JPH09105625A - 距離測定装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一つの装置で長距離と近距離の測定を可能とし
たものでありながら、補助用の別部品のコストを削減す
ることができるばかりでなく、装置本体の小型化や軽量
化を実現し得て、しかも、操作生を向上させることがで
きる距離測定装置を提供する。 【解決手段】投影系により測定光束が測定対象物１４に
向けて照射され、受光系により測定対象物１４で反射さ
れた反射光束が受光変換手段１６に結像され、測定位置
から測定対象物１４までの距離が受光変換手段１６に結
像された光束に基づいて測定されると共に、反射シート
や自然物等が測定対象物１７であった場合には、測定対
象物１７から受光変換手段１６に至る光路上の受光変換
手段１６に近接し且つ光軸Ｑ２から外れて設けられた偏
向手段１５により拡散反射光束の一部が受光変換手段１
６に向けて偏向される。
たものでありながら、補助用の別部品のコストを削減す
ることができるばかりでなく、装置本体の小型化や軽量
化を実現し得て、しかも、操作生を向上させることがで
きる距離測定装置を提供する。 【解決手段】投影系により測定光束が測定対象物１４に
向けて照射され、受光系により測定対象物１４で反射さ
れた反射光束が受光変換手段１６に結像され、測定位置
から測定対象物１４までの距離が受光変換手段１６に結
像された光束に基づいて測定されると共に、反射シート
や自然物等が測定対象物１７であった場合には、測定対
象物１７から受光変換手段１６に至る光路上の受光変換
手段１６に近接し且つ光軸Ｑ２から外れて設けられた偏
向手段１５により拡散反射光束の一部が受光変換手段１
６に向けて偏向される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、距離測定装置に関
し、特に、可視光又は不可視光を測定光束として測定対
象物に向けて照射し、測定対象物によって反射された反
射光束を受光変換手段で受光して測定位置から測定対象
物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
し、特に、可視光又は不可視光を測定光束として測定対
象物に向けて照射し、測定対象物によって反射された反
射光束を受光変換手段で受光して測定位置から測定対象
物までの距離を測定する距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、可視光又は不可視光、或は変
調光又はパルス光を測定光束として測定対象物に向けて
照射し、測定対象物で反射された反射光束を受光して測
定位置から測定対象物までの距離を測定する距離測定装
置が知られている。
調光又はパルス光を測定光束として測定対象物に向けて
照射し、測定対象物で反射された反射光束を受光して測
定位置から測定対象物までの距離を測定する距離測定装
置が知られている。
【０００３】一般に、このような距離測定装置を大別す
ると、測定光を照射・受光するための光学部分と、受光
した測定光を電気信号に変換して距離を演算する電気部
分とから構成されている。
ると、測定光を照射・受光するための光学部分と、受光
した測定光を電気信号に変換して距離を演算する電気部
分とから構成されている。
【０００４】測定光を照射・受光するための光学部分
は、光源から測定光を発光する発光部と、発光部からの
測定光を測定対象物に照射する照射光学系と、測定対象
物からの反射光を導く受光光学系と、受光部により導か
れた反射光を受光する受光部とから構成されている。
は、光源から測定光を発光する発光部と、発光部からの
測定光を測定対象物に照射する照射光学系と、測定対象
物からの反射光を導く受光光学系と、受光部により導か
れた反射光を受光する受光部とから構成されている。
【０００５】図６（Ａ）は、このような距離測定装置の
概略の光学配置図である。この図６（Ａ）において、光
源１を有する発光部からの測定光は、反射鏡２によって
反射されて照射光学系である対物レンズ３に向かう。対
物レンズ３によって略平行光束とされた測定光は測定対
象物４に照射され、この測定対象物４に反射された反射
光は再び対物レンズ３へと向かう。このとき、測定対象
物４は対物レンズ３の光軸方向に沿って設けられてい
る。
概略の光学配置図である。この図６（Ａ）において、光
源１を有する発光部からの測定光は、反射鏡２によって
反射されて照射光学系である対物レンズ３に向かう。対
物レンズ３によって略平行光束とされた測定光は測定対
象物４に照射され、この測定対象物４に反射された反射
光は再び対物レンズ３へと向かう。このとき、測定対象
物４は対物レンズ３の光軸方向に沿って設けられてい
る。
【０００６】測定対象物４は、図に示したように、測定
する対象物に設けられた再帰反射プリズムであるコーナ
キューブの他、同様に測定する対象物に設けられた反射
シートや測定の対象となる物自体等が有る。
する対象物に設けられた再帰反射プリズムであるコーナ
キューブの他、同様に測定する対象物に設けられた反射
シートや測定の対象となる物自体等が有る。
【０００７】対物レンズ３へと向かった反射光は、この
対物レンズ３によって合焦され、反射鏡２の反射を経て
受光部の受光手段５に結像される。
対物レンズ３によって合焦され、反射鏡２の反射を経て
受光部の受光手段５に結像される。
【０００８】一般的な測量器では、図６（Ａ）の光学配
置図で例示した照射光学系と受光光学系とで１つの対物
