Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2017072466A - 光波距離測定装置 - Google Patents

光波距離測定装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017072466A
JP2017072466A JP2015199198A JP2015199198A JP2017072466A JP 2017072466 A JP2017072466 A JP 2017072466A JP 2015199198 A JP2015199198 A JP 2015199198A JP 2015199198 A JP2015199198 A JP 2015199198A JP 2017072466 A JP2017072466 A JP 2017072466A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance measuring
light
optical path
path length
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015199198A
Other languages
English (en)
Inventor
太一 湯浅
Taichi Yuasa
太一 湯浅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
Priority to JP2015199198A priority Critical patent/JP2017072466A/ja
Priority to CN201610868245.5A priority patent/CN106940179A/zh
Priority to US15/284,908 priority patent/US10422861B2/en
Priority to EP16192665.4A priority patent/EP3153879A1/en
Publication of JP2017072466A publication Critical patent/JP2017072466A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4816Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/08Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4812Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver transmitted and received beams following a coaxial path
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

【課題】受光量を低減させることなく光学系の小型化を図る光波距離測定装置を提供する。【解決手段】測距光源7から発せられる測距光2を測距光軸12上へ射出する投光光学系4と、測定対象物からの反射測距光5を受光し、受光素子16へと導く受光光学系6とを具備し、投光光学系と受光光学系とは、投光光軸3と受光光軸13が交差する様配設され、投光光軸と受光光軸の交差位置に測距光を反射し、反射測距光を透過する光路分割部材9を設け、反射測距光の光路上に該反射測距光の光路長を補正する光路長調整部材14が配設された。【選択図】図1

Description

本発明は、測定対象物からの反射光を受光して測距を行う光波距離測定装置に関するものである。
レーザスキャナやトータルステーション等の測量装置は、反射プリズムを用いたプリズム測距、反射プリズムを用いないノンプリズム測距により測定対象物迄の距離を検出する光波距離測定装置を有している。
光波距離測定装置では、投光光軸上に光路分割部材が配設され、該光路分割部材により測距光を反射して射出し、又測定対象物からの反射測距光を透過させ、反射測距光を受光光学系が受光して測距が行われている。
従来の光波距離測定装置では、光路分割部材の中心部に部分透過膜が形成され、中心部がビームスプリッタとなっており、又中心部以外の部分には反射防止膜(AR膜)が施され、全透過部となっている。斯かる光波距離測定装置では、反射測距光が全透過部を透過して受光光学系で受光され、測距が行われる。又、反射測距光の中心部の一部も前記ビームスプリッタを透過して受光光学系で受光される。
上記した様に、光路分割部材の中心部はビームスプリッタであり、反射測距光の中心部の一部はビームスプリッタを透過して受光光学系に入射する。従って、近距離測定でも測定に支障のない光量の反射測距光を受光することができる。
然し乍ら、中心部にビームスプリッタが設けられた光路分割部材を用いた光波距離測定装置の場合、受光光学系の集光レンズに入射する反射測距光が全て光路分割部材を透過する必要がある為、該光路分割部材が大きくなり、光学系の大型化が避けられない。更に、光学系の大型化に伴って重量も増大していた。
