JPS60138484A - Distance measuring device - Google Patents
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- JPS60138484A JPS60138484A JP58251395A JP25139583A JPS60138484A JP S60138484 A JPS60138484 A JP S60138484A JP 58251395 A JP58251395 A JP 58251395A JP 25139583 A JP25139583 A JP 25139583A JP S60138484 A JPS60138484 A JP S60138484A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、反射体としての被測定物の離間距離を測定す
る元ファイバーによる距離測定装置に係り、特に、この
距離測定装置における温度補正装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a distance measuring device using an original fiber for measuring the separation distance of objects to be measured as a reflector, and particularly relates to a temperature correction device in this distance measuring device. .
既に提案されているこの種の元ファイバーによる距離測
定装置は、例えは、ダムの水位や石油貯蔵タンクの液位
等の測定に使用されている。This type of fiber-based distance measuring device that has already been proposed is used, for example, to measure the water level in a dam or the liquid level in an oil storage tank.
即ち、この種の光ファイバ々−による距離飼定装置は、
第１図に示されるように、例えは、キャビネットエ内に
収納されたレーザー光による光源／の光を／ｅルス発振
器λで適宜な周波数のパルス信号に変調し、このパルス
発振器λからのパルス信号をハーフミラ−３ａによる光
分岐装置３を介して二方向に分光し、この光分岐装置３
のハーフミラ−３ａで反射した反射光を第１受光器ｔへ
送信し、この第１受光器ケで受光した変調波によるパル
ス信号全電気信号に変換して位相比較器ｊに送信し、他
方、上記光分岐装置３の上記ハーフミラ−Ｊａを透過し
た。ｅルス信号による光束を、送り元ファイバー６を通
して検出部７０対物レンズ７ａに伝送し、この対物レン
ズ７ａによる平行光をコーナーミラーによる被測定物（
被写体）ざに入射し、この被測定物ｇからの反射光を、
再び、上記対物レンズ７ａｆｔｉして他の戻り光ファイ
バータヘ伝送し、この戻り元ファイバータ内を伝送され
るパルス信号を第２受光器１０で受光し、この第２受光
器ＩＯの・々ルス信号會電気信号に変換して上目に位相
比較器！へ送信し、この位相比較器！によって上記ハー
フミラ−３ａからのパルス信号と上記被測定体ｌからの
パルス信号とを比較測定することにより、上記対物レン
ズ７ａから被測定物ｒまでの長さく光路長）を測定する
ようになっている。In other words, this type of distance tracking device using optical fibers is
As shown in Fig. 1, for example, the light from the light source / by a laser beam housed in a cabinet is modulated into a pulse signal of an appropriate frequency by a /e pulse oscillator λ, and the pulse from this pulse oscillator λ is The signal is split into two directions via an optical branching device 3 using a half mirror 3a, and this optical branching device 3
The reflected light reflected by the half mirror 3a is transmitted to the first light receiver t, which converts the modulated wave received by the first light receiver into a pulse signal and an all-electric signal, and transmits it to the phase comparator j. The light was transmitted through the half mirror Ja of the light branching device 3. The light flux from the e-Russ signal is transmitted to the detection unit 70 objective lens 7a through the source fiber 6, and the parallel light from the objective lens 7a is transmitted to the object to be measured (by the corner mirror).
The reflected light from this measured object g is
Again, the objective lens 7afti is used to transmit the pulse signal to another return optical fiber, and the second optical receiver 10 receives the pulse signal transmitted through the return optical fiber. Convert it into an electrical signal and use it as a phase comparator! Send to this phase comparator! By comparing and measuring the pulse signal from the half mirror 3a and the pulse signal from the object to be measured l, the optical path length from the objective lens 7a to the object to be measured r can be measured. There is.
特に、上述した元ファイバーによる距離測定装置は、可
撓性の光ファイバーを使用している関係上、上記対物レ
ンズ７ａの位Ｍを自由に移動して被測定物Ｉｒまでの距
離を測定するようになっている。In particular, since the above-mentioned fiber-based distance measuring device uses a flexible optical fiber, the distance to the object to be measured Ir is measured by freely moving the position M of the objective lens 7a. It has become.
