JPH01320488A - 距離測定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は距離１１１１１定方法およびその装置に関し
、さらに詳細にいえば、周波数変調が施されたレーザ光
の一部を測定対象物により反射させるとともに、残部を
基準反射体により反射させ、その後、両反射光を干渉さ
せることにより、測定対象物までの距離を測定する距離
測定装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から測定対象物までの距離を一１定する装置として
種々の構成のものが提供されている。具体的には、三角
１ＴＩｌの原理を適用したもの、光、超音波等の干渉が
距離の差に基いて変化する原理を適用したもの等がある
が、測定精度を高めることが要求される用途においては
、外部条件の影響等を受けにくいレーザ光を、；１１１
１定光として使用することが好ましい。

上記レーザ光を測定光として使用する距離測定装置とし
て、従来から、第４図に示す原理に基くものが提供され
ていた。

即ち、変調源（３１）により電流源（３２）を制御して
、半導体レーザ（以下、ＬＤと略称する）　（３３）へ
の注入電流の制御を行ない、周波数変調が施されたレー
ザ光（３４）を出力する（注入電流を変化させることに
よりレーザ光を周波数変調させることにつイテハ、例え
ば、Ｇ、ＢＥＨＥＩＭ、に、ＰＲＩＴＳＣＩ（、ＥＬＥ
ＣＴＲＯＮＩＣ８ＬＥＴＴＥＲ３３１ＳＴ　ＪＡＮＵＡ
ＲＹ　１９８５　Ｖｏｌ、２１　ｑａに記載されている
）。このレーザ光（３４）はレンズ（３５）を通してハ
ーフミラ−からなるビームスプリッタ（３６）に導かれ
て、互に直角方向を向く２本のレーザビーム（３４ａ）
（３４ｂ）に分離され、一方のレーザビーム（３４ａ）
がミラー（３７）に照射させられるとともに、他方のレ
ーザビーム（３４ｂ）がレンズ（３８）を通して測定対
象物（３９）に照射させられる。そして、上記各レーザ
ビーム（３４ａ）　（３４ｂ）は、それぞれミラー　（
３７）、測定対象物（３９）により反射させられて、再
びビームスプリッタ（３６）に導かれ、干渉させられた
状態で検出器（４０）に導かれる。そして、上記検出器
（４０）は、干渉光に対応するビート信号に基づいて計
１定対象物（３９）までの距離を算出する従来公知の構
成部分のほかに、干渉光に対応する電気信号を生成する
受光素子（４１）およびり、Ｄ（３３）から出射される
レーザ光（３４）に対応する電気信号を生成する受光素
子（４２）を有しているとともに、受光素子（４１〉か
ら出力される電気信号を受光素子（４２）から出力され
る電気信号により除算する除算器（４３）を有している
。

上記の構成の距離測定装置であれば、上記ビームスプリ
ッタ（３６）からミラー（３７）までの距離、および測
定対象物（３９）までの距離に対応して、再びビームス
プリッタ（３６）に導かれ干渉させられた状態のレーザ
ビームが検出器（４０）に導かれるので、除算器（４３
）においてビート信号をレーザ光（３４）に対応する電
気信号により除算して、Ｌ　Ｄ　（３３）から出射され
るレーザ光（３４）の強度変調の影響を排除し、次いで
、ノイズ成分除去等を行なった後、両レーザビーム（３
４ａ）　（３４ｂ）の位相差の時間的変化に起因するビ
ートを検出することにより、上記距離の差を検出するこ
とができる。

また、上記ミラー（３７）までの距離は基準となる既知
の所定距離に設定されているのであるから、基準となる
既知の所定距離に上記距離の差を加減算することにより
、測定対象物（３９）までの距離をも検出することがで
きる。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記距離測定装置においては、Ｌ　Ｄ　（３３）から出
力されるレーザ光（３４）が強度変調を受けていても、
除算器（４３）により強度変調の影響を排除したビート
信号を得ることができるのであるが、一般的にＭ１定対
象物（３９）からの反射光は著しく強度が低下した状態
であるから、ミラー（３７）からの反射光とを干渉させ
ることにより得られるビート成分の強度が著しく低くな
ってしまう。逆に、レーザ光（３４）の強度はＭ１定対
象物（３９）からの反射光強度と比較して著しく高いの
であるから、上記のように除算器（４３）においてＬ　
Ｄ　（３３）とコモンに接続された受光素子から出力さ
れる電気信号に基いてビート信号を除算すれば、もとも
とレベルが低いビート信号をレベルが高いレーザ光強度
信号に基づいて除算することにより、−層レベルが低下
させられてしまう。

