JP2000193748A - 大測定範囲用のレ―ザ―距離測定器 - Google Patents
大測定範囲用のレ―ザ―距離測定器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大きい測定範囲用のレーザー距離測定器におい
て、過励振が生じないように受光素子表面上に衝突する
放射線の強度に影響を及ぼすために、変更された開口範
囲が距離の関数として有効となるように受光レンズを修
正する。 【解決手段】互いに平行に配置された送信チャネルと受
信チャネルとを有する大きい測定範囲用のレーザー距離
測定器において、前記受光レンズが、投光軸（８）と平
行に整列配置される１次受光軸（７）を有する１次レン
ズ領域（５）と、１次受光軸（７）に対して角度α傾斜
する２次受光軸（１０）を有する２次レンズ領域（６）
とを有し、その結果１次焦点（９）と２次焦点（１１）
とが生成される修正された単一レンズ（４）である。
て、過励振が生じないように受光素子表面上に衝突する
放射線の強度に影響を及ぼすために、変更された開口範
囲が距離の関数として有効となるように受光レンズを修
正する。 【解決手段】互いに平行に配置された送信チャネルと受
信チャネルとを有する大きい測定範囲用のレーザー距離
測定器において、前記受光レンズが、投光軸（８）と平
行に整列配置される１次受光軸（７）を有する１次レン
ズ領域（５）と、１次受光軸（７）に対して角度α傾斜
する２次受光軸（１０）を有する２次レンズ領域（６）
とを有し、その結果１次焦点（９）と２次焦点（１１）
とが生成される修正された単一レンズ（４）である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに平行に配置
された送信チャネルと受信チャネルとを有し、前記送信
チャネルが、レーザー光源がその焦点に配置される投光
軸を有する投光レンズを具備し、前記受信チャネルが、
受光素子がその焦点面に配置される受光レンズを具備す
る大測定範囲用のレーザー距離測定器に関するものであ
る。
された送信チャネルと受信チャネルとを有し、前記送信
チャネルが、レーザー光源がその焦点に配置される投光
軸を有する投光レンズを具備し、前記受信チャネルが、
受光素子がその焦点面に配置される受光レンズを具備す
る大測定範囲用のレーザー距離測定器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザー距離測定器は、パルス送信時間
測定または位相送信時間測定の原理に基づく。位相送信
時間法は、現在ではもっぱら可視半導体レーザーで使用
される。費用効果の高い半導体レーザーを用いての測定
レーザーおよび照準レーザーの全機能を実施することが
ここでは可能である。
測定または位相送信時間測定の原理に基づく。位相送信
時間法は、現在ではもっぱら可視半導体レーザーで使用
される。費用効果の高い半導体レーザーを用いての測定
レーザーおよび照準レーザーの全機能を実施することが
ここでは可能である。
【０００３】位相送信時間法の欠点は、受信信号が非常
に小さく、送信システムおよび受信システムの一時的並
列動作により強力な受信システム、および受信システム
に対するクロストークがきわめて少ない送信システムが
必要であることである。
に小さく、送信システムおよび受信システムの一時的並
列動作により強力な受信システム、および受信システム
に対するクロストークがきわめて少ない送信システムが
必要であることである。
【０００４】投光時間測定に基づく従来技術で公知の距
離測定器は、送信チャネルが受信チャネルに隣接配置さ
れる、つまり光軸が所定の間隔で互いに平行となるデバ
イス、並びに送信チャネルおよび受信チャネルが互いに
同軸となるように配置される、つまりそれらの光軸が一
致するデバイスとして送信チャネルおよび受信チャネル
を基本的に構成するという点で区別できる。
離測定器は、送信チャネルが受信チャネルに隣接配置さ
れる、つまり光軸が所定の間隔で互いに平行となるデバ
イス、並びに送信チャネルおよび受信チャネルが互いに
同軸となるように配置される、つまりそれらの光軸が一
致するデバイスとして送信チャネルおよび受信チャネル
を基本的に構成するという点で区別できる。
【０００５】例えば近い区域内のダスト粒子からの後方
散乱による光クロストークは、受光素子表面の縮小、並
びに投光素子および受光素子の軸間隔を拡大するという
２つの手段によってのみ光学的に低減できる。但し、こ
の距離範囲でのこの手段の効果は、受光素子から受信し
たビームの急速移動である。近い区域内での距離に対し
ては、同軸送信および受信チャネルでの構成が使用され
