を与えな
い軸のことであり、一般的な凸レンズの場合にはレンズ
の中心と焦点とを結んだ線が光軸となる。７は発光素子
２が発光してから、受光素子５が受光するまでの時間を
算出し、光を反射した被測距体までの距離を測定するコ
ントローラである。

【０００３】次に動作について述べる。コントローラ７
から発光素子２に発光信号が送られると発光素子２から
光が発光される。この発光素子２から発光された光は投
光レンズ３により集光されて光束密度を強められて投光
部１から被測距体に向かって投光される。この投光部１
から投光された光は被測距体によって反射され、受光部
４に戻ってくる。この受光部４に戻ってきた光は受光レ
ンズ６によって集光されて光束密度を強められて受光素
子５に入射される。受光素子５は光が入射されるとコン
トローラ７に受光信号を送る。コントローラ７は発光素
子２から光が発光されてから受光素子５に光が入射され
るまでの時間Ｔ（図１０参照）を算出する。この時間Ｔ
から被測距体までの距離Ｒ（Ｒ＝（光速）×Ｔ／２）を
算出する。

【０００４】このような第１の従来の距離測定装置は投
光部１と受光部４とが別体に設けられているので装置が
大型化し、また、投光部１の投光レンズ３の光軸と受光
部４の受光レンズ６の光軸とが平行ではあるが一致せず
離れているため、被測距体が近距離にある場合には被測
距体によって反射された光が受光素子５に入射されない
ことがあった。さらに、距離を測定する方向を変えるた
めには、投光部１と受光部４との位置関係を変化させな
いように装置全体を回転させて投光部１と受光部４の方
向を変えることが必要であった。この様な問題点を解決
するために、投光光学系の光軸と受光光学系の光軸とを
一致させる必要があり、次に示すような第２の従来の距
離測定装置が一般に知られている。

【０００５】図１１は例えば特開平２−１０２８２号公
報もしくは特開平２−１０２８３号公報に示された第２
の従来の距離測定装置を示す構成図である。この図にお
いて、１１は占有する体積を小さくすることができる投
光光学系及び受光光学系としてのカセグレン焦点式反射
鏡である。このカセグレン焦点式反射鏡１１には、中心
部に円孔を持つ内面放物面鏡である主鏡１２と、外面放
物面鏡である副鏡１３と、カセグレン焦点式反射鏡１１
内への塵埃の侵入を防ぐ後方保護ガラス１４と、前方保
護ガラス１５とが設けられている。１６はパルス光を発
光する発光素子であり、この発光素子１６から発光され
たパルス光（図中矢印Ｃで示す）は凸レンズ１７によっ
て平行光にされる。この平行光にされたパルス光はハー
フミラー１８（後述）を通過して後方保護ガラス１４か
らカセグレン焦点式反射鏡１１内に入射され、副鏡１３
と主鏡１２とで反射された後に前方保護ガラス１５を介
して被測距体に向かって投光される。投光されたパルス
光は被測距体によって反射され、反射されたパルス光は
図１１中の矢印Ｃを逆方向に辿りながらカセグレン焦点
式反射鏡１１に入射され、ハーフミラー１８（後述）に
より反射される。１８は入射光の半分は通過させ、半分
は反射する導光光学系としてのハーフミラーである。こ
のハーフミラー１８によって、例えば投光時にはパルス
光の半分は図１１中矢印Ｃのように直進して、残りの半
分は図１１中矢印Ｅのように反射される。また、受光時
には被測距体で反射されたパルス光の半分が図１１中矢
印Ｃを逆方向に直進して、残りの半分が図１１中矢印Ｄ
のように反射される。