レンズ３を共用（１眼レンズタイプ）した場合には、対
物レンズは上下、左右、中心部と外周部で照射光学系と
受光光学系とを分けて配置している。また、照射光学系
と受光光学系とが独立した対物レンズを有する（２眼レ
ンズタイプ）ものも知られている。
置図で例示した照射光学系と受光光学系とで１つの対物
レンズ３を共用（１眼レンズタイプ）した場合には、対
物レンズは上下、左右、中心部と外周部で照射光学系と
受光光学系とを分けて配置している。また、照射光学系
と受光光学系とが独立した対物レンズを有する（２眼レ
ンズタイプ）ものも知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
構成された距離測定装置にあっては、測定対象物４をコ
ーナーキューブとした場合、図６（Ａ）に示すように、
照射平行光と反射平行光とにズレが生じるために光源１
を含む照射光学系と受光センサ５を含む受光光学系とが
同軸上に位置していなくともその距離に拘らず距離測定
が可能となっている。即ち、遠距離でも近距離でも測定
が可能である。
構成された距離測定装置にあっては、測定対象物４をコ
ーナーキューブとした場合、図６（Ａ）に示すように、
照射平行光と反射平行光とにズレが生じるために光源１
を含む照射光学系と受光センサ５を含む受光光学系とが
同軸上に位置していなくともその距離に拘らず距離測定
が可能となっている。即ち、遠距離でも近距離でも測定
が可能である。
【００１０】一方、図６（Ｂ）に示すように、反射シー
ト（表面に再帰反射の微小な球状のガラスや微小なプリ
ズムを形成したもの）や自然物（ある程度の反射特性を
有するもの）などを実質の測定対象物６とした場合、測
定対象物６に照射された測定光束は、その照射された位
置Ｊ１を中心として拡散された反射光となる。
ト（表面に再帰反射の微小な球状のガラスや微小なプリ
ズムを形成したもの）や自然物（ある程度の反射特性を
有するもの）などを実質の測定対象物６とした場合、測
定対象物６に照射された測定光束は、その照射された位
置Ｊ１を中心として拡散された反射光となる。
【００１１】距離測定装置と測定対象物との距離が遠い
場合、測定対象物に照射された測定光は拡散した反射光
となるが、対物レンズ３の光軸に対して平行に近い反射
光が受光光学系に入射する。そのため、照射光学系と受
光光学系とが分かれて配置されていても、受光部は距離
測定に必要な反射光を得ることができる。
場合、測定対象物に照射された測定光は拡散した反射光
となるが、対物レンズ３の光軸に対して平行に近い反射
光が受光光学系に入射する。そのため、照射光学系と受
光光学系とが分かれて配置されていても、受光部は距離
測定に必要な反射光を得ることができる。
【００１２】他方、距離測定装置と測定対象物との距離
が近い場合、受光光学系に入射する測定対象物からの拡
散された反射光は、対物レンズ３の光軸に対して傾きが
大きい。そのため、受光センサ５に結像し難い状態とな
ってしまう。
が近い場合、受光光学系に入射する測定対象物からの拡
散された反射光は、対物レンズ３の光軸に対して傾きが
大きい。そのため、受光センサ５に結像し難い状態とな
ってしまう。
【００１３】従って、このような測定対象物６に反射さ
れた反射光束は、その一部が斜めに対物レンズ３に入射
され、受光センサ５とは離れた位置に結像してしまい、
実際に受光センサ５上に受光される光量が非常に少なく
距離測定が困難となる。
れた反射光束は、その一部が斜めに対物レンズ３に入射
され、受光センサ５とは離れた位置に結像してしまい、
実際に受光センサ５上に受光される光量が非常に少なく
距離測定が困難となる。
【００１４】このような反射シートや自然物を測定対象
物６として用いる測定方法は、上述したようなレーザー
光を測定光束として用いた光波距離計において、測定対
象を選ばないという汎用性向上の観点から要望が高まっ
ている。
物６として用いる測定方法は、上述したようなレーザー
光を測定光束として用いた光波距離計において、測定対
象を選ばないという汎用性向上の観点から要望が高まっ
ている。
【００１５】そこで、図７（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、反射シートや自然物を測定対象物６として用いる近
距離測定を行う場合、対物レンズ３と測定対象物６側の
光路内に補正用のプリズム７（図７（Ａ））やレンズ８
（図７（Ｂ））を設け、これらにより測定対象物６で拡
散された反射光束の一部を受光素子５に結像させること
が考えられた。
に、反射シートや自然物を測定対象物６として用いる近
距離測定を行う場合、対物レンズ３と測定対象物６側の
光路内に補正用のプリズム７（図７（Ａ））やレンズ８
（図７（Ｂ））を設け、これらにより測定対象物６で拡
散された反射光束の一部を受光素子５に結像させること
が考えられた。
【００１６】しかしながら、プリズム７やレンズ８を用
いた場合、長距離測定時にはプリズム７やレンズ８を光
路から離脱させ、近距離測定時にはプリズム７やレンズ
８を光路内に挿入するため、補正用の別部品としてコス
トが大幅に高騰し、しかも、装置本体の大型化や重量化
を招くという新たな問題が生じていた。
いた場合、長距離測定時にはプリズム７やレンズ８を光
路から離脱させ、近距離測定時にはプリズム７やレンズ
８を光路内に挿入するため、補正用の別部品としてコス
トが大幅に高騰し、しかも、装置本体の大型化や重量化
を招くという新たな問題が生じていた。
【００１７】また、プリズム７やレンズ８の挿脱操作を
測定操作とは別に必要とするばかりでなく、例えば、測