る、つまり、投光レンズは１個のレンズであっても良
く、この場合、そのレンズがさらに受光レンズを構成す
る。このレンズの焦点距離内にはビームスプリッターが
位置し、レンズの焦点面が２つの相互結合面に生成され
ることとなる。これらの焦点面には、一方に投光素子、
および他方に受光素子が位置し、投光素子から発出し、
レンズによって視準された測定ビームが、物体で反射
し、その物体の距離に関係なく常に受光素子上に像形成
されることとなる。
散乱による光クロストークは、受光素子表面の縮小、並
びに投光素子および受光素子の軸間隔を拡大するという
２つの手段によってのみ光学的に低減できる。但し、こ
の距離範囲でのこの手段の効果は、受光素子から受信し
たビームの急速移動である。近い区域内での距離に対し
ては、同軸送信および受信チャネルでの構成が使用され
る、つまり、投光レンズは１個のレンズであっても良
く、この場合、そのレンズがさらに受光レンズを構成す
る。このレンズの焦点距離内にはビームスプリッターが
位置し、レンズの焦点面が２つの相互結合面に生成され
ることとなる。これらの焦点面には、一方に投光素子、
および他方に受光素子が位置し、投光素子から発出し、
レンズによって視準された測定ビームが、物体で反射
し、その物体の距離に関係なく常に受光素子上に像形成
されることとなる。
【０００６】この構成は、近い区域に適している。なぜ
なら、物体によって受光素子上に反射される測定放射線
の強度が比較的高いために： ・測定ビームを発出するために最適化されたレンズのピ
ックアップ角度が、反射した測定ビームを受信するのに
十分であり； ・ダスト粒子上での測定ビームの反射が検出されないよ
うに受光素子の動的範囲が設定され、さらに； ・ビームスプリッターによる強度損失が問題とはならな
いからである。
なら、物体によって受光素子上に反射される測定放射線
の強度が比較的高いために： ・測定ビームを発出するために最適化されたレンズのピ
ックアップ角度が、反射した測定ビームを受信するのに
十分であり； ・ダスト粒子上での測定ビームの反射が検出されないよ
うに受光素子の動的範囲が設定され、さらに； ・ビームスプリッターによる強度損失が問題とはならな
いからである。
【０００７】光学部品（ビームスプリッター、レン
ズ）、およびダスト粒子により生じる反射測定ビームの
強度が低く、近い区域からの強度が比較的高いため、こ
の構成は遠い区域に適していない。
ズ）、およびダスト粒子により生じる反射測定ビームの
強度が低く、近い区域からの強度が比較的高いため、こ
の構成は遠い区域に適していない。
【０００８】送信および受信チャネルの並列構成は、遠
い区域に対して選択される、つまり被測定物体は、受光
レンズの無限大に配置される。受光レンズは、１個のレ
ンズでも良い。被測定物体上に生成される測定スポット
は、常に、受光レンズの焦点の無限大から入射して像形
成されるので、投光素子および受光素子を相互結合面に
配置しないことも可能であり、その結果送信および受信
チャネルを分離させることができる。
い区域に対して選択される、つまり被測定物体は、受光
レンズの無限大に配置される。受光レンズは、１個のレ
ンズでも良い。被測定物体上に生成される測定スポット
は、常に、受光レンズの焦点の無限大から入射して像形
成されるので、投光素子および受光素子を相互結合面に
配置しないことも可能であり、その結果送信および受信
チャネルを分離させることができる。
【０００９】この構成は、遠い区域に適している。なぜ
なら、物体によって受光素子上に反射する測定ビームが
比較的低強度であるため： ・受光レンズのピックアップ角度を、投光レンズのピッ
クアップ角度よりも大きく選択しなければならない； ・受光素子の動的範囲は、ビーム成分が受光素子に衝突
するときにダスト粒子上での測定ビームの反射が検出さ
れるように設定される。これは、送信および受信チャネ
ルの光軸の間隔によって、および小さな受光素子表面に
よって回避され、さらに； ・追加の強度損失がビームスプリッタによって生成され
ないからである。
なら、物体によって受光素子上に反射する測定ビームが
比較的低強度であるため： ・受光レンズのピックアップ角度を、投光レンズのピッ
クアップ角度よりも大きく選択しなければならない； ・受光素子の動的範囲は、ビーム成分が受光素子に衝突
するときにダスト粒子上での測定ビームの反射が検出さ
れるように設定される。これは、送信および受信チャネ
ルの光軸の間隔によって、および小さな受光素子表面に
よって回避され、さらに； ・追加の強度損失がビームスプリッタによって生成され
ないからである。
【００１０】この構成は、距離が短くなると測定スポッ
トの像が、受光レンズの光軸上に配置された受光素子か
