特許 6867733 レーザスキャナ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6867733

(24)【登録日】2021年4月13日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】レーザスキャナ

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/89 20200101AFI20210426BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20210426BHJP

   G01S 17/10 20200101ALI20210426BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   G01S17/89

   G01C15/00 103A

   G01S17/10

   G01C3/06 120Q

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-72628(P2016-72628)

(22)【出願日】2016年3月31日

(65)【公開番号】特開2017-181429(P2017-181429A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】桐生 徳康

(72)【発明者】

【氏名】江野 泰造

【審査官】 安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３４１０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２２６８５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−１９９７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５２８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５７１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９４４３１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１，

Ｇ０１Ｓ １７／００−１７／９５，

Ｇ０１Ｃ ３／００− ３／３２，

Ｇ０１Ｃ １５／００，

ＣＳＤＢ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測距光としてパルスレーザを射出する光源部と、反射測距光を受光する受光部と、該受光部からの信号に基づき測距を行う測距部と、測距光の射出方向を検出する方向角検出器の検出結果に基づき測角を行う測角部と、前記光源部、前記受光部、前記測距部を含み水平方向、鉛直方向に回転可能な望遠鏡部と、該望遠鏡部を回転させる回転駆動部と、パルスレーザの方向角を検出する前記方向角検出器と、パルスレーザを所要の範囲で回転照射し、パルスレーザ毎の測距結果と、方向角検出結果に基づき３次元点群データを作成する制御演算部とを具備し、
前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、発振器制御回路と、主発振器と、光増幅器とを有し、該発振器制御回路は、測定モード設定部と、繰返し周波数設定部と、パルス幅設定部と、パルスピーク出力設定部と、増幅率計算部とを有し、測距距離に対応した、繰返し周波数、パルス幅で前記主発振器を発振させ、
前記繰返し周波数、パルス幅に基づきパルスピーク出力設定部によりパルスピーク出力が設定され、前記増幅率計算部は設定されたパルスピーク出力に基づき増幅率を演算し、演算された増幅率によって前記光増幅器が増幅される様構成したレーザスキャナ。

【請求項2】

前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、サブ光増幅器を有し、
該サブ光増幅器は、光増幅要素として希土類添加の光ファイバが用いられ、２段階増幅となり、光路結合部材としてＷＤＭカプラ、励起用レーザ光源を備えており、１つの励起用レーザ光源から励起光が第１のＷＤＭカプラを介して第１段の光ファイバに入射され、３つの励起用レーザ光源から励起光が第２のＷＤＭカプラを介して第２段の光ファイバに入射される構成を有する請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項3】

前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、サブ光増幅器を有し、
該サブ光増幅器の光増幅要素として、希土類添加の光ファイバが用いられ、２段階増幅となり、１つの励起用レーザ光源が用いられ、ビームスプリッタにより前記励起用レーザ光源から射出される励起光を１：３に分割して、１／４の光量の励起光を第１のＷＤＭカプラを介して第１段の光ファイバに入射し、３／４の光量の励起光を第２のＷＤＭカプラを介して第２段の光ファイバに入射する構成を備えた請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項4】

前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、サブ光増幅器を有し、
該サブ光増幅器の光増幅要素として、希土類添加の光ファイバが用いられ、２段階増幅となり、メインアンプについて、双方向励起型とした構成となっており、第１の励起用レーザ光源から射出される励起光は第１のＷＤＭカプラを介して第１段の光ファイバに入射され、第２の励起用レーザ光源から射出される励起光は第２のＷＤＭカプラを介して第２段の光ファイバに入射され、第３の励起用レーザ光源から射出される励起光は第３のＷＤＭカプラを介して第２段の光ファイバに入射される構成を備えた請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項5】