定対象物としてコーナーキューブ４を使用しているにも
拘らずプリズム７やレンズ８を挿入した状態で測定を行
なったり、反射シートや自然物を測定対象物６としてい
るにも拘らずプリズム７やレンズ８を離脱した状態で測
定を行うという誤操作が発生するなど、操作が煩雑であ
るという問題も生じていた。
測定操作とは別に必要とするばかりでなく、例えば、測
定対象物としてコーナーキューブ４を使用しているにも
拘らずプリズム７やレンズ８を挿入した状態で測定を行
なったり、反射シートや自然物を測定対象物６としてい
るにも拘らずプリズム７やレンズ８を離脱した状態で測
定を行うという誤操作が発生するなど、操作が煩雑であ
るという問題も生じていた。
【００１８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あって、一つの装置で長距離と近距離の測定を可能とし
たものでありながら、補正用の別部品のコストを削減す
ることができるばかりでなく、装置本体の小型化や軽量
化を実現し得て、しかも、操作生を向上させることがで
きる距離測定装置を提供することを目的とする。
あって、一つの装置で長距離と近距離の測定を可能とし
たものでありながら、補正用の別部品のコストを削減す
ることができるばかりでなく、装置本体の小型化や軽量
化を実現し得て、しかも、操作生を向上させることがで
きる距離測定装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、測定光束を測定対象物に
向けて照射する投影系と、測定対象物によって反射され
た反射光束を受光変換手段に受光させる受光系とを備
え、前記受光変換手段に受光された反射光束に基づいて
測定位置から測定対象物までの距離を測定する距離測定
装置において、測定対象物から前記受光変換手段に至る
光路上に近接する位置に反射光束の少なくとも一部を偏
向する偏向手段を設けたことを要旨とする。
め、請求項１に記載の発明は、測定光束を測定対象物に
向けて照射する投影系と、測定対象物によって反射され
た反射光束を受光変換手段に受光させる受光系とを備
え、前記受光変換手段に受光された反射光束に基づいて
測定位置から測定対象物までの距離を測定する距離測定
装置において、測定対象物から前記受光変換手段に至る
光路上に近接する位置に反射光束の少なくとも一部を偏
向する偏向手段を設けたことを要旨とする。
【００２０】また、請求項２に記載の発明は、測定光束
を測定対象物に向けて照射する投影系と、測定対象物に
よって反射された反射光束を受光変換手段に結像させる
受光系とを備え、前記受光変換手段に結像された反射光
束に基づいて測定位置から測定対象物までの距離を測定
する距離測定装置において、測定対象物から前記受光変
換手段に至る光路上に近接する位置に前記受光変換手段
に至る光路から外れる反射光束の少なくとも一部を前記
受光変換手段に向けて偏向する偏向手段を設けたことを
要旨とする。
を測定対象物に向けて照射する投影系と、測定対象物に
よって反射された反射光束を受光変換手段に結像させる
受光系とを備え、前記受光変換手段に結像された反射光
束に基づいて測定位置から測定対象物までの距離を測定
する距離測定装置において、測定対象物から前記受光変
換手段に至る光路上に近接する位置に前記受光変換手段
に至る光路から外れる反射光束の少なくとも一部を前記
受光変換手段に向けて偏向する偏向手段を設けたことを
要旨とする。
【００２１】請求項３に記載の発明は、偏向手段は、拡
散素材より構成されていることを要旨とする。
散素材より構成されていることを要旨とする。
【００２２】請求項４に記載の発明は、偏向手段は、反
射素材より構成されていることを要旨とする。
射素材より構成されていることを要旨とする。
【００２３】請求項５に記載の発明は、偏向手段は、屈
折素材より構成されていることを要旨とする。
折素材より構成されていることを要旨とする。
【００２４】請求項６に記載の発明は、偏向手段は、回
析素材より構成されていることを要旨とする。
析素材より構成されていることを要旨とする。
【００２５】
（実施の形態１）次に、本発明の距離測定装置の実施の
形態１を、光波測距儀に適用し、図面に基づいて説明す
る。
形態１を、光波測距儀に適用し、図面に基づいて説明す
る。
【００２６】図１（Ａ）はコーナーキューブを用いた通
常測定時の光学説明図、図１（Ｂ）は反射シート等を用
いた近距離測定時の光学説明図である。
常測定時の光学説明図、図１（Ｂ）は反射シート等を用
いた近距離測定時の光学説明図である。
【００２７】図１（Ａ）において、距離測定装置１０
は、光源１１、光源１１から出射された測定光束を反射
する反射鏡１２、反射鏡１２に反射された測定光束を平
行光束とする対物レンズ１３、図示しない測定対象物に
設置されて実質的な測定対象物となるコーナーキューブ
１４、擦りガラス等の拡散素材よりなる偏向手段１５、
受光変換手段１６を備えている。
は、光源１１、光源１１から出射された測定光束を反射
する反射鏡１２、反射鏡１２に反射された測定光束を平
行光束とする対物レンズ１３、図示しない測定対象物に
設置されて実質的な測定対象物となるコーナーキューブ
１４、擦りガラス等の拡散素材よりなる偏向手段１５、
受光変換手段１６を備えている。
【００２８】尚、光源１１と受光変換手段１６とは対物
レンズ１３の焦点位置に配置されている。図１（Ａ）に
おいて、符号Ｑ１は光源１１からコーナーキューブ１４
に至る発光系及びコーナーキューブ１４から受光変換手
