(57)【要約】距離、速度又は加速度のような距離に関連した量の測定ないし水準測量のための方法において、少なくとも１つのマイクロレーザ（３）を有する送信構造（１〜６）を送信器として使用し、物体表面で反射したビームを受信し、測定のために評価する。この方法では、少なくとも２つの異なる波長のビームを実質的に同時に放射し、受信後に評価する。有利には、この方法は、受動パルスマイクロレーザであるマイクロレーザ（３）が少なくとも２つの異なる波長を放射するような装置により実行される。物体反射したレーザビーム用の受信器（１５，４０）には、評価装置（４１）が後置接続されている。
2004504618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマイクロレーザ（３）を備えた送信構造（１−６）により物体に対してビームを放射し、物体表面で反射したビームを受信し評価する光学式距離又は速度測定のための方法において、
前記マイクロレーザ（３）により、不可視領域（λ１）、例えば赤外領域の波長を有する少なくとも１つのビームを回折により制限されたガウスビームの形で放射し、
他の波長（λ２）の少なくとも１つの別のビームを実質的に同時に放射し、
少なくとも２つの波長（λ１、λ２）を受信した後に利用可能な情報を同時に評価する、ことを特徴とする光学式距離又は速度測定のための方法。
【請求項２】
前記マイクロレーザ（３）は前記少なくとも２つの波長（λ１、λ２）を放射するために設けられている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記波長（λ１，λ２）のうちの１つは赤外領域内にあり、測定に使用され、これに対して少なくとも１つの別の波長は可視領域内にあり、照準、調整及び検査に使用される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法を実行する光学式距離又は速度測定のための装置又は水準測量装置であって、
前記装置は、対物レンズ（１８）を介してレーザビームを送出する送信構造（１−６）と、物体で反射したレーザビームのための受信器１５，４０）とを有しており、
前記送信構造はビーム源として固体レーザ（３）を有しており、
前記受信器（１５，４０）には評価装置（４１）が後置接続されている形式の装置において、
前記送信構造（１−６）は少なくとも１つの受動パルスマイクロレーザ（３）を含んでおり、
前記送信構造（１−６）は少なくとも２つの異なる波長（λ１，λ２）、例えば、一方が赤外領域内にあり、他方が可視領域内にある２つの異なる波長を放射し、
前記対物レンズ（１８）は回折により制限されたガウスビームを放射するよう設計されている、ことを特徴とする光学式距離又は速度測定のための装置又は水準測量装置。
【請求項５】
望遠鏡対物レンズ（１８）を備えた視距儀として形成されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記送信構造（１−６）の送信ビームを案内する前記視距儀の光路は、前記望遠鏡対物レンズ（１８）の光路である、請求項５記載の装置。
【請求項７】
小型距離又は速度測定器として形成されている、請求項４記載の装置。
【請求項８】
前記送信構造（１−６）は前記マイクロレーザ（３）に後置接続された光周波数変換器（６）を有している、請求項４から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記送信構造（１−６）は前記マイクロレーザ（３）に後置接続された光周波数２倍器（６）を有している、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
可視光線の放射のための監視装置（２３’）が設けられており、
さらに可視光線が不在のとき前記レーザ構造（１−６）の少なくとも一部を遮断するための切換段（２３ｂ，Ｓ）が設けられている、請求項４から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記対物レンズは、ガウス形の強度分布を有するレーザビームがぼかされ、第１の回折リングの強度値が最大強度の＜０．１５倍、有利には＜０．１２倍、特に有利には＜０．０９倍のときにトリミングされるように、形成されている、請求項４から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記受信器（１５，４０）には光学フィルタ（３８）が前置されており、
