(57)【要約】【課題】位相差方式の光波距離計による遠距離測定の測定誤差を小さくする。【解決手段】複数の変調周波数（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を重ね合わせる周波数重畳回路（３）と、周波数重畳回路で重ね合わされた複数の変調周波数で変調された光を出射する発光素子（１１）と、発光素子から出射された光を受光する受光素子（３０）と、受光素子に接続される複数の周波数変換器（３２，３５，３８）とを備えた光波距離計において、前記周波数重畳回路が、最も低い変調周波数（Ｆ３）以外の変調周波数が入力されるＡＮＤ回路と、ＡＮＤ回路の出力及び最も低い変調周波数が入力されるＸＯＲ回路とから構成される。そして、最も低い周波数の局部発振信号が、２番目に低い変調周波数（Ｆ２）と最も低い変調周波数（Ｆ３）との差又は和といくらか異なる周波数（Ｆ２−Ｆ３＋ΔＦ３）とされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変調周波数を重ね合わせる周波数重畳回路と、該周波数重畳回路で重ね合わされた複数の変調周波数で変調された光を出射する発光素子と、該発光素子から出射された光を受光する受光素子と、該受光素子に接続されるともにそれぞれ異なる周波数の局部発振信号が加えられる複数の周波数変換器とを備えた光波距離計において、
前記周波数重畳回路が、最も低い変調周波数以外の変調周波数が入力されるＡＮＤ回路と、該ＡＮＤ回路の出力及び最も低い変調周波数が入力されるＸＯＲ回路とから構成されたことを特徴とする光波距離計。
【請求項２】
最も低い周波数の局部発振信号が２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数であることを特徴とする請求項１に記載の光波距離計。
【請求項３】
前記複数の周波数変換器にはそれぞれ異なる周波数の局部発振信号が加えられ、最も低い周波数の局部発振信号が最も低い変調周波数以外の1つの変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数であることを特徴とする請求項１に記載の光波距離計。
【請求項４】
最も低い変調周波数の変調信号のデューテイ比が１８〜２３％又は７７〜８５％で、最も低い変調周波数以外の変調信号のデューテイ比が５０％であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の光波距離計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差方式の光波距離計に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相差方式の光波距離計としては、下記特許文献１に開示されたようなものが知られている。図１４に、この光波距離計のブロック図を示す。
【０００３】
この光波距離計では、レーザダイオ−ド等の光源３Ｐから出射された測距光Ｌは、プリズム１０Ｐ、１２Ｐ、ミラー４Ｐ、対物レンズ５Ｐ等の送光光学系を経て、測点上に置かれたターゲット（プリズム等）６Ｐに向けて出射される。この光源３Ｐは変調器２Ｐに接続されており、変調器２Ｐは基準信号発振器１Ｐに接続されており、測距光Ｌは基準信号発振器１Ｐで発生された基準信号Ｋによって変調される。
【０００４】
ターゲット６Ｐで反射された測距光Ｌは、対物レンズ５Ｐとミラー４Ｐからなる受光光学系を経て、ホトダイオード等の検出器（受光素子）７Ｐに入射する。すると、検出器７Ｐによって、測距光Ｌが測距信号Ｍなる電気信号に変換される。この測距信号Ｍと、変調器２Ｐから送られてくる基準信号Ｋとは、位相計９Ｐによって互いの位相差が測定され、この位相差からターゲット６Ｐまでの距離が求まる。
【０００５】