したがって、測定対象物（３９）の材質等によっては除
算後の信号をそのまま距離算出を行なうための信号とし
て使用することが不可能になってしまい、上記レベル低
下を補償するために増幅器を介在させることが必要にな
るという問題がある。

さらに詳細に説明すると、ミラー（３７）からの反射光
（以下、局発光という）Ｅｒ　　（ｔ）を、Ｅｒ　　（
ｔ）＝ｋ　（ｔ）ＥＯｃｏｓ　　（２πν０１＋θ（ｔ
））　　　　　　　　　　　　　　・・・■（但し、Ｅ
Ｏは電解の振幅、ν０はレーザ光（３４）の中心周波数
、ｋ　（ｔ）は強度変調による係数）とし、局発光に対
する信号光の強度割合をα２とすれば、信号光Ｅｓ　　
（ｔ）は、 Ｅｓ　　（ｔ）　−ａｋ　（ｔ−ｒ）ＥＯｃｏｓ　　ｆ
２πν０（を−τ）十〇（ｔ−τ））　　　　　　・・
・■となる。

ここで、ｋ（ｔ）嬌ｋ（を−τ）と見做すことができる
のであるから、干渉光の強度Ｉ　　（ｔ）は、Ｉ　　（
ｔ）−ｋ　　　（ｔ）Ｅ　　Ｏ（１＋α２）＋２αｋ　
　　（ｔ）Ｅ２０ｃｏｓ！２πνＯｒ＋θ　（ｔ）−θ
　（ｔ　−τ））　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・・・■となる。

また、Ｌ　Ｄ　（３３）の変調が三角波変調であると仮
定し、変調電流がｉｍ１変調周波数がｆｉであると仮定
すれば、局発光の強度Ｉｒ　　（ｔ）は、Ｉｒ　　（ｔ
）−Ｅ２０　＋　（ｄ　Ｉ／ｄ　ｉ）　　２　ｆｒａ　
　１ＩＩ１１　　　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・■（但し、■はレーザ光出力、ｉは注入電流である
）となる。また、上記０式から、 Ｉｒ　　（ｔ）−ｋ　　　（ｔ）Ｅ２０　　　　　　−
・・■となるのであるから、上記００式から、ｋ　　　
（ｔ）＝１＋　（２／Ｅ２０　）（ｄ　Ｉ／ｄ　ｉ）ｆ
ｍ　ｉｍ　ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
■となる。

したがって、上記０式を上記０式に代入すれば、干渉光
強度Ｉ　　（ｔ）は、 １　　（ｔ）−（１＋α　）　　ｆＥ２０　＋２　（ｄ
Ｉ／ｄ　１）ｆｉ　　ｉｍ　　ｔｌ　　＋２α　ｔＥ２
０　＋２　　（ｄ　Ｉ／ｄｉ）ｆｍ　１ＩＩｔ）　　ｃ
ｏｓｆ２πνＯｒ＋θ（１）−〇　（ｔ　−τ））　　
　　　　　　　　　　　　　　　・・・■となる。

上記■式のｃｏｓ（２ｙｒνＯｒ＋θ（ｔ）−θ（ｔ−
τ））で表されるビート信号には直線的な直流成分が重
畳されているので、直線的に振幅変調されていることが
わかる。また、ＬＤとコモンに接続された受光素子によ
り受光される光の強度１ｃ　　（ｔ）は、 Ｉｃ　　（ｔ）−Ｅ２０　＋　（ｄ　Ｉ／ｄ　ｉ）２　
ｆｍ　　ｉｍｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・■であるから、■式を■式で除算すれば、１　　
（ｔ）／Ｉｃ　　（ｔ）−（１＋α２）＋２αＣ０８（
２πν０τ＋θ（１）−θ（ｔ−τ））・・・■ となり、強度変調の影響が排除される。また、■式から
明らかなように、ビート信号の振幅は局発光に対する信
号光の強度によって定まることがわかる。

