(57)【要約】      （修正有）【課題】回転ディスクの上方にレーザー管を垂設するとともに、複数のリフレクターを利用してレーザー光を反射させて光伝送ルートに基づきターゲットの距離を判断することで、回転ディスク上に回路基板、接続線および回転接点等を設置する必要がなく、構造がシンプルで使用寿命の長い、レーザー測距装置の光信号伝送構造を提供する。【解決手段】回転ディスク１０の中心の真上に垂設されてレーザー光を下向きに射出するレーザー管１２と、少なくとも２つのリフレクターを含みレーザー管から射出されたレーザー光をターゲットに投射する光投射モジュールと、回転ディスク上に設けられて目標箇所に反射したレーザー光を受けるレンズ１４と、回転ディスク下方に設けられてレンズが受けたレーザー光を回路基板１８上の感光素子１８２に照射して少なくとも１つの光電信号を生成し、光電信号によりターゲットの距離を判断する回路基板と、を備える。【選択図】図１ｂ
0003184993.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
回転ディスクの中心に真正面で対向する位置に静止状態で垂設され、レーザー光を射出するレーザー管と、
少なくとも２つのリフレクターを含み、前記レーザー管から射出されたレーザー光をターゲットに投射する光投射モジュールと、
前記回転ディスク上に設けられ、ターゲットに反射したレーザー光を受けるレンズと、
前記回転ディスクに対応する位置に静止状態で設けられた回路基板であり、前記レンズが受けたレーザー光を前記回路基板上の感光素子に照射して少なくとも１つの光電信号を生成し、前記少なくとも１つ光電信号により前記ターゲットの距離を判断する回路基板と、を備えることを特徴とする、
レーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項２】
さらにベースを備え、前記ベースの中空円周部は前記回転ディスクに外嵌され、前記ベースの辺縁の相対する２箇所にブリッジ状の支持フレームが架設され、前記支持フレームの中心位置に調整式レーザー管クランプ座部が設けられ、前記レーザー管は前記調整式レーザー管クランプ座部を用いて前記支持フレーム上に固定され、前記回転ディスクは前記ベース上に設置されることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項３】
前記レーザー管から射出されるレーザー光は前記回転ディスクが回転している時の円心上を精確に照射し、前記レンズの主軸と前記回転ディスクの前記円心から延びる垂直破線は互いに交わることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項４】
前記光投射モジュールは第一リフレクターおよび少なくとも１つの第二リフレクターをさらに備え、前記第一リフレクターは前記回転ディスク上の前記レーザー管の真下に設けられ、前記第一リフレクターと水平線の夾角は４５度であり、前記レーザー管から射出されたレーザー光は反射して前記少なくとも１つの第二リフレクターに送られ、前記少なくとも１つの第二リフレクターはレーザー光を前記ターゲットに反射させ、前記回転ディスク上には調整式レンズ座部およびレンズクリップを設けることにより、前記第一リフレクターおよび前記レンズを設置し、前記第一リフレクターの傾斜角度は調整可能であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項５】
前記ベース上に設置され前記回転ディスクに覆い被せる組付式外蓋をさらに備え、前記組付式外蓋の中心点に入射孔が設けられ、前記入射孔は前記レーザー管の真下に位置し、レーザー光は前記入射孔を通過して前記光投射モジュールに照射され、前記組付式外蓋の測辺には出光孔および受光孔が設けられ、前記光投射モジュールから射出されたレーザー光は前記出光孔から前記ターゲットをに向かって送られ、前記ターゲットに反射したレーザー光は前記受光孔から前記レンズに送られ、前記組付式外蓋は２つの半円部から成ることを特徴とする、請求項２に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項６】