特開2014−85134号公報
本発明は、受光量を低減させることなく光学系の小型化を図る光波距離測定装置を提供するものである。
本発明は、測距光源から発せられる測距光を測距光軸上へ射出する投光光学系と、測定対象物からの反射測距光を受光し、受光素子へと導く受光光学系とを具備し、前記投光光学系と前記受光光学系とは、投光光軸と受光光軸が交差する様配設され、前記投光光軸と前記受光光軸の交差位置に前記測距光を反射し、前記反射測距光を透過する光路分割部材を設け、前記反射測距光の光路上に該反射測距光の光路長を補正する光路長調整部材が配設された光波距離測定装置に係るものである。
又本発明は、前記光路長調整部材は、中心部に孔が穿設された透明光学部材であり、該孔は前記光路分割部材を透過する前記反射測距光のみが通過する大きさであり、前記光路分割部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長と、前記光路長調整部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された光波距離測定装置に係るものである。
又本発明は、前記受光光学系は集光レンズを有し、前記光路長調整部材は前記集光レンズの入射側と射出側のいずれか一方に設けられる光波距離測定装置に係るものである。
又本発明は、前記受光光学系は、中心部に孔が穿設された集光レンズと、前記孔に設けられた前記光路長調整部材とを有し、前記光路分割部材と前記光路長調整部材を透過した前記反射測距光の光路長と、前記光路分割部材を透過しなかった前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された光波距離測定装置に係るものである。
又本発明は、前記測定対象物からの前記反射測距光は窓部を介して前記受光光学系に入射する様構成され、前記窓部に前記光路長調整部材が貼設された光波距離測定装置に係るものである。
又本発明は、前記測距光を回転照射する走査ミラーを有し、前記反射測距光を前記走査ミラーを介して受光する様構成され、前記光路長調整部材は、前記走査ミラーの中心部に設けられたミラーであり、前記光路長調整部材で反射された前記反射測距光のみが前記光路分割部材を透過する様前記光路長調整部材の大きさが設定され、該光路長調整部材により短縮される前記測距光の光路長と前記反射測距光の光路長の合計と、前記光路分割部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された光波距離測定装置に係るものである。
更に又本発明は、前記測距光を回転照射する走査ミラーを有し、前記反射測距光を前記走査ミラーを介して受光する様構成され、該走査ミラーは前記反射測距光を透過可能な透明光学部材であり、前記光路長調整部材は、前記透明光学部材の表面の中心部に設けられた第1反射膜と、前記透明光学部材の裏面の中心部以外の部分に設けられた第2反射膜とで構成され、前記第1反射膜で反射され前記光路分割部材を透過する前記反射測距光の光路長と、前記透明光学部材を透過し前記第2反射膜で反射された前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記透明光学部材の板厚が設定された光波距離測定装置に係るものである。
本発明によれば、測距光源から発せられる測距光を測距光軸上へ射出する投光光学系と、測定対象物からの反射測距光を受光し、受光素子へと導く受光光学系とを具備し、前記投光光学系と前記受光光学系とは、投光光軸と受光光軸が交差する様配設され、前記投光光軸と前記受光光軸の交差位置に前記測距光を反射し、前記反射測距光を透過する光路分割部材を設け、前記反射測距光の光路上に該反射測距光の光路長を補正する光路長調整部材が配設されたので、前記光路分割部材を前記反射測距光が全て透過可能な大きさとする必要がなく、光学系の小型化、軽量化が図れると共に、前記光路分割部材を小型化したことにより前記反射測距光の光路長に差が生じることを防止でき、測定精度を向上させることができるという優れた効果を発揮する。
第1の実施例に係る光波距離測定装置の光学系を示す構成図である。 第2の実施例に係る光波距離測定装置の光学系を示す構成図である。 (A)は第1の実施例に係る光波距離測定装置の光学系の変形例を示す構成図であり、(B)は第2の実施例に係る光波距離測定装置の光学系の変形例を示す構成図である。 第3の実施例に係る光波距離測定装置の光学系を示す構成図である。 第4の実施例に係る光波距離測定装置の光学系を示す構成図である。 第5の実施例に係る光波距離測定装置の光学系を示す構成図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
先ず、図1に於いて、第1の実施例に係る光波距離測定装置1について説明する。
該光波距離測定装置1は、例えばレーザスキャナやトータルステーション等の測量装置に適用される様になっている。尚、図1は、本実施例の前記光波距離測定装置1がレーザスキャナに適用された場合を示している。該光波距離測定装置1は、測距光2を投光光軸3上に射出する投光光学系4、反射測距光5を受光する受光光学系6を有する。