段１６に至る受光系の中心光路、Ｑ２は光学系の光軸で
ある。また、反射鏡１２は、光軸Ｑ２に沿う方向に測定
光束を反射し、光軸Ｑ２と直交する方向に反射光束を反
射する。
レンズ１３の焦点位置に配置されている。図１（Ａ）に
おいて、符号Ｑ１は光源１１からコーナーキューブ１４
に至る発光系及びコーナーキューブ１４から受光変換手
段１６に至る受光系の中心光路、Ｑ２は光学系の光軸で
ある。また、反射鏡１２は、光軸Ｑ２に沿う方向に測定
光束を反射し、光軸Ｑ２と直交する方向に反射光束を反
射する。
【００２９】光源１１は、可視光又は不可視光、或は、
変調光又はパルス光を測定光束として出射する。また、
光源１１の発光タイミング等は図示しない制御部により
制御される。
変調光又はパルス光を測定光束として出射する。また、
光源１１の発光タイミング等は図示しない制御部により
制御される。
【００３０】偏向手段１５は、対物レンズ１３と受光変
換手段１６との間の受光路上の受光変換手段１６に接近
した位置に設けられている。しかも、偏向手段１５は、
受光変換手段１６に結像するように入射した反射光束が
対物レンズ１３により集束される際に、その光束に跨ら
ないように光路から外れる位置に設けられている。
換手段１６との間の受光路上の受光変換手段１６に接近
した位置に設けられている。しかも、偏向手段１５は、
受光変換手段１６に結像するように入射した反射光束が
対物レンズ１３により集束される際に、その光束に跨ら
ないように光路から外れる位置に設けられている。
【００３１】尚、偏向手段１５には、擦りガラスの他、
拡散方向や角度を自由に設定できるタイプの偏向手段を
用いることもでき、この偏向手段を用いた場合にはより
効率良く拡散反射光束を受光変換手段１６に受光させる
ことができる。
拡散方向や角度を自由に設定できるタイプの偏向手段を
用いることもでき、この偏向手段を用いた場合にはより
効率良く拡散反射光束を受光変換手段１６に受光させる
ことができる。
【００３２】測定対象物までの距離を測定する場合に
は、予めコーナーキューブ１４を測定対象物に設置して
このコーナーキューブ１４を実質的な測定対象物とす
る。そして、光源１１から測定光束をコーナーキューブ
１４に向けて照射すると、この測定光束は、反射鏡１
２、対物レンズ１３の照射側を経て平行光束とされ、コ
ーナーキューブ１４で折り返されるように反射される。
は、予めコーナーキューブ１４を測定対象物に設置して
このコーナーキューブ１４を実質的な測定対象物とす
る。そして、光源１１から測定光束をコーナーキューブ
１４に向けて照射すると、この測定光束は、反射鏡１
２、対物レンズ１３の照射側を経て平行光束とされ、コ
ーナーキューブ１４で折り返されるように反射される。
【００３３】コーナーキューブ１４で反射された平行反
射光束は、対物レンズ１３の受光側によって集束されつ
つ反射鏡１２に反射され、受光変換手段１６に結像され
て電気信号として取り出され、図示しない測定部並びに
演算部により測定対象物までの距離を測定する。
射光束は、対物レンズ１３の受光側によって集束されつ
つ反射鏡１２に反射され、受光変換手段１６に結像され
て電気信号として取り出され、図示しない測定部並びに
演算部により測定対象物までの距離を測定する。
【００３４】一方、図１（Ｂ）に示すように、近距離測
定において、その測定対象物１７を反射シートや自然物
とした場合、光源１１から出射されて対物レンズ１３に
より平行光束とされた測定光束は、矢印で示すように測
定対象物１７の照射された位置で拡散された反射光束と
なる。そのため、受光系に入射する反射光は光軸Ｑ２に
対して傾きが大きい。
定において、その測定対象物１７を反射シートや自然物
とした場合、光源１１から出射されて対物レンズ１３に
より平行光束とされた測定光束は、矢印で示すように測
定対象物１７の照射された位置で拡散された反射光束と
なる。そのため、受光系に入射する反射光は光軸Ｑ２に
対して傾きが大きい。
【００３５】この拡散された反射光束の一部は対物レン
ズ１３の受光側に斜めに入射し、そのまま反射鏡１２に
反射される。
ズ１３の受光側に斜めに入射し、そのまま反射鏡１２に
反射される。
【００３６】この際、対物レンズ１３に集束される反射
光束は、対物レンズ１３に斜めから入射されたことに伴
い、結像位置にズレが生じて反射鏡１２から直接受光変
換手段１６には入射されない位置に結像する。この受光
変換手段１６の直前の光軸外には本発明の光束を拡散透
過する偏向手段１５が配置されているため、偏向手段１
５によって偏向された光束が受光変換手段１６に入射さ
れ、この入射された光束に基づいて距離測定を行うこと
ができる。
光束は、対物レンズ１３に斜めから入射されたことに伴
い、結像位置にズレが生じて反射鏡１２から直接受光変
換手段１６には入射されない位置に結像する。この受光
変換手段１６の直前の光軸外には本発明の光束を拡散透
過する偏向手段１５が配置されているため、偏向手段１
５によって偏向された光束が受光変換手段１６に入射さ
れ、この入射された光束に基づいて距離測定を行うこと
ができる。
【００３７】尚、受光変換手段１６に入射される光束
は、測定対象物１７によって拡散反射された反射光束の
一部がさらに偏向手段１５によって偏向されたものであ
るが、測定対象物１７が近距離にあるため、光量不足に
よる測定不可とはならない。
は、測定対象物１７によって拡散反射された反射光束の
一部がさらに偏向手段１５によって偏向されたものであ
るが、測定対象物１７が近距離にあるため、光量不足に
