KR20000052660A - 거리 측정기의 교정을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 거리 측정기의 교정을 위한 장치에 관한 것이다. 송신기(1)가 고주파 변조된 광빔을 방출하고, 이 광빔은 측정 대상에 반사되어 측정 수신기(2)에 의해 수신된다. 항상 송신기 빔의 일부가 분리되어 기준빔이 되어서 교정 구간을 거쳐 기준 수신기(3) 쪽으로 유도되며, 기준 수신기의 전기신호는 주파수 혼합기(4)에 공급된다. 주파수 혼합기(4)와, 측정빔의 측정 수신기(2) 역할을 하는 애벌랜치 포토다이오드는 혼합기 주파수가 가해지는 전기 연결선(5)을 통해 서로 직접 연결된다. 이렇게 해서 온도에 따라 달라지는 애벌랜치 포토다이오드의 위상 편위를 완전히 보정하는 광전자적 교정이 가능하게 된다. 그 밖에도 송신기(1)의 온도 드리프트에 의해 발생하는 위상 편위도 기준 신호와 수신 신호에서 상호 보정되기 때문에, 특히 짧은 측정 시간에서도 그리고 측정기의 작동 직후에도 고도의 거리측정 정확도를 얻게 된다. 또한 연속적인 교정을 하는 기계적 방식과 비교해 볼 때 측정시간이 반으로 줄어들게 되고, 기계적 전환장치가 필요없게 되므로 중량, 비용 및 안정성 면에서 유리하게 된다.

Description

거리 측정기의 교정을 위한 장치{DEVICE FOR CALIBRATING DISTANCE-MEASURING APPARATUS}

언급한 종류의 거리 측정기는 휴대용 측정기로서 상용화된 것이다. 이것은 거리 측정범위가 수십 미터에 달하며 주로 건축물 측량, 예컨대 공간의 3차원 측량에 사용되는 것이다. 송신기가 강도 변조된 빔을 발사하는데, 측정 지점의 조준을 쉽게 하기 위해 주로 가시 범위의 파장을 갖는 빔을 이용한다. 빔은 측정 대상에 반사 내지 산란되어 수신기에 의해 포착된다. 변조된 빔의 송신기에 대한 위상 위치를 토대로 하여 측정 대상의 거리가 구해진다.

이러한 거리 측정기의 측정 정확도는 환경의 영향과 측정기 자체의 조건에 의한 영향에 따라 크게 달라진다는 것이 알려져 있다. 예컨대 주변 온도의 변화, 빛을 받는 측정 대상의 반사가 보이는 큰 다이내믹 영역(dynamic range), 그리고 특히 부품에 따라 다른 전자장치의 온도 드리프트(drift)가 거리 측정에 영향을 미친다. 이러한 영향을 줄이기 위해서 측정기 내부에서 공지된 길이의 기준 구간을 교정에 이용한다.

DE 22 29 339 B2를 통해 공지된 전기광학적 거리 측정기에서는 대략 측정과 미세 측정으로 전환될 수 있도록 발사된 광빔이 두 가지 서로 다른 측정 주파수로 변조된다. 수신기에서는 대략 측정 주파수가 혼합 없이 중간주파(IF) 증폭기에 직접 보내진다. 그 밖에도 수신기에서는 주파수 전환 발진기가 이용되는데, 이것의 주파수는 두 측정 주파수의 차이에 해당하는 것이 선택된다. 따라서 대략 측정 주파수와, 미세측정에서 주파수 혼합 후에 나오는 저주파는 동일하다. 이렇게 해서 보통의 경우에 필요한 제2 주파수 전환 발진기가 없어도 되므로, 값비싼 부품을 줄일 수 있게 된다. 거리 측정을 실행할 때는 기계적인 전환 조리개의 도움으로 측정빔이 측정 구간과 교정 구간에 교대로 인도된다.