前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、サブ光増幅器を有し、
該サブ光増幅器の光増幅要素として、レーザ結晶が用いられ、２段階増幅となり、光路結合部材としてのダイクロイックミラーを有し、各レーザ結晶共に双方向励起型とした構成であり、第１の励起用レーザ光源からの励起光は、第１のダイクロイックミラーを介して第１のレーザ結晶に入射され、第２の励起用レーザ光源からの励起光は、第２のダイクロイックミラーを介して前記第１のレーザ結晶に入射され、第３の励起用レーザ光源からの励起光は、第３のダイクロイックミラーを介して第２のレーザ結晶に入射され、第４の励起用レーザ光源からの励起光は、第４のダイクロイックミラーを介して前記第２のレーザ結晶に入射される様に構成した請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項6】

前記光増幅器は、複数のサブ光増幅器を有し、前記主発振器から出力される光パルスを複段階に増幅させる請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項7】

前記光増幅器は、光増幅要素として希土類添加の光ファイバを含む請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項8】

前記光増幅器は、光増幅要素としてレーザ結晶を含む請求項１に記載のレーザスキャナ。

【請求項9】

前記発振器制御回路は、距離に対応した測定モードを設定する測定モード設定部を具備し、前記発振器制御回路は、設定された測定モードに対応して、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅で前記主発振器を発振させ、又設定された測定モードに対応して、増幅率によって前記光増幅器を増幅させる請求項１に記載のレーザスキャナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パルス測距光を回転照射し、３次元点群データを取得するレーザスキャナに関するものである。

【背景技術】

【0002】

レーザ光を射出し、測定対象物からの反射光を受光して測距を行うレーザ測量機の内、測距光としてパルス光を射出し、パルス光の往復の時間を求めて距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式の測量機がある。

【0003】

斯かる測量機では、パルス光を連続して射出しつつ、測定範囲を走査し、パルス光毎に測距、測角を行うことで３次元の点群データを取得することができる。

【0004】

又、測定の信頼性、測定の安定性を保証する為、測定条件、例えば測定距離によって要求されるパルス光の品質を満足する必要があり、更に、各パルス光毎の品質が安定していることが要求される。

【0005】

従来では、測量機が使用される条件に合致したパルス品質が得られる様、レーザ光源を選定し、更にパルス幅、パルス繰返し周波数、パルスピーク出力を有するパルス光を発する様に、レーザ光源の発光条件を設定している。

【0006】

この為、測定条件が異なる測定を行う場合、例えば長距離測定、短距離測定では、同一のレーザ光源の発光条件では対応できないので、長距離用の測量機と短距離用の測量機を用意しなければならず、設備コストが蒿む。更に、長距離測定と短距離測定では、異なる測量機を準備する必要がある等、作業性も悪かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−８２７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、レーザ光源のパルス品質の選択の自由度を有し、一台の測量機での測定範囲を拡大し、設備コスト、測定作業の利便性を向上させたレーザスキャナを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、測距光としてパルスレーザを射出する光源部と、反射測距光を受光する受光部と、該受光部からの信号に基づき測距を行う測距部と、測距光の射出方向を検出する方向角検出器の検出結果に基づき測角を行う測角部と、前記光源部、前記受光部、前記測距部を含み水平方向、鉛直方向に回転可能な望遠鏡部と、該望遠鏡部を回転させる回転駆動部と、パルスレーザの方向角を検出する前記方向角検出器と、パルスレーザを所要の範囲で回転照射し、パルスレーザ毎の測距結果と、方向角検出結果に基づき３次元点群データを作成する制御演算部とを具備し、前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、発振器制御回路と、主発振器と、光増幅器とを有し、該発振器制御回路は、繰返し周波数設定部と、パルスピーク出力設定部と、パルス幅設定部と、増幅率計算部とを有し、測距距離に対応した、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅で前記主発振器を発振させ、又前記増幅率計算部は、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅に基づき増幅率を演算し、演算された増幅率によって前記光増幅器を増幅させるレーザスキャナに係るものである。

