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JPH0815413A - 距離測定装置 - Google Patents

距離測定装置

Info

Publication number
JPH0815413A
JPH0815413A JP14322094A JP14322094A JPH0815413A JP H0815413 A JPH0815413 A JP H0815413A JP 14322094 A JP14322094 A JP 14322094A JP 14322094 A JP14322094 A JP 14322094A JP H0815413 A JPH0815413 A JP H0815413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical system
distance
light receiving
mirror
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
JP14322094A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunari Kajiwara
康也 梶原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP14322094A priority Critical patent/JPH0815413A/ja
Publication of JPH0815413A publication Critical patent/JPH0815413A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、小型でかつ製作が容易で、距離
の誤測定が少ない距離測定装置を得ることを目的として
いる。 【構成】 カセグレン焦点式反射鏡部35の副鏡35b
と、発光素子33と凸レンズ32を有する投光部31と
を一体化して、投光及び副鏡部40とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光を用いて距離を測
定する距離測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図9は例えば実公平1−19112号公
報に示された第1の従来の距離測定装置を示す構成図、
図10はコントローラに出力される投光信号と入力され
る受光信号とを示す説明図である。これらの図におい
て、1は光を投光する投光部であり、この投光部1には
半導体レーザダイオード等の発光素子2とこの発光素子
2から出た光を集光する投光光学系としての投光レンズ
3とが設けられている。この投光レンズ3は凸レンズで
ある。4は投光部1から投光されて被測距体に反射され
た光を受光する受光部であり、この受光部4には半導体
の量子効果型受光素子等の受光素子5とこの受光部4に
入ってくる光を受光素子5へ集光する受光光学系として
の受光レンズ6とが設けられている。この受光レンズ6
は凸レンズである。投光レンズ3の光軸Aと受光レンズ
6の光軸Bとは一致していないが平行である。ここで、
光軸とはその周りでの光学系の回転が像に影響を与えな
い軸のことであり、一般的な凸レンズの場合にはレンズ
の中心と焦点とを結んだ線が光軸となる。7は発光素子
2が発光してから、受光素子5が受光するまでの時間を
算出し、光を反射した被測距体までの距離を測定するコ
ントローラである。
【0003】次に動作について述べる。コントローラ7
から発光素子2に発光信号が送られると発光素子2から
光が発光される。この発光素子2から発光された光は投
光レンズ3により集光されて光束密度を強められて投光
部1から被測距体に向かって投光される。この投光部1
から投光された光は被測距体によって反射され、受光部
4に戻ってくる。この受光部4に戻ってきた光は受光レ
ンズ6によって集光されて光束密度を強められて受光素
子5に入射される。受光素子5は光が入射されるとコン
トローラ7に受光信号を送る。コントローラ7は発光素
子2から光が発光されてから受光素子5に光が入射され
るまでの時間T(図10参照)を算出する。この時間T
から被測距体までの距離R(R=(光速)×T/2)を
算出する。
【0004】このような第1の従来の距離測定装置は投
光部1と受光部4とが別体に設けられているので装置が
大型化し、また、投光部1の投光レンズ3の光軸と受光
部4の受光レンズ6の光軸とが平行ではあるが一致せず
離れているため、被測距体が近距離にある場合には被測
距体によって反射された光が受光素子5に入射されない
ことがあった。さらに、距離を測定する方向を変えるた
めには、投光部1と受光部4との位置関係を変化させな
いように装置全体を回転させて投光部1と受光部4の方
向を変えることが必要であった。この様な問題点を解決
するために、投光光学系の光軸と受光光学系の光軸とを
一致させる必要があり、次に示すような第2の従来の距