ら益々遠く離れて移動する効果を有する視差が生成され
るので近い区域には適さない。
トの像が、受光レンズの光軸上に配置された受光素子か
ら益々遠く離れて移動する効果を有する視差が生成され
るので近い区域には適さない。
【００１１】ひとまとめにして考えると、上記の説明で
は、大距離範囲に適するレーザー距離測定器の設計は難
しい。大距離範囲は、近い区域と遠い区域との両方を含
む範囲として理解すべきものである。
は、大距離範囲に適するレーザー距離測定器の設計は難
しい。大距離範囲は、近い区域と遠い区域との両方を含
む範囲として理解すべきものである。
【００１２】そのような距離測定器に対する必要性は、
例えば、０．３〜３０mの距離範囲が重要領域となる建
設部門に存在する。同軸構成の場合における強度の低下
のため、大きい距離範囲には、並列送信および受信チャ
ネルを備えた構成が、考えられる。そのような配置構成
は、EP 0 701 702 B1で開示されている。ここに記載さ
れているレーザー距離測定器では、２つの基本的に異な
る解決法が提供されるので、近い区域の場合でも測定ス
ポットは、受光素子、ここでは光導体入口表面上に常に
像形成される。
例えば、０．３〜３０mの距離範囲が重要領域となる建
設部門に存在する。同軸構成の場合における強度の低下
のため、大きい距離範囲には、並列送信および受信チャ
ネルを備えた構成が、考えられる。そのような配置構成
は、EP 0 701 702 B1で開示されている。ここに記載さ
れているレーザー距離測定器では、２つの基本的に異な
る解決法が提供されるので、近い区域の場合でも測定ス
ポットは、受光素子、ここでは光導体入口表面上に常に
像形成される。
【００１３】一方、これは、測定スポットの像形成位置
の変位、特に光軸に対して横向きのみの変位に従って、
光導体入口表面を追跡することによって達成できる。上
記の特許に記載されているように、具体的な像位置の追
跡は評価電子回路の過励振の原因になることが分かっ
た、つまり制御電子回路が設計される受光素子のダイナ
ミックレンジを超えるので、光軸に沿っての追跡が故意
に行われない。
の変位、特に光軸に対して横向きのみの変位に従って、
光導体入口表面を追跡することによって達成できる。上
記の特許に記載されているように、具体的な像位置の追
跡は評価電子回路の過励振の原因になることが分かっ
た、つまり制御電子回路が設計される受光素子のダイナ
ミックレンジを超えるので、光軸に沿っての追跡が故意
に行われない。
【００１４】他方、固定した光導体入口表面を配置し、
光軸の外側に配置された光偏向手段によって、短い物体
距離の場合により傾斜して受光レンズに入る測定ビーム
が光導入口表面に確実に向けられるようにすることが提
案される。ここでは、そのうえ、近い物体距離の場合で
は強度についての問題はないので、それは、重要な像形
成光学の点で正しい偏向ではないと考えられる。第２の
挙げられる変形は、受信チャネル内に機械的可動部品を
用いなくても良いという利点を有する。
光軸の外側に配置された光偏向手段によって、短い物体
距離の場合により傾斜して受光レンズに入る測定ビーム
が光導入口表面に確実に向けられるようにすることが提
案される。ここでは、そのうえ、近い物体距離の場合で
は強度についての問題はないので、それは、重要な像形
成光学の点で正しい偏向ではないと考えられる。第２の
挙げられる変形は、受信チャネル内に機械的可動部品を
用いなくても良いという利点を有する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】但し、信号レベル（受
光素子に衝突し、物体で反射する測定ビームの強度）が
受信器のダイナミックレンジに一致することがほとんど
不可能であるという欠点を有する。
光素子に衝突し、物体で反射する測定ビームの強度）が
受信器のダイナミックレンジに一致することがほとんど
不可能であるという欠点を有する。
【００１６】適当な方法によって、物体で反射しり測定
ビームの一部を受光素子表面上に確実に衝突させる場
合、距離測定範囲は、受光素子の感度範囲（ダイナミク
ス）によって制限される。
ビームの一部を受光素子表面上に確実に衝突させる場
合、距離測定範囲は、受光素子の感度範囲（ダイナミク
ス）によって制限される。
【００１７】下記は、受光素子表面上に衝突する放射線
の強度に対する本質的な決定要因である： − 投光素子の出力； − 物体の距離の２倍に匹敵するビーム経路の長さ全体
の強度損失； − 個々に有効な開口範囲、つまりどの場合にも、受光
素子上で反射しり測定ビームを像形成するのに有効であ
る受光レンズの表面の小部分。