DE 37 10 041 C2를 통해서는 광 유도를 위한 섬유다발을 이용하는 무접촉 광전자 거리 측정장치가 공지된 바 있다. 여기서 한 섬유다발의 끝에서 있는 빛은 기준광으로서 기준 반사경에 도달하는 반면에, 제2 섬유다발의 빛은 측정광으로서 렌즈를 거쳐서 목표물에 도달한다. 반사된 측정광과 기준광의 평가는 공통의 주파수 전환 발진기와 연결되어 있는 혼합기들을 통해 이루어진다. 혼합기들은 중간주파 신호를 위상 측정장치의 입력에 제공한다.

DE 4 316 348 A1에는 개폐 가능한 빔 전환장치에 의해 내부 기준구간이 형성되는 거리 측정장치가 설명되어 있다. 여기서 빔 전환장치는 모터에 의해 축을 중심으로 선회하여 측정광 통로로 들어가 거기서 측정광을 교정 기준광으로 삼아 수신장치 쪽으로 유도한다. 이렇게 빔 전환장치의 기계적 전환을 통해 기준광과 측정광이 교대로 수신장치에 도달하게 된다. 이러한 전환은 거리 측정이 진행되는 동안에 여러 차례 수행될 수 있다.

측정빔과 기준빔이 시간 순서대로 차례차례 검출되는 측정시간 동안에는 전자부품들의 드리프트 상태가 바뀐다. 모든 전자부품과 도선은 거리측정 광학기기의 신호 경로에서 신호 지연을 일으킨다. 이러한 신호 지연은 정적인 특성을 보일 뿐 아니라, 특히 전자부품들의 온도로 인해 시간에 따라 달라지기도 한다. 신호의 드리프트가 생기는 것은 주변의 온도 변화의 영향도 있지만 무엇보다도 전자장치, 여기서는 특히 송신 전자장치의 자체 가열이 주요 원인이 된다. 위상계는 이러한 신호 지연을 위상 편위로 기록하는데, 이것은 원래 구해 내야 하는 거리에 따른 위상 편위에 추가되는 것이다.

이 효과는 거리 측정기가 작동된 직후에 특히 두드러지게 나타나는데, 이때가 전자부품들의 자체 가열로 인해 온도 변화가 가장 크기 때문이다. 이렇게 해서 아주 심한 신호 지연이 일어나 신호의 위상 편위와 이에 따른 거리 측정의 오류를 야기시킨다. 하지만 배터리에 의해 작동되는 휴대용 측정기는 작동되고 나서 곧바로 정확한 측정이 이루어져야 한다. 측정 동안에 측정빔과 기준빔 사이의 전환을 기계적으로 여러 차례 수행하면 전자장치의 열 드리프트가 일부 보정되기는 한다. 하지만 측정기를 작동시킨 직후 짧은 측정 시간 동안에 고도의 측정 정확도를 얻지는 못한다.

게다가 송신기의 고주파 전자장치는 전기 에너지를 특히 많이 소비하기 때문에 많은 측정기들은 거리 측정이 끝나고 짧은 대기시간이 지나면 그 장치가 자동으로 차단되도록 설계되어 있다. 이런 자동 차단을 통해 휴대용 측정기의 배터리를 아낄 수는 있지만, 측정 요구가 새로 있게 되면 측정기가 다시 자동으로 켜지므로, 이로 인한 열 드리프트 문제가 위에서 설명한 대로 다시 발생하게 된다.

부정확한 측정을 야기시키는 또 다른 요인은 일반적으로 측정 수신기로 사용되는 애벌랜치 포토다이오드(avalanche photodiode)가 제공한다. 이 다이오드는 고도의 증폭을 가져다 주는 장점이 있는 대신에, 다이오드의 온도에 따라 작동 전압이 크게 달라지는 단점을 감수해야 한다. 하지만 작동 전압은 다이오드의 온도에 따라 재조정되어야 하기 때문에, 수신 신호의 위상 위치와 이에 따른 거리 측정값도 바뀔 수밖에 없다.

