光波测距仪制造技术

本发明专利技术涉及光波测距仪。具备：发光元件；信号发生器；断续脉冲发生器，产生使多个邻近频率分别断续而脉冲化为规定宽度的调制信号；射出光学系统，按照每个邻近频率依次切换射出利用调制信号脉冲化为规定宽度的断续调制测距光；光接收部，对来自测定对象物的反射测距光进行光接收，产生规定脉冲宽度的断续光接收信号；其他的信号发生器，针对邻近频率分别产生具有规定的频率的差的频率信号；频率变换部，通过来自光接收部的断续光接收信号和频率信号的混频而频率变换为差频，与各个差频对应地得到具有规定的脉冲宽度并且与各个差频对应地发生变化的断续变换信号的信号序列；以及运算控制部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将调制后的测定光照射于测定对象并对来自测定对象的反射测定光进行光接收而利用测定光与反射测定光的相位差来测定到测定对象的距离的光波测距仪。
技术介绍
在检测测定光与反射测定光的相位差来进行距离测定的光波测距仪中，能够测定的距离、测定精度根据调制频率来决定。因此，为了使从近距离到远距离进行测定变为可能，需要照射多个调制频率的测距光。例如，制作30MHz的调制频率，制作300KHz的调制频率，进而制作30MHz-3KHz和300KHz-3KHz的频率。以30MHz的调制频率、300KHz的调制频率射出测距光，并且，对具有30MHz的调制频率、300KHz的调制频率的反射测距光进行光接收，进而，根据光接收信号混频30MHz-3KHz和300KHz-3KHz的频率，由此，检测3KHz的差频信号，检测各个相位差，由此，能够进行从近距离到远距离的光波距离测定。在以往的光波测距仪中，制作多个频率，进而，按照多个频率的每一个发出测距光，此外，进行测距，因此，存在电路结构复杂并且测定时间变长这样的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供高效率地制作测定所需要的信号并且能够进行短时间内的测定的光波测距仪。为了达成上述目的，本专利技术的光波测距仪具备：发光元件，发出测距光；信号发生器，生成多个邻近频率；断续脉冲发生器，产生使所述多个邻近频率分别断续而脉冲化为规定宽度的调制信号；射出光学系统，按照每个所述邻近频率依次切换射出利用所述调制信号脉冲化为规定宽度的断续调制测距光；光接收部，对来自测定对象物的反射测距光进行光接收，产生规定脉冲宽度的断续光接收信号；其他的信号发生器，针对所述邻近频率分别产生具有规定的频率的差的频率信号；频率变换部，通过来自所述光接收部的所述断续光接收信号和所述频率信号的混频而频率变换为差频，与各个差频对应地得到具有规定的脉冲宽度并且与各个差频对应地发生变化的断续变换信号的信号序列；以及运算控制部，该运算控制部构成为：以使断续调制测距光的脉冲宽度比差频的周期短的方式使所述邻近频率分别断续，此外，针对各个所述断续变换信号运算差频波形，根据至少差频一周期的量的波形求取相位来运算精密测定距离值，此外，求取所述差频彼此的相位差来运算粗测定距离值，将该粗测定距离值和所述精密测定距离值合起来，由此，测定距离。此外，在本专利技术的光波测距仪中，所述运算控制部使所述断续调制测距光生成为以规定的断续数目轮一周的发光图案，按照每个发光图案对所述断续变换信号进行多次累计，根据所得到的累计波形来求取各个所述断续变换信号的平均相位，根据平均相位来求取所述精密测定距离值，根据所述多个各断续变换信号彼此的平均相位差来求取所述粗测定距离值，根据所述精密测定距离值和所述粗测定距离值来测定所述测定对象物的距离。此外，在本专利技术的光波测距仪中，对所述多个所述断续调制测距光的切换顺序进行变更，将变更后的位置作为相位测定的基准位置。此外，在本专利技术的光波测距仪中，所述运算控制部基于所述反射测距光的所述断续光接收信号的延迟时间来运算远距离测定值。进而此外，在本专利技术的光波测距仪中，所述运算控制部在所述精密测定距离值与所述粗测定距离值的差不在规定值以内的情况下产生异常信号。根据本专利技术，具备：发光元件，发出测距光；信号发生器，生成多个邻近频率；断续脉冲发生器，产生使所述多个邻近频率分别断续而脉冲化为规定宽度的调制信号；射出光学系统，按照每个所述邻近频率依次切换射出利用所述调制信号脉冲化为规定宽度的断续调制测距光；光接收部，对来自测定对象物的反射测距光进行光接收，产生规定脉冲宽度的断续光接收信号；其他的信号发生器，针对所述邻近频率分别产生具有规定的频率的差的频率信号；频率变换部，通过来自所述光接收部的所述断续光接收信号和所述频率信号的混频而频率变换为差频，与各个差频对应地得到具有规定的脉冲宽度并且与各个差频对应地发生变化的断续变换信号的信号序列；以及运算控制部，该运算控制部构成为：以使断续调制测距光的脉冲宽度比差频的周期短的方式使所述邻近频率分别断续，此外，针对各个所述断续变换信号运算差频波形，根据至少差频一周期的量的波形求取相位来运算精密测定距离值，此外，求取所述差频彼此的相位差来运算粗测定距离值，将该粗测定距离值和所述精密测定距离值合起来，由此，测定距离，因此，电路结构变得简单，缩短测定时间，进而，通过使测距光为断续光，从而能够将光输出仅集中于调制的时间，能够增大峰值功率，此外，缩短发光时间，因此，减轻由发光造成的电的、光学的噪声，S/N提高，距离测定精度提高。