離測定装置が一般に知られている。
【0005】図11は例えば特開平2−10282号公
報もしくは特開平2−10283号公報に示された第2
の従来の距離測定装置を示す構成図である。この図にお
いて、11は占有する体積を小さくすることができる投
光光学系及び受光光学系としてのカセグレン焦点式反射
鏡である。このカセグレン焦点式反射鏡11には、中心
部に円孔を持つ内面放物面鏡である主鏡12と、外面放
物面鏡である副鏡13と、カセグレン焦点式反射鏡11
内への塵埃の侵入を防ぐ後方保護ガラス14と、前方保
護ガラス15とが設けられている。16はパルス光を発
光する発光素子であり、この発光素子16から発光され
たパルス光(図中矢印Cで示す)は凸レンズ17によっ
て平行光にされる。この平行光にされたパルス光はハー
フミラー18(後述)を通過して後方保護ガラス14か
らカセグレン焦点式反射鏡11内に入射され、副鏡13
と主鏡12とで反射された後に前方保護ガラス15を介
して被測距体に向かって投光される。投光されたパルス
光は被測距体によって反射され、反射されたパルス光は
図11中の矢印Cを逆方向に辿りながらカセグレン焦点
式反射鏡11に入射され、ハーフミラー18(後述)に
より反射される。18は入射光の半分は通過させ、半分
は反射する導光光学系としてのハーフミラーである。こ
のハーフミラー18によって、例えば投光時にはパルス
光の半分は図11中矢印Cのように直進して、残りの半
分は図11中矢印Eのように反射される。また、受光時
には被測距体で反射されたパルス光の半分が図11中矢
印Cを逆方向に直進して、残りの半分が図11中矢印D
のように反射される。
【0006】ハーフミラー18で図11中矢印Dのよう
に反射された被測距体で反射されたパルス光は凸レンズ
19により集光され、受光素子20によって検出され
る。21は発光素子16がパルス光を発光する時間と受
光素子20がパルス光を受光する時間との差を算出する
コントローラである。また、図中一点鎖線Fは凸レンズ
17の光軸を示すものであり、この凸レンズ17の光軸
とカセグレン焦点式反射鏡11の光軸は同一であるので
一点鎖線Fはカセグレン焦点式反射鏡11の光軸も示す
ものである。このような第2の従来の距離測定装置では
投光時と受光時とにカセグレン焦点式反射鏡11を共用
するため、投光光学系と受光光学系との光軸は同じであ
るが、共用するカセグレン焦点式反射鏡11の口径が大
きいために、投光時にカセグレン焦点式反射鏡11によ
ってパルス光の光束が広がり、パルス光の光束密度は低
くなっていた。このことは、被測距体によって反射され
るパルス光を弱めることとなっていた。投光時における
パルス光の光束密度を大きくするためには投光光学系の
口径をより小さくする必要がある。また、投光光学系と
は違って、受光光学系の口径は大きいほど被測距体によ
って反射されるパルス光をより強く受光できるので、受
光光学系の口径はより大きくする必要がある。
【0007】図12は例えば特開平2−10283号公
報に示された第3の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。この図において、25はカセグレン焦点式反射鏡
11の副鏡であり、この副鏡25は中心部に円孔25a
が設けられている。発光素子16から発光されたパルス
光はハーフミラー18と後方保護ガラス14を通過し、
副鏡25の円孔25aを通過して、前方保護ガラス15
を通過して被測距体に向かって投光される。この第3の
従来例ではパルス光は副鏡25の円孔25aを通過して
投光されるので、パルス光の光束がカセグレン焦点式反
射鏡11によって広がることなく、パルス光の光束密度
が高くなる。その他構成及び動作は第2の従来例と同じ
であるので説明を省略する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の距
離測定装置は、投光時と受光時とでパルス光の光路を分
けるためにハーフミラー18を通過または反射させてい
るので、発光素子16から出力されるパルス光の1/4
以下の強度のパルス光しか受光素子20に入力されず、
受光素子20に入力されるパルス光の強度を上げるため
に主鏡12の口径を大きくする必要があり、装置が大型
化していた。
【0009】また、副鏡25に円孔25aを設けている
ので、副鏡25の形状が複雑なものとなっていた。
【0010】また、投光時にハーフミラー18によって
反射されたパルス光が被測距体以外の物で乱反射し、受
光素子20に入射して測定を誤ることがあった。
【0011】さらに、投光時に前方保護ガラス15また
は後方保護ガラス14に反射されたパルス光が受光素子
20に入射して誤測定することがあった。
【0012】また、前方保護ガラス15に塵埃が付着し
た場合、パルス光が前方保護ガラス15を通過する際に
パルス光の強度が低下して受光素子20に入射するパル
ス光が減少し、受光素子20がパルス光を検出できず、
距離の測定を誤ることがあった。
