光波測(cè)距儀的制作方法
【專利說(shuō)明】光波測(cè)距儀
[0001]發(fā)明為下述申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)信息如下:
[0002]申請(qǐng)?zhí)?200810009439.5
[0003]申請(qǐng)日:2008年02月02日
[0004]發(fā)明名稱:光波測(cè)距儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明涉及一種光波測(cè)距儀，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種光閘，該光閘將從光波測(cè)距儀的光源射出的測(cè)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(cè)距光從光源直接射向光敏元件的內(nèi)部光路。
【背景技術(shù)】
[0006]作為光波測(cè)距儀，已知有下述專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的結(jié)構(gòu)。圖4中，示出下述專利文獻(xiàn)I公開(kāi)的光波測(cè)距儀的光路圖。
[0007]在該光波測(cè)距儀中，從激光二極管等光源I射出的測(cè)距光(發(fā)光脈沖)L，經(jīng)過(guò)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(cè)量點(diǎn)上的三面直角棱鏡11射出。該光源I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(hào)振蕩器連接，測(cè)距光L通過(guò)由基準(zhǔn)信號(hào)振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)被調(diào)制。
[0008]在三面直角棱鏡11被反射的測(cè)距光L，經(jīng)過(guò)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(guò)光敏元件7，測(cè)距光轉(zhuǎn)換為測(cè)距信號(hào)(電信號(hào))。該測(cè)距信號(hào)和從調(diào)制器送來(lái)的基準(zhǔn)信號(hào)，由未圖示的相位計(jì)測(cè)量相位差，根據(jù)該相位差求出到三面直角棱鏡11的距離。
[0009]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(guò)分割棱鏡4A、4B，測(cè)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(guò)光波測(cè)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。
[0010]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(guò)遮斷向內(nèi)部光路Pi和外部光路Po照射的測(cè)距光L或使其透過(guò)，來(lái)切換內(nèi)部光路Pi和外部光路Po。光路切換板5A通過(guò)未圖示的脈沖電動(dòng)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(cè)器檢測(cè)光閘位置。
[0011]如果使用經(jīng)過(guò)了該內(nèi)部光路Pi的測(cè)距光(以下，記為參照光R)，與經(jīng)過(guò)了外部光路Po的測(cè)距光L同樣地進(jìn)行基于相位差的距離測(cè)量，則可以知道該光波測(cè)距儀所固有的誤差。這樣，通過(guò)交替地進(jìn)行多次利用經(jīng)過(guò)了外部光路Po的測(cè)距光L的測(cè)量和利用經(jīng)過(guò)了內(nèi)部光路Pi的參照光R的距離測(cè)量，根據(jù)使用了經(jīng)過(guò)外部光路Po的測(cè)距光L測(cè)量的距離來(lái)修正光波測(cè)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。
[0012]【專利文獻(xiàn)I】(日本)特開(kāi)平8-226969號(hào)公報(bào)
[0013]如上所述，光波測(cè)距儀不僅利用在棱鏡等高反射率目標(biāo)上反射來(lái)的測(cè)距光L進(jìn)行距離測(cè)量，有時(shí)也利用在壁等低反射率目標(biāo)(目標(biāo)物)上反射來(lái)的測(cè)距光L進(jìn)行距離測(cè)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(cè)量值所充分的測(cè)距光L，則在使用了高反射率目標(biāo)的情況下，測(cè)距光L將過(guò)強(qiáng)。測(cè)距光L過(guò)強(qiáng)時(shí)，若照射偏離棱鏡中心的位置，已知會(huì)產(chǎn)生誤差(周期誤差)。為避免這樣的誤差，在以往的光波測(cè)距儀中使用高反射率目標(biāo)時(shí)，降低光源I的輸出功率使用。