【0010】

又本発明は、前記光増幅器は、複数のサブ光増幅器を有し、前記主発振器から出力される光パルスを複段階に増幅させるレーザスキャナに係るものである。

【0011】

又本発明は、前記光増幅器は、光増幅要素として希土類添加の光ファイバを含むレーザスキャナに係るものである。

【0012】

又本発明は、前記光増幅器は、光増幅要素としてレーザ結晶を含むレーザスキャナに係るものである。

【0013】

更に又本発明は、前記発振器制御回路は、距離に対応した測定モードを設定する測定モード設定部を具備し、前記発振器制御回路は、設定された測定モードに対応して、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅で前記主発振器を発振させ、又設定された測定モードに対応して、増幅率によって前記光増幅器を増幅させるレーザスキャナに係るものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、測距光としてパルスレーザを射出する光源部と、反射測距光を受光する受光部と、該受光部からの信号に基づき測距を行う測距部と、測距光の射出方向を検出する方向角検出器の検出結果に基づき測角を行う測角部と、前記光源部、前記受光部、前記測距部を含み水平方向、鉛直方向に回転可能な望遠鏡部と、該望遠鏡部を回転させる回転駆動部と、パルスレーザの方向角を検出する前記方向角検出器と、パルスレーザを所要の範囲で回転照射し、パルスレーザ毎の測距結果と、方向角検出結果に基づき３次元点群データを作成する制御演算部とを具備し、前記光源部はＭＯＰＡ型レーザ光源であり、発振器制御回路と、主発振器と、光増幅器とを有し、該発振器制御回路は、繰返し周波数設定部と、パルスピーク出力設定部と、パルス幅設定部と、増幅率計算部とを有し、測距距離に対応した、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅で前記主発振器を発振させ、又前記増幅率計算部は、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅に基づき増幅率を演算し、演算された増幅率によって前記光増幅器を増幅させるので、レーザ光源のパルス品質の選択の自由度が生じ、一台の測量機での測定範囲を拡大し、設備コスト、測定作業の利便性を向上させることができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例に係るレーザスキャナの概略図である。

【図2】該レーザスキャナの概略構成図である。

【図3】本実施例で用いられる光増幅器の概略構成図である。

【図4】該光増幅器の発振器制御回路の一例の概略構成図である。

【図5】（Ａ）（Ｂ）は該光増幅器でパルスレーザを長距離測定モードと短距離測定モードに調整した場合の測距光と反射測距光との関係を示す説明図であり、（Ａ）は長距離測定モード、（Ｂ）は短距離測定モードを示している。

【図6】本実施例で用いられる第１の例のＭＯＰＡ型レーザ光源を示す説明図である。

【図7】本実施例で用いられる第２の例のＭＯＰＡ型レーザ光源を示す説明図である。

【図8】本実施例で用いられる第３の例のＭＯＰＡ型レーザ光源を示す説明図である。

【図9】本実施例で用いられる第４の例のＭＯＰＡ型レーザ光源を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0017】

図１により、レーザスキャナ１の概略を説明する。

【0018】

３脚２に整準部３が設けられ、該整準部３に基盤部４が設けられている。該基盤部４に水平回転駆動部５が収納されている。該水平回転駆動部５は鉛直に延びる水平回転軸６を有し、該水平回転軸６の上端に水平回転部である托架部７が取付けられている。

【0019】

該托架部７は凹部８を有し、該凹部８には鉛直回転部である望遠鏡部９が収納され、該望遠鏡部９は鉛直回転軸１０を介して前記托架部７に回転自在に支持されている。前記望遠鏡部９には測距光軸を有する望遠鏡１１が設けられ、又前記望遠鏡部９には測距部２２（図２参照）が収納されている。