此外，根据本专利技术，所述运算控制部使所述断续调制测距光生成为以规定的断续数目轮一周的发光图案，按照每个发光图案对所述断续变换信号进行多次累计，根据所得到的累计波形来求取各个所述断续变换信号的平均相位，根据平均相位来求取所述精密测定距离值，根据所述多个各断续变换信号彼此的平均相位差来求取所述粗测定距离值，根据所述精密测定距离值和所述粗测定距离值来测定所述测定对象物的距离，因此，能容易地进行相位测定。此外，根据本专利技术，对所述多个所述断续调制测距光的切换顺序进行变更，将变更后的位置作为相位测定的基准位置，因此，能容易地进行相位测定。此外，根据本专利技术，所述运算控制部基于所述反射测距光的所述断续光接收信号的延迟时间来运算远距离测定值，因此，不需要粗测定用的调制频率的生成，电路结构变得简洁。进而此外，根据本专利技术，所述运算控制部在所述精密测定距离值与所述粗测定距离值的差不在规定值以内的情况下产生异常信号，因此，能够排除异常测定值，测定的可靠性提高。附图说明图1是本实施例的光波测距仪的光学系统的概略图。图2是本实施例的光波测距仪的测量电路的概略图。图3（A）是示出使测距光脉冲化后的状态的说明图，图3（B）是示出光接收信号的说明图，图3（C）是示出发光图案的说明图，图3（D）、图3（E）分别是示出混频后的断续变换信号的状态的说明图。具体实施方式以下，参照附图并说明本专利技术的实施例。首先，在图1中，对本专利技术的实施例的光波测距仪的测距光学系统1进行说明。在图1中，该测距光学系统1由射出光学系统2、光接收光学系统3、瞄准（sighting）光学系统4构成。此外，在图1中，示出了测定对象物5为作为循环反射体（retro-reflector）的棱镜。前述测距光学系统1具有朝向前述测定对象物5的测距光轴6，前述射出光学系统2具有射出光轴7，前述光接收光学系统3具有光接收光轴8，前述瞄准光学系统4具有瞄准光轴9。在前述射出光轴7上配设有发光元件11、聚光透镜12、半反射镜13、光量调整器14。进而，在前述射出光轴7上配设有偏转镜15、16，前述射出光轴7被前述偏转镜15、16偏转，以使与前述测距光轴6一致。前述发光元件11例如为激光二极管，发出不可见光的测距光。在前述测距光轴6上设置有物镜17、分色镜18。该分色镜18透射可见光并反射测距光。前述测距光轴6透射前述分色镜18后的部分成为前述瞄准光轴9，在该瞄准光轴9上设置有目镜19。前述物镜17、前述分色镜18、前述目镜19等构成前述瞄准光学系统4。前述聚光透镜12、前述半反射镜13、前述光量调整器14、前述偏转镜15、16、前述物镜17等构成前述射出光学系统2。前述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波测距仪，其中，具备：发光元件，发出测距光；信号发生器，生成多个邻近频率；断续脉冲发生器，产生使所述多个邻近频率分别断续而脉冲化为规定宽度的调制信号；射出光学系统，按照每个所述邻近频率依次切换射出利用所述调制信号脉冲化为规定宽度的断续调制测距光；光接收部，对来自测定对象物的反射测距光进行光接收，产生规定脉冲宽度的断续光接收信号；其他的信号发生器，针对所述邻近频率分别产生具有规定的频率的差的频率信号；频率变换部，通过来自所述光接收部的所述断续光接收信号和所述频率信号的混频而频率变换为差频，与各个差频对应地得到具有规定的脉冲宽度并且与各个差频对应地发生变化的断续变换信号的信号序列；以及运算控制部，该运算控制部构成为：以使断续调制测距光的脉冲宽度比差频的周期短的方式使所述邻近频率分别断续，此外，针对各个所述断续变换信号运算差频波形，根据至少差频一周期的量的波形求取相位来运算精密测定距离值，此外，求取所述差频彼此的相位差来运算粗测定距离值，将该粗测定距离值和所述精密测定距离值合起来，由此，测定距离。

【技术特征摘要】
2015.03.11 JP 2015-0487121.一种光波测距仪，其中，具备：发光元件，发出测距光；信号发生器，生成多个邻近频率；断续脉冲发生器，产生使所述多个邻近频率分别断续而脉冲化为规定宽度的调制信号；射出光学系统，按照每个所述邻近频率依次切换射出利用所述调制信号脉冲化为规定宽度的断续调制测距光；光接收部，对来自测定对象物的反射测距光进行光接收，产生规定脉冲宽度的断续光接收信号；其他的信号发生器，针对所述邻近频率分别产生具有规定的频率的差的频率信号；频率变换部，通过来自所述光接收部的所述断续光接收信号和所述频率信号的混频而频率变换为差频，与各个差频对应地得到具有规定的脉冲宽度并且与各个差频对应地发生变化的断续变换信号的信号序列；以及运算控制部，该运算控制部构成为：以使断续调制测距光的脉冲宽度比差频的周期短的方式使所述邻近频率分别断续，此外，针对各个所述断续变换信号运算差频波形，根据至少差频一周期的量的波形求取相位来运算精密测定距离值，此外，求取所述差频...

【专利技术属性】
技术研发人员：大友文夫，熊谷薰，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：日本;JP