前記光学フィルタ（３８）は、不可視波長成分だけを透過させ、これに対して可視光線は遮断する、請求項４から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記送信構造（１−６）及び受信器（１５，４０）は、１つの共通の同軸光学系（１８）を有している、請求項４から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
望遠鏡対物レンズを備えた視距儀として形成される場合、前記望遠鏡対物レンズ（１８）は共通の光学系を形成する、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
２つの波長成分を分離するために、例えばスプリッタプリズム（１２）であるビームスプリッタ（１２；１６）が設けられており、
少なくとも１つの受信器（１５，４０）には、前記受信器（１５，４０）の焦点面外に配置された反射防止絞り（１３）が設けられており、前記反射防止絞りは有利には前記受信器の入射面の断面に応じて寸法設定されている、請求項４から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
物体で反射した測定ビームを前記受信器（１５，４０）に出力結合するために、前記受信器（１５，４０）に対して、前記対物レンズ（１８）の収束光路内にオプチカルフラット（１６）が前置されている、請求項４から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記オプチカルフラット（１６）は＜０．３ｍｍの厚さ、有利には＜０．２ｍｍの厚さを有する、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
例えば部分的に鏡面反射させるオプチカルフラット（１６）が、前記対物レンズ（１８）の光路外の静止位置から前記光路内の作用位置まで可動、例えば旋回可能である、請求項１６又は１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記評価装置（４１）はパルス到達時間測定装置として接続されている、請求項４から１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記対物レンズ（１８）には、光学素子を、例えばトリプル反射器（１１’）又は相応のレンズ−鏡コンビネーションのような逆反射素子を前置するための取付装置（４２）が割当てられている、請求項４から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記対物レンズ（１８）に対して、レーザスポットを調整する制御装置が、例えば傾斜可能なオプチカルフラット（９）の形で発散光路内に割当てられている、請求項４から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記対物レンズ（１８）に対して、送信光路（Ａ）内に、前記対物レンズ（１８）の色波長偏差ないし色収差を補償するための補償対物レンズ（１１）が割当てられている、請求項４から２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記対物レンズ（１８）に対して、送信光路（Ａ）内に、例えば温度に依存して可動なレンズの形態の温度補償器が割当てられている、請求項４から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記対物レンズ（１８）に対して、送信光路（Ａ）内に、ビームを拡げるための選択的に挿入可能なオプチカルフラット（１０）が割当てられている、請求項４から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
種々の波長を順次放射するための切換装置（１０）が設けられている、請求項４から２２のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による光学式距離又は速度測定のための方法、ならびに請求項４の上位概念による光学式距離又は速度測定のための装置又は水準測量器に関する。
【０００２】
距離及び／又は速度測定のための装置において、到達範囲は−その他の点で技術的特性が同じであれば−放射されるレーザパルスのパルス最高出力値が高いほど広くなる。他方で、パルス最高出力値は安全工学上の理由から任意に上げることはできない。レーザ安全規程により、＞１０５０ｎｍの波長に対しては、したがって不可視波長領域においては、可視光線の場合よりも高いパルス最高出力値が許容される。