しかしながら、上述した光ファイバーによる距離測定装
置は、対物レンズ７ａを自由に移動して配筒できるけれ
ども、上記光分岐装置３と対物レンズ７との間に配線さ
れる送シフアイバー６と戻ｐ元ファイバータとの長さが
同じでない関係上、上記両党ファイバー６とりとの長さ
を、予め、上記位相比較器ｊに記憶し７ておき、上記両
光ファイバー６とりとによる遅延を補正して、実測距離
を算出しなければならず、しかも、予め、正ｅ′に上Ｕ
ビ両光ファイバーＪ、Ｇｌりの長さを実測しておかなけ
ればならない。又一方、空気の光学的屈折率は、上記検
出部７附近の温度上昇上昇と共に変化するため、測定し
た値に温度補正を加えることを余儀なくされる等の離点
がわる。However, although the above-mentioned optical fiber distance measuring device can freely move and arrange the objective lens 7a, Since the lengths of both optical fibers 6 and 6 are not the same, the lengths of both optical fibers 6 are stored in advance in the phase comparator j, and the delay due to both optical fibers 6 is corrected and the actual measurement is performed. The distance must be calculated, and in advance, the upper U
The length of both optical fibers J and Gl must be measured in advance. On the other hand, since the optical refractive index of air changes as the temperature near the detection section 7 rises, the distance from the measured value changes, such as making it necessary to add temperature correction to the measured value.
本発明は、上述した難点全解消するために、対物レンズ
に近接して光分岐装置を配設し、この光分岐装置から第
１受光器に接続される分岐元ファイバーと上記光分岐装
置から第２受光器に接続される基準光ファイバーとの長
爆を同じにすると共に、上記光分岐装置に基準遅延用光
ファイバーを付設し、上記対物レンズから被測定物棟で
の離間距離を正確に比較測定し、さらに、検出部の周囲
温度を光学的に測定して、この測定値に温度補償を行う
ようにしたことを目的とする距離測定装置を提供するも
のである。In order to solve all of the above-mentioned difficulties, the present invention provides an optical branching device that is disposed close to the objective lens, and a branching source fiber that is connected from the optical branching device to a first optical receiver, and a branching source fiber that is connected from the optical branching device to a first optical receiver. In addition to making the long burst the same as that of the reference optical fiber connected to the two light receivers, a reference delay optical fiber is attached to the optical branching device, and the separation distance from the objective lens to the object to be measured is accurately compared and measured. Furthermore, the present invention provides a distance measuring device that optically measures the ambient temperature of the detection section and performs temperature compensation on the measured value.
本発明は、光源からの５／ｆＳをパルス信号に変調する
パルス発振器の党略に主光ファイバーを配設し、この主
光ファイバーの一端部に三分岐する光分岐装置を設け、
この光分岐装置で分岐さ７′したうちの分岐元ファイバ
ーの中程に光カゾラーを設け、この光カブ７−に一対の
収光ノアでパーを分岐して付設し、この一方の枝元ファ
イノＳ−を第１受光器に接続し、この第１受光器を演舞
回路ケ価えた第１位相比較器に連結し、上記他方の枝先
ファイバーを第３受光器に接続し、この第３受光器を温
度計測回路を備えた第２位相比較器に連結し、他方、上
記光分岐装置に対物レンズを相段し、この対物レンズに
被測定体からの反射光を伝送し、しかも、上記分岐光フ
ァイノ々−と同じ長さの基準光ファイ／Ｗ−を第２受光
器に接続し、この第２受光器全上記第１位相比較器に連
結し、さらに、上記光分岐装置にループを形底した基準
遅延光ファイバーを付設し、この基準遅延光ファイ、Ｓ
−を第グ受光器に接続し、この第１受光器を上記第１位
相比較器に連結し、上記演錯回路と上記温度計測回路と
を接続して温度補正するようにして距離全比較測定する
ように栴成したものである。In the present invention, a main optical fiber is disposed at the end of a pulse oscillator that modulates 5/fS from a light source into a pulse signal, and an optical branching device that branches into three is provided at one end of this main optical fiber.
An optical coupler is installed in the middle of the branching source fiber 7' branched by this optical branching device, and a pair of light converging noars are attached to this optical cube 7- to branch the par, and one of the branch source fibers is attached to the branch source fiber. S- is connected to a first optical receiver, this first optical receiver is connected to a first phase comparator equipped with a performance circuit, the other branch end fiber is connected to a third optical receiver, and this third optical receiver The device is connected to a second phase comparator equipped with a temperature measurement circuit, and an objective lens is connected to the optical branching device, and the reflected light from the object to be measured is transmitted to the objective lens. A reference optical fiber /W- having the same length as the optical fibers is connected to a second optical receiver, this second optical receiver is connected to the first phase comparator, and a loop is formed in the optical branching device. A bottomed reference delay optical fiber is attached, and this reference delay optical fiber, S
- is connected to the first photoreceiver, this first photoreceiver is connected to the first phase comparator, and the arithmetic circuit and the temperature measurement circuit are connected to perform temperature correction, thereby measuring a total distance comparison. It was created to do so.