[0014]但是，內(nèi)部光路Pi不論在使用低反射率目標(biāo)時(shí)、還是在使用高反射率目標(biāo)時(shí)都相同，所以若在使用高反射率目標(biāo)時(shí)將光源I的輸出功率大幅降低，則與使用低反射率目標(biāo)時(shí)相比，經(jīng)過(guò)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(guò)低，存在不能進(jìn)行正確的距離測(cè)量的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而作出，在光波測(cè)距儀中，不論在使用了低反射率目標(biāo)時(shí)、還是使用了高反射率目標(biāo)時(shí)，使經(jīng)過(guò)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。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方案涉及的發(fā)明是一種光波測(cè)距儀，其包括:光源，向置于測(cè)量點(diǎn)上的目標(biāo)物射出測(cè)距光；光敏元件，接收在所述目標(biāo)物反射而返回的測(cè)距光；分割單元，將所述光源發(fā)出的測(cè)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(duì)于該旋轉(zhuǎn)軸對(duì)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(cè)距光；以及衰減板，在沒(méi)配置該遮擋板的兩處中的一處，配置在所述2個(gè)遮擋板之間，在低反射率的目標(biāo)物時(shí)，使向內(nèi)部光路入射的測(cè)距光衰減。
[0017]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。
[0018]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(cè)部。
[0019]在第一方案涉及的發(fā)明的光波測(cè)距儀中，將測(cè)距光切換為外部光路或內(nèi)部光路的光閘，具備:旋轉(zhuǎn)軸；遮擋板，配置在相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的兩處位置，交替遮斷向上述外部光路和上述內(nèi)部光路入射的各測(cè)距光；衰減板，在沒(méi)配置該遮擋板的兩處中的一處，配置在上述2個(gè)遮擋板之間，在低反射率的目標(biāo)物時(shí)，使向內(nèi)部光路入射的測(cè)距光衰減。由此，使用了低反射率目標(biāo)時(shí)，可以使測(cè)距光透過(guò)衰減板后大幅衰減，然后向內(nèi)部光路入射。另一方面，使用了高反射率的目標(biāo)時(shí)，使用既沒(méi)有遮擋板又沒(méi)有衰減板的部分，可以使測(cè)距光不衰減就向內(nèi)部光路入射。這樣，在使用低反射率目標(biāo)且光源為最大輸出功率時(shí)、和使用高反射率的目標(biāo)且大幅降低來(lái)自電源的輸出時(shí)，可以使經(jīng)過(guò)內(nèi)部光路入射到光敏元件的參照光的強(qiáng)度保持大致同等程度。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使在使用了低反射率目標(biāo)時(shí)，也可以提高光源的輸出功率，以便返回充分的測(cè)距光，并且，在使用了高反射率目標(biāo)時(shí)，可以大幅減弱光源的輸出功率，可以始終進(jìn)行誤差少的測(cè)量。
[0020]根據(jù)第二方案涉及的發(fā)明的光波測(cè)距儀，遮擋板和衰減板是中心角為90°的扇形，因此，可以將遮擋板的頂點(diǎn)固定在旋轉(zhuǎn)軸上，通過(guò)將衰減板的兩側(cè)與遮擋板連接，可以制造光閘，且光閘的制造容易。
[0021]根據(jù)第三方案涉及的發(fā)明的光波測(cè)距儀，更進(jìn)一步，在衰減板的周邊設(shè)置光閘位置檢測(cè)部，因此，不會(huì)將衰減板誤判斷為遮擋板，可以準(zhǔn)確地區(qū)別衰減板和遮擋板，很難產(chǎn)生測(cè)量錯(cuò)誤。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的第I實(shí)施例涉及的光波測(cè)距儀的光路圖。
[0023]圖2(A)?2(C)是說(shuō)明在上述光波測(cè)距儀中將測(cè)距光切換為外部光路和內(nèi)部光路的光閘的圖。
[0024]圖3是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例涉及的光波測(cè)距儀的光閘的圖。
[0025]圖4是以往的光波測(cè)距儀的光路圖。
[0026]圖5是在以往的光波測(cè)距儀中將測(cè)距光切換為外部光路和內(nèi)部光路的光閘的圖。
[0027]標(biāo)記說(shuō)明
[0028]I 光源
[0029]50 光閘
[0030]52光路切換板
[0031 ]53光遮斷器(光路檢測(cè)器)
[0032]56遮擋板
[0033]57衰減板
[0034]58光閘位置檢測(cè)部
[0035]L 測(cè)距光
[0036]R 參照光
[0037]Po外部光路
[0038]Pi內(nèi)部