上記両光の強度比α２は、参照側がミラーであれば、測
定対象物（３９）が木の場合に０，０２、ゴムの場合に
０．００８、紙の場合に０．０１、プラスチックの場合
に０．１となり、ビート信号の振幅が著しく小さくなっ
てしまうのである。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
レーザ光の強度変調成分の影響を排除することができる
とともに、基準反射体からの反射光強度に対する測定対
象物からの反射光強度の比率が小さくても、十分なレベ
ルのビート信号を得ることができる距離測定装置および
その装置を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための、この発明の距離測定方法
は、測定対象物からの反射光に対応する信号でビート信
号を除算した後、ノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除
去された信号に基づいて測定対象物までの距離を算出す
る方法である。

上記の目的を達成するための、この発明の距離測定装置
は、干渉前における測定対象物からの反射光の一部を分
岐させる光分岐手段と、分岐させられた光に対応する電
気信号を生成する受光素子と、受光素子において生成さ
れた電気信号に基づいてビート信号を除算する除算手段
とを有している。

上記の目的を達成するための、他の発明の距離４−１定
装置は、基準反射体に照射される光が一方向の偏光成分
のみを有する光であるとともに、測定対象物に照射され
る光が互に直交する方向の偏向成分を有する光であり、
両便射光が干渉させられた光から、基準反射体から反射
された光の偏向成分と直交する方向の偏向成分の光のみ
を分岐させる光分岐手段と、分岐させられた光に対応す
る電気信号を生成する受光素子と、受光素子において生
成された電気信号に基づいてビート信号を除算する除算
手段とを有している。

但し、半導体レーザからの出射光を測定対象物に導く偏
波保持光ファイバを有しているとともに、偏波保持光フ
ァイバの所定位置に基準反射体としての反射透過レンズ
が設けられていることが好ましい。

く作用〉 以上の距離測定方法であれば、半導体レーザがら出力さ
れるレーザ光の一部をｎ１定対象物に照射するとともに
、残部を基準反射体に照射し、測定対象物からの反射光
、および基準反射体がらの反射光を干渉させることによ
り、基準反射体の光路長と測定対象物の光路長に基づい
て定まる周波数のビート信号を得ることができる。

このビート信号はレーザ光の強度変調の影響を受けてい
るのであるが、測定対象物がらの反射光も同様に強度変
調の影響を受けているのであるがら、測定対象物からの
反射光に対応する信号でビート信号を除算することによ
り、強度変調成分による影響が排除されたビート信号を
得ることができる。この場合において、上記ビート信号
の振幅は、基準反射体からの反射光強度と測定対象物が
らの反射光強度との比に基づいて定まるのであるが、上
記比が小さい場合には、除数となる測定対象物からの反
射光に対応する信号も振幅が小さくなるのであるから、
除算後に得られるビート信号は振幅が増幅された状態と
なる。

さらに詳細に説明すると、干渉光強度１　　（ｔ）は、 １　　（ｔ）−（１＋α　）ｆＥ２０＋２（ｄｌ／ｄｉ
）ｆｔｉ　　ｉｓ　　ｔｌ　　＋２ａ　　（Ｅ２０　＋
２　（ｄｌ／ｄｉ）ｆｉ　ｉｍ　ｔｌ　　ｃｏｓ（２π
νＯｒ＋θ（１）−〇（を−τ）） であり、測定対象物からの反射光強度Ｉｓ　　（ｔ）は
、干渉光強度に対する比をα２とすれば、Ｉｓ　　（ｔ
）−ａ　　ｋ　　（ｔ）Ｅ２０であるから、干渉光強度
Ｉ　（ｔ）を測定対象物からの反射光強度Ｉｓ　　（ｔ
）で除算すれば、１　　（ｔ）／　Ｉｓ　　（ｔ）＝１
＋１／α２＋　（２／α）ｃｏｓ（２πν０τ＋θ（１
）−〇（を−τ））となる。ここで、αの値は１よりも
小さいのであるから、反射光強度Ｉｓ　　（ｔ）の振幅
が小さいことに起因してビート信号の振幅が小さくなっ
ていても、上記の除算を行なうことにより振幅を大きく
することができる。