以下、本発明を図示の一実施例について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to an illustrated embodiment.
なお、本発明は、上述した具体例と同一構成部材には、
同じ符号を付して説明する。Note that the present invention includes the same constituent members as those in the above-mentioned specific example.
The same reference numerals will be used for explanation.
第２図において、符号ｌは、例えば、キャビネットエ内
に収納されたレーザー光による光源でおって、この光源
ｌからの光は、パルス発振器コへ伝送されて、こ＼で、
適当な周波数のパルス信号に変調されるようになってい
る。又、このパルス発信器λの光路上には、出射用光フ
ァイバーとしての主光ファイバー／ｌが配設されており
、この主光７アイパー／ｌの一端部には、検出ｓ７を構
成する光カプラーによる光分岐装置／２が三分岐して設
けられている。さらに、この光分岐装置／２で分岐さｎ
たうちの分岐光ファイＡ−７３の中程には、元カツラー
／ｌが付設されており、この光力グラ−／ｌ／−には、
上記分岐元ファイバー／３から枝分かれした一対の枝先
ファイバー／３ａ、／３ｂが分岐して接続されている。In FIG. 2, reference numeral 1 is, for example, a laser light source housed in a cabinet, and the light from this light source 1 is transmitted to a pulse oscillator.
It is modulated with a pulse signal of an appropriate frequency. In addition, a main optical fiber /l as an output optical fiber is arranged on the optical path of this pulse transmitter λ, and one end of this main light 7 eyeper /l is connected to an optical coupler constituting the detection s7. The optical branching device/2 is provided in three branches. Furthermore, this optical branching device/2 branches n
A former cutler/l is attached to the middle of the branch optical fiber A-73, and this optical power gran/l/- is
A pair of branch end fibers /3a and /3b branched from the branch source fiber /3 are branched and connected.
さらに又、この一方の枝光ファイバー／Ｊａは受光素子
による第１受光器グに接続されており、上記他方の枝先
ファイバー／Ｊｂは、受光素子による第３受光器１５に
接続されている。Furthermore, this one branch optical fiber /Ja is connected to a first light receiver 15 made up of a light receiving element, and the other branch end fiber /Jb is connected to a third light receiver 15 made up of a light receiving element.
一方、上記第１受光器≠は、演算回路／６を備えた第１
位相比較器１７に接続されておシ、上記第３受光器／３
は、温度計測回路ｉｇを備えた第１位相比較器ｔｑに接
続されている。又、上記光分岐装置１２には、対物レン
ズ７ａがリレー光ファイバー／／ａを介して対峙してお
り、この対物レンズ７ａは、上記リレー光ファイバー／
／ａからの出射光を平行光にして投光するようになって
いる。さらに、この対物レンズ７ａの前方には、距離測
定の相手方となるミラーコーナーによる被測定物（被写
体）ｒが配設されており、この被測定物ｇからの反射光
は、上記対物レンズ７ａに入射し得るようになっている
。さらに又、この対物レンズ７ａに対峙した位置の検出
ｓ７には、上記分岐元ファイバー／３と同じ長さの基準
光ファイバー：Ｗが上記被測定物ｔからの反射光を受光
して伝送し得るようにして配設されておシ、この基準光
ファイバーのの一端部には、例えば、受光素子による第
２受光器ＩＯが設けられている。又、この第２受光器１
０には、上記第１位相比較器１７が連結−ｇｏており、
上記第２受光器１０は、上記対物レンズ７ａと被測定物
ざとを往復した光（パルス信号）を電気信号に変換し、
この電気信号に変換された変調波は、上記第１位相比較
器／７へ送信きれるようになっており、上記第１受光椀
ｌと第２受光器ＩＯとからの両電気信号は、上記第１位
相比較器／７及びこれに例数された演舞回路／６で比較
演算さ牡、これによって、上記対物レンズ７ａと被測定
物ざとの離間距離を測定して出力部Ｊから外部へ取出さ
れるようになっている０
又一方、上記光分岐装置／、２には、一定の基準長さに
巻装してループ２／ ａを形成した基準遅延光ファイバ
ー２／が付設烙れておシ、これによって、一定の基準遅
延パルス佃号會生じるようになっている。又、この基準
遅延光ファイバー２．７は、受光素子による第１受光器
グに接続されており、この第１受光器グ２は、上記第２
位相比較器１９″に連結されている。、さらに、上記演
算回路／６と上記温度計測回路ｌざと４接続されておシ
、上記第２位相比較器／ｑによる基準遅延パルス信号は
、温度ｉｔ ｉｌ＋回路／ｇで温度補正した距離に補正
するようになっている。On the other hand, the first light receiver≠ is a first light receiver equipped with an arithmetic circuit/6.