【０００６】ハーフミラー１８で図１１中矢印Ｄのよう
に反射された被測距体で反射されたパルス光は凸レンズ
１９により集光され、受光素子２０によって検出され
る。２１は発光素子１６がパルス光を発光する時間と受
光素子２０がパルス光を受光する時間との差を算出する
コントローラである。また、図中一点鎖線Ｆは凸レンズ
１７の光軸を示すものであり、この凸レンズ１７の光軸
とカセグレン焦点式反射鏡１１の光軸は同一であるので
一点鎖線Ｆはカセグレン焦点式反射鏡１１の光軸も示す
ものである。このような第２の従来の距離測定装置では
投光時と受光時とにカセグレン焦点式反射鏡１１を共用
するため、投光光学系と受光光学系との光軸は同じであ
るが、共用するカセグレン焦点式反射鏡１１の口径が大
きいために、投光時にカセグレン焦点式反射鏡１１によ
ってパルス光の光束が広がり、パルス光の光束密度は低
くなっていた。このことは、被測距体によって反射され
るパルス光を弱めることとなっていた。投光時における
パルス光の光束密度を大きくするためには投光光学系の
口径をより小さくする必要がある。また、投光光学系と
は違って、受光光学系の口径は大きいほど被測距体によ
って反射されるパルス光をより強く受光できるので、受
光光学系の口径はより大きくする必要がある。

【０００７】図１２は例えば特開平２−１０２８３号公
報に示された第３の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。この図において、２５はカセグレン焦点式反射鏡
１１の副鏡であり、この副鏡２５は中心部に円孔２５ａ
が設けられている。発光素子１６から発光されたパルス
光はハーフミラー１８と後方保護ガラス１４を通過し、
副鏡２５の円孔２５ａを通過して、前方保護ガラス１５
を通過して被測距体に向かって投光される。この第３の
従来例ではパルス光は副鏡２５の円孔２５ａを通過して
投光されるので、パルス光の光束がカセグレン焦点式反
射鏡１１によって広がることなく、パルス光の光束密度
が高くなる。その他構成及び動作は第２の従来例と同じ
であるので説明を省略する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の距
離測定装置は、投光時と受光時とでパルス光の光路を分
けるためにハーフミラー１８を通過または反射させてい
るので、発光素子１６から出力されるパルス光の１／４
以下の強度のパルス光しか受光素子２０に入力されず、
受光素子２０に入力されるパルス光の強度を上げるため
に主鏡１２の口径を大きくする必要があり、装置が大型
化していた。

【０００９】また、副鏡２５に円孔２５ａを設けている
ので、副鏡２５の形状が複雑なものとなっていた。

【００１０】また、投光時にハーフミラー１８によって
反射されたパルス光が被測距体以外の物で乱反射し、受
光素子２０に入射して測定を誤ることがあった。

【００１１】さらに、投光時に前方保護ガラス１５また
は後方保護ガラス１４に反射されたパルス光が受光素子
２０に入射して誤測定することがあった。

【００１２】また、前方保護ガラス１５に塵埃が付着し
た場合、パルス光が前方保護ガラス１５を通過する際に
パルス光の強度が低下して受光素子２０に入射するパル
ス光が減少し、受光素子２０がパルス光を検出できず、
距離の測定を誤ることがあった。

【００１３】この発明は、小型で製作が容易で、距離の
誤測定が少ない距離測定装置を得ることを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る距離測定
装置は発光素子が発した光を被測距体方向に投光する投
光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被測距体が反射
した光を受光する受光光学系と、この受光光学系が受光
した光を受光素子へ導く導光光学系と、発光素子が発光
してから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して
被測距体までの距離を算出する距離算出部と、受光光学
系及び導光光学系に設けられ投光光学系から投光された
光を被測距体方向に通過させる通過孔とを設けたもので
ある。

【００１５】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被
測距体が反射した光を受光して凹面反射鏡である主鏡と
副鏡とを有する反射鏡式光学系と、この反射鏡式光学系
が受光した光を検出する受光素子と、発光素子が発光し
てから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して被
測距体までの距離を算出する距離算出部とを設け、投光
光学系が副鏡と被測距体との間に配置されたものであ
る。

【００１６】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系の光軸と同一の主
光軸とこの主光軸と異なる副光軸とを有しこの副光軸上
に焦点を有する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡が設けら
れて被測距体が反射した光を受光する反射鏡式光学系
と、この反射鏡式光学系により受光された光を検出する
受光素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検
出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出
する距離算出部とを設けたものである。