前記回転ディスクの測辺に設けられたモーターをさらに備え、前記モーターの軸心を巻回するコンベヤーベルトと前記回転ディスクが接続し、前記モーターの前記軸心が回転する時、前記回転ディスクも連動して回転し、前記回転ディスクが回転する時、前記光電信号の光点は前記感光素子の範囲内で移動することを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項７】
前記回転ディスクの外側には複数の明暗間隔の目盛りが設けられ、前記ベース上には回転角検出器を設けて前記回転ディスクの外側画像を取り込み、前記目盛りの明暗変化に基づき前記回転ディスクの回転角度を判断することを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項８】
前記回路基板は前記ベースの底部に設けられ、外部デバイスに接続し、前記ターゲットの距離を前記外部デバイスに伝送し、前記レーザー管は１組の電力ケーブルを通じて外部電源に接続し、前記電力ケーブルは前記ベースの前記支持フレーム上に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項９】
前記光投射モジュール中の前記少なくとも２つのリフレクターの数量が２つである時、さらに光ファイバーを備え、その一端は前記レーザー管に接続してレーザー光を受光し、もう一端は前記少なくとも２つのリフレクターの１つに照準を定め、レーザー光が前記リフレクターに送られた後、前記リフレクターはそのままレーザー光を前記ターゲットに向けて反射することを特徴とする、請求項１に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【請求項１０】
前記光投射モジュールは前記第一リフレクターの背面に設けられた第三リフレクターをさらに備え、前記ターゲットに反射したレーザー光は前記レンズを透過して前記第三リフレクターに送られ、さらに第三リフレクターを利用して下向きに反射し前記回路基板上の前記感光素子に送られ、前記第三リフレクターと前記第一リフレクターは同一プレートであり、特殊処理により両面反射が可能になっているか、または前記第三リフレクターと前記第一リフレクターは背面同士が接着された異なるプレートであることを特徴とする、請求項４に記載のレーザー測距装置の光信号伝送構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電気接点無しの信号伝送技術に関するものであり、特にレーザー測距装置の光信号伝送構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー測距の原理は、レーザーを用いてターゲットに向かって光線を発射し、ターゲットがレーザー光を反射して発射位置まで戻すことで、光線が往復する時間を算出して、または光電信号が示す変化を検出して距離に換算するというものである。
このため、レーザー測距装置にはレーザー光線を発射するレーザー管を備えるとともに、反射光を受ける受光器となるレンズを備える必要があり、集積回路チップ（ＩＣ）により、反射光電信号上の差異、またはレーザー管が発射した時間とレンズが反射光波を受光した時間の差を計算する。現在はさらに３６０度回転するレーザー測距装置もあり、広範囲の距離測定が可能である。
【０００３】
しかし、このような３６０度回転のレーザー測距装置は、回転ディスク上にレーザー管およびレンズ回路が設置され、レーザー管およびレンズ光センサーの配線が回転ディスク上に設けられるので、ケーブル接点方式で電力を提供する場合、回転ディスクの回転による磨耗くずが原因で接触不良が起こりやすい。そのため、メンテナンス時にレーザー測距装置を装置ごと新しい物に交換する必要があり、電力供給部分だけを修理するのは難しい。
また、この種のレーザー測距装置は通常、少なくとも２つの回路基板によりレーザー管とレンズの出力および入力信号をそれぞれ処理する必要があるため、配線上の接点が多く、長時間速いスピードで回転する場合、各接点の電気的接触性を新品同様の状態に保つのは容易ではない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本考案は、上述した欠点に鑑みて成されたもので、問題克服のために、レーザー測距装置の光信号伝送構造を提案する。具体的な構造およびその実施方法については後に詳述する。
【０００５】