したがって、何ら増幅することなく、距離を算出するこ
とができる。

したがって、その後、ノイズ成分を除去し、ノイズ成分
が除去された信号に基づいて測定対象物までの距離を精
度よく算出することができる。

以上の構成の距離測定装置であれば、半導体レーザから
出力されるレーザ光を２分して、一方を測定対象物に照
射するとともに、他方を基準反射体に照射し、Ｍ１定対
象物からの反射光、および基準反射体からの反射光を干
渉させることにより、基準反射体の光路長と測定対象物
の光路長に基づいて定まる周波数のビート信号を得るこ
とができる。

また、干渉前における測定対象物からの反射光の一部を
光分岐手段により分岐させ、受光素子に受光させること
により、ビート信号に対する除数となる電気信号を得る
ことができる。

したがって、上記ビート信号および除数となる電気信号
を除算手段に供給することにより、強度変調成分による
影響が排除され、かつ振幅が増幅されたビート信号を得
ることができ、得られたビート信号に基づいて測定対象
物までの距離を精度よく算出することができる。

また、他の構成の距離測定装置であれば、半導体レーザ
から出力されるレーザ光の一部を測定対象物に照射する
とともに、残部を基準反射体に照射し、測定対象物から
の反射光、および基準反射体からの反射光を干渉させる
ことにより、基準反射体の光路長と測定対象物の光路長
に基づいて定まる周波数のビート信号を得ることができ
る。

但し、上記基準反射体に照射される光が一方向の偏光成
分のみを有する光であるとともに、測定対象物に照射さ
れる光が互に直交する方向の偏向成分を有する光である
から、各反射光もそれぞれ等しい偏向成分を有する光に
なる。この結果、両反射光を干渉させた場合に、両者に
共通な偏向成分の光のみが干渉し合い、他の偏向成分の
光は何ら干渉し合うことなく保存される。

したがって、光分岐手段により、両反射光が干渉させら
れた光から、基準反射体から反射された光の偏向成分と
直交する方向の偏向成分の光のみを分岐させることがで
き、分岐させられた光を受光素子に導いて分岐させられ
た光に対応する電気信号を生成し、この電気信号を除数
として除算手段に供給することにより、強度変調成分の
影響が排除され、かつ振幅が増幅されたビート信号を得
ることができ、得られたビート信号に基づいて測定対象
物までの距離を精度よく算出することができる。

そして、上記半導体レーザからの出射光を測定対象物に
導く偏波保持光ファイバを有しているとともに、偏波保
持光ファイバの所定位置に基準反射体としての反射透過
レンズが設けられている場合には、偏波保持光ファイバ
の内部を伝播する光は雰囲気条件の影響を殆ど受けない
ので、距離７ｎ１定精度を向上させることができる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示す概略
図である。

測定用のレーザ光を出力するＬ　Ｄ　（１）を、電気−
熱変換素子の一種であるペルチェ素子（２）により安定
化された所定温度に保持するとともに、駆動電流制御部
（３）により注入電流が供給されるようにしている。そ
して、駆動電流制御部口）により供給される注入電流を
変化させることにより、レーザ光に周波数変調を施すよ
うにしている。

上記Ｌ　Ｄ　（１）から測定対象物（９）に至るレーザ
光（４）の光路上にレンズ系（５）、ビームスプリッタ
（６）　（７）およびレンズ系（８）がこの順に配置さ
れている。そして、上記ビームスプリッタ（６）により
分岐させられるレーザ光の光路上にレンズ系００）およ
び基準ミラー（１１）がこの順に配置されているととも
に、ビームスプリッタ（６）を中心としてレンズ系００
）と反対側に光検出器（１２）が配置されている。さら
に、ビームスプリッタ（７）を基準として上記光検出器
（１２）と同じ側に光検出器（１３）が配置されている
。

また、上記両光検出器（１２）（１３）から出力される
電気信号を入力とする除算器（１４）、除算器（１４）
からの出力信号を人力とするフィルタ（１５）と、フィ
ルタ（１５）からの出力信号を所定の基準信号と比較す
る比較器（１６）と、比較結果信号を計数するカウンタ
（１７）と、係数信号に基いて距離を算出する演算器（
１８）とを有している。

上記除算器（１４）は、光検出器（１２）からの出力信
号が被除数として供給されるとともに、光検出器（１３
）からの出力信号が除数として供給されるものである。

上記の構成の距離測定装置の動作は次のとおりである。

駆動電流制御部（３）により注入電流を三角波状に変化
させることにより、ＬＤ（１）から出射されるレーザ光
（４）を周波数変調すれば、周波数が三角波状に変化す
るとともに、レーザ光強度が注入電流の変化に対応して
変化する。即ち、周波数変調および強度変調が施された
ような状態になる。

