距离测量仪器制造技术

本发明专利技术提供了一种距离测量仪器，包括用于发射距离测量光的发光单元（13），用于接收并且检测来自要测量的对象的反射的距离测量光以及作为内部参考光的从发光单元发射的距离测量光的一部分的光电检测单元（14），用于电学上调节光电检测单元的光电检测灵敏度的灵敏度调节单元（23），以及用于基于来自光电检测单元的反射的距离测量光的光电检测信号并且基于内部参考光的光电检测信号来计算测量的距离的控制算术单元（22），其中该控制算术单元可以通过选择棱镜模式测量和非棱镜模式测量来测量距离，并且进行控制，使得光电检测单元的光电检测灵敏度通过灵敏度调节单元响应于选择的测量模式而改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量仪器，借助于该测量仪器可以通过将距离测量光投射到要测量的对象并且通过接收来自要测量的对象的反射光来测量到要测量的对象的距离。
技术介绍
作为通过电子距离测量仪器测量到要测量的对象的距离的方法，存在两种方法。 一种方法是使用棱镜的测量方法，其中将棱镜安装在测量位置处，通过将该棱镜用作对象而接收由该棱镜反射的距离测量光，并且测量该距离。另一种方法是不使用棱镜的非棱镜模式的测量方法，其中直接将距离测量光投射到要测量的对象并且通过接收来自要测量的对象的反射光而测量所述距离。在通过使用棱镜来执行测量的情况下，棱镜的反射率高，并且获得具有高光量的反射光。因此，测量可以在长距离上执行。形成对照的是，在非棱镜模式的情况下，无需每次在测量位置处安装棱镜，并且可以简单地执行距离测量，但是反射的光量较低，并且不可能测量长距离。因此，更优选地，应当这样设计，使得测量模式可以被恰当地选择以便适合测量的场合。接下来，在使用棱镜的测量模式下，如图4中所示，如果距离测量光轴1偏离棱镜 2的棱镜光轴3，或者如果距离测量光轴1偏离棱镜2的中心，那么由棱镜反射的距离测量光(此后称为“反射的距离测量光”)偏离距离测量光轴1。出于这个原因，在用于接收反射的距离测量光的光电检测单元4处，光接收位置偏离标准位置(即与距离测量光轴相应的位置)的量为“d”。当从制造的观点来看时，光电检测单元4在光接收表面的总表面上并不一定具有均勻的灵敏度或响应度，并且该灵敏度或响应度依照光接收表面上的每一点而不同。出于这个原因，当距离测量光轴1偏离棱镜光轴3时，存在来自光电检测单元4的光电检测信号的响应度可能依照光接收表面如的光接收位置而不同的情况。当光电检测信号的响应度不同时，响应度之差作为在测量距离时测量的距离值的误差而出现。因此，距离测量光轴1与棱镜光轴3的偏离变成测量结果中的误差因素。同时，作为其中棱镜光轴3偏离距离测量光轴1的情况，存在其中距离测量仪器具有自动瞄准功能并且在顺序地执行瞄准时造成瞄准误差的情况，其中测量长距离时在大气中存在热霾的情况，其中存在由勘测操作员造成的瞄准误差的情况以及其他情况。另一方面，可能存在来自客户方的请求，即使当距离测量光轴1偏离棱镜光轴3时，距离测量精度也必须在预定值处或者更低，直到距离测量光轴1与棱镜光轴3之间的偏离量达到预定值。在过去，当存在来自客户方的这样的请求时，实施的是选择具有光接收表面如的高质量的光电检测单元4，并且即使当存在距离测量光轴1与棱镜光轴3之间的偏离时，也应当维持预定的测量精度。因此，光电检测单元4上的产率是低的，并且需要较高的成本。在过去，在能够进行棱镜测量和非棱镜测量的距离测量仪器中，来自要测量的对象的反射光的量可能彼此大为不同。因此，已经实施的是在距离测量光投射光学系统上提供光量调节器并且调节距离测量的光量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种距离测量仪器，其可以简单地执行棱镜测量和非棱镜测量，并且即使当距离测量光轴与棱镜光轴之间可能出现偏离时，也可以通过简单的方法防止这样的误差。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种距离测量仪器，该距离测量仪器包括用于发射距离测量光的发光单元，用于接收并且检测来自要测量的对象的反射的距离测量光以及作为内部参考光的从发光单元发射的距离测量光的一部分的光电检测单元，用于电学上调节光电检测单元的光电检测灵敏度的灵敏度调节单元，以及用于基于来自光电检测单元的反射的距离测量光的光电检测信号并且基于内部参考光的光电检测信号来计算测量的距离的控制算术单元，其中该控制算术单元可以通过选择棱镜模式测量和非棱镜模式测量来测量距离，并且进行控制，使得光电检测单元的光电检测灵敏度通过灵敏度调节单元响应于选择的测量模式而改变。