よる測定不可とはならない。
【００３８】このように、本発明の距離測定装置１０に
あっては、遠距離測定の場合には測定対象物としてのコ
ーナーキューブ１４に反射された平行反射光束に基づい
て距離測定を行い、近距離測定の場合にはコーナーキュ
ーブ１４の他、反射シートや自然物など平行測定光束を
拡散反射する特性を有するものが測定対象物１７であっ
ても受光側の光学系に特別な駆動手段等を用いることな
く常時固定された偏向手段１５により距離測定が可能と
なる。
あっては、遠距離測定の場合には測定対象物としてのコ
ーナーキューブ１４に反射された平行反射光束に基づい
て距離測定を行い、近距離測定の場合にはコーナーキュ
ーブ１４の他、反射シートや自然物など平行測定光束を
拡散反射する特性を有するものが測定対象物１７であっ
ても受光側の光学系に特別な駆動手段等を用いることな
く常時固定された偏向手段１５により距離測定が可能と
なる。
【００３９】従って、一つの装置で遠距離測定と近距離
測定とが可能であり、近距離測定の場合には測定光束を
拡散させ反射する測定対象物であっても距離測定が可能
であるにも拘らず、拡散反射光束を受光変換手段１６に
導く近距離測定用の光学部材（偏向手段１５）を駆動さ
せる装置等が不要となり、コストを削減することができ
る。また、駆動装置を不要としたことにより装置本体の
小型化や軽量化を実現することができる。さらに、近距
離測定用の光学部材を固定したことにより、その距離や
測定対象物の光学反射特性に関係なく従来のプリズム７
やレンズ８を受光路に挿脱させる前操作を不要とした同
一の操作のみで距離測定が可能となり、操作生を向上さ
せることができる。
測定とが可能であり、近距離測定の場合には測定光束を
拡散させ反射する測定対象物であっても距離測定が可能
であるにも拘らず、拡散反射光束を受光変換手段１６に
導く近距離測定用の光学部材（偏向手段１５）を駆動さ
せる装置等が不要となり、コストを削減することができ
る。また、駆動装置を不要としたことにより装置本体の
小型化や軽量化を実現することができる。さらに、近距
離測定用の光学部材を固定したことにより、その距離や
測定対象物の光学反射特性に関係なく従来のプリズム７
やレンズ８を受光路に挿脱させる前操作を不要とした同
一の操作のみで距離測定が可能となり、操作生を向上さ
せることができる。
【００４０】（実施の形態２）図２は本発明の距離測定
装置の実施の形態２を示し、上記実施の形態１よりも実
用に近い具体的な実施例である。尚、この実施の形態２
の距離測定装置２０においては近距離測定状態のみを図
示する。また、光学的には上記実施の形態１と同様であ
るため実施の形態１と同一の構成には同一符号を付して
その説明を省略する（以下、各実施の形態において同
じ）。
装置の実施の形態２を示し、上記実施の形態１よりも実
用に近い具体的な実施例である。尚、この実施の形態２
の距離測定装置２０においては近距離測定状態のみを図
示する。また、光学的には上記実施の形態１と同様であ
るため実施の形態１と同一の構成には同一符号を付して
その説明を省略する（以下、各実施の形態において同
じ）。
【００４１】距離測定装置２０は、光源１１、発光光フ
ァイバ２１、分割プリズム２２、反射鏡１２、対物レン
ズ１３、測定対象物１７、シャッター２３、ＮＤフィル
ター２４、偏向手段１５、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ
ー）２５、プリズム２６、受光光ファイバ２７、受光変
換手段１６、レンズ２８，２９を有する。
ァイバ２１、分割プリズム２２、反射鏡１２、対物レン
ズ１３、測定対象物１７、シャッター２３、ＮＤフィル
ター２４、偏向手段１５、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ
ー）２５、プリズム２６、受光光ファイバ２７、受光変
換手段１６、レンズ２８，２９を有する。
【００４２】光源１１から出射された照明光束は、発光
光ファイバ２１を通過して分割プリズム２２で測定光と
基準光とに分割される。分割されたうちの測定光は、反
射鏡１２に反射され、対物レンズ１３を経て平行光束と
されて測定対象物１７に拡散され反射される。
光ファイバ２１を通過して分割プリズム２２で測定光と
基準光とに分割される。分割されたうちの測定光は、反
射鏡１２に反射され、対物レンズ１３を経て平行光束と
されて測定対象物１７に拡散され反射される。
【００４３】測定対象物１７で拡散反射された反射光束
の一部が対物レンズ１３の受光側によって集束されつつ
反射鏡１２に反射され、測定光と基準光との通過切り換
えを行うシャッター２３を通過し、ＮＤフィルター２４
によって一定光量に調整された後、偏向手段１５によっ
て受光光ファイバ２７へ偏向される。
の一部が対物レンズ１３の受光側によって集束されつつ
反射鏡１２に反射され、測定光と基準光との通過切り換
えを行うシャッター２３を通過し、ＮＤフィルター２４
によって一定光量に調整された後、偏向手段１５によっ
て受光光ファイバ２７へ偏向される。
【００４４】偏向手段１５に偏向された反射光束は、光
源１１から出射される光束に対応した波長の光束のみが
ＢＰＦ２５を通過し、測定光と基準光とを結合するプリ
ズム２６を透過して受光光ファイバ２７の端面に受光さ
れた後、この受光光ファイバ２７を透過して受光変換手
段１６に受光されて電気信号として取り出され、図示し
ない測定部並びに演算部により測定対象物までの距離を
測定する。
源１１から出射される光束に対応した波長の光束のみが