【００１７】また、副鏡と投光光学系とを一体にしたも
のである。

【００１８】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものである。

【００１９】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
る。

【００２０】また、発光素子から発光された光を被測距
体方向に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同
一で被測距体により反射された光を受光する受光光学系
と、この受光光学系により受光された光を検出する受光
素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検出す
るまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出する
距離算出部と、投光光学系から投光される光の光路上に
設けられて投光光学系から投光される光に対して垂直な
面に対して傾いている面により構成される保護ガラスを
設けたものである。

【００２１】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものである。

【００２２】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
る。

【００２３】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子と、この監視用受光素子が検出する光の光量
により保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段と
を設けたものである。

【００２４】

【作用】この発明に係る距離測定装置は発光素子が発し
た光を被測距体方向に投光する投光光学系と、投光光学
系と光軸が同一で被測距体が反射した光を受光する受光
光学系と、この受光光学系が受光した光を受光素子へ導
く導光光学系と、発光素子が発光してから受光素子が光
を検出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を
算出する距離算出部と、受光光学系及び導光光学系に設
けられ投光光学系から投光された光を被測距体方向に通
過させる通過孔とを設けたものであるので、投光光学系
から投光された光は受光光学系及び導光光学系に設けら
れた通過孔を通過するものである。

【００２５】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被
測距体が反射した光を受光して凹面反射鏡である主鏡と
副鏡とを有する反射鏡式光学系と、この反射鏡式光学系
が受光した光を検出する受光素子と、発光素子が発光し
てから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して被
測距体までの距離を算出する距離算出部とを設け、投光
光学系は副鏡と被測距体との間に配置されているので、
投光光学系から被測距体へ投光された光は反射鏡式光学
系の副鏡を通過することがないものである。

【００２６】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系の光軸と同一の主
光軸とこの主光軸と異なる副光軸とを有しこの副光軸上
に焦点を有する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡が設けら
れて被測距体が反射した光を受光する反射鏡式光学系
と、この反射鏡式光学系により受光された光を検出する
受光素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検
出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出
する距離算出部とを設けたものであるので、投光光学系
と凹面反射鏡の焦点が重ならないものである。

【００２７】また、副鏡と投光光学系とを一体に設けた
ものであるので、一体化した副鏡と投光光学系とを同時
に設置するものである。

【００２８】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものであるので、投光光学系もしくは受光光学系を簡
略化することができる。

【００２９】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
り、反射鏡が回転して測距方向を変化させるものであ
る。

【００３０】また、発光素子から発光された光を被測距
体方向に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同
一で被測距体により反射された光を受光する受光光学系
と、この受光光学系により受光された光を検出する受光
素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検出す
るまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出する
距離算出部と、投光光学系から投光される光の光路上に
設けられて投光光学系から投光される光に対して垂直な
面に対して傾いている面により構成される保護ガラスを
設けたものであるので、投光光学系から投光された光が
保護ガラスの表面で反射されても投光光学系の光軸すな
わち受光光学系の光軸に対して傾いて反射される。

【００３１】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものであるの
で、保護ガラスの外部側の面に雨滴等が付着し難い。

【００３２】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
るので、保護ガラスにより反射された光が受光素子に入
射し難い。

【００３３】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子と、この監視用受光素子で検出した光の光量
により保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段と
を設けたものであるので、保護ガラスの汚れで散乱した
光を監視用受光素子で検出して、この監視用受光素子で
検出した光の光量から保護ガラスの汚染度を決定する。

【００３４】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す構成図であ
る。この図において、３１は内面が黒色に塗られた円筒
状のケース３１ａと投光光学系としての凸レンズ３２と
半導体レーザダイオード等の発光素子３３により構成さ
れる投光部である。この投光部３１から投光されるパル
ス光Ｐは図１中矢印Ｐで示すように被測距体に向かって
投光される。この被測距体方向に投光されたパルス光Ｐ
は被測距体により反射され、図１中矢印Ｑで経路が示さ
れるパルス光Ｑとなり戻ってくる。３４はこのパルス光
Ｑが入射される受光部であり、この受光部３４は放物面
を持つ凹面鏡の主鏡３５ａと双曲面を持つ凸面鏡の副鏡
３５ｂとにより構成される受光光学系もしくは反射鏡式
光学系としてのカセグレン焦点式反射鏡部３５と、フォ
トダイオード等の受光素子３６とにより構成される。主
鏡３５ａの中心部には副鏡３５ｂから受光素子３６へパ
ルス光Ｑを通過させるための主鏡口３５ｃが開けられて
いる。カセグレン焦点式反射鏡部３５の光軸と凸レンズ
３２の光軸はほぼ同一であって、図１中一点鎖線Ｒで示
すようになる。