一方、光源３Ｐから出射された測距光Ｌは、シャッター８Ｐの位置を切り換えることにより、測距光Ｌがターゲット６Ｐまで往復する外部光路を経た場合と、このような外部光路を経ずに、プリズム１０Ｐ、１１Ｐ、１２Ｐから構成される内部光路を経て参照光Ｒとして直ちに検出器７Ｐに入射する場合とに切換え可能にできる。この内部光路を経た参照光Ｒを用いて、外部光路を経た測距光Ｌと同様に距離測定すると、この光波距離計に固有な誤差を知ることができる。こうして、測距光Ｌによる測定と参照光Ｒによる測定を交互に行うことによって、測距光Ｌを用いて測定した距離から光波距離計に固有な誤差を補正して、ターゲット６Ｐまでの精確な距離を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２３６９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、前述した位相差方式の光波距離計においては、測距光Ｌは複数の基準信号Ｋを用いて変調されている。ここで、基準信号Ｋによる変調周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を、それぞれ７５ＭＨｚ、３．７５ＭＨｚ、２５０ｋＨｚとすると、それぞれの波長は４ｍ、８０ｍ、１２００ｍとなり、それぞれの測定可能な範囲は２ｍ、４０ｍ、６００ｍとなる。これから分かるように、遠距離測定の際には低い変調周波数を使用する必要がある。しかし、数百ｋＨｚ以下の変調周波数を使用すると、空気中の微粒子からの測距光Ｌの反射量が増して測定誤差が大きくなるという問題もあった。特に近年の高精度の光波距離計では、遠距離測定の際の空気中の微粒子からの測距光Ｌの反射量が無視できない程度になってきた。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、位相差方式の光波距離計による遠距離測定の測定誤差を小さくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、複数の変調周波数を重ね合わせる周波数重畳回路と、該周波数重畳回路で重ね合わされた複数の変調周波数で変調された光を出射する発光素子と、該発光素子から出射された光を受光する受光素子と、該受光素子に接続される複数の周波数変換器とを備えた光波距離計において、前記周波数重畳回路が、最も低い変調周波数以外の変調周波数が入力されるＡＮＤ回路と、該ＡＮＤ回路の出力及び最も低い変調周波数が入力されるＸＯＲ回路とから構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、請求項１に係る発明において、最も低い周波数の局部発振信号が２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、請求項１に係る発明において、前記複数の周波数変換器にはそれぞれ異なる周波数の局部発振信号が加えられ、最も低い周波数の局部発振信号が最も低い変調周波数以外の1つの変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、請求項１、２又は３に係る発明において、最も低い変調周波数の変調信号のデューテイ比が１８〜２３％又は７７〜８５％で、最も低い変調周波数以外の変調信号のデューテイ比が５０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、周波数重畳回路が、最も低い変調周波数以外の変調周波数が入力されるＡＮＤ回路と、該ＡＮＤ回路の出力及び最も低い変調周波数が入力されるＸＯＲ回路とから構成されたから、最も低い変調周波数Ｆ３に係る信号が、従来の一個のＡＮＤ回路だけの場合に比べて強くなって、遠距離測定の精度と信頼性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、最も低い周波数の局部発振信号が２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数にしたから、２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数の差となる周波数成分に最も低い周波数の局部発振信号が乗算されて得られた中間周波信号から、２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数の差となる周波数の変調周波数を用いた場合の測距値が得られる。２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数の差は、２番目に低い変調周波数と接近しているので、近接法によって、測距信号から最も低い変調周波数成分を検出することなく、最も低い変調周波数を用いた場合の測距値を得ることができる。