本考案の主な目的は、レーザー光線の屈折、反射原理を利用して距離検出を行うことにより、光線受信伝送回路を回転ディスク上に設置する従来方式を変更できるレーザー測距装置の光信号伝送構造を提供することである。
【０００６】
本考案のもう１つの目的は、レーザー管を回転ディスク上方に垂設することで、回転ディスクの回転時にレーザー管が動かないようにし、回転ディスク上から電力を供給しなければならないという問題を解消できるレーザー測距装置の光信号伝送構造を提供することである。
【０００７】
本考案のさらなる目的は、精確に配置された複数のリフレクターを利用してレーザー光を反射させ、または光ファイバーを用いてレーザー光を直接リフレクターに導いて、単一のリフレクターによりレーザー光をターゲットに向かって射出する、レーザー測距装置の光信号伝送構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本考案が提供するレーザー測距装置の光信号伝送構造は、レーザー管、光投射モジュール、レンズおよび回路基板を備える。
レーザー管は回転ディスクの中心位置の真上に垂設され、下向きにレーザー光を射出する。光投射モジュールおよびレンズは回転ディスク上に設けられ、光投射モジュール中の第一リフレクターはレーザー管の真下に位置し、レーザー管から射出されたレーザー光を光投射モジュール中の第二リフレクターに反射させ、さらにターゲットに反射させる。
レンズがターゲットに反射したレーザー光を受光し、回転ディスク下方に設けられた第三リフレクターがレーザー光を反射し回転ディスク下方の回路基板まで送り、レーザー光は回路基板上の感光素子上に照射され少なくとも１つの光電信号が生成され、回路基板は光電信号によりターゲットの距離を判断する。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の提供するレーザー測距装置の光信号伝送構造は、回転ディスクの上方にレーザー管を垂設するとともに、複数のリフレクターを利用してレーザー光を反射させて光伝送ルートに基づきターゲットの距離を判断するものなので、回転ディスク上に回路基板、接続ケーブルおよび回転接点等を設置する必要がなく、構造がシンプルになり、レーザー測距装置の使用寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】本考案の第一実施例における組付式外蓋がある場合の立体図。
【図１ｂ】本考案の第一実施例における組付式外蓋が無い場合の立体図。
【図２ａ】本考案の第一実施例の上面図。
【図２ｂ】本考案の第一実施例の前面図。
【図２ｃ】本考案の第一実施例の側面断面図。
【図３ａ】本考案の第一実施例でプリズムを第二リフレクターとして用いた場合の上面図。
【図３ｂ】本考案の第一実施例で凹面鏡を第二リフレクターとして用いた場合の上面図。
【図４】本考案の第二実施例の立体図。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案の目的、技術内容、特徴および達成される効果の更なる理解のため、以下に具体的実施例を挙げて詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
本考案が提供するレーザー測距装置の光信号伝送構造は、レーザー測距装置上の光学方式伝送信号により、ケーブルと可動式接触点がレーザー測距装置上で長時間回転した後、電気的接触不良を起こすという問題を解消するものである。
【００１３】
図１ａは本考案の第一実施例における組付式外蓋がある場合の立体図であり、図１ｂは同実施例の組付式外蓋が無い場合の立体図である。
図が示すように、本考案の第一実施例では、レーザー測距装置はベース１１を備え、その上に回転ディスク１０および支持フレーム１２６が設けられ、２つの半円部１３ａ、１３ｂから成る組付式外蓋１３は回転ディスク１０に覆い被さる。
【００１４】
支持フレーム１２６はベース１１の両端にブリッジ状に架設され、支持フレーム１２６の中間には調整式レーザー管クランプ座部１２４が設けられ、下方のあるレーザー管１２は調整式レーザー管クランプ座部１２４中に設けられ、レーザー管１２は電力ケーブル２６により外部電源に接続し、この電力ケーブル２６は支持フレーム１２６上に貼設され、レーザー管１２は外部電源を取得した後下向きにレーザー光を射出し、真下は回転ディスク１０の円心となる。