上記レーザ光（４）は、レンズ系（５）を通ってビーム
スプリッタ（６）に導かれるので、直進する光（４ａ）
と直角方向に分岐させられる光（４ｂ）とに２分され、
分岐された光（４ｂ）はレンズ系００）を通って光路長
が既知の基準ミラー（１１）に照射される。そして、直
進する光（４ａ）はビームスプリッタ（７）に導かれる
ので、ビームスプリッタ（６）に導かれた場合と同様に
２分され、直進する光がレンズ系（８）を通って光路長
が未知の測定対象物（９）に照射される。即ち、レーザ
光（４）の約１７２の強度の光が基準ミラー（１１）に
照射され、約１／４の強度の光が測定対象物（９）に照
射される。

上記測定対象物（９）により反射された光は、レンズ系
（８）を通ってビームスプリッタ（７）に導かれるので
、直進する光と直角方向に分岐させられる光とに２分さ
れ、分岐された光が光検出器（１３）に照射される。ま
た、ビームスプリッタ（７）を直進する反射光がビーム
スプリッタ（６）に導かれた場合には、基準ミラー（１
１）から反射されレンズ系（１０）を通ってビームスプ
リッタ（６）に導かれた光との間で干渉が生じ、干渉光
が光検出器（Ｉ２）に照射される。

即ち、上記光検出器（１２）からは両反射光の強度比に
対応する振幅が小さいビート信号が出力され、上記光検
出器（１３）からは測定対象物（９）の反射係数等によ
り定まる振幅が小さい信号が出力される。

そして、上記両信号は共に強度変調成分の影響を受けて
いる。

上記光検出器（１２）（１３）から出力される信号は除
算器（１４）に供給されるのであるから、両信号に基く
除算を行なうことにより強度変調成分の影響を排除する
ことができ、しかも、ビート信号および光検出器（１３
）から出力される信号の振幅が小さいにも拘らず、十分
な振幅を有する除算結果信号を得ることができる。

したがって、得られた除算結果信号をフィルタ（１５）
に供給することによりノイズ成分を除去し、次いで比較
器（１Ｂ）に供給することによりパルス信号列に変換し
、カウンタ（１７）において所定時間内におけるパルス
信号数を計数することによりビート信号の周波数を得る
ことができ、得られたビート信号周波数を演算器（１８
）に供給することにより所定の演算を行なって測定対象
物（９）までの距離を算出することができる。

以上の説明から明らかなように、強度変調による影響を
受けているビート信号を、強度変調による影響を受けて
いる測定対象物（９）からの反射光により除算すること
により、強度変調の影響を排除したビート信号を得るこ
とができ、しかも、測定対象物（９）からの反射光の強
度が低いことに伴なうビート信号の振幅の小ささを、同
じく強度が低いＪｌ＋定対象物（９）からの反射光に対
応する信号で除算することにより補償し、除算結果信号
の振幅をかなり大きくすることができる。したがって、
何ら増幅器を使用することなく、後処理を行なうことが
できる。

〈実施例２〉 第２図は距離７ｉ１１定装置の他の実施例を示す要部概
略図であり、除算器（１４）より後の部分の構成は第１
図の実施例と同一であるから図示を省略しである。

Ｌ　Ｄ　（１）と測定対象物（９）との間に１つのビー
ムスプリッタ（６）のみを配置しているとともに、ビー
ムスプリッタ（６）の基準ミラー側の而および測定対象
物側の面にそれぞれλ／４波長板（１９）　（２０）を
設けている。そして、ビームスプリッタ（６）を中心と
して基準ミラー（１１）と反対側にビームスプリッタ（
２１）が配置されているとともに、ビームスプリッタ（
２１）を直進する光の方向にポーラライザ（２２）およ
び光検出器（１２）が、直角方向に分岐される光の方向
にポーラライザ（２３）および光検出器（Ｉ３）が、そ
れぞれこの順に配置されている。

上記の構成の距離測定装置の動作は次のとおりである。

Ｌ　Ｄ　（１）から出射されたレーザ光はビームスプリ
ッタ（６）に導かれることにより直進する光と直角な方
向の光とに２分され、それぞれλ／４波長板（２０）（
１９）を通ることにより楕円偏光、直線偏光に変換させ
られた状態でそれぞれ基準ミラー（１１）、４ｐｊ定対
象物（９）に照射される。