これにより、測距光の空気中の微粒子による反射による影響を少なくすることができる。しかも、２番目に低い変調周波数と最も低い変調周波数の差又は和の周波数成分は、充分なレベルを保つことができ、充分なＳ／Ｎ比が得られるので、いっそう遠距離測定の精度と信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、最も低い周波数の局部発振信号が最も低い変調周波数以外の1つの変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和といくらか異なる周波数とされたので、請求項２に係る発明と同様に、近接法によって、測距信号から最も低い変調周波数成分を検出することなく、最も低い変調周波数を用いた場合の測距値を得ることができる。しかも、最も低い変調周波数以外の1つの変調周波数と最も低い変調周波数との差又は和の周波数成分は、充分なレベルを保つことができ、充分なＳ／Ｎ比が得られる。これにより、請求項２に係る発明と同様な効果を奏する。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、請求項１、２又は３に係る発明において、最も低い変調周波数の変調信号のデューテイ比が１８〜２３％又は７７〜８５％で、最も低い変調周波数以外の変調信号のデューテイ比が５０％としたことにより、全ての変調周波数に係る信号を所定以上のレベルに維持でき、全ての測定レンジで測定の精度と信頼性をいっそう向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例に係る光波距離計のブロック図である。
【図２】前記光波距離計の発光素子から出射される光に含まれる周波数成分を示す図である。
【図３】近接した２つの周波数から両周波数の差の周波数を得る方法を説明する図である。
【図４】近接した２つの変調周波数を用いて測距値を得る近接法について説明する図である。
【図５】前記光波距離計の周波数重畳回路を説明する図である。
【図６】周波数Ｆ１（７５ＭＨｚ）、Ｆ２（３．７５ＭＨｚ）、Ｆ３（２５０ｋＨｚ）の信号を全て１個のＡＮＤ回路に入力させたときのＡＮＤ回路の出力について、周波数Ｆ１付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。
【図７】同じく、周波数Ｆ２付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。
【図８】周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の信号を前記光波光波距離計の周波数重畳回路に入力させたときの前記周波数重畳回路からの出力について、周波数Ｆ１付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。
【図９】同じく、周波数Ｆ２付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。
【図１０】図６〜図９に示した結果の要点を説明する表である。
【図１１】周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ１の信号レベルとの関係を示す図である。
【図１２】周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ２の信号レベルとの関係を示す図である。
【図１３】周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ３の信号レベルとの関係を示す図である。
【図１４】従来の光波距離計のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の光波距離計の一実施例について説明する。
【００１９】
まず、この光波距離計について、図１に示したブロック図に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