【０００３】
広い到達範囲が可能となるよう、可視レーザビームも以下のような一連の利点を有している。
【０００４】
・物体上での測定ビームの視覚化
・望遠鏡軸に対するレーザビーム軸の位置の検査及び場合によっては調整が可能であること
・瞼を閉じることを含めた当人の防御反応による目の損傷の減少
本発明の課題は、上記すべての利点を達成することができるように、冒頭に述べた形式の方法及び装置を構成することである。この課題は請求項１ないし請求項４に記載された特徴により解決される。
【０００５】
少なくとも２つの異なる放射波長を受信後に評価する場合、このことは、２つの波長が両方とも測定結果につながるということを意味するのではなく、可視光線は例えば物体又はターゲットのマーキングに使用されるよう評価され、これに対して他方の波長、例えば赤外領域の波長は、距離測定又は距離測定から導出される速度又は加速度のような量の測定のために使用される。一般にこれは、とりわけパルス光を用いる到達時間測定であり、位相比較は殆ど用いられない。しかし、水準測量器の場合のような距離測定は、三角法的に、すなわち基線距離測定器のようにして実行することができる。
【０００６】
しかし、各々のケースにおいて、例えば大気屈折の影響を補正することも、また可視レーザビームの利点を赤外領域のレーザの利点と組み合わせることもできる。
【０００７】
少なくとも２つの異なる波長の放射は、様々な仕方で、例えば有利には（必ずではないが）ただ１つの光路内で互いに組み合わされる２つの光源の配置により行われる。ただし一般的には、レーザ装置が、少なくとも２つの波長を発生させるただ１つのレーザを有している方が好まれる。
【０００８】
このような方法に従って動作する装置が請求項４に記載された特徴を有していると有利である。その理由は、受動パルス固体レーザを使用することができるからである。しかし、従来の固体レーザは非常にエネルギーコストが高く、距離測定器のような携帯機器内で固体レーザに十分なエネルギーを供給しようとすると、限界に突き当たる。例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９１，Ｖｏｌ．５９，Ｎｒ．２７，Ｓ．３５１９所収のＮ．Ｍｅｒｍｉｌｌｉｏｄ　ｅｔ　ａｌ．に記載されているようなマイクロレーザを使用することにより、受動パルスレーザを携帯機器内でも有利に使用することが可能となる。本発明の他の詳細及び特徴は、図面に概略的に示された実施例の以下の記載により得られる。これら図面のうち、
図１は本発明による視距儀−光学系の第１の実施形態を示しており、
図２は２つの異なる波長の使用可能なパルスを示しており、
図３は本発明による視距儀−光学系の第２の実施形態を示しており、
図４は本発明に従って構成された距離測定用の小型装置を示している。
【０００９】
破線で指示されているのみの視距儀ハウジングＴ内には、まずポンプレーザ１と、ポンプレーザに前置された凸レンズと、ポンプレーザに後置された熱電冷却器１’とが設けられている。ポンプレーザ１は、それ自体公知のやり方で、レンズ２の焦点面内にある前置されたマイクロレーザ３にポンプ出力を放射の形で投射し、マイクロレーザはレーザビームをレンズ４を介して放射する。この（単一又は多重の）レンズ４に、レーザ１のポンプレーザビーム用のブロックフィルタ５を割当てると、特に図示のように後置接続すると、有利である。
【００１０】
光路内においてマイクロレーザ（又はマイクロチップレーザ）３の後ろには、光周波数変換器６が設けられている。例えば周波数２倍器であるＫＴＰ（カリウム　チタニル　リン酸塩）のような周波数変換器を用いて、レーザ３により放射される波長、例えばおよそ１０６４ｎｍ（赤外）の波長に加えて、第２高調波を発生させることにより、およそ５３２ｎｍの可視領域内の波長が発生する。「加えて」というのは、このような光周波数変換器は入力される放射の一部しか変換しないからである。それゆえ、図２から分かるように、周波数変換器の出力側には、同時に２つの異なる波長λ１及びλ２が現れる。
【００１１】
光「周波数変換器」に関して、周波数２倍器がこのような周波数変換器の好適な形態であるならば、周波数の３倍化も十分に可能な範囲にある。このような３倍化は、周波数２倍化及び、これに続く２倍化された信号とレーザ３の信号とのミキシング（周波数の加算）により、すなわちｆ⇒２ｆ，２ｆ＋ｆ＝３ｆにより実行することができる。
【００１２】