前記投光光学系4は前記投光光軸3を有し、該投光光軸3上に測距光源7、コリメータレンズ8、光路分割部材であるビームスプリッタ9が設けられている。該ビームスプリッタ9は、前記投光光軸3を走査ミラー11へ入射する様偏向する。該走査ミラー11は、前記投光光軸3を測距光軸12へと偏向する。
前記受光光学系6は受光光軸13を有し、該受光光軸13は前記投光光軸3と交差し、前記ビームスプリッタ9はこの交差位置に設けられている。前記測距光軸12に沿って入射する前記反射測距光5が、前記走査ミラー11によって前記受光光軸13へと偏向される。該受光光軸13は、前記投光光軸3と略合致し、更に前記ビームスプリッタ9を透過する。
前記測距光源7は、例えば半導体レーザ等であり、前記測距光2として前記投光光軸3上に不可視光である赤外光又は可視光のレーザ光線を発する。又、前記測距光源7は、所要の光強度、所要のパルス間隔(周波数)等、所要の状態でレーザ光線が射出される様、図示しない制御部に制御される様になっている。
前記コリメータレンズ8は、前記測距光2を平行光束とする様になっている。前記ビームスプリッタ9は、平行光束とされた前記測距光2を反射するだけの大きさを有し、又該測距光2の一部を反射する反射率となっており、例えば反射率が50%〜95%程度である。又、前記ビームスプリッタ9は、前記投光光軸3を前記走査ミラー11へと偏向させる偏向光学部材として機能する。又、前記ビームスプリッタ9は、前記反射測距光5の一部を透過させる様になっている。
又、前記受光光軸13上には、前記ビームスプリッタ9、光路長調整部材14、集光レンズ15、受光素子16が設けられている。前記ビームスプリッタ9は、前記集光レンズ15の測定対象物側に位置し、前記受光光軸13に直交する平面に投影した形状が円となる様な楕円形状となっている。或は矩形でもよい。
前記走査ミラー11は、回転軸心17を中心に回転可能となっており、前記制御部に前記走査ミラー11の回転が所定角度回転する様制御され、或は所定の回転速度で回転される様制御される様になっている。尚、前記回転軸心17は、前記受光光軸13と略同軸となっている。
又、前記走査ミラー11は前記測距光2を反射し、窓部18を介して前記光波距離測定装置1の外部へと照射する。前記走査ミラー11の回転によって、前記測距光2が測定対象物を走査する。該測定対象物で反射された前記測距光2は、前記反射測距光5として前記走査ミラー11に入射し、該走査ミラー11によって前記受光光軸13上に反射される様になっている。前記窓部18は、前記測距光軸12に対して傾斜して設けられている。
前記光路長調整部材14は、例えば中心部に孔19が形成されたガラス板等の透明光学部材となっており、全面にAR膜が形成されている。該孔19の径は、前記ビームスプリッタ9の投影された形状の直径と略同じ大きさであり、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5のみが前記孔19を通過する大きさとなっている。
又、前記光路長調整部材14の板厚は、前記反射測距光5が前記ビームスプリッタ9を透過する際に延長された光路長と、前記反射測距光5が前記光路長調整部材14を透過する際に延長される光路長とが等しくなる厚さとなっている。即ち、前記ビームスプリッタ9を透過しない前記反射測距光5の光路長を補正する様になっている。
前記集光レンズ15は、例えば無限共役レンズであり、平行光束として受光した前記反射測距光5を前記受光素子16に集光させる様になっている。尚、前記集光レンズ15として多重非球面レンズを用いてもよい。
前記測距光源7より射出された前記測距光2は、前記コリメータレンズ8にて平行光束とされ、前記ビームスプリッタ9に入射する。前記測距光2は、前記ビームスプリッタ9により直角に反射され、前記走査ミラー11に直角に反射され、前記窓部18を透過して測定対象物(図示せず)に照射される。
又、制御部(図示せず)により前記走査ミラー11が回転されることで、前記測距光2が回転照射され、該測距光2により測定対象物が走査される。
該測定対象物により拡散反射された前記測距光2は、測定対象物が所定の距離よりも遠い位置にある場合には、光束が広がった平行光束の前記反射測距光5として前記窓部18を透過し、前記走査ミラー11に入射する。又、測定対象物が所定の距離よりも近い位置にある場合には、光束が広がった拡散光の前記反射測距光5として前記窓部18を透過し、前記走査ミラー11に入射する。
該走査ミラー11により反射された前記反射測距光5のうち、前記走査ミラー11の中心部で反射された前記反射測距光5は前記ビームスプリッタ9に入射する。又、前記走査ミラー11の中心部以外で反射された前記反射測距光5は、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過する。