ＢＰＦ２５を通過し、測定光と基準光とを結合するプリ
ズム２６を透過して受光光ファイバ２７の端面に受光さ
れた後、この受光光ファイバ２７を透過して受光変換手
段１６に受光されて電気信号として取り出され、図示し
ない測定部並びに演算部により測定対象物までの距離を
測定する。
【００４５】一方、分割プリズム２２に分割されたうち
の基準光は、分割プリズム２２に反射されてリレーレン
ズ２８を透過し、シャッター２１の通過切り換えによっ
てこのシャッター２１を通過してリレーレンズ２９を経
てプリズム２６に反射案内されて受光光ファイバ２７に
結像され、受光変換手段１６に受光されて光源１１から
出射された光束の基準光が認識される。
の基準光は、分割プリズム２２に反射されてリレーレン
ズ２８を透過し、シャッター２１の通過切り換えによっ
てこのシャッター２１を通過してリレーレンズ２９を経
てプリズム２６に反射案内されて受光光ファイバ２７に
結像され、受光変換手段１６に受光されて光源１１から
出射された光束の基準光が認識される。
【００４６】尚、測定対象物がほぼ無限遠に位置するも
のとみなせる場合には、対物レンズ１３の受光側によっ
て集束されつつ反射鏡１２に反射され、シャッター２
３、ＮＤフィルター２４、ＢＰＦ２５、プリズム２６を
経て受光光ファイバ２７に結像され、この受光光ファイ
バ２７を通過して受光変換手段１６に受光される。
のとみなせる場合には、対物レンズ１３の受光側によっ
て集束されつつ反射鏡１２に反射され、シャッター２
３、ＮＤフィルター２４、ＢＰＦ２５、プリズム２６を
経て受光光ファイバ２７に結像され、この受光光ファイ
バ２７を通過して受光変換手段１６に受光される。
【００４７】（実施の形態３）図３は本発明の距離測定
装置の実施の形態３を示し、上記実施の形態１が１つの
対物レンズ１３を左右に分割して発光側と受光側とした
ものであるのに対し、図３に示した距離測定装置３０
は、発光側の対物レンズ１３ａと受光側の対物レンズ１
３ｂとに分離した２眼レンズとしたものである。
装置の実施の形態３を示し、上記実施の形態１が１つの
対物レンズ１３を左右に分割して発光側と受光側とした
ものであるのに対し、図３に示した距離測定装置３０
は、発光側の対物レンズ１３ａと受光側の対物レンズ１
３ｂとに分離した２眼レンズとしたものである。
【００４８】（実施の形態４）図４は、本発明の距離測
定装置の実施の形態４を示し、対物レンズ１３の光軸上
に斜設ミラー３０を設け、光源１１から出射された測定
光束をこの斜設ミラー３０で反射させて対物レンズ１３
の光軸と同軸な平行光束とすると共に、受光変換手段１
６を対物レンズ１３の光軸と同軸上に設けたもので、光
源１１から出射された測定光束は対物レンズ１３の中央
を通過して測定対象物を照射し、測定対象物からの反射
光束は対物レンズ１３の周囲を透過するものである。
定装置の実施の形態４を示し、対物レンズ１３の光軸上
に斜設ミラー３０を設け、光源１１から出射された測定
光束をこの斜設ミラー３０で反射させて対物レンズ１３
の光軸と同軸な平行光束とすると共に、受光変換手段１
６を対物レンズ１３の光軸と同軸上に設けたもので、光
源１１から出射された測定光束は対物レンズ１３の中央
を通過して測定対象物を照射し、測定対象物からの反射
光束は対物レンズ１３の周囲を透過するものである。
【００４９】一方、受光変換手段１６の近傍に設けられ
た拡散特性を有する偏向手段１５’は、光路を除くよう
に中央に開口するリング状とされ、測定対象物が測定に
十分な距離にある場合には、対物レンズ１３に集束され
つつ偏向手段１５’の中央の開口を通過して受光変換手
段１６に結像され、反射シートや自然物のような測定対
象物１７の場合には偏向手段１５’によって拡散された
光束の一部が受光変換手段１６に受光される。
た拡散特性を有する偏向手段１５’は、光路を除くよう
に中央に開口するリング状とされ、測定対象物が測定に
十分な距離にある場合には、対物レンズ１３に集束され
つつ偏向手段１５’の中央の開口を通過して受光変換手
段１６に結像され、反射シートや自然物のような測定対
象物１７の場合には偏向手段１５’によって拡散された
光束の一部が受光変換手段１６に受光される。
【００５０】（実施の形態５）図５は本発明の距離測定
装置の実施の形態５を示し、実施の形態３で示した２眼
の対物レンズ１３ａ，１３ｂを有するタイプの距離測定
装置５０において、実施の形態３で示した拡散特性を有
する偏向手段１５の代わりに反射特性を有する偏向手段
３１としたものである。尚、この偏向手段３１は１眼の
対物レンズを有する距離測定装置にも適用可能である。
装置の実施の形態５を示し、実施の形態３で示した２眼
の対物レンズ１３ａ，１３ｂを有するタイプの距離測定
装置５０において、実施の形態３で示した拡散特性を有
する偏向手段１５の代わりに反射特性を有する偏向手段
３１としたものである。尚、この偏向手段３１は１眼の
対物レンズを有する距離測定装置にも適用可能である。
【００５１】この際、偏向手段３１は、受光変換手段３
１に向けて反射光束を導くように傾斜（対物レンズ１３
による集束方向に沿う、若しくは略沿う）設定されてい
る。また、光軸Ｑ２を中心として図示上方に拡開する漏
斗状としてもよい。
１に向けて反射光束を導くように傾斜（対物レンズ１３
による集束方向に沿う、若しくは略沿う）設定されてい
る。また、光軸Ｑ２を中心として図示上方に拡開する漏
斗状としてもよい。
【００５２】ところで、上記各実施の形態では偏向手段
として偏向特性を有するものと反射特性を有するものと