【００３５】３７は発光素子３３にパルス光Ｐを発光さ
せる投光信号を接続線３８を介して出力すると共に受光
素子３６からパルス光Ｑの受光信号が接続線３９を介し
て入力される距離算出部としてのコントローラであり、
このコントローラ３７は投光信号を送ってから受光信号
を受け取るまでにかかった時間から被測距体までのパル
ス光の往復時間を算出して、被測距体までの距離をマイ
コン等を用いて演算する。４０は投光部３１と副鏡３５
ｂとを一体化した投光及び副鏡部である。このように投
光部３１と副鏡３５ｂとを一体化することにより装置の
組み立てが容易になるとともに、光軸の調節も容易にな
る。また、投光部３１の凸レンズ３２の口径を小さく
し、受光部３４のカセグレン焦点式反射鏡部３５の口径
を大きくしているので、パルス光Ｐは被測距体への指向
性に優れた強いパルス光となり、受光部３４はパルス光
Ｑを広い範囲で受光するので、より確実に検出すること
ができる。

【００３６】次に動作について述べる。コントローラ３
７から発光素子３３に投光信号が送られると、発光素子
３３からパルス光Ｐが発光される。このパルス光Ｐは凸
レンズ３２によって集光され、被測距体に向かって投光
される。被測距体にパルス光Ｐは反射してパルス光Ｑと
して戻ってくる。このパルス光Ｑは受光部３４に入射さ
れ、主鏡３５ａにより反射して集光され、副鏡３５ｂに
よっても反射して集光されて受光素子３６に入射され
る。受光素子３６はパルス光Ｑが入射されると受光信号
をコントローラ３７に出力する。コントローラ３７は投
光信号を出力してから受光信号が入力されるまでにかか
った時間を計測し、この計測した時間から接続線３８、
３９内を信号が通過する時間やカセグレン焦点式反射鏡
３５内をパルス光Ｑが通過する時間及び発光素子３３と
受光素子３６の位置の違いによる誤差時間を補正した時
間Ｔを算出し、この時間Ｔから被測距体までの距離Ｒ
（Ｒ＝（光速）×Ｔ／２）を算出する。また、発光素子
３３から発光されたパルス光Ｐは凸レンズ３２の表面で
一部が反射されるが、ケース３１ａによって吸収され、
受光素子３６に入射されることはない。

【００３７】また、コントローラ３７において、所定時
間（例えば０．５秒間）の間に所定回数（例えば１００
回）投光信号を出力して、それぞれの投光信号を出力し
てから受光信号が入力されるまでの時間を計測し、この
計測結果の平均値を用いて被測距体までの距離をより正
確に算出することもできる。さらに、コントローラ３７
において、投光信号を出力してから所定時間後の入力信
号の有無を検出するゲート式検出器を設け、このゲート
式検出器の所定時間を変化させて、入力信号が入力され
た時点の所定時間を用いて被測距体までの距離を算出す
ることによりコントローラ３７における演算処理を簡略
化することができる。

【００３８】実施例２．図２はこの発明の実施例２を示
す構成図である。この図において、５１は主鏡５１ａに
より構成される凹面反射鏡としてのハーシェル焦点式反
射鏡部である。このハーシェル焦点式反射鏡部５１は凸
レンズ３２と同一の光軸Ｒ２（図２中一点鎖線Ｒ２で示
す）を持つが、この光軸Ｒ２に対して主鏡５１ａが傾け
られているので、主鏡５１ａによって反射されたパルス
光Ｑ２（図２中矢印Ｑ２で示す）は軸Ｒ３（図２中一点
鎖線Ｒ３で示す）上に焦点を結び、受光素子３６はこの
軸Ｒ３上に設置される。このように、受光素子３６は投
光部３１が設置される光軸Ｒ２から傾いている光軸Ｒ３
上に設置されるので、実施例１で用いられているカセグ
レン焦点式反射鏡のように光軸Ｒ２上にある投光部３１
と受光素子３６とが重ならないので、副鏡３５ｂを設け
てパルス光Ｑを折り返す必要がなく、主鏡５１ａに穴を
あける必要がないので、装置を簡略化することができ
る。その他の構成及び動作は実施例１と同様であるの
で、説明を省略する。