の強度に対する本質的な決定要因である： − 投光素子の出力； − 物体の距離の２倍に匹敵するビーム経路の長さ全体
の強度損失； − 個々に有効な開口範囲、つまりどの場合にも、受光
素子上で反射しり測定ビームを像形成するのに有効であ
る受光レンズの表面の小部分。
【００１８】この事実の故に、本発明の目的は、過励振
が生じないように受光素子表面上に衝突する放射線の強
度に影響を及ぼすために、変更された開口範囲が距離の
関数として有効となるように受光レンズを修正すること
から成る。
が生じないように受光素子表面上に衝突する放射線の強
度に影響を及ぼすために、変更された開口範囲が距離の
関数として有効となるように受光レンズを修正すること
から成る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、この課
題は、請求項１記載の特徴を有するレーザー距離測定器
によって達成される。有利な構造は従属請求項に記載す
る。受光レンズがその像側に２つの焦点を有する修正さ
れた受光レンズであることがこの解決法には必須であ
る。これらの２つの焦点は、受光レンズが１次レンズ領
域と２次レンズ領域とを具備し、２次レンズ領域が投光
軸と垂直をなす方向に受光レンズの全直径にわたって広
がり、投光軸に向かってより狭くなる台形状を有すると
いう事実によって生成される。
題は、請求項１記載の特徴を有するレーザー距離測定器
によって達成される。有利な構造は従属請求項に記載す
る。受光レンズがその像側に２つの焦点を有する修正さ
れた受光レンズであることがこの解決法には必須であ
る。これらの２つの焦点は、受光レンズが１次レンズ領
域と２次レンズ領域とを具備し、２次レンズ領域が投光
軸と垂直をなす方向に受光レンズの全直径にわたって広
がり、投光軸に向かってより狭くなる台形状を有すると
いう事実によって生成される。
【００２０】２つのレンズ領域は、受光素子の感度範囲
内にある反射信号が受光素子の所望の距離範囲全体にわ
たって受信されるように寸法が定められる。修正された
受光素子を用いると、組立および調整に比較的費用がか
からない単純な構造が可能となる。
内にある反射信号が受光素子の所望の距離範囲全体にわ
たって受信されるように寸法が定められる。修正された
受光素子を用いると、組立および調整に比較的費用がか
からない単純な構造が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明は、具体的な実施例により
以下に詳述する。レーザー距離測定器は、投光レンズ１
と、投光レンズ１の焦点に配置されるレーザー光源２
（図１）とを備えた送信チャネルを具備する。レーザー
光源２によって発せられたビームは、投光レンズ１を介
して視準され、被測定物体上に測定スポットを生成する
（様々な距離E∞>E3>E2>E1における例により動作モード
を示すように表現する）。
以下に詳述する。レーザー距離測定器は、投光レンズ１
と、投光レンズ１の焦点に配置されるレーザー光源２
（図１）とを備えた送信チャネルを具備する。レーザー
光源２によって発せられたビームは、投光レンズ１を介
して視準され、被測定物体上に測定スポットを生成する
（様々な距離E∞>E3>E2>E1における例により動作モード
を示すように表現する）。
【００２２】送信チャネルと平行に、受光素子３と、受
光レンズを表し、平面内に位置する２つの焦点を有する
修正受光レンズ４とを備えた受信チャネルを配置する
（例えば、図２）。修正された受光レンズ４は、１次焦
点９を有する１次レンズ領域５と、２次焦点１１を有す
る２次レンズ領域６とを有する。
光レンズを表し、平面内に位置する２つの焦点を有する
修正受光レンズ４とを備えた受信チャネルを配置する
（例えば、図２）。修正された受光レンズ４は、１次焦
点９を有する１次レンズ領域５と、２次焦点１１を有す
る２次レンズ領域６とを有する。
【００２３】１次レンズ領域５は、投光軸８に平行な１
次受光軸７にとって重要であり、投光レンズ１によって
画定される。遠くの物体で反射したビームは、この領域
を経て像形成される。受光素子３は、１次焦点９に正確
に配置せず、投光軸８に関して、E∞から入射する測定
スポットが受光素子４上に尚も完全に像形成される程度
まで１次焦点９から離して配置すると有利である（図
２）。
次受光軸７にとって重要であり、投光レンズ１によって
画定される。遠くの物体で反射したビームは、この領域
を経て像形成される。受光素子３は、１次焦点９に正確
に配置せず、投光軸８に関して、E∞から入射する測定
スポットが受光素子４上に尚も完全に像形成される程度
まで１次焦点９から離して配置すると有利である（図
２）。
【００２４】２次レンズ領域６は２次受光軸１０の位置