発振器１で変調周波数Ｆ１の信号を発生させる。この変調周波数Ｆ１の信号は、分周部２に入力されるとともに、ＰＬＬ５を介して、発振器６に入力される。ＰＬＬ５は、発振器６から出力される信号を正確に発振器１から出力される信号と同期させるために使用する。
【００２１】
分周部２は、変調周波数Ｆ１の信号を分周して、変調周波数Ｆ2及びＦ３の信号を発生する。この変調周波数Ｆ2及びＦ３の信号と変調周波数Ｆ１の信号とは、周波数重畳回路３を経て駆動回路４へ入力される。負荷抵抗８に接続された発光素子１１は、駆動回路４によって駆動され、変調周波数Ｆ１、Ｆ２及びＦ３で変調された光を出射する。
【００２２】
発振器６は、変調周波数Ｆ１といくらか異なる局部発振周波数Ｆ１＋Δｆ１の信号を発生する。この局部発振周波数Ｆ１＋Δｆ１の信号からは、周波数生成回路１２で分周されて、変調周波数Ｆ２及びＦ３とそれぞれいくらか異なる局部発振周波数Ｆ２＋Δｆ２及びＦ２−Ｆ３＋Δｆ３の局部発振信号も生成される。これらの局部発振周波数Ｆ１＋Δｆ１、Ｆ２＋Δｆ２及びＦ２−Ｆ３＋Δｆ３の局部発振信号は、後述するように、それぞれ周波数変換器３２、３５、３８へ入力される。
【００２３】
発光素子１１から出射された光は、ビームスプリッタ２０で２つに分けられ、シャッター２８を切換えることにより、一方が図示しない送光光学系から測距光として出射され、目標反射物２２までを往復する測距光路２３を経て受光素子３０に入射し、他方が参照光として、光波距離計内部の参照光路２６を経て受光素子３０に入射する。測距光路２３には、受光素子３０の前に、受光光学系２４と光量調整用の可変濃度フィルタ２５が配置されている。参照光路２６にも、受光素子３０の前に光量減衰用の濃度フィルタ２７が配置されている。
【００２４】
受光素子３０から出力される測距信号は、増幅器３１を経て３つに分けられ、一つ目は第１の周波数変換器３２に入力され、２つ目は第２の周波数変換器３５に入力され、３つ目は第３の周波数変換器３８に入力される。
【００２５】
第１の周波数変換器３２は、測距光路２３を経た測距光又は参照光路２６を経た参照光から得られた測距信号の周波数Ｆ１成分に、前述した周波数Ｆ１といくらか異なる局部発振周波数Ｆ１＋Δｆ１の信号を乗算して、周波数Δｆ１の中間周波信号を発生させる。第２の周波数変換器３５は、測距光路２３を経た測距光又は参照光路２６を経た参照光から得られた測距信号の周波数Ｆ２成分に、前述した周波数Ｆ２といくらか異なる局部発振周波数Ｆ２＋Δｆ２の信号を乗算して、周波数Δｆ２の中間周波信号を発生させる。
【００２６】
ところで、発光素子１１を周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３で変調すると、周波数Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３の場合、図２に示したように、周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の成分の他に、周波数Ｆ１＋Ｆ３、Ｆ１−Ｆ３、Ｆ２＋Ｆ３、Ｆ２−Ｆ３の成分も含まれることになる。なお、周波数Ｆ１＋Ｆ２、Ｆ１−Ｆ２の成分も発生するが、周波数Ｆ１又はＦ２とは周波数が大きくかけ離れるため、図２に示していない。
【００２７】
第３の周波数変換器３８には、前述した周波数Ｆ２−Ｆ３といくらか異なる局部発振周波数Ｆ２−Ｆ３＋Δｆ３が加えられているので、測距光路２３を経た測距光又は参照光路２６を経た参照光から得られた測距信号の周波数Ｆ２−Ｆ３成分に局部発振周波数Ｆ２−Ｆ３＋Δｆ３の信号を乗算して、周波数Δｆ３の中間周波信号を発生させる。ここでは、前述したように、周波数Ｆ２−Ｆ３といくらか異なる局部発振周波数Ｆ２−Ｆ３＋Δｆ３を用いたが、局部発振周波数としてはＦ２−Ｆ３−Δｆ３を用いることも可能である。
【００２８】
各周波数変換器３２、３５、３８から出力された中間周波信号は、それぞれ、低域フィルタ３３、３６、３９によって高周波成分が除去される。
【００２９】
各低域フィルタ３３、３６、３９を経た中間周波信号は、それぞれＡ/Ｄ変換器３４、３７、４０に入力される。そして、これらの中間周波信号は、図示しないＣＰＵ（演算制御部）によって初期位相及び振幅が求められる。各中間周波信号の初期位相が求まると、目標反射物２２までの距離が光波距離計内部で発生する誤差を補正して算出される。また、各中間周波信号の振幅も求まると、これらの振幅は可変濃度フィルタ２５による光量調節に利用される。