このようにして生成される、２つの異なる波長λ１及びλ２を有する送信ビームは、鏡７のような反射面を介して偏向される。その後ろには、有利にはビームスプリッタ２３が配置されており、送信ビームの一部は後で説明する監視装置２３’へ導かれる。これにより、上で説明した光学コンポーネントが正しく確実に機能しているか監視することができ、可視光線が存在しないときにとりわけ不可視レーザ光線による損傷を防ぐことができる。
【００１３】
図１から分かるように、発散光路内、すなわち送信光路内には、別の光学コンポーネント８〜１１が設けられている。これはビームを拡げる光学系であり、ただ１つのレンズ８から形成されていてもよい。このレンズは場合によってはそれ自体公知の温度補償器の一部であり、ここには図示されていないレンズのソケットとこれに結合されたスペーサリングは、温度による焦点ずれを自動的に補償するような熱膨張係数を有する材料から成る。またレンズ８は、このようなリングの熱膨張のゆえに、例えばレンズをリングに対して押すバネの作用に反して変位する。しかしながら、レンズと膨張するリングとをかみ合い結合させることも考えられる。このような温度補償器は光学系にとってはそれ自体公知である。
【００１４】
その後ろには、この発散送信光路内に、図示されていないやり方で傾斜可能に配置された第１のオプチカルフラット９が設けられており、この第１のオプチカルフラット９を正確に望遠鏡軸上にくるよう傾けることにより、送信ビーム軸及び送信ビームの望遠鏡軸Ａに対する相対的位置を調整することができる。この目的のために、オプチカルフラット９をカルダン式に配置し、それ自体公知の光学的用調整装置を用いて、軸Ａに対する傾きを調整するようにしてもよい。なお、調整装置はオプチカルフラット９で触れ合う２つのカムのようなものであり、互いに直交して作用し、ハウジングＴの外側から回転させることができる。
【００１５】
必要ならば、測定の際に、とりわけ物体に取り付けられた反射器に対して放射器をデフォーカスするため、この発散送信光路内に、矢印ａにより示されているように、挿入可能な別の光学素子を減衰器としても作用する２つのオプチカルフラット１０の形態で設けてもよい。
【００１６】
とりわけトリプル反射器のような反射器での測定の際には、回折により制限された放射された送信ビームの発散が、０．１ｍｒａｄより小さい、場合によっては０．０５ｍｒａｄよりも小さいか又はおよそ０．０３ｍｒａｄしかないことが不利になり得ることが判明している。というのも、一方では反射器の照準は非常に敏感であり、それゆえ機器のユーザにとってはあまり便利ではなく、他方では大気の乱れ、いわゆる「フリッカー」が測定信号の強い変動をもたらし、これにより不所望の長い測定時間がもたらされるからである。オプチカルフラット１０が光路内に挿入されると、送信ビームはいくらか、例えば０．０３〜０．５ｍｒａｄほど発散する。挿入可能なオプチカルフラット１０には、有利には可視波長に対する帯域消去フィルタとＩＲ波長に対する減衰フィルタとが取り付けられ、その結果、反射器の位置にいるオペレータは可視光をまぶしがることもなく、ＩＲ放射により損傷を受けることもない。
【００１７】
場合によっては、赤外光線成分と可視光線成分を交互に放射するために、必要とあればオプチカルフラット１０そのものの形で切換装置を設けてもよい。たしかにこれにより測定時間は長くなるが、このようにすればレーザ安全規程の限度範囲を完全に、すなわち１００％利用することができる（順次作動）。ただしこの場合、目のまばたき反射の持続時間０．２５ｓのために、切換は比較的迅速に、例えば３Ｈｚよりも速く、とりわけ４Ｈｚよりも速く行われなければならない。
【００１８】
視距儀ハウジングＴ内には別の望遠鏡対物レンズ１８が配置されている。それ自体としては、偏向鏡７の代わりに、レーザ３から広がる送信ビームの直線的連続の中に固有の送信対物レンズを設けてもよい。しかし図示された構成に従って送信ビーム軸を望遠鏡軸Ａと同軸にすれば、視野領域に関する視差を防ぐことができる。以下で詳細に示すように、有利には望遠鏡対物レンズ１８も少なくとも実質的には受信光学系である。
【００１９】
望遠鏡対物レンズは色波長偏差又は色収差を有している。これは、−このケースのように−少なくとも２つの異なる波長λ１，λ２を放射せねばならず、同時に対物レンズ１８が送信対物レンズである場合には問題となる。それゆえ、有利には送信光路内に、この色収差を補償する補償対物レンズ１１を設けてもよい。この対物レンズは図示された実施例では例えばパテで密封された３つの要素から構成されている。
