光波测距仪制造技术

提供一种光波测距仪，不论是使用了低反射率目标时、还是使用了高反射率目标时，使经过内部光路向光敏元件入射的参照光的输入水平成为同等程度。在具备将从光源发出的测距光切换为至目标物之间进行往复的外部光路(Po)或从光源到光敏元件的内部光路(Pi)的光闸(50)的光波测距仪中，光闸具备：旋转轴(55)；遮挡板(56)，配置在相对于旋转轴对称的两处位置，交替地遮断向外部光路和内部光路入射的各测距光(L)；衰减板(57)，在未配置遮挡板的两处中的一处，配置在2个遮挡板之间，在低反射率的目标物时，使向内部光路入射的测距光衰减。

【技术实现步骤摘要】
光波测距仪专利技术为下述申请的分案申请，原申请信息如下：申请号：200810009439.5申请日：2008年02月02日专利技术名称：光波测距仪
本专利技术涉及一种光波测距仪，更详细地说，涉及一种光闸，该光闸将从光波测距仪的光源射出的测距光切换为至目标物(棱镜、反射片、墙壁)之间进行往复的外部光路和使上述测距光从光源直接射向光敏元件的内部光路。
技术介绍
作为光波测距仪，已知有下述专利文献1公开的结构。图4中，示出下述专利文献1公开的光波测距仪的光路图。在该光波测距仪中，从激光二极管等光源1射出的测距光(发光脉冲)L，经过聚光透镜2、光纤8、棱镜9、物镜10等送光光学系统，向置于测量点上的三面直角棱镜11射出。该光源1与未图示的调制器连接，该调制器与未图示的基准信号振荡器连接，测距光L通过由基准信号振荡器产生的基准信号被调制。在三面直角棱镜11被反射的测距光L，经过由物镜10、棱镜9、光纤8A、聚光透镜3等构成的受光光学系统，入射到APD(雪崩光电二极管)等光敏元件7。这样，通过光敏元件7，测距光转换为测距信号(电信号)。该测距信号和从调制器送来的基准信号，由未图示的相位计测量相位差，根据该相位差求出到三面直角棱镜11的距离。但是，在光纤8、射出端和棱镜9之间插入了分割棱镜4A和光路切换装置5，在棱镜9、光纤8A和入射端之间插入了分割棱镜4B。通过分割棱镜4A、4B，测距光L被分为朝向三面直角棱镜11的外部光路Po和从送光光学系统经过光波测距仪的内部后进入受光光学系统的内部光路Pi。光路切换装置5的结构是，如图5所示，使在透明圆板上5A粘贴有遮挡板5B的光路切换板5C旋转，通过遮断向内部光路Pi和外部光路Po照射的测距光L或使其透过，来切换内部光路Pi和外部光路Po。光路切换板5A通过未图示的脉冲电动机旋转。遮挡板5B位于外部光路Po或内部光路Pi中的某一位置，即由光路检测器5D检测光闸位置。如果使用经过了该内部光路Pi的测距光(以下，记为参照光R)，与经过了外部光路Po的测距光L同样地进行基于相位差的距离测量，则可以知道该光波测距仪所固有的误差。这样，通过交替地进行多次利用经过了外部光路Po的测距光L的测量和利用经过了内部光路Pi的参照光R的距离测量，根据使用了经过外部光路Po的测距光L测量的距离来修正光波测距仪固有的误差，可以求出到达三面直角棱镜11的精确距离。【专利文献1】(日本)特开平8-226969号公报如上所述，光波测距仪不仅利用在棱镜等高反射率目标上反射来的测距光L进行距离测量，有时也利用在壁等低反射率目标(目标物)上反射来的测距光L进行距离测量。若提高光源的输出功率，以便即使在使用了低反射率目标的情况下也能返回为得到高精度的测量值所充分的测距光L，则在使用了高反射率目标的情况下，测距光L将过强。测距光L过强时，若照射偏离棱镜中心的位置，已知会产生误差(周期误差)。为避免这样的误差，在以往的光波测距仪中使用高反射率目标时，降低光源1的输出功率使用。但是，内部光路Pi不论在使用低反射率目标时、还是在使用高反射率目标时都相同，所以若在使用高反射率目标时将光源1的输出功率大幅降低，则与使用低反射率目标时相比，经过内部光路Pi向光敏元件7入射的参照光R的输入水平过低，存在不能进行正确的距离测量的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而作出，在光波测距仪中，不论在使用了低反射率目标时、还是使用了高反射率目标时，使经过内部光路向光敏元件入射的参照光的输入水平成为同等程度。为了实现上述目的，第一方案涉及的专利技术是一种光波测距仪，其包括：光源，向置于测量点上的目标物射出测距光；光敏元件，接收在所述目标物反射而返回的测距光；分割单元，将所述光源发出的测距光分割成至所述目标物之间进行往复的外部光路和从所述光源到所述光敏元件的内部光路；以及光闸，切换所述外部光路和所述内部光路；其中，所述光闸具备：旋转轴；遮挡板，配置在相对于该旋转轴对称的两处位置，交替地遮断向所述外部光路和所述内部光路入射的各测距光；以及衰减板，在没配置该遮挡板的两处中的一处，配置在所述2个遮挡板之间，在低反射率的目标物时，使向内部光路入射的测距光衰减。第二方案涉及的专利技术是，在第一方案涉及的专利技术基础上，上述遮挡板和上述衰减板是中心角为90°的扇形。