【0013】この発明は、小型で製作が容易で、距離の
誤測定が少ない距離測定装置を得ることを目的としてい
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明に係る距離測定
装置は発光素子が発した光を被測距体方向に投光する投
光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被測距体が反射
した光を受光する受光光学系と、この受光光学系が受光
した光を受光素子へ導く導光光学系と、発光素子が発光
してから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して
被測距体までの距離を算出する距離算出部と、受光光学
系及び導光光学系に設けられ投光光学系から投光された
光を被測距体方向に通過させる通過孔とを設けたもので
ある。
【0015】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被
測距体が反射した光を受光して凹面反射鏡である主鏡と
副鏡とを有する反射鏡式光学系と、この反射鏡式光学系
が受光した光を検出する受光素子と、発光素子が発光し
てから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して被
測距体までの距離を算出する距離算出部とを設け、投光
光学系が副鏡と被測距体との間に配置されたものであ
る。
【0016】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系の光軸と同一の主
光軸とこの主光軸と異なる副光軸とを有しこの副光軸上
に焦点を有する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡が設けら
れて被測距体が反射した光を受光する反射鏡式光学系
と、この反射鏡式光学系により受光された光を検出する
受光素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検
出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出
する距離算出部とを設けたものである。
【0017】また、副鏡と投光光学系とを一体にしたも
のである。
【0018】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものである。
【0019】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
る。
【0020】また、発光素子から発光された光を被測距
体方向に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同
一で被測距体により反射された光を受光する受光光学系
と、この受光光学系により受光された光を検出する受光
素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検出す
るまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出する
距離算出部と、投光光学系から投光される光の光路上に
設けられて投光光学系から投光される光に対して垂直な
面に対して傾いている面により構成される保護ガラスを
設けたものである。
【0021】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものである。
【0022】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
る。
【0023】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子と、この監視用受光素子が検出する光の光量
により保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段と
を設けたものである。
【0024】
【作用】この発明に係る距離測定装置は発光素子が発し
た光を被測距体方向に投光する投光光学系と、投光光学
系と光軸が同一で被測距体が反射した光を受光する受光
光学系と、この受光光学系が受光した光を受光素子へ導
く導光光学系と、発光素子が発光してから受光素子が光
を検出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を
算出する距離算出部と、受光光学系及び導光光学系に設
けられ投光光学系から投光された光を被測距体方向に通
過させる通過孔とを設けたものであるので、投光光学系
から投光された光は受光光学系及び導光光学系に設けら
れた通過孔を通過するものである。
【0025】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同一で被
測距体が反射した光を受光して凹面反射鏡である主鏡と
副鏡とを有する反射鏡式光学系と、この反射鏡式光学系