を決定し、２次受光軸は受光軸７に対して角度αだけ傾
斜している。近い区域の物体で反射するビームは、２次
レンズ領域６を経て像形成される。２次レンズ領域６
は、長辺が円形セグメントの形状の２つのレンズ片から
構成される１次レンズ部分５によって結合される等辺台
形円形セグメントである。レンズ部分の断面は、本発明
による全ての実施例に対して同じであり、図８に見られ
る。
を決定し、２次受光軸は受光軸７に対して角度αだけ傾
斜している。近い区域の物体で反射するビームは、２次
レンズ領域６を経て像形成される。２次レンズ領域６
は、長辺が円形セグメントの形状の２つのレンズ片から
構成される１次レンズ部分５によって結合される等辺台
形円形セグメントである。レンズ部分の断面は、本発明
による全ての実施例に対して同じであり、図８に見られ
る。
【００２５】２次レンズ領域６の台形状と、修正された
受光レンズ４の配置との結果、適切な物体が近くに配置
される程、有効開口範囲が減少する。２次レンズ領域６
の対称軸は、投光軸８と１次受光軸７とによって画定さ
れる平面に位置する。台形形状は、投光軸８に向かって
より狭くなる。
受光レンズ４の配置との結果、適切な物体が近くに配置
される程、有効開口範囲が減少する。２次レンズ領域６
の対称軸は、投光軸８と１次受光軸７とによって画定さ
れる平面に位置する。台形形状は、投光軸８に向かって
より狭くなる。
【００２６】１次および２次レンズ領域５、６の動作モ
ードについては、様々な距離に関して実例により以下で
説明する（図１）。 E∞ 物体距離E∞の場合、ビームは１次レンズ領域５
を経て１次焦点９に像形成される（図１、２）。像の直
径は受光素子３の受信表面よりも小さいので、受光素子
は焦点面内で投光軸８から遠く離れる方向に変位され、
像形成される放射線は受光素子３の縁部領域内に尚も完
全に衝突する。距離E∞の物体の場合、１次レンズ領域
５の全表面が開口範囲（A∞）として有効になる。
ードについては、様々な距離に関して実例により以下で
説明する（図１）。 E∞ 物体距離E∞の場合、ビームは１次レンズ領域５
を経て１次焦点９に像形成される（図１、２）。像の直
径は受光素子３の受信表面よりも小さいので、受光素子
は焦点面内で投光軸８から遠く離れる方向に変位され、
像形成される放射線は受光素子３の縁部領域内に尚も完
全に衝突する。距離E∞の物体の場合、１次レンズ領域
５の全表面が開口範囲（A∞）として有効になる。
【００２７】２次レンズ領域６を経て２次焦点１１に像
形成されるビームを、図３に表す。像形成は、投光軸に
向かって偏位するように受光素子に隣接して行われる。 E3 ビームの像形成は、距離E3における物体に関し
て図４および図５に示す。図４は、１次レンズ領域５を
経た像形成を示す。像の一部のみが尚も受光素子上に衝
突する。関連する有効開口範囲は、図６の面積A3として
表される。第５でも分かるように、この距離の場合、２
次レンズ領域６を経た像形成はまだ有効ではない。
形成されるビームを、図３に表す。像形成は、投光軸に
向かって偏位するように受光素子に隣接して行われる。 E3 ビームの像形成は、距離E3における物体に関し
て図４および図５に示す。図４は、１次レンズ領域５を
経た像形成を示す。像の一部のみが尚も受光素子上に衝
突する。関連する有効開口範囲は、図６の面積A3として
表される。第５でも分かるように、この距離の場合、２
次レンズ領域６を経た像形成はまだ有効ではない。
【００２８】E2 図６に表したビーム経路の場合、
適切な物体は、１次レンズ領域５を介してもはや検出で
きない距離E2にある、つまり１次レンズ領域５を経て像
形成される反射ビームは、もはや受光素子上に衝突しな
い。この代わりに、２次レンズ領域を経て像形成される
放射が受光素子上に衝突する。この場合に有効な開口範
囲を、図９の面積A2として表す。
適切な物体は、１次レンズ領域５を介してもはや検出で
きない距離E2にある、つまり１次レンズ領域５を経て像
形成される反射ビームは、もはや受光素子上に衝突しな
い。この代わりに、２次レンズ領域を経て像形成される
放射が受光素子上に衝突する。この場合に有効な開口範
囲を、図９の面積A2として表す。
【００２９】E１ 送信および受信チャネル間の視差
のため、反射ビームはある角度で受信チャネルに入る
が、その角度は、距離が小さくなればなるほどより大き
くなるので、像は光軸から益々離れるように移動する。
その過程で、像は受光素子を「かする」（図６および図
７を比較）。距離E1の場合、例えば、面積A1として図９
に示す開口範囲が有効となる。実例で表すそれぞれの有
効開口範囲の大きさについての比較は、後者は、距離が