【0020】

前記托架部７には鉛直回転駆動部１２が収納され、該鉛直回転駆動部１２は前記鉛直回転軸１０に連結されている。前記鉛直回転駆動部１２によって前記望遠鏡部９が全周回転される様になっている。前記鉛直回転軸１０には鉛直角検出器１３が設けられ、該鉛直角検出器１３により前記鉛直回転軸１０の回転角が検出され、更に前記鉛直回転軸１０の鉛直角が検出される様になっている。

【0021】

前記水平回転駆動部５は、前記水平回転軸６に連結され、前記托架部７は前記水平回転駆動部５によって全周回転される様になっている。又、前記水平回転軸６には水平角検出器１４が設けられ、該水平角検出器１４により前記托架部７の回転角が検出され、更に前記托架部７の水平角が検出される様になっている。

【0022】

而して、前記水平回転駆動部５、前記鉛直回転駆動部１２が構成する回転駆動部により、前記望遠鏡部９が所要の状態で回転され、又該望遠鏡部９の方向角は、前記鉛直角検出器１３、前記水平角検出器１４によって構成される方向角検出器によって、リアルタイムで検出される。

【0023】

図２により、前記レーザスキャナ１の概略の構成を説明する。尚、図２中では、前記望遠鏡１１等の光学系について図示を省略している。

【0024】

図２中、１６は制御演算部、１７は測角部、１８は記憶部、１９は操作部、２０は表示部を示している。

【0025】

前記望遠鏡部９には前記測距部２２、測距光２６を発する光源部２３、反射測距光２７を受光する受光部２４が含まれる。前記測距部２２は前記光源部２３の発光を制御し、前記受光部２４から発せられる受光信号に基づき、測定点の測距を行う。又、前記測角部１７は、測定対象物を再帰反射体（例えばプリズム）としたプリズム測定、或は測定対象物を自然物としたノンプリズム測定が可能となっている。又、前記測距部２２が前記光源部２３にパルス発光させ、１パルス毎に測距を行う。

【0026】

前記鉛直角検出器１３からの鉛直角検出信号は前記測角部１７に入力され、該測角部１７は鉛直角検出信号に基づき鉛直角を演算する。又、前記水平角検出器１４からの水平角検出信号は前記測角部１７に入力され、該測角部１７は、水平角検出信号に基づき水平角を演算する。パルス光による測距毎に鉛直角、水平角が求められ、鉛直角、水平角によって、レーザスキャナ１を基準とした各測定点毎の方向角が求められる。

【0027】

前記制御演算部１６は、前記鉛直回転駆動部１２により前記望遠鏡部９を所定の速度で且つ定速回転で、鉛直方向に全周回転させ、更に、前記水平回転駆動部５により前記鉛直回転駆動部１２による全周回転に同期させ、所定の速度で水平回転させることで、所要範囲のレーザスキャンが実行され、所要範囲の３次元の点群データが取得できる。更に、前記制御演算部１６は、スキャン速度及びパルス発光の繰返し周波数を設定することで測定ピッチ（測定点間の間隔）を設定できる。

【0028】

前記記憶部１８には、前記レーザスキャナ１を作動させる為の各種プログラムが格納されている。例えば、測距、測角を実行する為の測定プログラム、前記水平回転駆動部５、前記鉛直回転駆動部１２の駆動を制御する為の駆動制御プログラム、前記光源部２３の発光を制御する為の発光制御プログラム、測定ピッチを設定する測定ピッチ設定プログラム、前記表示部２０に各種情報を表示させる為の表示プログラム等が格納されている。

【0029】

又、前記記憶部１８には、測定データを格納する為のデータ格納領域が設けられている。

【0030】

前記操作部１９からは測定範囲、測定密度等の測定条件が入力され、或は測定開始、測定停止等の指令が入力される。

【0031】

前記表示部２０には、測定範囲等の測定条件、測定状態が表示され、或は測定結果等が表示される。

【0032】

前記光源部２３は、長距離測定モードと短距離測定モードとを切替える回路、パルス特性を調整可能な回路、励起用レーザ光源の励起パワー出力を調整する回路、パルス繰返し周波数、測定ピッチを制御する回路等の制御回路を含み、前記発光制御プログラムが実行されることで、上記した回路の作動によって、光パルスの発光状態が制御される。