が受光した光を検出する受光素子と、発光素子が発光し
てから受光素子が光を検出するまでの時間を計測して被
測距体までの距離を算出する距離算出部とを設け、投光
光学系は副鏡と被測距体との間に配置されているので、
投光光学系から被測距体へ投光された光は反射鏡式光学
系の副鏡を通過することがないものである。
【0026】また、発光素子が発した光を被測距体方向
に投光する投光光学系と、投光光学系の光軸と同一の主
光軸とこの主光軸と異なる副光軸とを有しこの副光軸上
に焦点を有する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡が設けら
れて被測距体が反射した光を受光する反射鏡式光学系
と、この反射鏡式光学系により受光された光を検出する
受光素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検
出するまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出
する距離算出部とを設けたものであるので、投光光学系
と凹面反射鏡の焦点が重ならないものである。
【0027】また、副鏡と投光光学系とを一体に設けた
ものであるので、一体化した副鏡と投光光学系とを同時
に設置するものである。
【0028】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものであるので、投光光学系もしくは受光光学系を簡
略化することができる。
【0029】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
り、反射鏡が回転して測距方向を変化させるものであ
る。
【0030】また、発光素子から発光された光を被測距
体方向に投光する投光光学系と、投光光学系と光軸が同
一で被測距体により反射された光を受光する受光光学系
と、この受光光学系により受光された光を検出する受光
素子と、発光素子が光を発光して受光素子が光を検出す
るまでの時間を計測して被測距体までの距離を算出する
距離算出部と、投光光学系から投光される光の光路上に
設けられて投光光学系から投光される光に対して垂直な
面に対して傾いている面により構成される保護ガラスを
設けたものであるので、投光光学系から投光された光が
保護ガラスの表面で反射されても投光光学系の光軸すな
わち受光光学系の光軸に対して傾いて反射される。
【0031】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものであるの
で、保護ガラスの外部側の面に雨滴等が付着し難い。
【0032】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
るので、保護ガラスにより反射された光が受光素子に入
射し難い。
【0033】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子と、この監視用受光素子で検出した光の光量
により保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段と
を設けたものであるので、保護ガラスの汚れで散乱した
光を監視用受光素子で検出して、この監視用受光素子で
検出した光の光量から保護ガラスの汚染度を決定する。
【0034】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例1を示す構成図であ
る。この図において、31は内面が黒色に塗られた円筒
状のケース31aと投光光学系としての凸レンズ32と
半導体レーザダイオード等の発光素子33により構成さ
れる投光部である。この投光部31から投光されるパル
ス光Pは図1中矢印Pで示すように被測距体に向かって
投光される。この被測距体方向に投光されたパルス光P
は被測距体により反射され、図1中矢印Qで経路が示さ
れるパルス光Qとなり戻ってくる。34はこのパルス光
Qが入射される受光部であり、この受光部34は放物面
を持つ凹面鏡の主鏡35aと双曲面を持つ凸面鏡の副鏡
35bとにより構成される受光光学系もしくは反射鏡式
光学系としてのカセグレン焦点式反射鏡部35と、フォ
トダイオード等の受光素子36とにより構成される。主
鏡35aの中心部には副鏡35bから受光素子36へパ
ルス光Qを通過させるための主鏡口35cが開けられて
いる。カセグレン焦点式反射鏡部35の光軸と凸レンズ
32の光軸はほぼ同一であって、図1中一点鎖線Rで示
すようになる。
【0035】37は発光素子33にパルス光Pを発光さ
せる投光信号を接続線38を介して出力すると共に受光
素子36からパルス光Qの受光信号が接続線39を介し
て入力される距離算出部としてのコントローラであり、
このコントローラ37は投光信号を送ってから受光信号
を受け取るまでにかかった時間から被測距体までのパル
ス光の往復時間を算出して、被測距体までの距離をマイ
コン等を用いて演算する。40は投光部31と副鏡35