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中控制算术单元选择棱镜模式测量，并且控制算术单元根据棱镜模式测量中测量的距离通过灵敏度调节单元改变光电检测单元的光电检测灵敏度。此外，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中棱镜模式测量具有短距离测量模式和长距离测量模式，并且预先分别针对短距离测量模式和长距离测量模式设置光电检测单元的光电检测灵敏度。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中控制算术单元基于阈值来改变短距离测量模式和长距离测量模式，并且从短距离测量模式改变为长距离测量模式时的阈值不同于从长距离测量模式改变为短距离测量模式时的阈值。此外，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中灵敏度调节单元将偏置电压施加到光电检测单元并且调节光电检测单元的光电检测灵敏度，并且设置偏置电压以便成为比S/N特性的最大值更低的值，所述S/N特性是在响应于偏置电压的增大或减小而增大或减小的光电检测单元的信号强度除以响应于偏置电压的增大或减小而增大或减小的噪声强度时获得的。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中在棱镜模式测量中，灵敏度调节单元减小光电检测单元的光电检测灵敏度，使得在距离测量光的距离测量光轴相对于棱镜光轴偏离了预定量的情况下，测量误差将等于预定值或者更低。此外，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中偏置电压介于与所述最大值对应的偏置电压的70%和95%之间。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中偏置电压以这样的方式设置，使得在距离测量光轴偏离了预定量的情况下，误差将是距离测量仪器具有的关于在距离测量光轴与棱镜的光轴一致的条件下获得的测量值的测量精度的1/2。此外，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中当棱镜安装在50米的距离处时，距离测量光轴的偏离为士 1分的偏离。本专利技术提供了一种距离测量仪器，该距离测量仪器包括用于发射距离测量光的发光单元，用于接收并且检测来自要测量的对象的反射的距离测量光以及作为内部参考光的从发光单元发射的距离测量光的一部分的光电检测单元，用于电学上调节光电检测单元的光电检测灵敏度的灵敏度调节单元，以及用于基于来自光电检测单元的反射的距离测量光的光电检测信号并且基于内部参考光的光电检测信号来计算测量的距离的控制算术单元， 其中该控制算术单元可以通过选择棱镜模式测量和非棱镜模式测量来测量距离，并且进行控制，使得光电检测单元的光电检测灵敏度通过灵敏度调节单元响应于选择的测量模式而改变。结果，可以提供一种距离测量仪器，借助于该距离测量仪器可以仅仅通过简单的电处理在棱镜模式测量与非棱镜模式测量之间转换，并且在简单的配置中且以较低的成本执行棱镜模式测量和非棱镜模式测量。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中控制算术单元选择棱镜模式测量，并且控制算术单元根据棱镜模式测量中测量的距离通过灵敏度调节单元改变光电检测单元的光电检测灵敏度。结果，即使当没有在距离测量光投射光学系统中提供光量调节装置时，也可以执行棱镜模式测量。此外，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中棱镜模式测量具有短距离测量模式和长距离测量模式，并且预先分别针对短距离测量模式和长距离测量模式设置光电检测单元的光电检测灵敏度。结果，即使当反射的距离测量光的光量在短距离测量与长距离测量之间不同时，也可以在不调节距离测量光的光量的情况下处理所述问题。再者，本专利技术提供了如上面所描述的距离测量仪器，其中控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井胜之，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：