減少すればするほど小さくなることを示す。
のため、反射ビームはある角度で受信チャネルに入る
が、その角度は、距離が小さくなればなるほどより大き
くなるので、像は光軸から益々離れるように移動する。
その過程で、像は受光素子を「かする」（図６および図
７を比較）。距離E1の場合、例えば、面積A1として図９
に示す開口範囲が有効となる。実例で表すそれぞれの有
効開口範囲の大きさについての比較は、後者は、距離が
減少すればするほど小さくなることを示す。
【００３０】有効開口範囲の距離への依存性は、修正さ
れた受光レンズ４の具体的構造と、相互に対応するレン
ズ領域の寸法の決定とによって左右される可能性があ
る。修正された受光レンズの構造上の設計の第１例を、
図２〜図７に表す。等辺台形形状の領域は、単純平凸レ
ンズから始まり、隣接する円形セグメントに関する直径
の全長にわたって角度αだけ傾斜する。傾斜したレンズ
部分は２次レンズ領域６を構成し、他方の部分が１次レ
ンズ領域５を構成する。
れた受光レンズ４の具体的構造と、相互に対応するレン
ズ領域の寸法の決定とによって左右される可能性があ
る。修正された受光レンズの構造上の設計の第１例を、
図２〜図７に表す。等辺台形形状の領域は、単純平凸レ
ンズから始まり、隣接する円形セグメントに関する直径
の全長にわたって角度αだけ傾斜する。傾斜したレンズ
部分は２次レンズ領域６を構成し、他方の部分が１次レ
ンズ領域５を構成する。
【００３１】その他の構造を図１０〜図１３に示す。図
１０の１次および２次レンズ領域５、６は、互いに対し
て傾斜する両凸レンズである。図１１は、片側に連続平
面を、他方の側に互いに対して傾斜した２つの凸面を有
する修正された受光レンズ４を示す。
１０の１次および２次レンズ領域５、６は、互いに対し
て傾斜する両凸レンズである。図１１は、片側に連続平
面を、他方の側に互いに対して傾斜した２つの凸面を有
する修正された受光レンズ４を示す。
【００３２】図１２および図１３において、それぞれの
場合の修正受光レンズ４は、連続凸面と、連続ではな
く、１次レンズ領域５に対して２次レンズ領域で傾斜し
た平面とを有する。この傾斜表面領域は、隆起部（図１
２）または切り欠き部（図１３）のいずれでも実現でき
る。
場合の修正受光レンズ４は、連続凸面と、連続ではな
く、１次レンズ領域５に対して２次レンズ領域で傾斜し
た平面とを有する。この傾斜表面領域は、隆起部（図１
２）または切り欠き部（図１３）のいずれでも実現でき
る。
【００３３】個々の構造の動作モードは、本質的に同じ
である。それらは、単品から、または接合したグループ
としても製造可能である。
である。それらは、単品から、または接合したグループ
としても製造可能である。
【図１】送信チャネル内のビーム経路を示す。
【図２】無限大E∞における物体に対する１次レンズ領
域５を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
域５を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図３】無限大E∞における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図４】距離E3における物体に対する１次レンズ領域５
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図５】距離E3における物体に対する２次レンズ領域６
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図６】距離E2<E3における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図７】距離E1<E2における物体に対する２次レンズ領
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
域６を経る受信チャネル内のビーム経路を示す。
【図８】距離E∞およびE3における物体に対する修正さ
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。
【図９】距離E2およびE１における物体に対する修正さ
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。
れた受光レンズ４を経る有効開口範囲を示す。
【図１０】２つの両凸レンズ部分から製造される修正受
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。
【図１１】２つの平凸レンズ部分から製造される修正受