The third optical receiver/3 is connected to the phase comparator 17.
is connected to a first phase comparator tq equipped with a temperature measurement circuit ig. Further, an objective lens 7a faces the optical branching device 12 via the relay optical fiber//a, and this objective lens 7a faces the optical branching device 12 via the relay optical fiber//a.
The light emitted from /a is converted into parallel light and projected. Further, in front of this objective lens 7a, an object (subject) r with a mirror corner, which is the other party for distance measurement, is arranged, and the reflected light from this object g is directed to the objective lens 7a. It is now possible for it to enter. Furthermore, in the detection s7 at the position facing the objective lens 7a, a reference optical fiber W having the same length as the branching source fiber/3 is configured so that it can receive and transmit the reflected light from the object to be measured t. For example, a second light receiver IO including a light receiving element is provided at one end of the reference optical fiber. Moreover, this second light receiver 1
0, the first phase comparator 17 is connected to -go,
The second light receiver 10 converts the light (pulse signal) that has traveled back and forth between the objective lens 7a and the area of the object to be measured into an electrical signal,
The modulated wave converted into an electric signal can be transmitted to the first phase comparator/7, and both electric signals from the first light receiving bowl l and the second light receiving device IO are transmitted to the first phase comparator/7. Comparison calculations are performed by the phase comparator/7 and the performance circuit/6 connected thereto, thereby measuring the distance between the objective lens 7a and the object to be measured, and outputting the measured value to the outside from the output section J. On the other hand, the optical branching device/2 is equipped with a reference delay optical fiber 2/, which is wound to a certain reference length to form a loop 2/a. This produces a constant reference delay pulse number. Further, this reference delay optical fiber 2.7 is connected to a first light receiver group consisting of a light receiving element, and this first light receiver group 2 is connected to the second light receiver group 2.
Further, the arithmetic circuit/6 and the temperature measuring circuit 1 are connected to the phase comparator 19'', and the reference delayed pulse signal from the second phase comparator/q is connected to the temperature it The distance is corrected by temperature correction using il+circuit/g.
なお、上記主光ファイバー／へ分岐元ファイバー／３、
基準光ファイバー２０及び基準遅延光ファイバー、２／
は、一本の元ケーブルＪによって莱束されている。In addition, the branch source fiber /3 to the main optical fiber /3,
Reference optical fiber 20 and reference delay optical fiber, 2/
is bundled by one original cable J.
従って、今、対物レンズ７ａから被写体としての被測定
物ざまでの距離を温度補正して測定する場合、光源ｌか
らの光は、パルス発振器コヘ伝送されて、こ＼で、パル
ス信号に変調される。しかして、このパルス発振器２の
パルス信号は、上記主光ファイ・々−／ｌ全通して、上
記光分岐装心／２へ伝達され、こ＼で、上記パルス信号
を三方向に分岐する。分岐された一方のパルス信号は、
分岐元ファイバー／３及び基準光ファイバー２０ヲ通し
て、前述したよりに、第１受光器グと第２受光器１０へ
伝送され、上記第１受光器ｌは上記パルス発振器２から
の・ξルス信号を受授して光電変換し、これを第１位相
比較器／７へ伝送する。又、上記第λ受光器ＩＯは、対
物レンズ７ａと被測定物ｇとの間を往後したパルス信号
を受授して光電変換し、こｔを第１位相比較器／７へ伝
送し、こ＼で、上記両受光器ｔとＩＯとの両軍気化号を
位相比較し、上記演算回路／６で比較演算され、これに
よって、上記対物レンズ７ａと被測定物ｇとの離間距離
を測定する。なお、この測定値は、上記対物レンズ７ａ
の位置する検田部７の温度補正は施されていないもので
ある。Therefore, when measuring the distance from the objective lens 7a to the object to be measured with temperature correction, the light from the light source 1 is transmitted to the pulse oscillator 1, where it is modulated into a pulse signal. Ru. The pulse signal from the pulse oscillator 2 is transmitted through the main optical fiber 2 to the optical branching core 2, where the pulse signal is branched into three directions. One of the branched pulse signals is
As described above, the signal is transmitted to the first optical receiver 10 and the second optical receiver 10 through the branching fiber /3 and the reference optical fiber 20, and the first optical receiver l receives the ξ pulse signal from the pulse oscillator 2. is received, photoelectrically converted, and transmitted to the first phase comparator/7. Further, the λ-th photoreceiver IO receives and photoelectrically converts the pulse signal that has passed between the objective lens 7a and the object to be measured g, and transmits the pulse signal to the first phase comparator/7. At this point, the phases of the vaporization signals of both the light receivers t and IO are compared, and the arithmetic circuit/6 performs a comparison calculation, thereby measuring the separation distance between the objective lens 7a and the object to be measured g. do. Note that this measured value is based on the objective lens 7a.