前記反射測距光5の一部は、前記ビームスプリッタ9を透過し、前記孔19を通過し、前記集光レンズ15によって前記受光素子16へ結像される。又、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過した前記反射測距光5は、前記光路長調整部材14を透過し、前記集光レンズ15に入射し、更に該集光レンズ15によって前記受光素子16へ結像される。
ここで、前記ビームスプリッタ9を透過する際に延長される光路長と、前記光路長調整部材14を透過する際に延長される光路長とが等しくなる様、前記光路長調整部材14の板厚が設定されている。従って、該光路長調整部材14を透過した前記反射測距光5の光路長と、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5の光路長とが等しくなる。
前記反射測距光5は、前記受光素子16に受光され、図示しない制御部は前記受光素子16から発せられる受光信号に基づき測定対象物迄の距離を演算する。
上述の様に、第1の実施例では、前記受光光軸13上に中心部に前記孔19が形成された前記光路長調整部材14を設け、該光路長調整部材14により前記ビームスプリッタ9に入射することなく周囲を通過した前記反射測距光5の光路長を補正することで、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過した前記反射測距光5の光路長を等しくしている。
従って、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過した前記反射測距光5との光路長の差により測定結果に誤差が生じるのを防止することができ、測定精度を向上させることができる。
又、光路分割部材としての前記ビームスプリッタ9を、前記集光レンズ15に入射する全ての前記反射測距光5が透過可能な大きさとする必要がないので、前記光路分割部材を小型化することができ、前記光波距離測定装置1の光学系の小型化、軽量化を図ることができる。
又、前記反射測距光5の一部は、前記ビームスプリッタ9を透過して前記集光レンズ15の中心部に入射し、前記受光素子16に受光される様になっている。従って、特に近距離のプリズム測距に於いて、前記反射測距光5が充分に拡散せず幅の小さい平行光束のまま入射し、該反射測距光5が前記ビームスプリッタ9により遮られる様な状態であっても、該ビームスプリッタ9を透過する前記反射測距光5により該反射測距光5の光量を充分に確保でき、極近距離でのプリズム測距が可能となる。
又、近距離のノンプリズム測距に於いて、前記集光レンズ15で集光した前記反射測距光5が前記受光素子16で大きくアウトフォーカスした状態であっても、前記ビームスプリッタ9を透過する前記反射測距光5により該反射測距光5の光量を充分に確保でき、極近距離でのノンプリズム測距が可能となる。
又、ノンプリズム測距時の近距離の受光量のダイナミックレンジを極めて小さくすることができ、高精度な測距が可能となる。
次に、図2に於いて、第2の実施例に係る光波距離測定装置1について説明する。尚、図2中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
第2の実施例では、第1の実施例に於ける光路長調整部材14(図1参照)と集光レンズ15(図1参照)に代えて、集光レンズ21が設けられている。
該集光レンズ21は、例えば中心部に孔23が穿設された無限共役レンズであり、該孔23に光路長調整部材22が埋込まれて設けられている。尚、通常の無限共役レンズに対し、表面又は裏面からモールド加工を行うことで前記光路長調整部材22を作成する様にしてもよい。又、該光路長調整部材22の表裏面及び前記孔23の周面にはAR膜が形成されている。
前記光路長調整部材22の板厚は、ビームスプリッタ9と前記光路長調整部材22を透過した際の反射測距光5の光路長と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過して前記集光レンズ21に入射した際の前記反射測距光5の光路長とが等しくなる様設定される。
第2の実施例に於いては、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過した前記反射測距光5の光路長が等しくなり、光路長の差により測定結果に誤差が生じるのを防止することができる。
又、特に近距離の測距に於いて、前記ビームスプリッタ9を前記反射測距光5が透過し、受光素子16に入射することにより測距に充分な受光量が確保できる。
従って、第2の実施例に於いても、近距離及び遠距離に於ける前記反射測距光5の受光量を充分に確保しつつ、光路分割部材としての前記ビームスプリッタ9の小型化が可能となり、前記光波距離測定装置1の光学系の小型化、軽量化を図ることができる。
尚、第1の実施例及び第2の実施例がトータルステーション等の測量装置に用いられる場合は、前記走査ミラー11が省略される。この場合、前記ビームスプリッタ9で反射された前記測距光2が直接測定対象物に照射され、該測定対象物からの前記反射測距光5が直接前記ビームスプリッタ9を透過する。
図3(A)は第1の実施例の変形例を示し、図3(B)は、第2の実施例の変形例を示している。