【0033】

尚、長距離測定モードに於ける測距距離は、例えば、２０ｍ〜５００ｍであり、短距離測定モードに於ける測距距離は、例えば、０．２ｍ〜３０ｍである。又、測定モードとしては、長距離測定モード、短距離測定モードの他に中距離測定モードが設定されてもよい。

【0034】

本実施例に係る前記レーザスキャナ１に於いて、前記光源部２３としてＭＯＰＡ（Ｍａｓｔｅｒ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）型レーザ光源が使用される。

【0035】

ＭＯＰＡ型レーザ光源は、励起光発生用の主発振器（例えばレーザダイオード：ＬＤ）と光増幅器とに分けて、それぞれを独立して制御可能である。従って、ＭＯＰＡ型レーザ光源では、パルス幅、パルス繰返し周波数及びパルスピーク出力が任意に変更可能であり、高品質、高安定なパルス光を発光させることができる。

【0036】

図３に於いて、ＭＯＰＡ型レーザ光源（以下、光源部２３）の概略構成を説明する。

【0037】

発振器制御回路３１は、主発振器３２に励起信号を印加し、該主発振器３２にレーザ光を発振させるものである。該主発振器３２からパルス光が発せられ、パルス光は光増幅器３３で測定距離に対応したパルスレーザ光に増幅され、出力される。

【0038】

図３に示される前記光増幅器３３は、３段のサブ光増幅器３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有し、３段階で増幅する様になっている。尚、図３中、３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、光増幅器内でのレーザの反射による発振を防止する為のアイソレータ、３５ａ，３５ｂ，３５ｃはそれぞれ光増幅要素を示している。

【0039】

一般に、主発振器３２は、高出力程ビーム品質が悪く、低出力ではビーム品質がよいという傾向がある。又、ビーム品質は、増幅しても損われないという性質も有している。従って、低出力、高品質の主発振器３２を選択し、前記光増幅器３３で増幅することで、高出力でビーム品質のよいパルスレーザが得られる。更に、前記光増幅器３３を複段階の前記サブ光増幅器３３ａ，３３ｂ，３３ｃで構成し、複段階（３段階）に増幅しているので、容易に高出力のパルスレーザが得られる。

【0040】

尚、増幅する段階は、３段階に限らず、２段階、４段階等要求されるビーム出力に対応して選択すればよい。

【0041】

図４は、前記発振器制御回路３１の概略構成を示している。

【0042】

前記発振器制御回路３１は、測定モード設定部３７、パルスレーザの繰返し周波数を設定する繰返し周波数設定部３８、パルスレーザのピーク出力を設定するパルスピーク出力設定部３９、パルスレーザのパルス幅を設定するパルス幅設定部４０、パルス発振回路４１を有し、更に増幅率計算部４２、励起用レーザ光源出力設定部４３、励起用レーザ光源駆動回路４４を有する。

【0043】

前記測定モード設定部３７は、測定点、測定対象物迄の距離に応じて長距離測定モード又は短距離測定モードを設定する。測定モードが設定されると、繰返し周波数が設定される。更に、測定モードの設定と共に測定ピッチが設定される。繰返し周波数は前記制御演算部１６に入力され、該制御演算部１６は繰返し周波数に基づき設定された測定ピッチとなる様スキャン速度を制御する。

【0044】

尚、測定対象物迄の距離は、適宜なパルス射出条件を設定し、その設定での予備測定を行い概略測定し、概略測定値で測定モードが設定されるか、或は大体の距離が分っている場合は、その距離により測定モードを設定する。