【００２０】
位置により異なる反射能を有する物体表面と、横方向の広がりの小さな又は鋭い辺及び角を有する奥行き構造を測定するためには、測定スポットは小さくなければならず、障害となる回折リングを有していてはならない。近傍界において（対物レンズ１８において）ガウス形の横方向強度分布を有するビームは、ガウスビームがトリミングされなければ、（例えば５００ｍの）遠方界において回折リングを有しない。
【００２１】
しかし、ガウスビームは当然のことながら対物レンズ１８の縁部によりトリミングされる。ただし、回折リングの強度は、対物レンズ１８内でのガウスビームの直径を小さくするほど、小さくなる。実際には、対物レンズ１８の照明は、有利には、強度値が＜最大強度の０．０９倍となって初めて、ガウス形レーザビームが対物レンズの縁部によってトリミングされるように選定されている。これは、１／ｅ２ビーム直径≦対物レンズ直径の０．９倍の場合である。つまり、（例えば５００ｍの）遠方界における第１の回折リングの強度は＜最大強度の０．００３であり、これは実際のほとんどのケースにおいてまったく十分に小さい。したがって、回折リングの強度を小さくするためには、対物レンズ１８における１／ｅ２ビーム直径は可能な限り小さくなければならない（ｅはオイラー数（ネイピア数）である）。他方では、上述のように、（例えば５００ｍの）遠方界において中心レーザスポットは可能な限り小さくしておくという要請がある。しかしながら、これはまさに、対物レンズ１８内でのレーザビームの直径が大きいときのことである。実際には、（例えば５００ｍの）遠方界における１／ｅ２直径は、対物レンズ１８を同じように照明した際に生じる可能な最小の直径（エアリーの円盤）の２倍を越えない大きさである。したがって、強度が＞最大強度の０．００４倍のときに対物レンズの縁部がガウス形強度分布をトリミングするように対物レンズの照明を選定すれば、遠方界の中心スポットはエアリーの円盤の２倍を越えない大きさである。これは、ガウスビームの１／ｅ２直径に一致し、対物レンズの直径の０．６倍である。
【００２２】
妥協として、送信対物レンズの照明のための寸法規程が得られる。
【００２３】
対物レンズ直径＊０．６＜レーザの１／ｅ２直径＜対物レンズ直径＊０．９
例えば：レーザの１／ｅ２直径＝対物レンズ直径＊０．７５
対物レンズ直径　　　　　　　　　　　　　　　　２ａ＝４０ｍｍ
対物レンズにおけるレーザの１／ｅ２直径　　　　２ｗ０＝３０ｍｍ
５００ｍでのレーザの１／ｅ２直径　　　　　　　２ｗ０＝２６ｍｍ
５００ｍでの１回折リングの直径　　　　　　　　２ｒ１＝５２ｍｍ
１回折リングの強度と最大強度との比　　　　　　Ｉ１／Ｉ０＝０．０００８
補償対物レンズ１１からの送信光路は、部分鏡面反射させる偏向面１２’を有するスプリッタプリズム１２を介して、軸Ａを有する望遠鏡対物レンズ１８の光路内に反射する。スプリッタプリズム１２は、この目的で、異なった角度を成して配置された別の部分鏡面反射させる偏向面１２’’を有しており、面１２’からこの偏向面１２’’に投射された受信ビームはこの偏向面１２’’を介して軸Ａに沿って受信装置１３〜１５及び３４〜４０へ偏向される。面１２’は、この目的のために、受信される光の可視成分だけを通過させ、赤外成分は反射するように選択的にコーティングされている。
【００２４】
受信装置１３〜１５及び３４〜４０は、入射部に導光ファイバ１５の受信面を有している。この導光ファイバ１５には、有利には、反射防止絞り１３の支持体としてオプチカルフラットが前置されている。図示されている光学系では、製造品質及び反射防止品質が高くても誤反射が生じ、受信装置１３〜１５及び３４〜４０まで達し得る送信ビームの最も強い反射は、スプリッタプリズム１２自体、とりわけ面１２’’’から来ている。この反射ビームはもちろん発散し、受信ファイバ１５の位置では、導光ファイバ１５の直径よりもおよそ５００倍大きな直径を有している。これに対して、導光ファイバ１５に現れる、到達時間測定に必要な受信光線のビームは、対物レンズ１８によるビーム集中により収束する。このことは、受信ビームの直径が、例えば８０ｍ以上の物体距離の場合、導光ファイバ１５の入射面よりも小さくなることを意味する。
【００２５】