bとを一体化した投光及び副鏡部である。このように投
光部31と副鏡35bとを一体化することにより装置の
組み立てが容易になるとともに、光軸の調節も容易にな
る。また、投光部31の凸レンズ32の口径を小さく
し、受光部34のカセグレン焦点式反射鏡部35の口径
を大きくしているので、パルス光Pは被測距体への指向
性に優れた強いパルス光となり、受光部34はパルス光
Qを広い範囲で受光するので、より確実に検出すること
ができる。
【0036】次に動作について述べる。コントローラ3
7から発光素子33に投光信号が送られると、発光素子
33からパルス光Pが発光される。このパルス光Pは凸
レンズ32によって集光され、被測距体に向かって投光
される。被測距体にパルス光Pは反射してパルス光Qと
して戻ってくる。このパルス光Qは受光部34に入射さ
れ、主鏡35aにより反射して集光され、副鏡35bに
よっても反射して集光されて受光素子36に入射され
る。受光素子36はパルス光Qが入射されると受光信号
をコントローラ37に出力する。コントローラ37は投
光信号を出力してから受光信号が入力されるまでにかか
った時間を計測し、この計測した時間から接続線38、
39内を信号が通過する時間やカセグレン焦点式反射鏡
35内をパルス光Qが通過する時間及び発光素子33と
受光素子36の位置の違いによる誤差時間を補正した時
間Tを算出し、この時間Tから被測距体までの距離R
(R=(光速)×T/2)を算出する。また、発光素子
33から発光されたパルス光Pは凸レンズ32の表面で
一部が反射されるが、ケース31aによって吸収され、
受光素子36に入射されることはない。
【0037】また、コントローラ37において、所定時
間(例えば0.5秒間)の間に所定回数(例えば100
回)投光信号を出力して、それぞれの投光信号を出力し
てから受光信号が入力されるまでの時間を計測し、この
計測結果の平均値を用いて被測距体までの距離をより正
確に算出することもできる。さらに、コントローラ37
において、投光信号を出力してから所定時間後の入力信
号の有無を検出するゲート式検出器を設け、このゲート
式検出器の所定時間を変化させて、入力信号が入力され
た時点の所定時間を用いて被測距体までの距離を算出す
ることによりコントローラ37における演算処理を簡略
化することができる。
【0038】実施例2.図2はこの発明の実施例2を示
す構成図である。この図において、51は主鏡51aに
より構成される凹面反射鏡としてのハーシェル焦点式反
射鏡部である。このハーシェル焦点式反射鏡部51は凸
レンズ32と同一の光軸R2(図2中一点鎖線R2で示
す)を持つが、この光軸R2に対して主鏡51aが傾け
られているので、主鏡51aによって反射されたパルス
光Q2(図2中矢印Q2で示す)は軸R3(図2中一点
鎖線R3で示す)上に焦点を結び、受光素子36はこの
軸R3上に設置される。このように、受光素子36は投
光部31が設置される光軸R2から傾いている光軸R3
上に設置されるので、実施例1で用いられているカセグ
レン焦点式反射鏡のように光軸R2上にある投光部31
と受光素子36とが重ならないので、副鏡35bを設け
てパルス光Qを折り返す必要がなく、主鏡51aに穴を
あける必要がないので、装置を簡略化することができ
る。その他の構成及び動作は実施例1と同様であるの
で、説明を省略する。
【0039】実施例3.図3はこの発明の実施例3を示
す構成図である。この図において、61は発光素子33
の発光部分に接続された光ファイバである。62は光フ
ァイバ61を介して発光素子33からパルス光が入射さ
れる投光部であり、この投光部62には凸レンズ32が
設けられていて、この凸レンズ32によってパルス光P
は集光されて被測距体に向かって投光される。63は円
筒状のケースであり、このケース63には凸レンズ32
より前方に張り出した円筒状の遮光部63aが設けられ
ている。この遮光部63aは投光部62から投光される
パルス光Pの指向性を強めるものである。64は円盤状
の前方保護ガラスであり、この前方保護ガラス64の真
ん中には投光部62のケース63が入る円孔64aが開
いている。前方保護ガラス64はカセグレン焦点式反射
鏡部35への塵埃等の侵入を防ぎ、カセグレン焦点式反
射鏡部35内の空気の流れの発生を防ぐものである。
【0040】65は円筒状の鏡筒部であり、この鏡筒部
65はカセグレン焦点式反射鏡部35への塵芥等の侵入
を防ぐと共に鏡筒部65内の空気の流れの乱れを防ぎ、
カセグレン焦点式反射鏡部35へのノイズ光の侵入を防
ぐものである。また、鏡筒部65は前方保護ガラス64
を内周面に保持している。66は主鏡35aの主鏡口3
5cにはめられている円盤状の後方保護ガラスであり、
後方保護ガラス66はカセグレン焦点式反射鏡部35へ
の塵埃等の侵入を防ぎ、カセグレン焦点式反射鏡部35
内の空気の流れの乱れを防ぐものである。その他の構成
及び動作は実施例1と同様であるので説明を省略する。
【0041】また、上記実施例3において、受光素子3
6のかわりに光ファイバの一端を設け、この光ファイバ