The temperature of the field detection area 7 where is located is not corrected.
一方、上記分岐光ファイバー／３の他方の枝先ファイバ
ー／３ｂを通して伝送さ詐たパルス信号は、第３受光器
／ｊへ受授畑れるから、この第３受光器１５の・９ルス
信号は、光電変換され、これを第１位相比較器／ｑへ伝
送する。他方、第Ｖ受光器２２は、ループ２／ａ全形成
した基準遅延元ファイバーユ／全通したパルス信号を受
授して光電変換し、これを第２位相比較器１９へ伝送し
、こ＼で上記両受光器ｉｓと２２との両軍り１信号を位
相比較し、温度計測回路／ｇで温度補正し、これを上記
演算回路／６Ｔｆ−送信して温度補正を施した測定値全
算出するようになっている０
次に、本発明を計算式によって説明する。On the other hand, the falsified pulse signal transmitted through the other branch end fiber /3b of the branch optical fiber /3 is transmitted to the third optical receiver /j, so the 9 pulse signal of the third optical receiver 15 is It is photoelectrically converted and transmitted to the first phase comparator /q. On the other hand, the V-th photoreceiver 22 receives and photoelectrically converts the pulse signal that has passed through the reference delay source fiber unit that has completely formed the loop 2/a, and transmits it to the second phase comparator 19. Compare the phases of the signals from the two receivers IS and 22, correct the temperature using the temperature measurement circuit/g, and send this to the arithmetic circuit/6Tf to calculate all measured values after temperature correction. 0 Next, the present invention will be explained using calculation formulas.
上記第１位相比較器１７と第２位相比較器１９とで得ら
れる位相差をめる。この場合、
Ｌに光源／から主光ファイバー／ｌ全通して対物レンズ
７ａｉでの光路中対物レンズ７ａから基準光ファイバー
：Ｗを通って第１受光器１５までの光路長
二光源／から主光ファイバー／へ分岐光ファイバー７３
を通って第１受光器グまたは第３受光器１５までの光路
長、
＝光源／から主光ファイバー／／、基準遅延光ファイバ
ー２１を通って第１受光器グに至る光路のうちループ部
２／ａの光路長を引いた光路長
Ｌｏ＝基準基準遅延子ファイバー路長
Ｓ：対物レンズ７ａから被測定物ざまでの離間距離
ｎａｉｒ ：対物レンズ７ａから被測定物♂の間の空間
の屈折率
Ｃ：光速
なお、Ｌｌとして、三つの光路長が等しく調整されてい
るが、こ詐は上記各党ファイノ９−の長さを合せること
で、実現は可能であるか、上記両位相比較器／’Ｉ 、
／９で電気的に遅延を与えて調整することも可能であ
る。The phase difference obtained by the first phase comparator 17 and the second phase comparator 19 is calculated. In this case, the optical path length from the light source/L to the main optical fiber/1 through the objective lens 7ai, from the objective lens 7a to the reference optical fiber: through W to the first optical receiver 15.2 From the light source/ to the main optical fiber/ Branch optical fiber 73
The optical path length from the light source/ to the first optical receiver G or the third optical receiver 15, = from the light source// to the main optical fiber //, of the optical path passing through the reference delay optical fiber 21 to the first optical receiver G, the loop portion 2/a Optical path length Lo obtained by subtracting the optical path length of = reference standard retarder fiber path length S: Separation distance from the objective lens 7a to the object to be measured nair: Refractive index of the space between the objective lens 7a and the object to be measured ♂ C: The speed of light Note that the three optical path lengths are adjusted to be equal as Ll, but is it possible to realize this by matching the lengths of each party's phaino 9-?