誤反射の問題は、導光ファイバ１５から離れて、したがって入射面上にある対物レンズ１８の焦点面外に配置された反射防止絞り１３により解決される。このようにして、反射ビームは導光ファイバ１５の入射面の直径を介してぼかされ、その一方で導光ファイバ１５の入射面に入射する受信ビームは実際的には減衰されない。というのも、この受信ビームは反射防止絞り１３の位置ではまだ十分広がっているからである。もちろん、他の反射も、このような反射防止絞り１３により、面１２’’’から来る反射として相応して減衰される。というのも、他の反射も−セントリック光学系では−受信ビーム軸上にあるからである。望遠鏡対物レンズ１８はセントリック光学系であり、レーザビーム源も導光ファイバ１５の入射面もこの対物レンズの軸上に調整されているので、すべての反射及び反射により生じる反射防止絞りの影はこの軸上に存在する。
【００２６】
例えば：
反射防止絞りの直径　　　　　　　　　　　　　　　　　０．６ｍｍ
導光ファイバからの反射防止絞りの距離　　　　　　　　７ｍｍ
反射防止絞りの面内の受信ビームの直径　　　　　　　　２．３ｍｍ
反射防止絞りの影響による信号損失　　　　　　　　　　７％
他の誤反射及び散乱反射は、スプリッタプリズム１２に設けられた光学式サンプとして機能するニュートラルガラス板１７’’により吸収される。
【００２７】
減衰素子１４はアクチュエータ１４’を介して受信光路内に選択的に挿入され、近距離の場合に過度に大きな受信信号の減衰に使用される。
【００２８】
コンポーネント１９〜２２は望遠鏡の一部であり、それ自体は従来的な性質のものである。これらは、色消しレンズから形成された焦準レンズ系１９を含んでいる。焦準レンズ系１９は、実線で示された一方の端位置Ｅ１から破線で示された他方の端位置Ｅ２へ動かすことができる。この焦準レンズ系１９の後ろには、対物レンズ１８から受け取った像を倒立させる正立結像プリズム２０が続いている。これに続いて、目的に合わせて、例えば十字線を備えた条痕板２１が設けられており、最後に従来の形の接眼レンズ系２２が設けられている。
【００２９】
ビームスプリッタ２３を介して送信ビームの所定の成分が監視装置２３’に供給される。監視装置２３’は、送信構造１〜６により放射された可視光線を感知する少なくとも１つのセンサ又は受信器３１を有している。したがって、レーザ３がスイッチＳにより作動すると、スタート信号が論理段２３ａに行く。論理段２３ａは、比較段と見なすこともできるが、場合によってはＮＡＮＤゲートにより形成されている。この実施例では、この論理段２３ａはフリップフロップにより形成されており、このフリップフロップは、スイッチＳから来る信号により、フリップフロップ２３ａの切換に則って出力側Ｑに接続される。この出力側ＱはスイッチＳの制御段２３ｂと接続されており、スイッチＳがフリップフロップ２３ａから信号を受け取ると、スイッチＳを開く。これによりレーザ３はスイッチオフされる。
【００３０】
フリップフロップ２３ａの他方の入力側はパルス形成段３１’と接続されており、パルス形成段３１’は、可視光用の受信器３１に接続されており、受信器３１の信号を評価する。受信器３１には、可視光線にのみ応答するよう構成されたフィルタでないかぎり、相応のフィルタ３０を前置接続することができる。受信器３１は、送信構造１〜６から射出する光を偏向鏡を介して受信する。なお、この偏向鏡は、−後でさらに説明するように−ビームスプリッタ２８として形成されている。必要ならば、絞り又はフィルタのような減衰素子２９を受信器３１に前置してもよい。
【００３１】
受信器３１が−可視光線の発生の結果として−信号を受け取ると、段３１’はフリップフロップ２３ａを再び出力側Ｑに接続する。ただし、出力側Ｑは後続の段には接続されていない。したがってこのケースでは、制御段２３ｂは信号を受け取らず、スイッチＳは、メインスイッチＨＳが手動で操作されるまで閉じたままである。ＮＡＮＤゲートを使用した場合、ＮＡＮＤゲートの入力側にスイッチＳからの信号は現れるのに受信器３１からの信号は現れないときにはつねに、制御段２３ｂに信号が発生する。
【００３２】
このような誤動作に関して、例えば音声表示装置Ｉａ及び／又は視覚的表示装置Ｉｖを用いて、制御段に報告するようにすると有利である。視覚的表示は、とりわけ−後で説明するように−複数のエラーの可能性が監視される場合には、有利にはＬＣＤディスプレイとして形成してもよい。
【００３３】
というのも、これは送信構造１〜６の監視の１つの手段に過ぎないからである。スイッチをオンにしたにもかかわらず可視光線が生じなければ、例えば可視光線を発生させる周波数変換器６の故障が推測される。この場合、注意を解いてしまう可視光線はともかく、人に赤外レーザビームが当たる危険性がある。そえゆえ、レーザ３は直ちにスイッチオフされる。
【００３４】