끝으로 측정이 진행되는 동안에 기계적으로 여러 번 전환을 하게 되면, 기계에 대한 부담이 커지고 가동부의 마모가 커질 수밖에 없다. 그래서 이에 맞게 설계를 하게 되면 다시 제작비가 많이 들고 중량과 부피가 커지게 된다.

본 발명은 특허 청구범위 1항의 특징에 따른, 거리 측정기의 교정을 위한 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 대상의 개략도,

도 2a는 종래의 "위상 로크 루프"(PLL) 회로의 개략도,

도 2b는 PLL 회로와 본 발명의 대상을 통합한 것의 개략도,

도 3은 본 발명의 대상과 종래의 기계적 방식을 결합한 것의 개략도.

본 발명의 과제는 광전자적 거리 측정에서 짧은 측정 시간으로 특히 측정기의 작동 직후에 고도의 거리측정 정확도를 얻을 수 있고, 측정기의 안정성을 높여 주며, 적은 제작 비용으로 간단하고 콤팩트한 구조를 실현할 수 있는 교정 장치를 제공하는 데 있다.

이 과제는 본 발명에 따라 특허청구 범위 1항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 구성과 확장은 하위 청구항에 따른다.

본 발명에 따라 거리 측정기의 송신기 빔 경로로부터 고주파 변조된 송신기 빔의 일부가 항구적으로 분리되어, 교정 구간이 되는 내부 기준구간을 지나서 기준 수신기, 예컨대 PIN 다이오드로 보내진다. 이 다이오드는 주파수 혼합기와 연결되어 있다. 이 주파수 혼합기는 다시 측정빔의 측정 수신기로 사용되는 애벌랜치 포토다이오드와 직접 연결된다. 이 연결로에는 앞으로 혼합기 주파수로 부르게 될 고주파 전기신호가 연결되어 들어간다. 따라서 이 혼합기 주파수는 한편에서는 주파수 혼합기를 통해, 기준 수신기에 의해 수신된 기준빔의 고주파 변조신호와 혼합된다. 이렇해 해서 저주파 교정 신호가 발생한다. 다른 한편에서는 혼합기 주파수가 애벌랜치 포토다이오드에 의해 수신된 측정빔의 고주파 변조신호와 혼합됨으로써 저주파 측정신호가 발생한다. 여기서 애벌랜치 포토다이오드는 이른바 직접혼합기가 된다. 저주파 교정 신호와 저주파 측정신호는 위상 측정장치에 보내진다. 여기서는 두 개의 독립된 위상계가 사용되어 동시에 위상 측정을 할 수 있다. 하지만 단 하나의 위상계가 순차적 측정을 통해 위상 측정을 수행할 수도 있다.

여기서 결정적인 것은, 애벌랜치 포토다이오드의 가변 작동전압으로 인해 생기는 신호 지연이 기준 수신기에 부여된 주파수 혼합기와 애벌랜치 포토다이오드 사이의 전기적 연결을 통해 저주파 교정 신호와 저주파 측정신호에 똑같이 작용한다는 것이다. 이렇게 해서 정확히 똑같은 위상 편위가 저주파 교정 신호와 측정 신호에서 야기되며, 따라서 측정 위상과 교정 위상의 위상차에 의한 위상 측정에서는 위상 편위가 더 이상 나타나지 않는다.