【００１５】
回転ディスク１０上にはレンズ１４、レンズクリップ１４２、調整式レンズ座部１４４、第一リフレクター１６２、第二リフレクター１６４ａと１６４ｂ、および第三リフレクター１６６を設ける。
この調整式レンズ座部１４４およびレンズクリップ１４２は回転ディスク１０の中間に位置し両者は接続されている。レンズ１４はレンズクリップ１４２上に設けられ、反射して戻ってきたレーザー光を取り込む。第一リフレクター１６２および第二リフレクター１６４ａ、１６４ｂは第一実施例における光投射モジュールを構成する。第一リフレクター１６２は調整式レンズ座部１４４上に設けられ、レーザー管１２の真下に位置する。
第一リフレクター１６２と水平面は夾角を成し、本実施例では夾角は４５度であり、レーザー光は第二リフレクター１６４ａに反射し、第二リフレクター１６４ａおよび１６４ｂと水平面は垂直を成し、第二リフレクター１６４ａの法線は入射したレーザー光と夾角を成し、レーザー光はさらに反射して第二リフレクター１６４ｂに送られ、第二リフレクター１６４ｂの法線は同様に入射したレーザー光ともう１つの夾角を成し、レーザー光はたとえばターゲットに向かうように、外向きに反射する。
第三リフレクター１６６は第一リフレクター１６２の背面に設けられ、ターゲットに反射したレーザー光はレンズ１４を透過して第三リフレクター１６６に送られ、第三リフレクター１６６はさらにレーザー光を下向きに反射し、回転ディスク１０の円心箇所および真下はベース１１の空洞部分なので、第三リフレクター１６６はレーザー光を下向きに回転ディスク１０およびベース１１に向かって反射する。特に、この第三リフレクター１６６および第一リフレクター１６２は同一のプレートであり特殊処理によって両面反射が可能になったものであるか、または第三リフレクター１６６と第一リフレクター１６２は異なる反射鏡の背面同士が接着されたものである。
【００１６】
ベース１１の下方には回路基板１８が設けられ、その上には感光素子１８２が設けられる。この感光素子１８２は回転ディスク１０およびベース１１の空洞の下方に位置するので、第三リフレクター１６６に反射したレーザー光は感光素子１８２上に照射され、少なくとも１つの光電信号が生成される。回路基板１８は光電信号の差異、光電信号の強弱および光電信号の方位に基づきターゲットとレーザー測距装置の間の距離を計算する。
【００１７】
回転ディスク１０の傍らにはモーター２０が設けられ、コンベヤーベルト２２はモーター２０および回転ディスク１０を巻回し、モーター２０が回転すると回転ディスク１０が連動して回転するので、レンズ１４が３６０度スキャンして撮影する。
ベース１１のモーター２０と対向する位置に回転角検出器２４が設けられ、回転ディスク１０の外側には複数の明暗間隔の目盛りが設けられ、回転角検出器２４が明暗の変化を感知することにより回転ディスク１０の回転角度が得られ、回路基板１８に伝送される。回路基板１８は回転角度と感光素子１８２上で感知された光電信号を組み合わせてターゲットとレーザー測距装置の間の方位および距離を計算する。
【００１８】
組付式外蓋１３は２つの半円部１３ａ、１３ｂから成り、その中心には入射孔１３２が設けられ、この入射孔１３２はレーザー管１２の真下に位置し、レーザー光は入射孔１３２を通過して第一リフレクター１６２に照射される。
組付式外蓋１３の前側には出光孔１３４および受光孔１３６が設けられ、第二リフレクター１６４ｂに反射したレーザー光は出光孔１３４から射出され、ターゲットに戻って反射したレーザー光は受光孔１３６を通りレンズ１４が受光する。
【００１９】
したがって、本考案の第一実施例の光伝送ルートは次のとおりである。レーザー管１２が射出したレーザー光は、入射孔１３２から組付式外蓋１３を貫通して第一リフレクター１６２に送られる。レーザー光は第一リフレクター１６２に反射して第二リフレクター１６４ａに送られ、第二リフレクター１６４ａに反射したレーザー光はもう１つの第二リフレクター１６４ｂに送られ、第二リフレクター１６４ｂからターゲットに向けて射出される。
ターゲットに反射して戻ってきたレーザー光はレンズ１４に受光され、レンズ１４を通過したレーザー光は第三リフレクター１６６に送られ、第三リフレクター１６６に下向きに反射し回路基板１８の感光素子１８２上まで送られる。こうして光伝送ルートが完成する。