図3(A)は、無限共役レンズである集光レンズ24の平面(射出面)の中心部に孔25が穿設されたガラス板等の透明光学部材からなる光路長調整部材26を貼設し、前記集光レンズ24と前記光路長調整部材26とを一体化した構造となっている。
第1の実施例の変形例に於いても、前記ビームスプリッタ9を透過し、前記孔25を通過する前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過し、前記光路長調整部材26を透過する前記反射測距光5の光路長が等しくなるので、測距時に充分な受光量を確保しつつ前記光波距離測定装置1の光学系の小型化を図ることができる。
図3(B)は、前記集光レンズ24の同一光軸上且つ射出側に光路長調整部材27が設けられた第2集光レンズ28を別途設けている。前記光路長調整部材27は、前記第2集光レンズ28に凸レンズを埋込むか、或は前記第2集光レンズ28を表面又は裏面からモールド加工することにより形成される。
第2の実施例の変形例に於いても、前記ビームスプリッタ9を透過した前記反射測距光5は前記光路長調整部材27を透過し、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過した前記反射測距光5は前記第2集光レンズ28を透過し、この時の両者の前記反射測距光5の光路長は等しくなる。従って、測距時に充分な受光量を確保しつつ前記光波距離測定装置1の光学系の小型化を図ることができる。
又、前記第2集光レンズ28及び前記光路長調整部材27は、前記集光レンズ24と同一光軸上且つ射出側に設けられているので、部材を小型化することができる。
次に、図4に於いて、第3の実施例に係る光波距離測定装置1について説明する。尚、図4中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
第3の実施例では、窓部18に光路長調整部材29が貼設されている。該光路長調整部材29は、例えばガラス板等の透明光学部材であり、所定の箇所、例えば中心部に孔31が穿設されている。
該孔31の大きさは、測定対象物(図示せず)により反射された反射測距光5のうち、ビームスプリッタ9に入射するもののみが通過可能な大きさとなる様設定される。又、前記光路長調整部材29の板厚は、前記反射測距光5が前記ビームスプリッタ9を透過する際の光路長と、前記光路長調整部材29を透過する際の光路長とが等しくなる様設定される。
第3の実施例に於いても、前記ビームスプリッタ9を透過する前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過する前記反射測距光5の光路長が等しくなるので、測距時に充分な受光量を確保しつつ前記光波距離測定装置1の光学系の小型化を図ることができる。
次に、図5に於いて、第4の実施例に係る光波距離測定装置1について説明する。尚、図5中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
第4の実施例では、走査ミラー11の反射面の中心部に光路長調整部材32が貼設されている。該光路長調整部材32は、例えば所定の厚みを有するミラーとなっている。
該光路長調整部材32は、測距光源7から射出された測距光2を反射すると共に、測定対象物で反射された反射測距光5を反射する様になっている。即ち、前記測距光2の光路長と前記反射測距光5の光路長は、それぞれ前記光路長調整部材32の板厚分だけ短縮される。
従って、前記光路長調整部材32の板厚は、該光路長調整部材32により短縮された前記測距光2の光路長と前記反射測距光5の光路長の合計が、該反射測距光5がビームスプリッタ9を透過した際に延長される光路長と等しくなる様に設定される。又、前記光路長調整部材32の大きさは、該光路長調整部材32で反射された前記反射測距光5のみが前記ビームスプリッタ9を透過する様設定されている。
第4の実施例に於いても、前記ビームスプリッタ9を透過する前記反射測距光5と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過する前記反射測距光5の光路長が等しくなるので、測距時に充分な受光量を確保しつつ前記光波距離測定装置1の光学系の小型化を図ることができる。
次に、図6に於いて、第5の実施例に係る光波距離測定装置1について説明する。尚、図6中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
第5の実施例では、走査ミラー11は例えば透明なガラス板等の透明光学部材33を基体とし、該透明光学部材33の表面(反射面)の中心部に反射膜である第1光路長調整部材34が設けられ、前記透明光学部材33の裏面(反射面の反対面)の中心部以外の部分に反射膜である第2光路長調整部材35が設けられている。
第5の実施例では、ビームスプリッタ9で反射された測距光2は前記第1光路長調整部材34で反射される。測定対象物からの反射測距光5は、一部が前記第1光路長調整部材34で反射された後、前記ビームスプリッタ9を透過する様になっている。又、前記反射測距光5の残部は、前記透明光学部材33を透過し、前記第2光路長調整部材35で反射された後、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過する様になっている。