しかし、監視装置２３’はさらに別のコンポーネントを有していてもよい。監視装置２３’は、受信器３１に有利には前置接続された赤外感知受信器２７を有していてもよい。この赤外感知受信器２７は送信構造１〜６からの赤外線の放射を監視するものである。この受信器又は検出器２７に接続された回路は、段２３ａ，２３ｂ及び３１’に基づいて説明された回路と同様に構成されたものであってよい。同様に、この光学的構成はまたフィルタ２６，減衰器２５及びビームスプリッタ２４を有していてもよい。
【００３５】
つまり、受信器２７において確かめられることであるが、スイッチＳが閉じた後に、信号がまったく受信されない場合、それは、周波数変換器６が作動不能になっているのではなく、レーザ３及び／又はそのポンプ光源が作動しないことを意味している。したがってこれは監視可能な新たな誤動作であるので、上述のように、視覚的表示ＩｖをＬＣＤディスプレイとして構成すると有利である。この場合、受信器３１及び２７の双方の出力信号を直接又は間接に（評価段ないし段３１’のようなパルス形成段を介して）受信し、これに応じて、ディスプレイを制御する後置接続されたドライバ段を備えたメモリから相応の表示を呼び出すプロセッサとして制御回路２３ｂを構成すると、有利である。
【００３６】
ビームスプリッタ２４を介して受け取られた別の部分ビームは、別の減衰素子３２（レーザ３の出力は検出素子に達する前に適切に減衰される）と収束レンズ３３とを介して、別の受信器−導光ファイバ３４又は別の受信器に供給される。この受信器は、それ自体従来的な形態の後置接続された評価装置４１内で、時間計測をトリガするのに使用される。
【００３７】
スタートパルス光の供給は、有利には同じフォトダイオード４０（又はフォトトランジスタのような他の光電変換器）を介して行われる。なお、フォトダイオード４０は、ターゲット物体で反射した後にファイバ束１５を介して受け取られた光信号を受信する。
【００３８】
ファイバ束３４には、不時の光損失を防ぐために、収束レンズ３６が後置されている。その後、スタートパルス光は、光パルスを有利にはフィルタ３８と別のレンズ３９とを介してフォトダイオード４０に放射するビームスプリッタ面３７に達する。フィルタ３８は、有利には赤外レーザ光線のみを透過させ、これに対して可視光線は遮断して、その影響を防ぐ。フォトダイオード４０は後置接続された電子評価装置４１の一部である。
【００３９】
これと同様に、受信パルスの供給は導光ファイバ１５を介して行われる。導光ファイバ１５から射出する受信光は、収束レンズ３５を通過し、つぎにビームスプリッタ３７を通過する。
【００４０】
送信構造１〜６により送出されたレーザビームの軸の位置が望遠鏡軸Ａと一致しているかをチェックすることができるように、送信ビームの可視成分を考慮してもよい。というのも、−図２に示されているように−送出された両方の波長λ１及びλ２は同軸の細いビームであり、したがって可視光マーキングにより不可視波長成分のターゲットポイントも識別可能になるからである。
【００４１】
このようなチェックのために、有利には、レール４２のような、しかし場合によっては旋回可能な支持体のようなトリプル反射器１１’用の取付装置が設けられており、対物レンズ１８の（図示されていない）ソケットの外側に固定されている。それゆえ、トリプル反射器１１’（又は同じ機能を果たす鏡ないしレンズの配置構成）は、静止位置ｘから軸Ａ内の作用位置ｏへ変位することができる。択一的には、対物レンズ１８のソケットは、このようなトリプル反射器又はそれと同等のものをマウントないしネジ止めするためのネジ山又はバヨネット結合部を有している。
【００４２】
図３には、図１と同じ図（上記の電子コンポーネントは無し）が示されている。同じ機能を有する部分には図１と同じ参照記号が付されている。何よりも違うところは、望遠鏡対物レンズ１８の後ろの収束光路内に、比較的薄いビームスプリッタ板ないしオプチカルフラット１６が回し入れられるようになっていることである。それには理由がある。すなわち、送信光路及び受信光路用の組合せスプリッタプリズム１２は、フォトダイオード４０を備えた受信器が送信器反射により過負荷になるのを防ぐために、望遠鏡１８の光路内では反射が非常に少なくなるようにコーティングされていなければならないからである。
【００４３】