애벌랜치 포토다이오드는 다른 종류의 포토다이오드보다 약 100배 높은 증폭력을 보이며, 따라서 감도가 그만큼 높다. 그 대신에 애벌랜치 포토다이오드는 작동중에 매우 높고 온도에 따라 다른 동작전압을 요구한다. 그렇기 때문에 애벌랜치 포토다이오드는 온도에 따라 달라지는 가변 바이어스를 통해 작동되어야 한다. 그 결과로 애벌랜치 포토다이오드의 용량이 가변 바이어스에 의해 바뀌게 됨으로써 원치 않는 위상 편위가 야기된다. 하지만 이 위상 편위는 애벌랜치 포토다이오드에 의해 제공된 저주파 측정신호의 경우에도, 저주파 교정 신호의 경우에도 똑같은 크기를 보이는데, 이것은 주파수 혼합기와 애벌랜치 포토다이오드 사이의 전기적 연결 때문에 그렇다. 위상 측정으로부터 거리의 값을 구하는 데 오류 근원이 되는, 온도에 따라 달라지는 애벌랜치 포토다이오드의 가변 바이어스가 제거된다.

마찬가지로 측정기의 작동 직후에 생기는 송신기, 특히 송신기 다이오드 및 그 부속 여진기(driver) 전자장치의 온도 드리프트도 본 발명에 따른 교정 과정을 통해서 보정된다. 측정빔과 기준빔의 검출은 송신기 빔의 일부가 기준 수신기에 쉬지 않고 공급됨으로써 동시에 수행된다. 이 공급은 예컨대 송신기 빔으로부터 반투명 반사경에 의해 기준빔이 분리되는 방식을 통해 이루어질 수 있다. 분리된 빔은 기준 구간을 거쳐 기준 검파기에 도달한다. 이때 측정 대상에 보내지는 측정빔의 강도는 항상 충분하게 유지될 수 있다. 오늘날의 고성능 반도체 레이저 송신기의 도움으로 그 빔 방출 강도를 적절하게 조절할 수 있기 때문이다.

기준빔과 측정빔이 시간 순서대로 차례로 수신되지 않고 동시에 수신되고 이들의 상호 위상위치가 측정되기 때문에 위상차 형성시 송신기의 드리프트가 보정된다.

종합해서 볼 때, 단지 짧은 시간의 측정 시간만 허용되고 측정기의 작동 직후에 고도의 정확도로 거리 측정이 이루어져야 한다는 조건 아래에서도 이러한 광전자적 교정 방식을 통해서 거리 측정기의 정확도가 향상된다. 그 밖에도 전환 과정이 생략되기 때문에 종래의 순차적 측정법에 비해 측정 시간에 약 절반으로 짧아진다. 또한 기계적인 가동 부품이 필요없기 때문에 측정기의 안정성이 향상된다. 그리고 기계적 전환장치가 들어가지 않기 때문에 중량과 부피가 작아짐으로써 휴대용 측정기를 구현하는 데 유리하다. 또한 이로써 제작비도 줄이게 되는 이점도 있다. 끝으로 측정 시간이 짧기 때문에 주어진 배터리 충전으로 비교적 많은 회수의 측정을 할 수 있게 된다.

이하에서는 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 자세히 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 거리 측정기가 개략적으로 도시되어 있다. 송신기(1)에서 방사되어 조준 광학장치(10)에 의해 조준된 광선은 빔 스플리터(beam splitter)(11)에 의해 측정빔과 기준빔으로 분할된다. 측정빔은 거리를 측정할 측정 대상에 도달한다. 측정 대상에서 반사되거나 산란되는 광선은 통상적인 방식대로 수신 광학장치(15)를 거쳐서 측정빔 수신기(2)로 인도된다.

기준 빔은 빔 스플리터(11), 방향전환 반사경(12) 및 광학장치(13)를 지나가게 되는 기준빔 경로(14)를 통과하고 나서 기준 수신기(13)에 의해 수신된다. 기준빔 경로(14)는 거리 측정기의 광학적 교정 구간이 된다. 물론 측정기 내부의 자리배치 사정에 따라서는 기준빔 경로(14)를 다른 형태로 구성할 수도 있는데, 예를 들면, 기준 수신기(3)를 빔 스플리터(11) 바로 뒤에 배치할 수 있다. 기준 수신기(3)로는 PIN 다이오드를 사용하는 것이 바람직하다. 계속해서 기준 수신기(3)의 전기 신호는 주파수 혼합기(4)로 보내진다. 기준 수신기(3)로서 PIN 다이오드 대신에 애벌랜치 포토다이오드가 사용되어 이것이 직접혼합기로 쓰이면, 주파수 혼합기(4)를 대신하게 된다.