It is also possible to adjust by electrically applying a delay with /9.
ｆｚパルス発発振ココ発振周波数（光源ｌが変調されて
いる周波数）
なお、こＸで使用されている各党ファイバーは、グレー
ドソドインデックスファイ／ｑ−で心って、光源／は、
例えば、レーザー、ＬＥＤ （発光ダイオード）、若し
くはＬＤであり、その発振波長に対して光ファイバーの
モード分散は、最小にお烙見られており、数ＧＨ２Ｋｍ
以上のｇａＢ希域が確保されているものとする、
そこで、上記分岐光ファイバーｔ３の各枝先ファイバー
／ｊａ’、／Ｊｂ’！ｉ７通り、各受光器１１，１５に
受信される信号の位相θ。は。fz pulse oscillation here oscillation frequency (frequency at which light source l is modulated) In addition, each party fiber used in this
For example, it is a laser, LED (light emitting diode), or LD, and the mode dispersion of an optical fiber is considered to be minimal for its oscillation wavelength, which is several GH2 km.
Assume that the above gaB rare region is secured. Then, each branch end fiber /ja', /Jb'! i7, the phase θ of the signal received by each photoreceiver 11, 15. teeth.
Ｌｌ θ。＝λπｆ□ となる。Ll θ. =λπf□ becomes.
又、上記基準光ファイバー２０を通り、第１受光器１５
に受信される信号の位相θ１は、となる。Further, the reference optical fiber 20 is passed through the first light receiver 15.
The phase θ1 of the signal received at is as follows.
さらに、上記ループ２／４を形成した基準遅延光ファイ
バー２／を通υ、第１受光器グに受信される信号の位相
θ２は、
となる。Further, the phase θ2 of the signal passed through the reference delay optical fiber 2/ forming the loop 2/4 and received by the first photoreceiver group is as follows.
そこで、第１位相比較器１７の出力Ｐ１は、−２ａｉｒ
、２Ｓ
Ｐ、二０１−〇。＝コπｆ□
となる。Therefore, the output P1 of the first phase comparator 17 is -2air
, 2S P, 201-0. = πf□.
さらに、上記第２位相比較器１９の出力Ｐ２は、Ｏ Ｐｔ ＝θ、−θ０＝コπｆ− となる。Furthermore, the output P2 of the second phase comparator 19 is O Pt = θ, -θ0 = koπf- becomes.
このように、ｎａｉｒは、温度の関数であり、又、。Thus, nair is a function of temperature and also.
上記基準遅延光ファイバー２１の光路長Ｌｏも温度の関
係でめυ、上記基準遅延光ファイバー２１の長さ１とし
、石英による元ファイバーの屈折率ｎ５ｉｏ２とすると
、
Ｌｏｌ”Ｒｎ５ｉｏ２ ・１
であり、その温度変化ΔＬｏは、
とな９、
一般的な値として、
である。The optical path length Lo of the reference delay optical fiber 21 is also determined by temperature.If the length of the reference delay optical fiber 21 is 1, and the refractive index of the original fiber made of quartz is n5io2, then Lol"Rn5io2 ・1, and the temperature change ΔLo is 9, and as a general value, it is.
そこで、出力Ｐ２よりΔｔ、つまり、温度変化を温度計
測装置／ざによ請求め、出力Ｐ、の温度変化分ΔＦ、は
、
を演算装置１６で補正して、正しい離間距離ｓｙ出力端
子ＪからＩｅ、出すようになっている。Therefore, the calculation device 16 corrects Δt from the output P2, that is, the temperature change ΔF of the temperature measurement device/output P, from the correct separation distance sy to the output terminal J. Ie, it is supposed to come out.
因に、本発明は、パルス変調器λによる光源の変調手段
や位相比較器／７ 、 ／９を使用し７た具体例につい
て説明したけれども、本発明にょる狭旨會変更しない範
囲内で、例えば、光波距離計を使用するように設計変更
することは自由である。Incidentally, although the present invention has been described with reference to a specific example using a light source modulation means using a pulse modulator λ and phase comparators /7 and /9, within the scope of the present invention, without changing the narrow scope of the present invention, For example, you are free to change the design to use a light wave distance meter.
