[發(fā)明專利]光波測距儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510161714.5
• 申請日: 2008-02-02
• 公開（公告）號: CN104819699B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 長田太
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社掃佳
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 楊謙,胡建新

發(fā)明為下述申請的分案申請，原申請信息如下：

申請?zhí)枺?00810009439.5

申請日：2008年02月02日

發(fā)明名稱：光波測距儀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光波測距儀，更詳細(xì)地說，涉及一種光閘，該光閘將從光波測距儀的光源射出的測距光切換為至目標(biāo)物(棱鏡、反射片、墻壁)之間進(jìn)行往復(fù)的外部光路和使上述測距光從光源直接射向光敏元件的內(nèi)部光路。

背景技術(shù)

作為光波測距儀，已知有下述專利文獻(xiàn)1公開的結(jié)構(gòu)。圖4中，示出下述專利文獻(xiàn)1公開的光波測距儀的光路圖。

在該光波測距儀中，從激光二極管等光源1射出的測距光(發(fā)光脈沖)L，經(jīng)過聚光透鏡2、光纖8、棱鏡9、物鏡10等送光光學(xué)系統(tǒng)，向置于測量點上的三面直角棱鏡11射出。該光源1與未圖示的調(diào)制器連接，該調(diào)制器與未圖示的基準(zhǔn)信號振蕩器連接，測距光L通過由基準(zhǔn)信號振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號被調(diào)制。

在三面直角棱鏡11被反射的測距光L，經(jīng)過由物鏡10、棱鏡9、光纖8A、聚光透鏡3等構(gòu)成的受光光學(xué)系統(tǒng)，入射到APD(雪崩光電二極管)等光敏元件7。這樣，通過光敏元件7，測距光轉(zhuǎn)換為測距信號(電信號)。該測距信號和從調(diào)制器送來的基準(zhǔn)信號，由未圖示的相位計測量相位差，根據(jù)該相位差求出到三面直角棱鏡11的距離。

但是，在光纖8、射出端和棱鏡9之間插入了分割棱鏡4A和光路切換裝置5，在棱鏡9、光纖8A和入射端之間插入了分割棱鏡4B。通過分割棱鏡4A、4B，測距光L被分為朝向三面直角棱鏡11的外部光路Po和從送光光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)過光波測距儀的內(nèi)部后進(jìn)入受光光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光路Pi。

光路切換裝置5的結(jié)構(gòu)是，如圖5所示，使在透明圓板上5A粘貼有遮擋板5B的光路切換板5C旋轉(zhuǎn)，通過遮斷向內(nèi)部光路Pi和外部光路Po照射的測距光L或使其透過，來切換內(nèi)部光路Pi和外部光路Po。光路切換板5A通過未圖示的脈沖電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。遮擋板5B位于外部光路Po或內(nèi)部光路Pi中的某一位置，即由光路檢測器5D檢測光閘位置。

如果使用經(jīng)過了該內(nèi)部光路Pi的測距光(以下，記為參照光R)，與經(jīng)過了外部光路Po的測距光L同樣地進(jìn)行基于相位差的距離測量，則可以知道該光波測距儀所固有的誤差。這樣，通過交替地進(jìn)行多次利用經(jīng)過了外部光路Po的測距光L的測量和利用經(jīng)過了內(nèi)部光路Pi的參照光R的距離測量，根據(jù)使用了經(jīng)過外部光路Po的測距光L測量的距離來修正光波測距儀固有的誤差，可以求出到達(dá)三面直角棱鏡11的精確距離。

【專利文獻(xiàn)1】(日本)特開平8-226969號公報

如上所述，光波測距儀不僅利用在棱鏡等高反射率目標(biāo)上反射來的測距光L進(jìn)行距離測量，有時也利用在壁等低反射率目標(biāo)(目標(biāo)物)上反射來的測距光L進(jìn)行距離測量。若提高光源的輸出功率，以便即使在使用了低反射率目標(biāo)的情況下也能返回為得到高精度的測量值所充分的測距光L，則在使用了高反射率目標(biāo)的情況下，測距光L將過強(qiáng)。測距光L過強(qiáng)時，若照射偏離棱鏡中心的位置，已知會產(chǎn)生誤差(周期誤差)。為避免這樣的誤差，在以往的光波測距儀中使用高反射率目標(biāo)時，降低光源1的輸出功率使用。

但是，內(nèi)部光路Pi不論在使用低反射率目標(biāo)時、還是在使用高反射率目標(biāo)時都相同，所以若在使用高反射率目標(biāo)時將光源1的輸出功率大幅降低，則與使用低反射率目標(biāo)時相比，經(jīng)過內(nèi)部光路Pi向光敏元件7入射的參照光R的輸入水平過低，存在不能進(jìn)行正確的距離測量的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述問題而作出，在光波測距儀中，不論在使用了低反射率目標(biāo)時、還是使用了高反射率目標(biāo)時，使經(jīng)過內(nèi)部光路向光敏元件入射的參照光的輸入水平成為同等程度。

為了實現(xiàn)上述目的，第一方案涉及的發(fā)明是一種光波測距儀，其包括：光源，向置于測量點上的目標(biāo)物射出測距光；光敏元件，接收在所述目標(biāo)物反射而返回的測距光；分割單元，將所述光源發(fā)出的測距光分割成至所述目標(biāo)物之間進(jìn)行往復(fù)的外部光路和從所述光源到所述光敏元件的內(nèi)部光路；以及光閘，切換所述外部光路和所述內(nèi)部光路；其中，所述光閘具備：旋轉(zhuǎn)軸；遮擋板，配置在相對于該旋轉(zhuǎn)軸對稱的兩處位置，交替地遮斷向所述外部光路和所述內(nèi)部光路入射的各測距光；以及衰減板，在沒配置該遮擋板的兩處中的一處，配置在所述2個遮擋板之間，在低反射率的目標(biāo)物時，使向內(nèi)部光路入射的測距光衰減。

第二方案涉及的發(fā)明是，在第一方案涉及的發(fā)明基礎(chǔ)上，上述遮擋板和上述衰減板是中心角為90°的扇形。

第三方案涉及的發(fā)明是，在第二方案涉及的發(fā)明基礎(chǔ)上，在上述衰減板的周邊設(shè)置光閘位置檢測部。