【００３０】
本実施例によれば、従来と同様にして変調周波数Ｆ１及びＦ２での測距値が得られる。また、近接法により、近接した２つの変調周波数Ｆ２及びＦ２−Ｆ３の差となる変調周波数Ｆ３での測距値ｄ３も得られる。以下、変調周波数Ｆ３での測距値が得られる理由を説明する。
【００３１】
変調周波数Ｆ２、Ｆ３は、一般に変調周波数Ｆ１を分周して作る。例えば、周波数Ｆ１を２０分周して周波数Ｆ２を作り、周波数Ｆ１を３００分周して周波数Ｆ３を作ったとする。例えば、Ｆ１を７５ＭＨｚとすると、Ｆ２は３．７５ＭＨｚ、Ｆ３は２５０ｋＨｚとなる。したがって、測距信号からは、周波数Ｆ２−Ｆ３＝３．５ＭＨｚの成分も検出できることになる。近接した周波数Ｆ２、Ｆ２−Ｆ３の両成分からは、図３に示したように、ビート（うなり）により両周波数Ｆ２、Ｆ２−Ｆ３の差の周波数Ｆ３の成分を生じる。この例から分かるように、一般的に次式が成立する。
Ｆ３＝Ｆ２−（Ｆ２−Ｆ３）          （１）
【００３２】
周波数Ｆ３での波長をλ３、周波数Ｆ２での波長をλ２、周波数Ｆ２−Ｆ３での波長をλ２３、光速をｃとすると、（１）式は次式のようにも書ける。
ｃ／λ３＝ｃ／λ２−ｃ／λ２３  又は  １／λ３＝１／λ２−１／λ２３    （２）
【００３３】
図４に、周波数Ｆ２とＦ２−Ｆ３とが近接した３．７５ＭＨｚ（波長８０ｍ）と３．５ＭＨｚ（波長約８６ｍ）の場合の、距離と位相との関係を示す。距離６００ｍ（往復１２００ｍ）で両者の位相差は２πになる。一方、両周波数Ｆ３とＦ２−Ｆ３との差となる周波数Ｆ３（波長１２００ｍ）の位相も２πになる。これから、周波数Ｆ３の位相は、周波数Ｆ３の位相と周波数Ｆ２−Ｆ３の位相との位相差に等しいことが分かる。一般に、周波数Ｆ３での測距値をｄ３、周波数Ｆ２での測距値をｄ２、周波数Ｆ２−Ｆ３での測距値をｄ２３とすると、次式が成立する。
２ｄ３／λ３＝２ｄ２／λ２−２ｄ２３／λ２３＝θ／（２π）              （３）
【００３４】
ただし、θは周波数Ｆ３での位相である。したがって、この位相θは、周波数Ｆ２での位相２π（２ｄ２／λ２）と周波数Ｆ２−Ｆ３での位相２π（２ｄ２３／λ２３）の位相差から算出できる。なお、（３）式において、２ｄ３、２ｄ２、２ｄ２３としたのは、測距光が目標反射物２２までを往復するからである。もし、２ｄ２／λ２−２ｄ２３／λ２３の値が負の場合は、２πを加えてこの位相角θを算出する。こうして位相角θを算出すると、次式から周波数Ｆ３での測距値ｄ３を算出できる。
ｄ３＝λ３・θ  ／（４π）          （４）
【００３５】
このように、周波数Ｆ２とＦ２−Ｆ３とが近接した３．７５ＭＨｚと３．５ＭＨｚであれば、両周波数Ｆ３とＦ２−Ｆ３との差となる周波数Ｆ３は、２５０ｋＨｚで、その波長は１２００ｍとなる。こうして、測距信号から極めて低い周波数Ｆ３成分を検出することなく、極めて低い変調周波数Ｆ３を用いた場合の測距値ｄ３を得ることができ、遠距離測定が可能となり、しかも従来よりも誤差を小さくできる。
【００３６】
ところで、本実施例において、前記周波数重畳回路３として単純にＡＮＤ回路を用いることが考えられるが、周波数重畳回路３の出力では一般に周波数Ｆ２−Ｆ３成分が周波数Ｆ３成分に比べて小さくなるため（図１０参照）、特に遠距離測定の場合、充分なＳ／Ｎ比が得られず、変調周波数Ｆ３をそのまま用いた測定に比べて、精度や信頼性が格別向上しない恐れもある。そこで、本実施例では、周波数Ｆ２−Ｆ３成分をなるべく大きくするため、周波数重畳回路３を図５に示したように、変調周波数Ｆ１、Ｆ２が入力されるＡＮＤ回路３Ａと、ＡＮＤ回路３Ａの出力と変調周波数Ｆ３が入力されるＸＯＲ回路（排他的ＯＲ回路）３Ｘから構成する。
【００３７】