以上述べたように、本発明によれば、光源ｌがらの光を
パルス信号に変調するパルス発振器コの光路に主光ファ
イバー１／を配設し、この主光ファイバー／／の一端部
に三分岐する光分岐装置ｌコを設け、この光分岐装置１
２で分岐された分岐元ファイバー／３の中程に元カゾラ
ー／Ｉを設け、この光カシ７−’／４１−に一対の枝先
ファイバー１３ａ、／３ｂを分岐して例数し、この一方
の枝先ファイバー／Ｊａｆ第１受元器グに接続し、この
第１受九器ｌを演算回路１６を備えた第１位相比較器１
７に連結し、上記他方の枝先ファイバー／３Ｆ）を第３
受光器１５に接続し、この第３受元器１５を温度計測回
路／ざを備えた第２位相比較器１９に連結し、他方、上
記光分岐装置／コに対物レンズ７ａを例数し、この対物
レンズ７ａに被測定物ｇからの反射光を伝送し、しかも
、上記分岐元ファイバー／３と同じ長さの基準光ファイ
バーｍｆ第２受光器１０に接続し、この第２受光器ＩＯ
を上記第１位相比較器に連結し、さらに、上記光分岐に
貨／２にルー第２／已を形成し７た基準遅延光ファイバ
ー、２／を刊設し、この基準遅延光ファイバー２／を第
１受九器ｌに接続し、この第１受九器ｌを上記第２位相
比較器／９に連結し、上記演算回路／６と上記温度計測
回路／ｇと全接続して温度補正して距離全測定するよう
になっているので、きわめて正確な精度で計測できるは
かりでなく、可撓性のおるｙＬファイバーを使用してい
るから、設伽場所の制限を受けることなく、自由に選択
して設置することができる。As described above, according to the present invention, the main optical fiber 1 is disposed in the optical path of the pulse oscillator that modulates the light from the light source into a pulse signal, and the main optical fiber 1 is branched into three branches at one end of the main optical fiber. An optical branching device 1 is provided, and this optical branching device 1
A source fiber/I is provided in the middle of the branch source fiber /3 branched at 2, and a pair of branch end fibers 13a, /3b are branched to this optical oak 7-'/41-. The branch end fiber/Jaf is connected to a first receiving device 1, and this first receiving device 1 is connected to a first phase comparator 1 equipped with an arithmetic circuit 16.
7, and connect the other branch end fiber/3F) to the third
The third receiver 15 is connected to a second phase comparator 19 equipped with a temperature measurement circuit/shape, and the objective lens 7a is connected to the light branching device/co, The reflected light from the object to be measured g is transmitted to this objective lens 7a, and the reference optical fiber mf having the same length as the above-mentioned branching source fiber /3 is connected to a second light receiver 10, and this second light receiver IO
A reference delay optical fiber, 2/, is connected to the first phase comparator, and a reference delay optical fiber, 2/, is connected to the optical branch, and a loop 2/2 is formed on the optical branch. 1, the first receiver L is connected to the second phase comparator/9, and the arithmetic circuit/6 and the temperature measuring circuit/g are all connected to perform temperature correction. Since it is designed to measure the entire distance, it is not a scale that can measure with extremely accurate accuracy, but because it uses flexible YL fiber, it can be freely selected without being restricted by the installation location. can be installed.
第１図は、既に提案されている距離測定装置を線図的に
示す図、第２図は、本発明による距離街１１定装置を線
図的に示す図である。
ハ・・光源、２・・・パルス発振器、弘・・・第１受光
器、７ａ・・・対物レンズ、ざ・・・被測定物、１０・
・・第２受光器、ｌ／・・・主光ファイバー、１２・・
・光分岐装置、／３・・・分岐光ファイバー、ｌｔ・・
・光カプラ−、／Ｓ・・・第３受光器、／Ａ・・・演算
装置、／７・・・第１位相比較器、ｌざ・・・温度計測
回路、／９・・・第２位相比較器、Ｊ用基準元ファイノ
々−１２／・・・基準遅延光ファイバー１．２２・・・
受光器０
出願人代理人 猪 股 清FIG. 1 is a diagram diagrammatically showing an already proposed distance measuring device, and FIG. 2 is a diagram diagrammatically showing a distance measuring device according to the present invention. C... Light source, 2... Pulse oscillator, Hiroshi... First light receiver, 7a... Objective lens, Z... Measured object, 10.