基準ミラー（１１）により反射された光および測定対象
物（９）により反射された光は共に逆の経路を通ってビ
ームスプリッタ（６）に導かれ、１本の光にまとめられ
るが、互に異なる偏光であるため干渉は発生しない。こ
の光はさらにビームスプリッタ（２Ｉ）に導かれること
により直進する光と直角な方向の光とに２分される。そ
して、直角な方向の光はポーラライザ（２３）を通るこ
とにより、基準ミラー　（１１）に照射された直線偏光
と直交する偏光成分のみが取出され、光検出器（１３）
に照射される。逆に、直進する光はポーラライザ（２２
）を通ることにより偏向方向が揃えられ、干渉が生じた
光が光検出器（１２）に照射される。

したがって、光検出器（１２）　（１３）からは、第１
図の実施例と同様に、ビート信号、測定対象物（９）か
らの反射光に対応する電気信号が出力され、両信号に基
いて強度変調成分の除去、ノイズ成分の除去、ビート信
号周波数の検出および測定対象物（９）までの距離の算
出を行なうことができる。

但し、上記λ／４波長板（２０）の取付は角度は任意に
設定することが可能である。

（実施例３〉 第３図は距離測定装置のさらに他の実施例を締す要部概
略図であり、第２図の実施例と異なる点は、ビームスプ
リッタ（６）の測定対象物側端面に偏波保持光ファイバ
（２４）を設けているとともに、偏波保持光ファイバ（
２４）の測定対象物側端面にノ＼−フミラー（２５）お
よびλ／４波長板（２６）をこの順に設けた点のみであ
る。

したがって、この実施例の場合には、ビームスプリッタ
（６）から偏波保持光ファイバ（２４）を通って伝播す
る光の一部がハーフミラ−（２５）により反射させられ
、偏波保持光ファイバ（２４）を逆方向に伝播してビー
ムスプリッタ（６）に導かれる。また、残りの光はハー
フミラ−（２５）を透過した後、λ／４波長板（２６）
を通って楕円偏光として測定対象物（９）に照射され、
測定対象物（９）により反射された楕円偏光はλ／４波
長板（２Ｂ）およびハーフミラ−（２５）を通り、さら
に偏波保持光ファイバを伝播してビームスプリッタ（６
）に導かれる。

そして、両光はビームスプリッタ（６）において１本の
光にまとめられ、第２図の実施例と同様に、ビームスプ
リッタ（２１）、ポーラライザ（２２）　（２３）によ
り干渉光、および測定対象物（９）からの反射光に対応
する光に分離される。したがって、その後は上記と同様
に強度変調成分の除去、ノイズ成分の除去が行なわれた
後、ビート信号周波数の検出、Ａｌｌ定対象物（９）ま
での距離の算出が行なわれる。

以上の説明から明らかなようにこの実施例においては、
光が偏波保持光ファイバ（２４）の内部を伝播する距離
がかなり長いのであるから、この部分において雰囲気条
件の影響を受けにくいのみならず、測定対象物（９）に
照射され、反射される信号光とハーフミラ−に照射され
、反射される参照光とが同一の光路を通るため両光が同
程度に雰囲気条件の影響を受けるため、雰囲気条件に起
因する誤差を著しく低減させ、距離測定精度を著しく高
めることができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えば、基準ミラー（１１）に代えて直角ミラー、コ
ーナーキューブを使用することが可能であるほか、この
発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更
を施すことが可能である。

〈発明の効果〉 以上のように第１の発明は、測定対象物からの反射光強
度に依存して振幅が減少させられるビート信号を、測定
対象物からの反射光に対応する信号で除算するようにし
ているので、レーザ光の強度変調の影響を排除すること
ができるとともに、強度変調の影響が排除された信号の
振幅を後処理に十分な大きさにすることができるという
特有の効果を奏する。

第２の発明は、測定対象物からの反射光強度に依存して
振幅が減少させられるビート信号を、測定対象物からの
反射光に対応する信号で除算するようにしているので、
レーザ光の強度変調の影響を排除することができるとと
もに、強度変調の影響が排除された信号の振幅を後処理
に十分な大きさにすることができ、この結果、測定対象
物の材質に拘らず増幅器を不要とすることができ、距離
測定装置の構成を簡素化することができるという特有の
効果を奏する。