を開示したが、これらの他、例えば、拡散シートによる
拡散光、プリズムや凹レンズによる発散光、或は比較的
焦点距離の短い凸レンズによって一旦結像させた後の発
散光を利用する屈折素材でもよい。
として偏向特性を有するものと反射特性を有するものと
を開示したが、これらの他、例えば、拡散シートによる
拡散光、プリズムや凹レンズによる発散光、或は比較的
焦点距離の短い凸レンズによって一旦結像させた後の発
散光を利用する屈折素材でもよい。
【００５３】尚、屈折素材としては、上述したレンズを
極小化して屈折方向を異ならせて平面上に並べたレンズ
アレイやフレネルレンズでもよい。さらに、上述したレ
ンズの屈折方向を１方向に限定した円柱レンズを使用す
ればより効率的に受光変換手段１６へと拡散反射光束を
導くことができる。
極小化して屈折方向を異ならせて平面上に並べたレンズ
アレイやフレネルレンズでもよい。さらに、上述したレ
ンズの屈折方向を１方向に限定した円柱レンズを使用す
ればより効率的に受光変換手段１６へと拡散反射光束を
導くことができる。
【００５４】また、このような屈折素材の他、回析格子
による回析光を利用した回析素材を用いてもよい。この
場合には、拡散反射光束が入射する位置により格子幅を
変化させることで、より効率的に受光変換手段１６へと
拡散反射光束を導くことができる。さらに、上述した偏
向手段としての各素材を複数種類組み合わせることも可
能である。
による回析光を利用した回析素材を用いてもよい。この
場合には、拡散反射光束が入射する位置により格子幅を
変化させることで、より効率的に受光変換手段１６へと
拡散反射光束を導くことができる。さらに、上述した偏
向手段としての各素材を複数種類組み合わせることも可
能である。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の距離測定
装置にあっては、測定対象物から受光変換手段に至る光
路上の受光変換手段に近接する位置に反射光束の少なく
とも一部を偏向する偏向手段を設けたことにより、一つ
の装置で長距離と近距離の測定を可能としたものであり
ながら、補正用の別部品のコストを削減することができ
るばかりでなく、装置本体の小型化や軽量化を実現し得
て、しかも、操作生を向上させることができる。
装置にあっては、測定対象物から受光変換手段に至る光
路上の受光変換手段に近接する位置に反射光束の少なく
とも一部を偏向する偏向手段を設けたことにより、一つ
の装置で長距離と近距離の測定を可能としたものであり
ながら、補正用の別部品のコストを削減することができ
るばかりでなく、装置本体の小型化や軽量化を実現し得
て、しかも、操作生を向上させることができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係わる距離測定装置を
示し、（Ａ）は長距離測定時の光学説明図、（Ｂ）は近
距離測定時の光学説明図である。
示し、（Ａ）は長距離測定時の光学説明図、（Ｂ）は近
距離測定時の光学説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係わる距離測定装置を
示し、近距離測定時の光学説明図である。
示し、近距離測定時の光学説明図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係わる距離測定装置を
示し、近距離測定時の光学説明図である。
示し、近距離測定時の光学説明図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係わる距離測定装置を
示し、近距離測定時の光学説明図である。
示し、近距離測定時の光学説明図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係わる距離測定装置を
示し、近距離測定時の光学説明図である。
示し、近距離測定時の光学説明図である。
【図６】従来の距離測定装置を示し、（Ａ）は長距離測
定時の光学説明図、（Ｂ）は近距離測定時の光学説明図
である。
定時の光学説明図、（Ｂ）は近距離測定時の光学説明図
である。
【図７】従来の近距離測定を可能とした距離測定装置を
示し、（Ａ）はプリズムを用いた場合の近距離測定時の
光学説明図、（Ｂ）はレンズを用いた場合の近距離測定
時の光学説明図である。
示し、（Ａ）はプリズムを用いた場合の近距離測定時の
光学説明図、（Ｂ）はレンズを用いた場合の近距離測定
時の光学説明図である。
１０…距離測定装置 １４…コーナーキューブ（測定対象物） １５…偏向手段 １６…受光変換手段 １７…測定対象物 Ｑ２…光軸（受光軸）
Claims (6)
- 【請求項１】測定光束を測定対象物に向けて照射する投
影系と、測定対象物によって反射された反射光束を受光
変換手段に受光させる受光系とを備え、前記受光変換手
段に受光された反射光束に基づいて測定位置から測定対
象物までの距離を測定する距離測定装置において、 測定対象物から前記受光変換手段に至る光路上に近接す
る位置に反射光束の少なくとも一部を偏向する偏向手段
を設けたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項２】測定光束を測定対象物に向けて照射する投
影系と、測定対象物によって反射された反射光束を受光
変換手段に結像させる受光系とを備え、前記受光変換手
段に結像された反射光束に基づいて測定位置から測定対
象物までの距離を測定する距離測定装置において、 測定対象物から前記受光変換手段に至る光路上に近接す