の他端に受光素子を設けてもよい。
【0042】実施例4.図4はこの発明の実施例4を示
す構成図である。この図において、71は発光素子33
と凸レンズ32とケース71aとにより構成される投光
部である。72は平面を持った反射鏡であり、投光部7
1から投光されたパルス光P2はこの反射鏡72によっ
て反射されてその方向を変えて、パルス光Pとなる。こ
のように投光部71内には副鏡35bと反射鏡72との
みを設けるだけでよいので、投光部71内を簡略化する
事ができるとともに、パルス光P2の光路の長さを変化
させることにより、発光素子33から被測距体までの光
路の長さと受光素子36から被測距体までの光路の長さ
を合わせることができるので、コントローラ37におけ
る演算処理を簡略化することができる。その他の構成及
び動作は実施例1と同様であるので説明を省略する。
【0043】実施例5.図5はこの発明の実施例5を示
す構成図であり、図6は保護ガラスと回転鏡とケースと
を示す説明図であり、図7は保護ガラスと回転鏡と吸収
板を示す説明図である。これらの図において、81は投
光部31から投光されるパルス光Pを反射する回転鏡で
ある平面鏡である。この平面鏡81は光軸R上の回転軸
81aを中心として回転可能であり、この平面鏡81に
よりパルス光Pは角度θの傾きを持って反射されてパル
ス光P3となる。82は回転鏡等への雨滴や雪、塵芥等
の侵入を防ぐ保護ガラス板であり、この保護ガラス板8
2は図6に示すように鉛直面に対して下向きに傾けて配
置されているので、雨滴83が保護ガラス板82に付着
しようとしても図6中の矢印G方向に重力を受けて保護
ガラス板82から離れていく。84は平面鏡81を保護
するケースである。85は光を吸収する黒色のスロット
85aを多数並列に並べた吸収板である。86は監視用
受光素子であり、87は監視用受光素子86で受光した
光の光量を算出する光量算出部である。
【0044】次に動作について述べる。投光部31から
投光されるパルス光Pと受光部34が受光するパルス光
Qとは共に光軸Rに平行である。この光軸Rに交わる回
転軸81aを持つ平面鏡81によりパルス光Pは角度θ
の傾きにより反射されてパルス光P3となり、このパル
ス光P3は被測距体によって反射されてパルス光Q3と
なる。このパルス光Q3は平面鏡81により角度θの傾
きにより反射されてパルス光Qとなる。平面鏡81を回
転させて角度θを変化させることにより簡単に様々な方
向の被測距体を測距することができる。また、コントロ
ーラ37で被測距体を検出した時の角度θから被測距体
の方向を検出することもできる。また、図7に示すよう
にパルス光P3は保護ガラス板82によって一部が反射
されてパルス光P4となる。このパルス光Q4を吸収す
るためにケース84に吸収板85を設けてパルス光P4
がケース84により反射されて受光素子36にノイズ光
として入射することを防いでいる。この吸収板85はス
ロット85aを多数ならべたものであり、このスロット
85aの間に入射した光は多重反射しながらスロット8
5aに吸収される。
【0045】監視用受光素子86はパルス光P4の光量
を検出するとともに、保護ガラス板83に雨滴等が付着
した際のパルス光P3もしくはパルス光Q3の散乱光を
検出する。したがって、装置の故障等によりパルス光P
3が投光されなかったり、パルス光P3の投光方向がず
れたりして、監視用受光素子86においてパルス光P4
が検出されなかったり、光量が下がると光量算出部87
において装置が故障していると判断する。また、保護ガ
ラス板83に雨滴等が付着してパルス光P3もしくはパ
ルス光Q3が散乱されると、この散乱光が監視用受光素
子86に入射して、監視用受光素子86で検出する光量
が増えるので保護ガラス板82に雨滴等が付着している
と判断することができる。このときの光量の変化量に応
じて汚れの程度を検出することもできる。
【0046】また、上記実施例では回転鏡として平面鏡
を示したが、凹面鏡や凸面鏡もしくは多数の平面鏡を組
み合わせたポリゴンミラー等の回転鏡を用いてもよい。
【0047】また、上記実施例において吸収板85のか
わりに黒色の布などを設けてもよい。
【0048】実施例6.図8はこの発明の実施例6を示
す構成図である。91は中央部に通過孔としての円孔9
1aを持つ反射鏡であり、92は投光素子16側の面9
2aが傾けられている後方保護ガラスであり、93は前
方保護ガラスであり、この前方保護ガラス93は鉛直下
方向(図8中矢印94で示す)に対して傾きを持って、
カセグレン焦点式反射鏡11のケースに嵌合されてい
る。また、副鏡25はアダプタ95を介して前方保護ガ
ラス93に接着されている。次に動作について説明す
る。発光素子16から発光されたパルス光は矢印Cのよ
うに凸レンズ17によって集光され、反射鏡91の通過
孔としての円孔91aと副鏡25の通過孔としての円孔
25aとを通過して被測距体方向に投光される。被測距
体によって反射されたパルス光はカセグレン焦点式反射