송신기(1)에는 고주파의 변조 주파수가 가해지고, 이것에 의해 방사 광선이 휘도변조된다. 동시에 그와 비슷한 크기의 주파수가 혼합기 주파수로서 전기 연결선(5)을 통해 측정빔 수신기(2)와 주파수 혼합기(4)에 공급된다. 여기서 측정빔 수신기(2)로는 애벌랜치 포토다이오드가 사용되는데, 이것은 직접혼합기로 쓰이며 강하 저항기(6)를 거쳐서 가변 바이어스(U_v)에 접속된다.

측정빔 수신기(2)에 의해 수신된 측정신호가 혼합기 주파수의 신호와 혼합되면 저주파 측정신호(NF-MESS)가 얻어진다. 신호의 혼합(또는 수학적으로 보자면 증배[multiplication]) 과정에서 마찬가지로 발생하는 고주파 신호 부분은 통상적인 필터를 통해 여과된다. 동시에 혼합기 주파수의 신호는 기준 수신기(3)에 의해 수신된 기준신호와도 주파수 혼합기(4)에서 혼합되어 저주파 교정 신호(NF-CAL)가 얻어진다. NF-MESS와 NF-CAL의 상호 위상 위치는 각각의 위상계에 의해 동시에 측정된다. 이렇게 해서 이 저주파 신호들의 위상차가 나오고, 이를 통해서 측정 대상의 거리가 구해진다.

본 발명에 따라 측정빔 수신기(2)와 혼합기(4)는 고주파 혼합기 주파수가 가해지는 연결선(5)을 통해 전기적으로 서로 연결되어 있다. 이것은 결정적인 이점이 있는데, 온도에 따라 변화하는 바이어스(U_v)의 전압 추종(follow-up) 때문에 불가피하게 측정빔 수신기(2)에서 원치 않게 일어나는 위상편위가 신호들(NF-MESS, NF-CAL)에 동시에 그리고 같은 정도로 영향을 미치는 것이다. 이렇게 해서 그 두 신호의 위상차가 형성될 때 원치 않은 위상편위가 측정빔 수신기(2)에 의해 완전히 보상된다. 따라서 결국에는 도 1의 회로 배열에 따른 연결선(5)의 도움으로 매우 정확한 거리측정 교정을 할 수 있게 된다.

더 나아가 그와 동시에 수신기(1)와 그 여진기 전자장치의 드리프트도 보상되는데, 거리 측정이 진행되는 동안에 기준빔과 측정빔이 동시에 수신되기 때문이다. 따라서 기준빔과 측정빔의 위상차는 송신기(1)의 드리프트에 영향을 받지 않는다. 대체적으로 볼 때 위상차에는 거리에 관한 정보만 들어 있게 된다.

이러한 광전자적 교정 방식은 기계적 전환에 의한 교정 방식보다 거리 측정기의 측정 정확도가 훨씬 뛰어나며, 측정 시간이 짧고, 측정기를 작동키면 곧바로 측정이 이루어진다. 그 밖에도 무게와 제작비가 줄게 되고, 측정기의 안정성이 높아지며, 1회 배터리 충전만으로도 비교적 많은 회수의 측정을 할 수 있다.

도 1에 따른 송신기(1)로는 빔 방사 방향이 전방으로 향하는 레이저 다이오드가 사용된다. 이것 대신에 빔을 서로 반대되는 양방향으로 방사하는 것으로서, 시판되고 있는 레이저 다이오드를 사용해도 된다. 이 경우에는 전방으로 향하는 빔을 측정빔으로, 후방으로 향하는 빔을 기준빔으로 이용할 수 있다. 기준빔은 기준 수신기(3)로 직접 향할 수가 있다. 따라서 이 경우에는 기준빔이 측정빔 경로에서 분리되어 나올 필요가 없으므로, 빔 스플리터(11)와 경우에 따라 쓰이는 방향전환 반사경(12)이 필요없게 된다.