第３の発明は、基準反射体からの反射光に対する測定対
象物からの反射光の強度が大巾に低くなることを防止し
てビート信号の振幅が減少させられる程度を抑制し、強
度変調の影響を排除したビート信号の振幅を大きくする
ことができるという特有の効果を奏する。

第４の発明は、基準反射体を偏波保持光ファイバと一体
的に設けているので、測定対象物に至る光学系のほかに
基準反射体に至る光学系を別個に設ける必要がなくなり
、全体として光学系を簡素化することができるとともに
、雰囲気条件の影響を抑制して、距離測定精度を著しく
高めることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の距離測定装置の一実施例を示す概略
図、 第２図および第３図は、それぞれ距離測定装置の他の実
施例を示す概略図、 第４図は従来例を示す概略図。 （１）・・・ＬＤ、（３）・・・駆動電流制御部、（４
）・・・レーザ光、（４ａ）・・・直進する光、（４ｂ
）・・・直角方向に分岐させられる光、（６）（７）（
２１）・・・ビームスプリッタ、（９）・・・測定対象
物、（１１）・・・基準ミラー、（１２Ｘ１３）・・・
光検出器、（１４）・・・除算器、（１９）　（２０）
　（２Ｂ）・・・λ／４波長板、（２４）・・・偏波保
持光ファイバ、 （２５）・・・ハーフミラ− 特許出願人　　ダイキン工業株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　津　　川　　友　　士
第１図 第２図 第３図 第４図 うＯ ｊｌ　　　　　３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ（１）から出力されるレーザ光（４）
   の一部（４ａ）を測定対象物（９）に照射するとともに
   、残部（４ｂ）を基準反射体（１１）に照射し、測定対
   象物（９）からの反射光、および基準反射体（１１）か
   らの反射光を干渉させてビート信号を得、ビート信号に 基づいて距離データを得る距離測定方法 において、測定対象物（９）からの反射光に対応する信
   号でビート信号を除算した後、 ノイズ成分を除去し、ノイズ成分が除去 された信号に基づいて測定対象物（９）までの距離を算
   出することを特徴とする距離 測定方法。 ２、半導体レーザ（１）から出力されるレーザ光（４）
   を２分して、一方（４ａ）を測定対象物（９）に照射す
   るとともに、他方（４ｂ）を基準反射体（１１）に照射
   し、測定対象物（９）からの反射光、および基準反射体
   （１１）からの反射光を干渉させてビート信号を得、ビ ート信号に基づいて距離データを得る距 離測定装置において、干渉前における測 定対象物（９）からの反射光の一部を分岐させる光分岐
   手段（６）と、分岐させられた光に対応する電気信号を
   生成する受光素子 （１３）と、受光素子（１３）において生成された電気
   信号に基づいてビート信号を除算 する除算手段（１４）とを有していることを特徴とする
   距離測定装置。 ３、半導体レーザ（１）から出力されるレーザ光（４）
   の一部（４ａ）を測定対象物（９）に照射するとともに
   、残部（４ｂ）を基準反射体（１１）に照射し、測定対
   象物（９）らの反射光、および基準反射体（１１）から
   の反射光を干渉させてビート信号を得、ビート信号に基 づいて距離データを得る距離測定装置に おいて、基準反射体（１１）に照射される光が一方向の
   偏向成分のみを有する光であ るとともに、測定対象物（９）に照射される光が互に直
   交する方向の偏向成分を有す る光であり、両反射光が干渉させられた 光から、基準反射体（１１）から反射された光の偏向成
   分と直交する方向の偏向成分 の光のみを分岐させる光分岐手段（６）と、分岐させら
   れた光に対応する電気信号を 生成する受光素子（１２）と、受光素子（１２）におい
   て生成された電気信号に基づいて ビート信号を除算する除算手段（１４）とを有している
   ことを特徴とする距離測定装 置。 ４、半導体レーザ（１）からの出射光を測定対象物（９
   ）に導く偏波保持光ファイバ（２４）を有しているとと
   もに、偏波保持光ファイ バ（２４）の所定位置に基準反射体としてのハーフミラ
   ー（２５）が設けられている上記特許請求の範囲第３項
   記載の距離測定装 置。