鏡11と通り、反射鏡91によって矢印Dのように反射
されて受光素子20に入射される。その他の構成及び動
作は第3の従来例と同様であるので説明を省略する。
【0049】また、上記各実施例ではカセグレン焦点式
反射鏡を用いたが、副鏡として凹面反射鏡を用いたグレ
ゴリアン焦点式反射鏡や副鏡として平面鏡を用いたニュ
ートン焦点式反射鏡等を用いてもよい。
【0050】また、上記各実施例において、保護ガラス
板82、前方保護ガラス64、後方保護ガラス66、前
方保護ガラス93、後方保護ガラス92等の表面に反射
防止用のコーティング膜を設けて、反射光を減少させる
ことも可能である。さらに、コーティング膜の光の光路
長に対する膜厚を光の波長の4分の1にするとより反射
光を減少することができる。
【0051】また、上記各実施例では受光素子として量
子効果型受光素子を用いたが、例えば熱効果型受光素子
等の他の受光素子を用いてもよいことは言うまでもな
い。
【0052】また、上記各実施例では発光素子として半
導体レーザダイオードを用いたが、例えばエキシマレー
ザ等の他のレーザ光を用いることも可能である。
【0053】また、上記各実施例では保護ガラスとして
保護ガラス板を用いたが、例えば透明なプラスチック板
等の光を通過させるものであればガラス以外のものでも
よいことは言うまでもない。
【0054】
【発明の効果】この発明に係る距離測定装置は、投光光
学系から投光された光が受光光学系及び導光光学系に設
けられた通過孔を通過するものであるので、投光光学系
から投光された光の光量が受光光学系及び導光光学系に
より減少することがない。
【0055】また、投光光学系は副鏡と被測距体との間
に設けられているので、投光光学系から被測距体へ投光
された光は反射鏡式光学系の副鏡を通過することがない
ものであるので、投光光学系から投光された光を通過さ
せるために副鏡を加工する必要がない。
【0056】また、投光光学系と凹面反射鏡の焦点が重
ならないものであるので、凹面反射鏡の焦点に副鏡を設
ける必要がないので、容易に装置の小型化が図れる。
【0057】また、副鏡と投光光学系とを一体に設けた
ものであるので、一体化された副鏡と投光光学系とを同
時に装置に設置することができるものであるので、組み
立てが容易になる。
【0058】また、発光素子と投光光学系とを、もしく
は受光素子と受光光学系とを接続する光ファイバを設け
たものであるので、投光光学系もしくは受光光学系を小
型化するとともに発光素子と受光素子との配置を自由に
したので、装置の小型化が図れるとともに装置の組み立
てが容易になる。
【0059】また、投光光学系の光軸上に回転軸を持つ
反射鏡を投光光学系と被測距体との間に設けたものであ
り、反射鏡が回転して測距方向を変化させるものである
ので、容易に測距方向を変化させることができる。
【0060】また、投光光学系から投光された光が保護
ガラスの表面で反射されても投光光学系の光軸すなわち
受光光学系の光軸に対して傾いて反射されるので、保護
ガラスの表面で反射された光が受光素子に入射し難く、
装置の誤測定を減少することができる。
【0061】また、外部側の面が鉛直面に対して下方向
に傾けて配置された保護ガラスを設けたものであるの
で、保護ガラスの外部側の面に雨滴等が付着し難く、保
護ガラスが汚れることを防ぎ、保護ガラスを通過する光
の光量を減少することなく、保護ガラスにより投光光学
系を保護することができる。
【0062】また、投光光学系から投光され保護ガラス
により反射された光を吸収する吸収部を設けたものであ
るので、保護ガラスにより反射された光が受光素子に入
射し難く、装置の誤測定を減少することができる。
【0063】また、保護ガラスからの光を検出する監視
用受光素子を設けたものであるので、この監視用受光素
子で検出した光の光量により保護ガラスの汚染度を決定
することができるので、簡単に保護ガラスの汚染度を決
定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施例2を示す構成図である。
【図3】 この発明の実施例3を示す構成図である。
【図4】 この発明の実施例4を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施例5を示す構成図である。
【図6】 この発明の実施例5における保護ガラスと回
転鏡とケースとを示す説明図である。
【図7】 この発明の実施例5における保護ガラスと回
転鏡と吸収板と監視用受光素子とを示す説明図である。
【図8】 この発明の実施例6を示す構成図である。
【図9】 第1の従来の距離測定装置を示す構成図であ
る。
【図10】 第1の従来の距離測定装置における送光信
号と受光信号とを示す説明図である。
【図11】 第2の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。
【図12】 第3の従来の距離測定装置を示す構成図で
ある。
【符号の説明】
1…投光部、2…発光素子、3…投光レンズ、4…受光