【００２０】
図２ａは本考案の第一実施例の上面図であり、２つの第二リフレクター１６４ａ、１６４ｂの配置角度は図からわかる。
図２ｂは本考案の第一実施例の前面図である。モーター２０は回路基板（図中未表示）の前方を遮っているので、感光素子がターゲットに反射したレーザー光に干渉されるのを回避できる。
図２ｃは本考案の第一実施例の側面断面図である。図から明らかなのは、レーザー管１２、第一リフレクター１６２、第三リフレクター１６６および感光素子１８２は垂直を成す同一の光伝送ルート上にあり、回転ディスク１０およびベース１１はいずれも空洞を有しレーザー光が貫通して感光素子１８２に届くことである。
また、第一リフレクター１６２および第三リフレクター１６６の相対位置関係も図からわかる。この図中では両者の背面同士は接着されていることを示すが、両者は特殊処理や一体成形による両面反射鏡であってもよい。
【００２１】
また、図２ａの第一実施例の第二リフレクター１６４ａ、１６４ｂを融合させたシングルプリズムが図３ａの１７０であり、図２ａの第二リフレクター１６４ａをより面積の大きい凹面レンズにしたものが図３ｂの１７１である。
このように第二リフレクター１６４ｂを前に移動して配置することで、リフレクターを変形アレンジでき、これらの方式でも同様に、レーザー管１２から射出された光線は上述の光伝送ルートを通過してターゲットに投射される。
【００２２】
図４は本考案のレーザー測距装置の光信号伝送構造の第二実施例であり、組付式外蓋無しの立体図である。この実施例においては、第一リフレクターは必要ないので、光投射モジュール中には第二リフレクター１６４ｃを備えただけで、レーザー管１２下方には光ファイバー２８を設け、レーザー光はレーザー管１２から直接光ファイバー２８に入り、光線は光ファイバー２８により第二リフレクター１６４ｃに導かれ、さらにレーザー光は第二リフレクター１６４ｃに反射してターゲットに送られる。そして、レーザー光がターゲットに反射して戻ってきた後の光伝送ルートは第一実施例と同様である。
【００２３】
本考案では、レーザー管は回転ディスク上に設けられていないので、レーザー管のケーブルが回転ディスクの回転によりその他の配線と絡まることはない。
また可動式の電気接点も使用しておらず、レーザー管は回転ディスクの円心の真上に位置し、第一リフレクターはレーザー管の真下に位置するので、回転ディスクがどのように回転しようとレーザー管と光投射モジュールの間の光伝送経路に影響することもない。
【００２４】
上述の記載は本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではない。従って、本考案の出願範囲で述べられた特徴および精神に基づき加えられた各種の変更や潤色は全て、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００２５】
１０    回転ディスク
１１    ベース
１２    レーザー管  
１２４  調整式レーザー管クランプ座部
１２６  支持フレーム
１３    組付式外蓋
１３ａ  半円部
１３ｂ  半円部
１３２  入射孔
１３４  出光孔
１３６  受光孔
１４    レンズ
１４２  レンズクリップ
１４４  調整式レンズ座部
１６２  第一リフレクター
１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１７０、１７１  第二リフレクター
１６６、１７１ａ  第三リフレクター  
１８    回路基板
１８２  感光素子
２０    モーター
２２    コンベヤーベルト
２４    回転角検出器  
２６    電力ケーブル
２８    光ファイバー
【図１ａ】
0003184993.tif 000003
【図１ｂ】
0003184993.tif 000004
【図２ａ】
0003184993.tif 000005
【図２ｂ】
0003184993.tif 000006
【図２ｃ】
0003184993.tif 000007
【図３ａ】
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【図３ｂ】
0003184993.tif 000009
【図４】
0003184993.tif 000010