る位置に前記受光変換手段に至る光路から外れる反射光
束の少なくとも一部を前記受光変換手段に向けて偏向す
る偏向手段を設けたことを特徴とする距離測定装置。 - 【請求項３】前記偏向手段は、拡散素材より構成されて
いることを特徴とする請求項１，２に記載の距離測定装
置。 - 【請求項４】前記偏向手段は、反射素材より構成されて
いることを特徴とする請求項１，２に記載の距離測定装
置。 - 【請求項５】前記偏向手段は、屈折素材より構成されて
いることを特徴とする請求項１，２に記載の距離測定装
置。 - 【請求項６】前記偏向手段は、回析素材より構成されて
いることを特徴とする請求項１，２に記載の距離測定装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265222A JPH09105625A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 距離測定装置 |
| CN96112744.9A CN1071890C (zh) | 1995-10-13 | 1996-10-10 | 距离测定装置 |
| US08/730,291 US5760905A (en) | 1995-10-13 | 1996-10-11 | Distance measuring apparatus |
| DE69608066T DE69608066T3 (de) | 1995-10-13 | 1996-10-14 | Optisches Gerät zum Abstandsmessen |
| EP96250228A EP0768542B2 (en) | 1995-10-13 | 1996-10-14 | Optical distance measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265222A JPH09105625A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105625A true JPH09105625A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17414226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7265222A Pending JPH09105625A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 距離測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5760905A (ja) |
| EP (1) | EP0768542B2 (ja) |
| JP (1) | JPH09105625A (ja) |
| CN (1) | CN1071890C (ja) |
| DE (1) | DE69608066T3 (ja) |
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| JP2008275386A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 光波距離計 |
| JP2011511280A (ja) * | 2008-02-01 | 2011-04-07 | ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド | 対物距離計測装置 |
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| JP4328918B2 (ja) * | 1999-05-21 | 2009-09-09 | 株式会社トプコン | 距離測定装置 |
| JP3723721B2 (ja) | 2000-05-09 | 2005-12-07 | ペンタックス株式会社 | 光波測距儀及びａｆ機能を有する光波測距儀 |
| JP3634719B2 (ja) | 2000-05-25 | 2005-03-30 | ペンタックス株式会社 | Ａｆ機能を有する光波測距儀 |
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| US6412683B1 (en) * | 2001-07-24 | 2002-07-02 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Cornercube offset tool |
| US6729530B2 (en) * | 2001-07-24 | 2004-05-04 | Kulicke & Soffa Investments, Inc. | Fiber alignment apparatus and process using cornercube offset tool |
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| CN2779424Y (zh) * | 2005-03-24 | 2006-05-10 | 南京德朔实业有限公司 | 测距装置 |
| CN2811945Y (zh) * | 2005-08-08 | 2006-08-30 | 南京德朔实业有限公司 | 光学测距装置 |
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