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。
光レンズ４を示し、ａは側面図、bは正面図である。
【図１２】２次レンズ領域６の平坦側にくさび状隆起部
を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４を示
し、ａは側面図、bは正面図である。
を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４を示
し、ａは側面図、bは正面図である。
【図１３】２次レンズ領域６の平坦側にくさび状切り欠
き部を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４
を示し、ａは側面図、bは正面図である。
き部を有する平凸レンズとして修正された受光レンズ４
を示し、ａは側面図、bは正面図である。
１ 投光レンズ ２ レーザー光源 ３ 受光素子 ４ 修正された受光レンズ ５ １次レンズ領域 ６ ２次レンズ領域 ７ １次受光軸 ８ 投光軸 ９ １次焦点 １０ ２次受光軸 １１ ２次焦点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン ペンツォルト ドイツ連邦共和国 デー・07745 イェー ナ フーゴ・シュラーデ・シュトラーセ 38 (72)発明者 ウルリヒ クリューガー ドイツ連邦共和国 デー・07751 ミルダ ヒンター マルツェンス ガルテン 20 (72)発明者 ゲーロ シュッサー ドイツ連邦共和国 デー・07616 ビュル ゲル アム シュタイングラーベン 79
Claims (7)
- 【請求項１】 互いに平行に配置された送信チャネルと
受信チャネルとを有し、前記送信チャネルが、レーザー
光源（２）がその焦点（９）に配置される投光軸（８）
を有する投光レンズ（１）を具備し、前記受信チャネル
が、受光素子（３）がその焦点面に配置される受光レン
ズを具備する大測定範囲用のレーザー距離測定器におい
て、前記受光レンズが、前記投光軸（８）と平行に整列
配置される１次受光軸（７）を有する１次レンズ領域
（５）と、前記１次受光軸（７）に対して角度αで傾斜
する２次受光軸（１０）を有する２次レンズ領域（６）
とを有し、その結果１次焦点（９）と２次焦点（１１）
とが生成される修正された単一レンズ（４）であり、前
記２次レンズ領域（６）が、前記光軸によって画定され
る平面に対して鏡面対称で形成され、前記投光軸（８）
の方向により狭くなる等辺台形形状を有することを特徴
とする大測定範囲用のレーザー距離測定器。 - 【請求項２】 前記１次および２次レンズ領域（５）、
（６）が互いに対して角度αだけ傾斜する２つの両凸レ
ンズ部分であることを特徴とする請求項１記載の大測定
範囲用のレーザー距離測定器。 - 【請求項３】 前記１次および２次レンズ領域（５）、
（６）が互いに対して角度αだけ傾斜する２つの平凸レ
ンズ部分であることを特徴とする請求項１記載の大測定
範囲用のレーザー距離測定器。 - 【請求項４】 前記修正受光レンズ（４）が平凸レンズ
であり、前記２次レンズ領域（６）内の前記平面が前記
１次レンズ領域（５）内の平面に対して角度αだけ傾斜
することを特徴とする請求項１記載の大測定範囲用のレ
ーザー距離測定器。 - 【請求項５】 前記２次レンズ領域（６）が隆起部を構
成することを特徴とする請求項４記載の大測定範囲用の
レーザー距離測定器。 - 【請求項６】 前記２次レンズ領域（６）が切り欠き部
を構成することを特徴とする請求項４記載の大測定範囲
用のレーザー距離測定器。 - 【請求項７】 前記受光素子（３）が、前記投光軸
（８）の方向に前記１次焦点（９）からずらして配置さ
れ、その結果最も遠くの被測定物から反射して、前記１
次レンズ領域（５）を経て像形成されるビームが、前記
受光素子の縁部領域に衝突することを特徴とする請求項
１〜６のいずれか一つに記載の大測定範囲用のレーザー
距離測定器。
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|---|---|---|---|
| DE19860464A DE19860464C2 (de) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Laserentfernungsmeßgerät für große Meßbereiche |