尚、前記透明光学部材33の板厚、前記第1光路長調整部材34及び前記ビームスプリッタ9の板厚は、前記反射測距光5が前記透明光学部材33を透過する際に延長される光路長と、前記反射測距光5が前記第1光路長調整部材34により短縮され前記ビームスプリッタ9を透過する際に延長される光路長が等しくなる様に設定される。
従って、該ビームスプリッタ9を透過する前記反射測距光5の光路長と、前記ビームスプリッタ9の周囲を通過する前記反射測距光5の光路長は等しくなっているので、測距時に充分な受光量を確保しつつ前記光波距離測定装置1の光学系の小型化を図ることができる。
尚、本発明の前記光波距離測定装置1に於いて、用途に応じて可視カメラ、レーザポインタ、視準望遠鏡、追尾用照明光学系等を前記投光光学系4、前記受光光学系6と同軸又は非同軸に設けた光学系としてもよい。
又、前記光波距離測定装置1は、レーザスキャナやトータルステーション等の測量装置以外の距離計全般に対して適用可能であるのは言う迄もない。
1 光波距離測定装置
2 測距光
3 投光光軸
4 投光光学系
5 反射測距光
6 受光光学系
7 測距光源
8 コリメータレンズ
9 ビームスプリッタ
11 走査ミラー
12 測距光軸
13 受光光軸
14 光路長調整部材
15 集光レンズ
16 受光素子
18 窓部
19 孔
21 集光レンズ
22 光路長調整部材
23 孔
24 集光レンズ
25 孔
26 光路長調整部材
27 光路長調整部材
28 第2集光レンズ
29 光路長調整部材
31 孔
32 光路長調整部材
33 透明光学部材
34 第1光路長調整部材
35 第2光路長調整部材

Claims (7)

  1. 測距光源から発せられる測距光を測距光軸上へ射出する投光光学系と、測定対象物からの反射測距光を受光し、受光素子へと導く受光光学系とを具備し、前記投光光学系と前記受光光学系とは、投光光軸と受光光軸が交差する様配設され、前記投光光軸と前記受光光軸の交差位置に前記測距光を反射し、前記反射測距光を透過する光路分割部材を設け、前記反射測距光の光路上に該反射測距光の光路長を補正する光路長調整部材が配設された光波距離測定装置。
  2. 前記光路長調整部材は、中心部に孔が穿設された透明光学部材であり、該孔は前記光路分割部材を透過する前記反射測距光のみが通過する大きさであり、前記光路分割部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長と、前記光路長調整部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された請求項1に記載の光波距離測定装置。
  3. 前記受光光学系は集光レンズを有し、前記光路長調整部材は前記集光レンズの入射側と射出側のいずれか一方に設けられる請求項2に記載の光波距離測定装置。
  4. 前記受光光学系は、中心部に孔が穿設された集光レンズと、前記孔に設けられた前記光路長調整部材とを有し、前記光路分割部材と前記光路長調整部材を透過した前記反射測距光の光路長と、前記光路分割部材を透過しなかった前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された請求項1に記載の光波距離測定装置。
  5. 前記測定対象物からの前記反射測距光は窓部を介して前記受光光学系に入射する様構成され、前記窓部に前記光路長調整部材が貼設された請求項2に記載の光波距離測定装置。
  6. 前記測距光を回転照射する走査ミラーを有し、前記反射測距光を前記走査ミラーを介して受光する様構成され、前記光路長調整部材は、前記走査ミラーの中心部に設けられたミラーであり、前記光路長調整部材で反射された前記反射測距光のみが前記光路分割部材を透過する様前記光路長調整部材の大きさが設定され、該光路長調整部材により短縮される前記測距光の光路長と前記反射測距光の光路長の合計と、前記光路分割部材を透過して延長される前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記光路長調整部材の板厚が設定された請求項1に記載の光波距離測定装置。
  7. 前記測距光を回転照射する走査ミラーを有し、前記反射測距光を前記走査ミラーを介して受光する様構成され、該走査ミラーは前記反射測距光を透過可能な透明光学部材であり、前記光路長調整部材は、前記透明光学部材の表面の中心部に設けられた第1反射膜と、前記透明光学部材の裏面の中心部以外の部分に設けられた第2反射膜とで構成され、前記第1反射膜で反射され前記光路分割部材を透過する前記反射測距光の光路長と、前記透明光学部材を透過し前記第2反射膜で反射された前記反射測距光の光路長とが等しくなる様前記透明光学部材の板厚が設定された請求項1に記載の光波距離測定装置。