그 밖에도 후방으로 발사되는 레이저 빔을 수신할 수 있는 수신 다이오드가 내장된 레이저 다이오드를 사용할 수도 있다. 수신 다이오드는 일반적으로 레이저광 출력을 조절하는 일을 하지만 본 발명의 목적에 맞게 기준 수신기(3)로도 사용할 수 있다. 이렇게 해서 단일 전자장치 모듈 안에서 빔 생성과 기준빔 검파를 할 수 있게 된다. 물론 공간과 비용을 절약하는 이러한 실시예에서는 내장된 수신 다이오드의 성능 한계를 고려해야 한다.

또 다른 회로 실시예는 주파수 혼합기(4)와 관련하여 이루어진다. 도 2a에 개략적으로 도시되어 있듯이, 일반적으로 송신기(1)에 필요한 변조 주파수와 측정 수신기(2) 및 주파수 혼합기(4)에 필요한 혼합기 주파수는 "위상 로크 루프"(phase locked loop: PLL) 회로의 도움으로 생성된다. 이를 위해서는 고정 조정된 수정 발진기의 고주파 신호와, 주파수가 바뀔 수 있는 조정 가능한 수정 발진기의 고주파 신호가 주파수 혼합기(4a)로 보내진다. 주파수 혼합기(4a)에서 생성된 저주파 신호는 위상 비교기에서 저주파 NF 기준위상과 비교된다. 따라서 조정 가능한 수정 발진기의 주파수는 NF 기준위상에 대하여 위상 안정적으로 제어된다.

하지만 PLL 회로의 주파수 혼합기(4a)의 기능은 주파수 혼합기(4)가 동시에 맡을 수도 있다. 도 2b에는 주파수 혼합기(4)가 PLL 회로에 어떻게 함께 이용될 수 있는지 도시되어 있다. 이런 경우에 PLL 회로는 항상 변조 주파수의 위상과 혼합기 주파수의 위상 사이의 차이를 NF 기준위상과 관련한 고정 불변값에 맞추어 제어한다. 측정기를 제작할 때 교정을 통해 이 고정 불변값을 구해서 측정기에 일단 기억시켜 놓으면, 거리 측정이 있을 때마다 단 한 번의 위상 측정만으로 충분하다. 결론적으로 말해서, 이 경우는 단 하나의 주파수 혼합기와 위상계가 측정기에 필요하게 되므로 비용면에서 유리하다.

더 나아가 또 다른 실시예는 LED를 추가로 사용하여 거리 측정이 시작될 때마다 공지된 휘도의 빛으로 측정 수신기(2)를 조명하는 것이다. 이렇게 해서 측정 수신기(2)의 동작점이 조절될 수 있다. 다시 말해, 측정 수신기(2) 역할을 하는 애벌랜치 포토다이오드의 바이어스(U_v)가 조절된다. 이를 위해서는 거리 측정기에 이미 존재하는 본 발명에 따른 수단을 통해 추가 LED가 저주파 변조되어 배경광의 영향에서 자유롭게 되며, 측정 수신기(2)의 변조된 방사광이 측정되며, 이렇게 해서 바이어스(U_v)가 조절된다. 이 과정은 몇 밀리세컨드밖에 걸리지 않기 때문에 전체 측정 시간에 대한 영향은 극히 미미하다. 이렇게 거리 측정 때마다 초기에 바이어스(U_v)를 조절하여 그 동작점을 맞추면, 측정 정확도를 또다시 개선할 수 있는 장점이 있다. 그뿐만 아니라 그렇게 하면 애벌랜치 포토다이오드의 고유 온도계수를 구하지 않아도 된다.