【００３９】実施例３．図３はこの発明の実施例３を示
す構成図である。この図において、６１は発光素子３３
の発光部分に接続された光ファイバである。６２は光フ
ァイバ６１を介して発光素子３３からパルス光が入射さ
れる投光部であり、この投光部６２には凸レンズ３２が
設けられていて、この凸レンズ３２によってパルス光Ｐ
は集光されて被測距体に向かって投光される。６３は円
筒状のケースであり、このケース６３には凸レンズ３２
より前方に張り出した円筒状の遮光部６３ａが設けられ
ている。この遮光部６３ａは投光部６２から投光される
パルス光Ｐの指向性を強めるものである。６４は円盤状
の前方保護ガラスであり、この前方保護ガラス６４の真
ん中には投光部６２のケース６３が入る円孔６４ａが開
いている。前方保護ガラス６４はカセグレン焦点式反射
鏡部３５への塵埃等の侵入を防ぎ、カセグレン焦点式反
射鏡部３５内の空気の流れの発生を防ぐものである。

【００４０】６５は円筒状の鏡筒部であり、この鏡筒部
６５はカセグレン焦点式反射鏡部３５への塵芥等の侵入
を防ぐと共に鏡筒部６５内の空気の流れの乱れを防ぎ、
カセグレン焦点式反射鏡部３５へのノイズ光の侵入を防
ぐものである。また、鏡筒部６５は前方保護ガラス６４
を内周面に保持している。６６は主鏡３５ａの主鏡口３
５ｃにはめられている円盤状の後方保護ガラスであり、
後方保護ガラス６６はカセグレン焦点式反射鏡部３５へ
の塵埃等の侵入を防ぎ、カセグレン焦点式反射鏡部３５
内の空気の流れの乱れを防ぐものである。その他の構成
及び動作は実施例１と同様であるので説明を省略する。

【００４１】また、上記実施例３において、受光素子３
６のかわりに光ファイバの一端を設け、この光ファイバ
の他端に受光素子を設けてもよい。

【００４２】実施例４．図４はこの発明の実施例４を示
す構成図である。この図において、７１は発光素子３３
と凸レンズ３２とケース７１ａとにより構成される投光
部である。７２は平面を持った反射鏡であり、投光部７
１から投光されたパルス光Ｐ２はこの反射鏡７２によっ
て反射されてその方向を変えて、パルス光Ｐとなる。こ
のように投光部７１内には副鏡３５ｂと反射鏡７２との
みを設けるだけでよいので、投光部７１内を簡略化する
事ができるとともに、パルス光Ｐ２の光路の長さを変化
させることにより、発光素子３３から被測距体までの光
路の長さと受光素子３６から被測距体までの光路の長さ
を合わせることができるので、コントローラ３７におけ
る演算処理を簡略化することができる。その他の構成及
び動作は実施例１と同様であるので説明を省略する。

【００４３】実施例５．図５はこの発明の実施例５を示
す構成図であり、図６は保護ガラスと回転鏡とケースと
を示す説明図であり、図７は保護ガラスと回転鏡と吸収
板を示す説明図である。これらの図において、８１は投
光部３１から投光されるパルス光Ｐを反射する回転鏡で
ある平面鏡である。この平面鏡８１は光軸Ｒ上の回転軸
８１ａを中心として回転可能であり、この平面鏡８１に
よりパルス光Ｐは角度θの傾きを持って反射されてパル
ス光Ｐ３となる。８２は回転鏡等への雨滴や雪、塵芥等
の侵入を防ぐ保護ガラス板であり、この保護ガラス板８
２は図６に示すように鉛直面に対して下向きに傾けて配
置されているので、雨滴８３が保護ガラス板８２に付着
しようとしても図６中の矢印Ｇ方向に重力を受けて保護
ガラス板８２から離れていく。８４は平面鏡８１を保護
するケースである。８５は光を吸収する黒色のスロット
８５ａを多数並列に並べた吸収板である。８６は監視用
受光素子であり、８７は監視用受光素子８６で受光した
光の光量を算出する光量算出部である。