JP2015199198A 2015-10-07 2015-10-07 光波距離測定装置 Pending JP2017072466A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199198A JP2017072466A (ja) 2015-10-07 2015-10-07 光波距離測定装置
CN201610868245.5A CN106940179A (zh) 2015-10-07 2016-09-30 光波距离测定装置
US15/284,908 US10422861B2 (en) 2015-10-07 2016-10-04 Electro-optical distance measuring instrument
EP16192665.4A EP3153879A1 (en) 2015-10-07 2016-10-06 Electro-optical distance measuring instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199198A JP2017072466A (ja) 2015-10-07 2015-10-07 光波距離測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017072466A true JP2017072466A (ja) 2017-04-13

Family

ID=57113142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015199198A Pending JP2017072466A (ja) 2015-10-07 2015-10-07 光波距離測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10422861B2 (ja)
EP (1) EP3153879A1 (ja)
JP (1) JP2017072466A (ja)
CN (1) CN106940179A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021063678A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 株式会社トプコン 測量装置
JP2021143949A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 株式会社トプコン 測量装置
US11933468B2 (en) 2020-09-16 2024-03-19 Mitsubishi Electric Corporation Headlight device having optical beam splitter

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10481269B2 (en) * 2017-12-07 2019-11-19 Ouster, Inc. Rotating compact light ranging system
KR102637175B1 (ko) * 2018-07-02 2024-02-14 현대모비스 주식회사 라이다 센싱장치
CN109709572B (zh) * 2019-02-01 2021-08-06 西安知微传感技术有限公司 一种半共轴光路接收激光雷达系统
JP7360298B2 (ja) * 2019-10-23 2023-10-12 株式会社トプコン 測量装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8920364D0 (en) 1989-09-08 1989-10-25 Downs Michael J Optical measuring instruments
JP4127579B2 (ja) 1998-12-22 2008-07-30 浜松ホトニクス株式会社 光波距離計
US6115123A (en) 1999-04-12 2000-09-05 Northrop Grumman Corporation Holographic laser aimpoint selection and maintenance
JP4121803B2 (ja) 2002-08-08 2008-07-23 株式会社トプコン 光波距離測定装置
CN100356193C (zh) 2005-09-22 2007-12-19 哈尔滨工程大学 受激布里渊散射激光雷达水下隐身物体探测系统及方法
JP2009210557A (ja) * 2008-02-07 2009-09-17 Sanyo Electric Co Ltd ビーム照射装置およびレーザレーダ
JP5683782B2 (ja) * 2008-12-25 2015-03-11 株式会社トプコン 距離測定装置及び距離測定方法
US9551575B2 (en) * 2009-03-25 2017-01-24 Faro Technologies, Inc. Laser scanner having a multi-color light source and real-time color receiver