今度はスプリッタプリズム１２を、受信ビームの出力結合のためにではなく、送信ビームの入力結合のためにのみ使用するために（その場合、必要に応じて面１２’’の部分鏡面反射は断念してもよい）、オプチカルフラットを、重心Ｐを中心として実線で示された静止位置から破線で示された作用位置へ旋回させてもよい。オプチカルフラットは作用位置において受信軸Ａ’’に沿って受信ビームを偏向させる。もちろん、オプチカルフラット１６は、旋回の代わりに他のやり方で静止位置から図示された作用位置へ変位可能、例えばスライド可能であってもよい。
【００４４】
このように傾いたオプチカルフラットを望遠鏡対物レンズ１８の収束光路内で使用することは、今まで通常のことではなかった。というのも、これにより、画像の質を悪化させる非点収差が生じるからである。しかし、非点収差の程度はこのようなオプチカルフラットのそのつどの厚さに依存している。それゆえ、オプチカルフラットが、＜０．３ｍｍの厚さ、有利には＜０．２ｍｍの厚さを有していること、したがって非常に薄く形成されていることが好ましい。それゆえ、機械的強化のために、オプチカルフラットにはこれを囲む枠がはめられる。
【００４５】
オプチカルフラット１６は、有利には、望遠鏡機能のために可視光は通過させられ、かつ距離測定器の波長（例えば、赤外）に対しては、相応のスプリッタ比が実現されるように、コーティングされている。しかし、オプチカルフラット１６が回し入れ可能である（有利には作用位置を定める、カム又はネジ等により調整可能なストッパに対して）ことを顧慮すれば、スプリッタ機能を完全に断念し、さらに測定のためにオプチカルフラット１６を作用位置へ旋回させ、この時間の間ターゲット物体を観察するのを断念することも考えられる。もっともこれはユーザにとってはあまり便利ではない。このような場合には、オプチカルフラット１６を固定的に取り付けてもよい。しかし、オプチカルフラット１６が静止位置にあるるときの画像品質の改善という利益のためには、旋回可能な構成が選好される。
【００４６】
図１及び３による実施形態が、視距儀に使用しうるような光学的な実施形態を示しているのに対して、図４には、携帯可能な距離測定器の構成が示されている。これに関して、１回の測定で距離が求められるのか否か、又は３回の測定で速度もしくは加速度のような他の導出値が求められるのか否かは、評価装置４１（図１及び３参照）の種類に依る。既に述べたように、本発明は−例えば大気屈折を補正するために−三角測量の原理による水準器にも有利に適用可能である。このような水準器は、原理的に以下で図４に基づいて描写されるのと類似の構造を有している。ここでも、同じ機能を有する部分には、上記の実施例の場合と同じ参照記号が付されている。
【００４７】
図４には、ペルティエ素子１’’上にあるポンプレーザ１が示されている。また、マイクロレーザ３、レンズ４、周波数変換器（ＫＴＰ）６、フィルタ５、鏡７及びビームスプリッタ２３が見られる。対物レンズのソケット１８’には、基準光路用のＰｉｎダイオード４８が存在している。なお、ソケットは必ずしも望遠鏡として形成されている必要はない。ハウジング４３内には受光対物レンズが格納されている。図４の右側には、干渉フィルタと受信ダイオードとに通じるファイバとファイバホルダだけが示されている。原理的に、この構造は上で説明した構造と同様に構成されている。
【００４８】
当然のことながら、距離測定器の実施形態は本発明の枠内で広い範囲で変更可能である。本発明によれば、光源としてマイクロレーザを設けることが可能であり、その場合、少なくとも２つの異なる波長のビームが放射される。また、場合によっては、マイクロレーザを介して、両方の波長が（上記の比較的迅速に順次する動作が求められている場合には）必要に応じて同時ないしほぼ同時に送信され、受信後には、それが本来の測定であれ、ターゲティング又はそれと同等のものであれ、異なる波長のビームを介して使用可能な情報が同時に評価される。「実質的に同時」とはこの意味で理解されるべきである。
【００４９】
また、不可視領域内の例えば２つ又はそれ以上の異なる波長を、大気屈折の補正のために考慮してもよい。その際、場合によっては可視光線は棄てられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による視距儀−光学系の第１の実施形態を示す。
【図２】２つの異なる波長の使用可能なパルスを示す。
【図３】本発明による視距儀−光学系の第２の実施形態を示す。
【図４】本発明に従って構成された距離測定用の小型装置を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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