| DE19860464:5 | 1998-12-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193748A true JP2000193748A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=7892952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11276510A Pending JP2000193748A (ja) | 1998-12-28 | 1999-09-29 | 大測定範囲用のレ―ザ―距離測定器 |
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| US (1) | US6281968B1 (ja) |
| EP (1) | EP1016874A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000193748A (ja) |
| AU (1) | AU5937899A (ja) |
| CA (1) | CA2287051A1 (ja) |
| DE (1) | DE19860464C2 (ja) |
| NO (1) | NO996487L (ja) |
| PL (1) | PL337355A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB9020285D0 (en) * | 1990-09-17 | 1990-10-31 | Imatronic Ltd | Optical apparatus |
| DE4316348A1 (de) * | 1993-05-15 | 1994-11-17 | Wild Heerbrugg Ag | Vorrichtung zur Distanzmessung |
| JPH07218634A (ja) * | 1994-02-02 | 1995-08-18 | Serutetsuku Syst:Kk | 距離測定装置 |
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1998
- 1998-12-28 DE DE19860464A patent/DE19860464C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-09-29 JP JP11276510A patent/JP2000193748A/ja active Pending
- 1999-10-21 CA CA002287051A patent/CA2287051A1/en not_active Abandoned
- 1999-10-25 US US09/426,030 patent/US6281968B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-12 AU AU59378/99A patent/AU5937899A/en not_active Abandoned
- 1999-11-13 EP EP99122639A patent/EP1016874A3/de not_active Withdrawn
- 1999-12-21 PL PL99337355A patent/PL337355A1/xx not_active IP Right Cessation
- 1999-12-27 NO NO996487A patent/NO996487L/no not_active Application Discontinuation
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| JP2006322911A (ja) * | 2005-07-06 | 2006-11-30 | Yamatake Corp | 状態検出装置 |
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| NO996487L (no) | 2000-06-29 |
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| AU5937899A (en) | 2000-06-29 |
| DE19860464A1 (de) | 2000-07-06 |
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| DE19860464C2 (de) | 2001-02-01 |
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| NO996487D0 (no) | 1999-12-27 |
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