部、5…受光素子、6…受光レンズ、7…コントロー
ラ、11…カセグレン焦点式反射鏡、12…主鏡、13
…副鏡、14…後方保護ガラス、15…前方保護ガラ
ス、16…発光素子、18…ハーフミラー、20…受光
素子、21…コントローラ、25…副鏡、25a…円
孔、32…凸レンズ、33…発光素子、35…カセグレ
ン焦点式反射鏡部、35a…主鏡、35b…副鏡、36
…受光素子、37…コントローラ、40…投光及び副鏡
部、51…ハーシェル焦点式反射鏡部、51a…主鏡、
61…光ファイバ、64…前方保護ガラス、66…後方
保護ガラス、72…反射鏡、81…平面鏡、81a…回
転軸、82…保護ガラス板、85…吸収板、86…監視
用受光素子、87…光量算出部、91…反射鏡、91a
…円孔、92…後方保護ガラス、92a…面、93…前
方保護ガラス

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
    光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体が反
    射した光を受光する受光光学系、 この受光光学系が受光した光を受光素子へ導く導光光学
    系、 前記発光素子が発光してから前記受光素子が光を検出す
    るまでの時間を計測し、前記被測距体までの距離を算出
    する距離算出部及び前記受光光学系及び前記導光光学系
    に設けられ前記投光光学系から投光された光を前記被測
    距体方向に通過させる通過孔を備えたことを特徴とする
    距離測定装置。
  2. 【請求項2】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
    光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体が反
    射した光を受光し、凹面反射鏡である主鏡とこの主鏡に
    対向して配置された副鏡とを有する反射鏡式光学系、 この反射鏡式光学系が受光した光を検出する受光素子及
    び前記発光素子が発光してから前記受光素子が光を検出
    するまでの時間を計測し、前記被測距体までの距離を算
    出する距離算出部を備え、 前記投光光学系は前記副鏡と前記被測距体との間に配置
    されることを特徴とする距離測定装置。
  3. 【請求項3】 発光素子が発した光を被測距体方向に投
    光する投光光学系、 前記投光光学系の光軸と同一の光軸とこの光軸と異なる
    軸上にある焦点とを持つ凹面反射鏡を有し、前記被測距
    体が反射した光を受光する受光光学系、 この受光光学系により受光された光を検出する受光素子
    及び前記発光素子が前記光を発光して前記受光素子が前
    記光を検出するまでの時間を計測し、前記被測距体まで
    の距離を算出する距離算出部を備えたことを特徴とする
    距離測定装置。
  4. 【請求項4】 副鏡と投光光学系とを一体にしたことを
    特徴とする請求項2記載の距離測定装置。
  5. 【請求項5】 発光素子と投光光学系と、もしくは受光
    素子と受光光学系とを光ファイバで接続したことを特徴
    とする請求項1ないし請求項4記載の距離測定装置。
  6. 【請求項6】 投光光学系の光軸上に回転軸を持つ反射
    鏡を投光光学系と被測距体との間に配置し、この反射鏡
    を回転させて測距方向を変化させることを特徴とする請
    求項1ないし請求項5記載の距離測定装置。
  7. 【請求項7】 発光素子から発光された光を被測距体方
    向に投光する投光光学系、 前記投光光学系と光軸が同一であり、前記被測距体によ
    り反射された光を受光する受光光学系、 この受光光学系により受光された光を検出する受光素
    子、 前記発光素子が前記光を発光して前記受光素子が前記光
    を検出するまでの時間を計測し、前記被測距体までの距
    離を算出する距離算出部及び前記投光光学系から投光さ
    れる光の光路上に設けられ、前記投光光学系から投光さ
    れる光に対する垂直な面に対して傾いている面を有する
    保護ガラスを備えたことを特徴とする距離測定装置。
  8. 【請求項8】 保護ガラスは、外部側の面が鉛直面に対
    して下方向に傾けて配置されていることを特徴とする請
    求項7記載の距離測定装置。
  9. 【請求項9】 投光光学系から投光され保護ガラスによ
    り反射された光を吸収する吸収部を設けたことを特徴と
    する請求項7または請求項8記載の距離測定装置。
  10. 【請求項10】 保護ガラスからの光を検出する監視用
    受光素子と、この監視用受光素子が検出する光の量によ
    り保護ガラスの汚染度を決定する汚染度決定手段とを設
    けたことを特徴とする請求項7ないし請求項9記載の距
    離測定装置。
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