【００４４】次に動作について述べる。投光部３１から
投光されるパルス光Ｐと受光部３４が受光するパルス光
Ｑとは共に光軸Ｒに平行である。この光軸Ｒに交わる回
転軸８１ａを持つ平面鏡８１によりパルス光Ｐは角度θ
の傾きにより反射されてパルス光Ｐ３となり、このパル
ス光Ｐ３は被測距体によって反射されてパルス光Ｑ３と
なる。このパルス光Ｑ３は平面鏡８１により角度θの傾
きにより反射されてパルス光Ｑとなる。平面鏡８１を回
転させて角度θを変化させることにより簡単に様々な方
向の被測距体を測距することができる。また、コントロ
ーラ３７で被測距体を検出した時の角度θから被測距体
の方向を検出することもできる。また、図７に示すよう
にパルス光Ｐ３は保護ガラス板８２によって一部が反射
されてパルス光Ｐ４となる。このパルス光Ｑ４を吸収す
るためにケース８４に吸収板８５を設けてパルス光Ｐ４
がケース８４により反射されて受光素子３６にノイズ光
として入射することを防いでいる。この吸収板８５はス
ロット８５ａを多数ならべたものであり、このスロット
８５ａの間に入射した光は多重反射しながらスロット８
５ａに吸収される。

【００４５】監視用受光素子８６はパルス光Ｐ４の光量
を検出するとともに、保護ガラス板８３に雨滴等が付着
した際のパルス光Ｐ３もしくはパルス光Ｑ３の散乱光を
検出する。したがって、装置の故障等によりパルス光Ｐ
３が投光されなかったり、パルス光Ｐ３の投光方向がず
れたりして、監視用受光素子８６においてパルス光Ｐ４
が検出されなかったり、光量が下がると光量算出部８７
において装置が故障していると判断する。また、保護ガ
ラス板８３に雨滴等が付着してパルス光Ｐ３もしくはパ
ルス光Ｑ３が散乱されると、この散乱光が監視用受光素
子８６に入射して、監視用受光素子８６で検出する光量
が増えるので保護ガラス板８２に雨滴等が付着している
と判断することができる。このときの光量の変化量に応
じて汚れの程度を検出することもできる。

【００４６】また、上記実施例では回転鏡として平面鏡
を示したが、凹面鏡や凸面鏡もしくは多数の平面鏡を組
み合わせたポリゴンミラー等の回転鏡を用いてもよい。

【００４７】また、上記実施例において吸収板８５のか
わりに黒色の布などを設けてもよい。

【００４８】実施例６．図８はこの発明の実施例６を示
す構成図である。９１は中央部に通過孔としての円孔９
１ａを持つ反射鏡であり、９２は投光素子１６側の面９
２ａが傾けられている後方保護ガラスであり、９３は前
方保護ガラスであり、この前方保護ガラス９３は鉛直下
方向（図８中矢印９４で示す）に対して傾きを持って、
カセグレン焦点式反射鏡１１のケースに嵌合されてい
る。また、副鏡２５はアダプタ９５を介して前方保護ガ
ラス９３に接着されている。次に動作について説明す
る。発光素子１６から発光されたパルス光は矢印Ｃのよ
うに凸レンズ１７によって集光され、反射鏡９１の通過
孔としての円孔９１ａと副鏡２５の通過孔としての円孔
２５ａとを通過して被測距体方向に投光される。被測距
体によって反射されたパルス光はカセグレン焦点式反射
鏡１１と通り、反射鏡９１によって矢印Ｄのように反射
されて受光素子２０に入射される。その他の構成及び動
作は第３の従来例と同様であるので説明を省略する。