第三方案涉及的专利技术是，在第二方案涉及的专利技术基础上，在上述衰减板的周边设置光闸位置检测部。在第一方案涉及的专利技术的光波测距仪中，将测距光切换为外部光路或内部光路的光闸，具备：旋转轴；遮挡板，配置在相对于该旋转轴对称的两处位置，交替遮断向上述外部光路和上述内部光路入射的各测距光；衰减板，在没配置该遮挡板的两处中的一处，配置在上述2个遮挡板之间，在低反射率的目标物时，使向内部光路入射的测距光衰减。由此，使用了低反射率目标时，可以使测距光透过衰减板后大幅衰减，然后向内部光路入射。另一方面，使用了高反射率的目标时，使用既没有遮挡板又没有衰减板的部分，可以使测距光不衰减就向内部光路入射。这样，在使用低反射率目标且光源为最大输出功率时、和使用高反射率的目标且大幅降低来自电源的输出时，可以使经过内部光路入射到光敏元件的参照光的强度保持大致同等程度。因此，根据本专利技术，即使在使用了低反射率目标时，也可以提高光源的输出功率，以便返回充分的测距光，并且，在使用了高反射率目标时，可以大幅减弱光源的输出功率，可以始终进行误差少的测量。根据第二方案涉及的专利技术的光波测距仪，遮挡板和衰减板是中心角为90°的扇形，因此，可以将遮挡板的顶点固定在旋转轴上，通过将衰减板的两侧与遮挡板连接，可以制造光闸，且光闸的制造容易。根据第三方案涉及的专利技术的光波测距仪，更进一步，在衰减板的周边设置光闸位置检测部，因此，不会将衰减板误判断为遮挡板，可以准确地区别衰减板和遮挡板，很难产生测量错误。附图说明图1是本专利技术的第1实施例涉及的光波测距仪的光路图。图2(A)～2(C)是说明在上述光波测距仪中将测距光切换为外部光路和内部光路的光闸的图。图3是说明本专利技术的第2实施例涉及的光波测距仪的光闸的图。图4是以往的光波测距仪的光路图。图5是在以往的光波测距仪中将测距光切换为外部光路和内部光路的光闸的图。标记说明1光源50光闸52光路切换板53光遮断器(光路检测器)56遮挡板57衰减板58光闸位置检测部L测距光R参照光Po外部光路Pi内部光路具体实施方式以下，结合附图说明本专利技术的光波测距仪的实施例。图1是本专利技术的第1实施例涉及的光波测距仪的主要部分的光路图。图2(A)～2(C)是说明该光波测距仪的光闸的动作的图。该光波测距仪如图1所示，具备射出测距光L的激光二极管等光源1。测距光L被分割成：透过半透半反镜41后朝向未图示的棱镜等目标的外部光路Po；以及，在半透半反镜41和全反射镜42上反射后经过光波测距仪内部而到达未图示的光敏元件的内部光路Pi。为了切换外部光路Po和内部光路Pi，使用由步进电动机51和由该步进电动机51驱动的光路切换板52构成的光闸(光路切换装置)50。光闸50的光路切换板52的结构是，如图2(A)～2(C)所示，将圆四等分，在对称位置的两处配置涂装成黑色、金属制且中心角为90°的扇形的遮挡板56，并且固定在步进电动机51的旋转轴55上，在未配置遮挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波测距仪，其特征在于，包括：光源，向置于测量点上的目标物射出测距光；光敏元件，接收在所述目标物反射而返回的测距光；分割单元，将所述光源发出的测距光分割成至所述目标物之间进行往复的外部光路和从所述光源到所述光敏元件的内部光路；以及光闸，切换所述外部光路和所述内部光路；其中，所述光闸具备：旋转轴；遮挡板，配置在相对于该旋转轴对称的两处位置，交替地遮断向所述外部光路和所述内部光路入射的各测距光；以及衰减板，在没配置该遮挡板的两处中的一处，配置在所述2个遮挡板之间，在使用低反射率的目标物时，使向内部光路入射的测距光衰减；将所述遮挡板的顶点固定在所述旋转轴上，将所述衰减板的两侧粘接固定在该遮挡板上，所述遮挡板和所述衰减板配置成中心角为90°的扇形，从而所述衰减板、一个所述遮挡板、另一个所述遮挡板、所述遮挡板之间的空缺部分分别形成为中心角为90°的扇形；在所述衰减板的周边设置有光闸位置检测部；所述分割单元将所述外部光路引导到所述光闸的第三象限，将所述内部光路引导到所述光闸的第二象限。

【技术特征摘要】
2007.03.22 JP 2007-0740091.一种光波测距仪，其特征在于，包括：光源，向置于测量点上的目标物射出测距光；光敏元件，接收在所述目标物反射而返回的测距光；分割单元，将所述光源发出的测距光分割成至所述目标物之间进行往复的外部光路和从所述光源到所述光敏元件的内部光路；以及光闸，切换所述外部光路和所述内部光路；其中，所述光闸具备：旋转轴；遮挡板，配置在相对于该旋转轴对称的两处位置，交替地遮断向所述外部光路和所述内部光路入射的各测距光；以及衰减板，在没配置该遮挡板的两处中的一处，配置在2个所述遮挡板之间，在使用低反射率的目标物时，使向内部光路入射的测距光衰减；将所述遮挡板的顶点固定在所述旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田太，
申请(专利权)人：株式会社扫佳，
类型：发明
国别省市：日本;JP