测距装置制造方法及图纸

提供一种向测定对象物发出脉冲激光束、并接收来自测定对象物的反射光而测定距离的测距装置，该装置设有：发射测距用脉冲激光束的第１发光部；发射校正脉冲激光束的第２发光部；将上述测距用脉冲激光束导入第１受光部的测距光路；从上述测距用脉冲激光束将内部参考脉冲光分离而导入第２受光部的内部参考光路；将上述校正脉冲激光束分离而导入上述第１受光部和上述第２受光部的校正光路；使上述校正脉冲激光束和上述内部参考脉冲光的光强度变化的光量调整装置；以及基于上述第１受光部与上述第２受光部得到脉冲光的受光时间差来计算距离的控制计算部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使激光束照射在测定对象物上、并接收来自测定对象物的反射光而进行测距的测距装置。
技术介绍
作为测距装置，有光波测距装置，该装置使激光束照射在测定对象物上，并使用来自测定对象物的反射光而测定至测定对象物的距离。一直以来，在光波测距装置中使激光束以一定频率进行强度调制，然后以该激光束作为测距光发射，接收由测定对象物反射的反射测距光。将接收到的反射测距光的强度调制的相位和通过测距装置内部形成的参考用光路而得到的内部参考光的强度调制的相位进行比较，从相位差测定至测定对象物的距离。在上述测距装置的测距中是利用上述相位差按照测距距离而变化，假定内部参考光与反射测距光之间的相位差为Δφ，测距距离为D，调制频率为f，光速为C，则相位差Δφ可用下式1表示Δφ＝4πfD/C (式1)通过测定相位差ΔΦ，能够求出测距距离D，而参考用光路长是已知的，所以，对求出的测定距离采用内部参考光路进行校正，从而可得到正确的测定距离。另外，在测距中测距装置内部的检测电路等特性变动都作为测定误差而影响。通过比较内部参考光和反射测距光的相位，可抵消检测电路等特性变动的影响，能进行正确的距离计算。图12是说明传统测距装置的概略图。激光二极管等发光元件1通过发光元件驱动电路12，发射按预定频率进行强度调制后的激光束。该激光束通过半反射镜2分成测距光3和内部参考光4。上述测距光3透过上述半反射镜2，然后上述测距光3通过物镜5，照射在测定对象物6，例如隅角棱镜等反射镜上。由测定对象物6反射的反射测距光3′通过上述物镜5、半反射镜8，然后上述反射测距光3′由雪崩光电二极管等受光元件7接收。由上述半反射镜2反射的上述内部参考光4再由上述反射测距光3′的光路上的上述半反射镜8反射，然后上述内部参考光4由上述受光元件7接收。受光元件7的受光信号输入受光电路13，为了进行测距计算，受光电路13处理从上述受光元件7输入的信号。设置光路转换器9，将它架在上述测距光3的光路和上述内部参考光4的光路上。另外，在上述反射测距光3′的光路上设置有光量调整器11。上述光路转换器9选择上述测距光3的光路和上述内部参考光4的光路之一，使一个光路遮断，另一个光路透过。上述受光元件7交替地接收上述反射测距光3′和上述内部参考光4。如上述那样，使用光强度已调制的上述测距光3，求出从测距光3得到的上述内部参考光4与上述反射测距光3′的相位差，并计算距离。由于反射测距光3′与上述内部参考光4的受光光量不同，因上述受光元件7及电路等振幅而产生相位误差，因此，相位误差将影响测距的精度。所以，为了消除受光光量之差，设置有上述光量调整器11。光量调整器11具有浓度连续地变化的浓度滤波器，通过使该浓度滤波器旋转，可将上述反射测距光3′的受光光量调整为一定值。采用上述光量调整器11，即使反射光量随着上述测定对象物6的距离而变化，也能使上述受光元件7接收的上述内部参考光4的受光光量和上述反射测距光3′的受光光量相等。上述光路转换器9的光路转换以及上述光量调整器11的光量调整都通过驱动电路14控制。控制计算部15控制上述发光元件驱动电路12，使上述发光元件1发射的激光束成为预定频率的光强度调制，并且上述控制计算部通过上述驱动电路14，控制着上述光路转换器9的光路转换的定时。另外，上述控制计算部15将控制信号发送至上述驱动电路14。上述控制信号根据上述受光元件7的受光信号，使上述反射测距光3′的光量与上述内部参考光4的光量相等。上述受光电路13将来自上述受光元件7的信号放大，进行A/D变换等信号处理，同时进行求出上述内部参考光4的调制频率与上述反射测距光3′的调制频率之相位差等处理。上述受光电路13将来自上述受光元件7的信号发送至上述控制计算部15。控制计算部15基于上述受光电路13发送到的相位差，根据上述(式1)计算至上述测定对象物6的距离。在上述传统的测距装置中，上述内部参考光4和上述反射测距光3′的转换，通过上述光路转换器9不断机械性地进行。