【0045】

繰返し周波数は、前記繰返し周波数設定部３８から前記パルスピーク出力設定部３９及び前記パルス発振回路４１に入力される。該パルス発振回路４１は、繰返し周波数に対応したパルス信号を生成し、前記主発振器３２に出力する。

【0046】

又、前記パルスピーク出力設定部３９は、繰返し周波数及びパルス幅に対応し、且つ前記発振器制御回路３１の負荷率を超えない範囲でパルスピーク出力値を設定する。

【0047】

パルスピーク出力値は前記増幅率計算部４２に入力され、該増幅率計算部４２では前記パルス発振回路４１から出力されるパルス光に対する増幅率が計算され、増幅率は前記励起用レーザ光源出力設定部４３に入力される。該励起用レーザ光源出力設定部４３では、この増幅率となる様な、前記光増幅器３３に入射させる励起用レーザの出力（強度）を演算し、前記励起用レーザ光源駆動回路４４は演算された励起用レーザの出力となる様、励起用レーザ光源（図示せず）を発光させる。

【0048】

前記発振器制御回路３１では、短距離測定モード、長距離測定モードの選択により、パルス発光状態を測定距離に合致する様に変更することができる。

【0049】

先ず、短距離測定モード又は長距離測定モードに合致する様、パルス発光の繰返し周波数、測定ピッチが設定される。ＴＯＦ方式の距離測定では、パルス光の往復時間で距離測定を行うので、パルス光の発光間隔の時間が、パルス光の往復時間より長い必要がある。

【0050】

図５（Ａ）は、長距離測定を行う場合の射出パルス光（測距光）６１と反射パルス光（反射測距光）６１′の関係を示している。パルス光発光間隔は、パルス光の往復時間Δｔよりも長く設定される。

【0051】

又、長距離である反射パルス光６１′の減衰が大きいので、前記受光部２４での受光光量を適正とするには、パルスピーク値を大きくする必要がある。前記パルスピーク出力設定部３９は、前記受光部２４での受光光量を適正となる様に、パルスピーク出力を設定する。又、受光光量は、パルス幅によっても変更されるので、パルス幅の設定をすることでも、受光光量の適正化が図れる。尚、繰返し周波数、パルスピーク出力、パルス幅は、前記主発振器３２の負荷率の制限を越えない様に設定される。

【0052】

又、安全の為、パルスピーク出力最大値は制限されているので、前記パルスピーク出力設定部３９が設定するパルスピーク出力は、前記励起用レーザ光源出力設定部４３、前記励起用レーザ光源駆動回路４４で増幅された後のパルスレーザの強度が最大値を超えない様になっている。

【0053】

図５（Ｂ）は、短距離測定を行う場合の射出パルス光（測距光）６１と反射パルス光（反射測距光）６１′の関係を示している。短距離測定では、パルス光の往復時間Δｔが短いので、パルス光発光間隔は短く設定される。

【0054】

又、短距離である反射パルス光６１′の減衰が小さいので、パルスピーク出力値が小さくても前記受光部２４で適正な光量を受光することができる。即ち、繰返し周波数は大きく、パルスピーク出力値は小さく設定される。

【0055】

図６〜図９はそれぞれ、ＭＯＰＡ型レーザ光源の構成例を示している。

【0056】

図６は、第１の例を示している。光増幅器３３はサブ光増幅器３３ａ，３３ｂを有し、更に該サブ光増幅器３３ａ，３３ｂは、光増幅要素として、希土類添加の光ファイバ４６ａ，４６ｂが用いられ、２段階増幅となっている。又、図中４５ａ，４５ｂは、光路結合部材としてのＷＤＭカプラ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重方式カプラ）を示している。又、４７〜５０は励起用レーザ光源を示している。

【0057】

第１の例では、１つの励起用レーザ光源４７から励起光が前記ＷＤＭカプラ４５ａを介して前記光ファイバ４６ａ（サブ光増幅器３３ａ）に入射され、３つの前記励起用レーザ光源４８，４９，５０から励起光がＷＤＭカプラ４５ｂを介して前記光ファイバ４６ｂ（サブ光増幅器３３ｂ）に入射される構成を示している。