【００４９】また、上記各実施例ではカセグレン焦点式
反射鏡を用いたが、副鏡として凹面反射鏡を用いたグレ
ゴリアン焦点式反射鏡や副鏡として平面鏡を用いたニュ
ートン焦点式反射鏡等を用いてもよい。

【００５０】また、上記各実施例において、保護ガラス
板８２、前方保護ガラス６４、後方保護ガラス６６、前
方保護ガラス９３、後方保護ガラス９２等の表面に反射
防止用のコーティング膜を設けて、反射光を減少させる
ことも可能である。さらに、コーティング膜の光の光路
長に対する膜厚を光の波長の４分の１にするとより反射
光を減少することができる。

【００５１】また、上記各実施例では受光素子として量
子効果型受光素子を用いたが、例えば熱効果型受光素子
等の他の受光素子を用いてもよいことは言うまでもな
い。

【００５２】また、上記各実施例では発光素子として半
導体レーザダイオードを用いたが、例えばエキシマレー
ザ等の他のレーザ光を用いることも可能である。

【００５３】また、上記各実施例では保護ガラスとして
保護ガラス板を用いたが、例えば透明なプラスチック板
等の光を通過させるものであればガラス以外のものでも
よいことは言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】この発明に係る距離測定装置は、投光光
学系から投光された光が受光光学系及び導光光学系に設
けられた通過孔を通過するものであるので、投光光学系
から投光された光の光量が受光光学系及び導光光学系に
より減少することがない。

【００５５】また、投光光学系は副鏡と被測距体との間
に設けられているので、投光光学系から被測距体へ投光
された光は反射鏡式光学系の副鏡を通過することがない
ものであるので、投光光学系から投光された光を通過さ
せるために副鏡を加工する必要がない。

【００５６】また、投光光学系と凹面反射鏡の焦点が重
ならないものであるので、凹面反射鏡の焦点に副鏡を設
ける必要がないので、容易に装置の小型化が図れる。

【００５７】また、副鏡と投光光学系とを一体に設けた
ものであるので、一体化された副鏡と投光光学系とを同
時に装置に設置することができるものであるので、組み
立てが容易になる。

【００５８】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものであるので、投光光学系もしくは受光光学系を小
型化するとともに発光素子と受光素子との配置を自由に
したので、装置の小型化が図れるとともに装置の組み立
てが容易になる。

【００５９】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
り、反射鏡が回転して測距方向を変化させるものである
ので、容易に測距方向を変化させることができる。

【００６０】また、投光光学系から投光された光が保護
ガラスの表面で反射されても投光光学系の光軸すなわち
受光光学系の光軸に対して傾いて反射されるので、保護
ガラスの表面で反射された光が受光素子に入射し難く、
装置の誤測定を減少することができる。

【００６１】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものであるの
で、保護ガラスの外部側の面に雨滴等が付着し難く、保
護ガラスが汚れることを防ぎ、保護ガラスを通過する光
の光量を減少することなく、保護ガラスにより投光光学
系を保護することができる。

【００６２】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
るので、保護ガラスにより反射された光が受光素子に入
射し難く、装置の誤測定を減少することができる。

【００６３】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子を設けたものであるので、この監視用受光素
子で検出した光の光量により保護ガラスの汚染度を決定
することができるので、簡単に保護ガラスの汚染度を決
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施例２を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施例３を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施例４を示す構成図である。