由于光路的转换、光量调整之任何一个都不断机械性地进行，所以，高速的光路转换、高速的光量调整困难，高速测距也困难。因此，如果对于测定对象物是建筑物等进行测距，则没有问题，但如果通过一个测定装置，对于多个移动体，例如推土机等建筑机械连续地进行测距等要求高速的测距，则有时测距变得困难。而如果通过全测站(total station)等对于建筑物等进行3维测定，则需要通过自动测量对于多点进行测量，并要求测定速度的高速化。而如果进行移动体等的测量，则存在光路转换速度、光量调整速度无法跟踪移动体的移动速度，出现不能进行测距等问题。另外，作为使测距光旋转而进行多方向、多点测距的测距装置，有日本专利公报第2694647号公报、日本特开平4-313013号公报中公开的装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于省去测距装置中的光路转换，谋求光量调整的高速化，实现测距的高速化。为了实现上述目的，本专利技术的测距装置是在向测定对象物发出脉冲激光束、并接收来自测定对象物的反射光而测定距离的测距装置中设有发射测距用脉冲激光束的第1发光部；发射校正脉冲激光束的第2发光部；将上述测距用脉冲激光束导入第1受光部的测距光路；将内部参考脉冲光从上述测距用脉冲激光束分离而导入第2受光部的内部参考光路；将上述校正脉冲激光束分离而导入上述第1受光部和上述第2受光部的校正光路；使上述校正脉冲激光束及上述内部参考脉冲光的光强度变化的光量调整装置；以及基于由上述第1受光部与上述第2受光部得到的脉冲光的受光时间差而计算距离的控制计算部。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置跨设在上述内部参考光路和上述校正光路之间。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置分别单独设在各自的上述内部参考光路和上述校正光路上。另外，本专利技术的测距装置中，通过上述内部参考光路中所设的上述光量调整装置使上述内部参考脉冲光的光强度变化，而上述校正脉冲激光束的光强度通过改变上述第2发光部的输出而变化。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置设有浓度沿移动方向变化的浓度可变滤波器，使上述浓度可变滤波器移动而调整上述校正脉冲激光束、上述内部参考脉冲光的光强度。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置设有发射上述校正脉冲激光束的多个光源和对各光源调整该光源光量的光学件，通过择一地点亮上述多个光源而调整上述校正脉冲激光束的光强度。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置设有发射上述校正脉冲激光束的光源和调整该光源的发光强度的控制计算部。另外，本专利技术的测距装置中，上述光量调整装置设有发射上述校正脉冲激光束的多个光源和对各光源调整该光源光量的光学件，同时具备择一地点亮上述多个光源而调整该光源的发光强度的控制计算部。另外，本专利技术的测距装置中，使上述校正脉冲激光束与测距脉冲光交替地发射，按每次发光进行上述校正脉冲激光束的光强度调整。另外，本专利技术的测距装置中，在测距脉冲光的发光周期内使上述校正脉冲激光束按所要求的次数进行光量变化，并加以发射。另外，本专利技术的测距装置中，上述控制计算部设有存储部，该存储部基于与调整光强度后的各校正脉冲激光束对应的上述第1受光部、上述第2受光部的受光信号以及内部参考脉冲光的受光信号来存储上述受光部的受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向测定对象物发出脉冲激光束并接收来自测定对象物的反射光而测定距离的测距装置，其中设有：发射测距用脉冲激光束的第１发光部；发射校正脉冲激光束的第２发光部；将所述测距用脉冲激光束导入第１受光部的测距光路；从所述测距用脉冲激光束将内部 参考脉冲光分离而导入第２受光部的内部参考光路；将所述校正脉冲激光束分离而导入所述第１受光部和所述第２受光部的校正光路；使所述校正脉冲激光束和所述内部参考脉冲光的光强度变化的光量调整装置；以及基于由所述第１受光部与所述第２受光部得到的脉冲光的受光时间差而计算距离的控制计算部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：熊谷薰，吉野健一郎，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]