図６〜図１３に基づいて、本実施例における周波数重畳回路３の効果を説明する。図６は、周波数Ｆ１（７５ＭＨｚ）、Ｆ２（３．７５ＭＨｚ）、Ｆ３（２５０ｋＨｚ）で、それぞれデューテイ比５０％の信号を全て単独のＡＮＤ回路に入力させたときのＡＮＤ回路の出力について、周波数Ｆ１付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。図７は、同じく、周波数Ｆ２（３．７５ＭＨｚ）付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。図８は、周波数Ｆ１（７５ＭＨｚ）、Ｆ２（３．７５ＭＨｚ）でそれぞれデューティ比５０％の信号と、周波数Ｆ３（２５０ｋＨｚ）でデューティ比７７．１７％の信号を本実施例の周波数重畳回路３に入力させたときの周波数重畳回路３からの出力について、周波数Ｆ１付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。図９は、同じく、周波数Ｆ２（３．７５ＭＨｚ）付近をフーリエ級数展開したシミュレーションの結果である。図１０は、図６〜図９に示した結果の要点を説明する表である。図１１は、周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ１の信号レベルとの関係を示す図である。図１２は、周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ２の信号レベルとの関係を示す図である。図１３は、周波数Ｆ３のデューティ比と周波数Ｆ３の信号レベルとの関係を示す図である。
【００３８】
図１０から分かるように、本実施例では、周波数Ｆ1の信号レベルは、周波数重畳回路３が一個のＡＮＤ回路だけの場合より強くなっている。周波数Ｆ２の信号レベルは、一個のＡＮＤ回路だけの場合よりいくらか弱くなっているが、その差は1ｄＢ以内で問題はない。本実施例で特筆すべきことは、周波数Ｆ２±Ｆ３、特にＦ２−Ｆ３に係る信号は、一個のＡＮＤ回路だけの場合に比べて、かなり強くなっていて、周波数Ｆ３の信号に比べてもさほど遜色のないことである。したがって、本実施例によれば、変調周波数Ｆ２−Ｆ３に係る信号で充分なＳ／Ｎ比が得られ、遠距離測定の精度と信頼性を向上させることができる。
【００３９】
また、図１１〜図１３から分かるように、周波数Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３に係る信号レベルが全て略−１０ｄＢ以上になるように、周波数Ｆ３のデューティ比は１８〜２３％又は７７〜８５％程度が適切である。
【００４０】
ところで、本発明は、前記各実施例の光波距離計だけに限るものではなく、光波距離計を内蔵した測量機、例えばトータルステーションや、その他の距離測定装置等にも広く利用できる。
【００４１】
また、前述した周波数Ｆ２−Ｆ３の代わりに、図２に示された周波数Ｆ２＋Ｆ３（４ＭＨｚ、波長７５ｍ）、Ｆ１−Ｆ３（７５．２５ＭＨｚ、波長５．９９ｍ）、Ｆ１＋Ｆ３（７４．７５ＭＨｚ、波長４．０１ｍ）を使用してもよい。これらの場合は、図１の実施例において、周波数変換器３８に、それぞれ周波数Ｆ２＋Ｆ３±Δｆ３、Ｆ１−Ｆ３±Δｆ３、Ｆ１＋Ｆ３±Δｆ３の局部発振信号を加え、周波数Δｆ３の中間周波信号を得る。いずれの場合でも近接法により周波数Ｆ３での測距値が得られる。
【００４２】
さらに、空気中の粒子による測距光の反射が少ない環境（高地や宇宙空間等）では、近接法を用いずに変調周波数Ｆ３で直接測定しても、遠距離測定の精度と信頼性を向上させることができる。この場合は、図１の実施例において、周波数変換器３８に加える局部発振周波数はＦ３±Δｆ３と変更する。
【符号の説明】
【００４３】
３      周波数重畳回路
３Ａ      ＡＮＤ回路
３Ｘ      ＸＯＲ回路
１１      発光素子
２２      目標反射物
２３      測距光路
２６      参照光路
２８      シャッター
３０      受光素子
３２、３５、３８    周波数変換器
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３    変調周波数
Ｆ１＋ΔＦ１、Ｆ２＋ΔＦ２、Ｆ２−Ｆ３＋ΔＦ３    局部発振周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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