JP5452245B2 (ja) 2010-01-20 2014-03-26 株式会社トプコン 光波距離測定装置
US8305561B2 (en) * 2010-03-25 2012-11-06 Hokuyo Automatic Co., Ltd. Scanning-type distance measuring apparatus
KR20120007735A (ko) * 2010-07-15 2012-01-25 삼성전기주식회사 거리 측정 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치
GB2499159B (en) * 2010-10-22 2015-04-15 Neptec Design Group Ltd Wide angle bistatic scanning optical ranging sensor
JP6120521B2 (ja) 2012-10-19 2017-04-26 株式会社トプコン 3次元測量装置及び3次元測量システム
JP6315268B2 (ja) * 2014-07-02 2018-04-25 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021063678A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 株式会社トプコン 測量装置
JP2021143949A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 株式会社トプコン 測量装置
JP7416647B2 (ja) 2020-03-12 2024-01-17 株式会社トプコン 測量装置
US11933468B2 (en) 2020-09-16 2024-03-19 Mitsubishi Electric Corporation Headlight device having optical beam splitter

Also Published As

Publication number Publication date
US20170102454A1 (en) 2017-04-13
US10422861B2 (en) 2019-09-24
CN106940179A (zh) 2017-07-11
EP3153879A1 (en) 2017-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017072466A (ja) 光波距離測定装置
US10634767B2 (en) Electronic distance measuring instrument
US10067222B2 (en) Laser rangefinder
EP3812700B1 (en) Surveying instrument
TW202140996A (zh) 標定裝置、標定系統、電子設備及標定方法
KR20160019112A (ko) 스캐닝 엔진에 대한 모듈식 광학계
JP2022023609A (ja) 測量装置
EP2910983B1 (en) Photoelectric sensor
US20230392924A1 (en) Condenser unit for providing directed lighting of an object to be measured positioned in a measured object position, imaging device and method for recording a silhouette contour of at least one object to be measured in a measuring field using an imaging device and use of an attenuation element
JP7416647B2 (ja) 測量装置
US7826039B2 (en) Target acquisition device
JP6867736B2 (ja) 光波距離測定装置
JP2017072464A (ja) 測量機の光学系
US10732267B2 (en) Electro-optical distance meter
JP6732442B2 (ja) 光波距離測定装置
JP2001159681A (ja) 光波距離計
CN111751086A (zh) 一种物镜参数测量装置
WO2024195540A1 (ja) 測量装置
JP2023127741A (ja) 測量装置
JP2023127742A (ja) 測量装置
JP2021063678A (ja) 測量装置
JP2023050683A (ja) 測量装置
JP2022023608A (ja) 測量装置
JP2019128343A (ja) 光放射装置、物体情報検知装置、光路調整方法、物体情報検知方法、及び、光変調ユニット
JP2001281531A (ja) 測距装置およびこの測距装置を備えた自動焦点カメラ