끝으로 본 발명의 대상은 종래 기술에 따른 공지의 거리 측정기와 결합될 수도 있다. 도 3은 이처럼 본 발명에 따른 광전자적 교정을 종래의 빔 전환 방식에 의한 교정과 결합한 것을 개략적으로 보여주고 있다. 여기서 측정빔은 빔 전환장치(20a, 20b)의 도움을 받아 빔 스플리터(12')와 반사경(21)을 거쳐서 측정 수신기(2)에 직접 도달할 수 있다. 빔 전환장치(20a, 20b)는 도 3에 도시되어 있듯이 기계적인 방식으로 실시될 수 있다. 물론 전기광학적 실시도 가능한데, 예컨대 커 셀(Kerr cell)을 이용하는 것이다. 따라서 빔 전환장치(20a, 20b)의 도움으로 교정 신호와 측정 신호가 교대로 측정 수신기(2)에 의해 생성된다. 이 때 두 신호는 이미 설명한 연결선(5)이 주는 이점을 얻게 된다. 그리고 동시에 기준 수신기(3)의 광전자적 교정 신호도 얻어지게 된다. 요컨대, 이러한 이중 교정을 통해 측정 정확도가 더욱 더 증대되며, 단일 교정 방식을 취하는 측정기의 측정 정확도를 능가하게 된다. 물론 두 가지 교정 방식을 결합한 형태에서는 비교적 측정시간이 길고 제작 비용이 많이 드는 점을 감수해야 한다.

Claims (7)

1. 고주파 변조된 광빔을 방출하여 측정 대상을 비추는 송신기(1), 측정 대상에 반사된 빔을 검출하는 측정 수신기(2) 및 기준 수신기(3)로 이루어지며 위상 측정 원리에 따라 거리 측정을 하는 거리 측정기의 교정을 위한 장치에 있어서,

   a) 내부의 기준구간(14)이 교정 구간이 되어 송신기(1)에서 방출된 빔의 일부가 기준 수신기(3) 쪽으로 항상 유도됨으로서 기준 수신기(3)에서 검출된 빔과 측정 수신기(2)에서 검출된 빔이 동시에 평가될 수 있으며, 그리고

   b) 기준 수신기(3)의 전기신호를 수신하는 주파수 혼합기(4)와 측정 수신기(2) 역할을 하는 애벌랜치 포토다이오드 사이에 전기 연결선(5)이 있고, 이 전기 연결선(5)에 고주파 혼합기 주파수가 공급되어, 이 고주파 혼합기 주파수가 애벌랜치 포토다이오드의 바이어스(U_v)에 중첩되고 동시에 주파수 혼합기(4)에도 보내짐으로서 주파수 혼합기(4)에서 저주파 교정 신호(NF-CAL)가 발생하고 애벌랜치 포토다이오드에서 저주파 측정신호(NF-MESS)가 발생하여 이들의 상호 위상 위치가 거리 측정을 위해 구해지는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 기준 수신기(3)로서 PIN 다이오드가 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 기준 수신기(3)가 송신기(1)에 내장되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 직접혼합기로서 작동하는 애벌랜치 포토다이오드가 기준 수신기(3)가 됨으로써 주파수 혼합기(4)를 대체하게 되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 주파수 혼합기(4)가 송신기(1)의 변조 주파수와 혼합기 주파수를 발생시키는 혼합기 역할도 동시에 하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 측정 수신기(2)의 작동점 규명을 위해 저주파 변조 LED가 따로 마련되어서 거리 측정이 시작될 때마다 측정 수신기(2)를 공지의 빛 강도로 아주 짧은 시간 동안 비추는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 송신기(1)의 빔이 측정 대상 대신에 측정 수신기(2)에 직접 도달하도록 조절될 수 있는 빔 전환장치(20a, 20b)가 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.