...Second receiver, l/...Main optical fiber, 12...
・Optical branching device, /3...branching optical fiber, lt...
- Optical coupler, /S...Third light receiver, /A...Arithmetic unit, /7...First phase comparator, lza...Temperature measurement circuit, /9...Second Phase comparator, J reference source phi-12/... Reference delay optical fiber 1.22...
Photoreceiver 0 Applicant's agent Kiyoshi Inomata
Claims (1)
路に主光ファイバーを配設し、この主光ファイバーの一
端部に三分岐する光分岐装置を設け、この光分岐装置で
分岐されたうちの分岐光ファイバーの中程に光カズラー
を設け、この光カズラーに一対の収光ファイバーを分岐
して例数し、この一方の収光ファイバーを第１受光器に
接続し、この第１受元器を演算回路を備えた第１位相比
較器に連結し、上記他方の収光ファイバーを第３受光器
に接続し、この第３受光器を温度計測回路を備えた第２
位相比較器に連結し、 他方、上記光分岐装置に対物レンズ全付設し、この対物
レンズに被測定物からの反射光を伝送し、しかも、上記
分岐元ファイノ々−と同じ長さの基準光ファイバーを第
２受光器に接続し、この第λ受光器を上記第１位相比較
器に連結し、さらに、」二記元分岐装置にループを形成
した基準遅延光ファイバーを付設し、この基準遅延光フ
ァイバーを第≠受光器に接続し、この第を受光器を上記
第２位相比較器に連結し、上記演算回路と上記温度計測
回路とを接続して温度補正するよりにして距離測定をす
るようにしたことを特徴とする距離測定装置０[Claims] A main optical fiber is arranged in the optical path of a pulse oscillator that modulates light from a light source into a pulse signal, and an optical branching device that branches into three is provided at one end of the main optical fiber, and the optical branching device splits the light into three. An optical coupler is provided in the middle of the branched optical fibers, a pair of collecting fibers are branched to this optical coupler, one of the collecting fibers is connected to a first light receiver, and the first receiving fiber is connected to the first receiver. the other optical fiber is connected to a third optical receiver, and this third optical receiver is connected to a second optical receiver equipped with a temperature measuring circuit.
On the other hand, the optical branching device is connected to a phase comparator, and on the other hand, the optical branching device is completely equipped with an objective lens, and the reflected light from the object to be measured is transmitted to this objective lens. is connected to a second optical receiver, this λ-th optical receiver is connected to the first phase comparator, and furthermore, a reference delay optical fiber formed in a loop is attached to the two-ary branching device, and this reference delay optical fiber is connected to the second optical receiver. The distance is measured by connecting the first ≠ light receiver, connecting this light receiver to the second phase comparator, and connecting the arithmetic circuit and the temperature measurement circuit to perform temperature correction. Distance measuring device 0 characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251395A JPS60138484A (en) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251395A JPS60138484A (en) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Distance measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60138484A true JPS60138484A (en) | 1985-07-23 |
| JPH0365871B2 JPH0365871B2 (en) | 1991-10-15 |
Family
ID=17222202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58251395A Granted JPS60138484A (en) | 1983-12-26 | 1983-12-26 | Distance measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60138484A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233581A (en) * | 1984-03-16 | 1985-11-20 | デイジタル・シグナル・コ−ポレ−シヨン | Device and method of measuring distance up to arbitrary target |
| JPH0325182U (en) * | 1989-07-20 | 1991-03-14 | ||
| WO2013084616A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | 株式会社日立製作所 | Distance measurement method and device, and shape measurement device in which distance measurement device is installed |
| JP2021025952A (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社日立製作所 | Distance measurement system, and distance measurement method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013545976A (en) * | 2010-10-25 | 2013-12-26 | 株式会社ニコン | Apparatus, optical assembly, method of inspecting or measuring an object, and method of manufacturing a structure |
-
1983
- 1983-12-26 JP JP58251395A patent/JPS60138484A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233581A (en) * | 1984-03-16 | 1985-11-20 | デイジタル・シグナル・コ−ポレ−シヨン | Device and method of measuring distance up to arbitrary target |
| JPH0325182U (en) * | 1989-07-20 | 1991-03-14 | ||
| WO2013084616A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | 株式会社日立製作所 | Distance measurement method and device, and shape measurement device in which distance measurement device is installed |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0365871B2 (en) | 1991-10-15 |
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