【図５】 この発明の実施例５を示す構成図である。

【図６】 この発明の実施例５における保護ガラスと回
転鏡とケースとを示す説明図である。

【図７】 この発明の実施例５における保護ガラスと回
転鏡と吸収板と監視用受光素子とを示す説明図である。

【図８】 この発明の実施例６を示す構成図である。

【図９】 第１の従来の距離測定装置を示す構成図であ
る。

【図１０】 第１の従来の距離測定装置における送光信
号と受光信号とを示す説明図である。

【図１１】 第２の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。

【図１２】 第３の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１…投光部、２…発光素子、３…投光レンズ、４…受光
部、５…受光素子、６…受光レンズ、７…コントロー
ラ、１１…カセグレン焦点式反射鏡、１２…主鏡、１３
…副鏡、１４…後方保護ガラス、１５…前方保護ガラ
ス、１６…発光素子、１８…ハーフミラー、２０…受光
素子、２１…コントローラ、２５…副鏡、２５ａ…円
孔、３２…凸レンズ、３３…発光素子、３５…カセグレ
ン焦点式反射鏡部、３５ａ…主鏡、３５ｂ…副鏡、３６
…受光素子、３７…コントローラ、４０…投光及び副鏡
部、５１…ハーシェル焦点式反射鏡部、５１ａ…主鏡、
６１…光ファイバ、６４…前方保護ガラス、６６…後方
保護ガラス、７２…反射鏡、８１…平面鏡、８１ａ…回
転軸、８２…保護ガラス板、８５…吸収板、８６…監視
用受光素子、８７…光量算出部、９１…反射鏡、９１ａ
…円孔、９２…後方保護ガラス、９２ａ…面、９３…前
方保護ガラス

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
   光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体が反
   射した光を受光する受光光学系、 この受光光学系が受光した光を受光素子へ導く導光光学
   系、 前記発光素子が発光してから前記受光素子が光を検出す
   るまでの時間を計測し、前記被測距体までの距離を算出
   する距離算出部及び前記受光光学系及び前記導光光学系
   に設けられ前記投光光学系から投光された光を前記被測
   距体方向に通過させる通過孔を備えたことを特徴とする
   距離測定装置。
2. 【請求項２】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
   光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体が反
   射した光を受光し、凹面反射鏡である主鏡とこの主鏡に
   対向して配置された副鏡とを有する反射鏡式光学系、 この反射鏡式光学系が受光した光を検出する受光素子及
   び前記発光素子が発光してから前記受光素子が光を検出
   するまでの時間を計測し、前記被測距体までの距離を算
   出する距離算出部を備え、 前記投光光学系は前記副鏡と前記被測距体との間に配置
   されることを特徴とする距離測定装置。
3. 【請求項３】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
   光する投光光学系、 前記投光光学系の光軸と同一の光軸とこの光軸と異なる
   軸上にある焦点とを持つ凹面反射鏡を有し、前記被測距
   体が反射した光を受光する受光光学系、 この受光光学系により受光された光を検出する受光素子
   及び前記発光素子が前記光を発光して前記受光素子が前
   記光を検出するまでの時間を計測し、前記被測距体まで
   の距離を算出する距離算出部を備えたことを特徴とする
   距離測定装置。
4. 【請求項４】 副鏡と投光光学系とを一体にしたことを
   特徴とする請求項２記載の距離測定装置。
5. 【請求項５】 発光素子と投光光学系と、もしくは受光
   素子と受光光学系とを光ファイバで接続したことを特徴
   とする請求項１ないし請求項４記載の距離測定装置。
6. 【請求項６】 投光光学系の光軸上に回転軸を持つ反射
   鏡を投光光学系と被測距体との間に配置し、この反射鏡
   を回転させて測距方向を変化させることを特徴とする請
   求項１ないし請求項５記載の距離測定装置。
7. 【請求項７】 発光素子から発光された光を被測距体方
   向に投光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体によ
   り反射された光を受光する受光光学系、 この受光光学系により受光された光を検出する受光素
   子、 前記発光素子が前記光を発光して前記受光素子が前記光
   を検出するまでの時間を計測し、前記被測距体までの距
   離を算出する距離算出部及び前記投光光学系から投光さ
   れる光の光路上に設けられ、前記投光光学系から投光さ
   れる光に対する垂直な面に対して傾いている面を有する
   保護ガラスを備えたことを特徴とする距離測定装置。
8. 【請求項８】 保護ガラスは、外部側の面が鉛直面に対
   して下方向に傾けて配置されていることを特徴とする請
   求項７記載の距離測定装置。
9. 【請求項９】 投光光学系から投光され保護ガラスによ
   り反射された光を吸収する吸収部を設けたことを特徴と
   する請求項７または請求項８記載の距離測定装置。
10. 【請求項１０】 保護ガラスからの光を検出する監視用
    受光素子と、この監視用受光素子が検出する光の量によ
    り保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段とを設
    けたことを特徴とする請求項７ないし請求項９記載の距
    離測定装置。