【0058】

図７は、第２の例を示している。第１の例と同様、サブ光増幅器３３ａ，３３ｂの光増幅要素として、希土類添加の光ファイバ４６ａ，４６ｂが用いられ、２段階増幅となっている。第２の例では、１つの励起用レーザ光源４７が用いられた場合を示している。

【0059】

第２の例では、ビームスプリッタ５５により前記励起用レーザ光源４７から射出される励起光を例えば１：３に分割して、１／４の光量の励起光をＷＤＭカプラ４５ａを介して光ファイバ４６ａ（サブ光増幅器３３ａ）に入射し、３／４の光量の励起光をＷＤＭカプラ４５ｂを介して光ファイバ４６ｂ（サブ光増幅器３３ｂ）に入射する構成を示している。

【0060】

図８は、第３の例を示している。第１の例と同様、サブ光増幅器３３ａ，３３ｂの光増幅要素として、希土類添加の光ファイバ４６ａ，４６ｂが用いられ、２段階増幅となっている。第３の例では、メインアンプ（光ファイバ４６ｂ（サブ光増幅器３３ｂ））について、双方向励起型とした構成となっている。

【0061】

第３の例では、励起用レーザ光源４７から射出される励起光はＷＤＭカプラ４５ａを介して光ファイバ４６ａ（サブ光増幅器３３ａ）に入射され、励起用レーザ光源４８から射出される励起光はＷＤＭカプラ４５ｂを介して光ファイバ４６ｂ（サブ光増幅器３３ｂ）に入射され、励起用レーザ光源４９から射出される励起光はＷＤＭカプラ４５ｃを介して光ファイバ４６ｂに入射される構成を示している。

【0062】

図９は、第４の例を示している。第４の例では、サブ光増幅器３３ａ，３３ｂの光増幅要素として、レーザ結晶５２，５４が用いられた場合を示している。又、第４の例では２段階増幅となっている。又、図９中、５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂは、光路結合部材としてのダイクロイックミラーを示している。

【0063】

第４の例では、各レーザ結晶５２，５４共に双方向励起型とした構成となっている。

【0064】

励起用レーザ光源４７からの励起光は、前記ダイクロイックミラー５１ａを介して前記レーザ結晶５２に入射され、励起用レーザ光源４８からの励起光は、前記ダイクロイックミラー５１ｂを介して前記レーザ結晶５２に入射される。

【0065】

励起用レーザ光源４９からの励起光は、前記ダイクロイックミラー５３ａを介して前記レーザ結晶５４に入射され、励起用レーザ光源５０からの励起光は、前記ダイクロイックミラー５３ｂを介して前記レーザ結晶５４に入射される。

【0066】

尚、上記したＭＯＰＡ型レーザ光源の構成は、一部の例を示しており、その他種々の構成が考えられることは言う迄もない。

【符号の説明】

【0067】

１ レーザスキャナ
２ ３脚
３ 整準部
４ 基盤部
５ 水平回転駆動部
９ 望遠鏡部
１１ 望遠鏡
１２ 鉛直回転駆動部
１３ 鉛直角検出器
１４ 水平角検出器
１６ 制御演算部
１７ 測角部
１８ 記憶部
２２ 測距部
２３ 光源部
２４ 受光部
３１ 発振器制御回路
３２ 主発振器
３３ 光増幅器
３３ａ サブ光増幅器
３３ｂ サブ光増幅器
３７ 測定モード設定部
３８ 繰返し周波数設定部
３９ パルスピーク出力設定部
４０ パルス幅設定部
４２ 増幅率計算部
４６ａ 光ファイバ
４６ｂ 光ファイバ
５２ レーザ結晶
５４ レーザ結晶

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】