JPH02236103A - ロボット端部作動体および工具用の集積光ファイバ結合近接センサ - 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］ 本発明は、目標までの距離をｍ決定するために目標から
反射されるマルチモードレーザー源を使用する距離測定
システムに関する。特に、目標までの距離は最大干渉縞
が生成されたときの距離として通路長の変調器を使用す
ることによって決定される。

［従来技術］ 距１１１１ｉ１）Ｊ定方法は、テープ測定の使用以来長
年にわたって進歩してきている。このような物理的技術
の使用は、機械構造における測定に関して有効である。

しかしながら、ロボット分野およびその他の関連分野で
は、さらに精密な技術を使用してもっと正確に距離を測
定する必要がある。このような距離を測定する技術の１
つは光学技術を使用する方法である。

このような技術の１つは米国特許第４．１１３０．４８
８号明細書に記載されており、ＦＭレーザーレーダの使
用方法に関連する。しかしながら、このレーザレーダお
よびその他の類似したシステムには、周波数において変
調される純粋の単一周波数ダイオードレーザが必要であ
る。しかしながら、このような周波数調節可能な単一周
波数ダイオードは高価で大量生産が困難であるため、そ
の使用有効ではない。さらに背面反射光の存在はこのよ
うなシステムの正確性を著しく妨げる。ＦＭレーザレー
ダの使用はまた典型的に正確性を妨げるチャーブ動作で
ある。さらにレーザダイオードはかなり環境で変動する
傾向がある。レーザーレーダはまた典型的に生産が高価
であるフルスケールレーダプロセッサにより典型的な複
雑性を有する。米国特許第４，８３０．４８６号明細書
に記載されているようなレーザーレーダシステムは非常
に正確で万能なシステムであるが、高価でこれらの欠点
を有する。

光学的に距離を決定する技術分野では別の技術が使用さ
れているが、これら技術は全て本発明と比較するとあま
り有効ではない。このような技術の１つは米国特許第３
，６０１．４９１号明細書に示されている。このシステ
ムは距離測定干渉計を示す。

レーザ３０からの光は分割され、反射器１４に送られる
。光は反射器から反射され、ビームスプリツタで基準ビ
ームと結合される。レトロ反射器の運動は直線デボーラ
ライザの偏光平面において変化を引起こす。しかしなが
ら、このシステムはレトロ反射器の運動を決定するため
に比較的複雑な処理を必要とする。

［発明の解決すべき課届］ 安価で容品に利用できるレーザを使用し、最小数の処理
ステップを有する簡１１なシステムが技術的に必要とさ
れる。

［課題解決のための手段］ これらの問題の全てを克服し、簡単であるが正確なシス
テムを形成するために、本発明は目標までの距離を測定
するシステムを提洪する。このシステムは、好ましくは
マルチモードレーザからの入射光を使用する。センサ装
置は入−ＩＨ光を受光し、目標に向けてこの光を投射す
る。このセンサ装置はまたこの光の一部を反射する部分
反射器を含む。

光は目標に向かって投射され、そこから反射される。そ
れからこの光の反射はセンサによって再収集奎れ、シス
テムの中に再注入される。部分反射器によって反射され
た光は明細書を通じて“基準ビーム”と呼ばれ、また目
標から反射され再結合された光はここでは目標ビームと
呼ばれる。したがって、目標ビームは基準ビームが進行
するよりも長い距離を進行する。この距離は目標までの
距離の２倍である。

本発明は、あるタイプのゼロ通路長距離一Ｐ１定手段を
使用することによってこのシナリオを利用ｔる。基準ビ
ームは可変通路長を横断させられる。

この可変通路長が目標までの距離に等しいとき、基準ビ
ームおよび目標ビームが実質的に一致することを決定す
るために任意の既知の技術が使用されることができる。

本発明によると、これはレンズ・部分反射器システムを
具備した可動反射鏡の使用、またはマツハツエンダー干
渉計の形態のファイバ変調器によって実行される。

本発明の別の好ましい実施例によると、複数のレーザ源
が使用され、それらは互に混合される。

混合レーザ光は広帯域光の状態に近接する。さらに、そ
れぞれ特定の目標に向かっている光ビームを検出する複
数のセンサが使用される。目標までの距離は一時に１つ
の距離を決定するスイッチを使用するか、もしくは全て
の距離が異なっていると仮定して１つづつ距離を決定す
るかのいずれかによって定められる。

［実施例］ 本発明はここで図面を参照して説明される。第１図は本
発明の技術を説明するために使用される。

第１図は本発明の動作における基本概念を示す。

マルチモードレーザ源＋００は１１ｔ−モード光ファイ
バ１０２上にビグテールされている。マルチモードレー
ザ源１００はマルチモードスペクトル出力を具備するダ
イオードレーザ、またはその代わりに超発光ダイオード
であることができる。２つのｍＷ以上の光パワーが市販
の装置を使用して光ファイバ中に伝送されることができ
る。さらに、このような装置は背面散乱された光により
影響されない。

ファイバ１０２は単一モード光ファイバ３ｄＢカップラ
１Ｇ４に融着される。カップラの１つの出力アームｔｏ
ｅは重要な測定領域に向けられ、レーザｌ００から光ビ
ームＥ。を搬送する。重要な測定領域は目標１１２を含
む。アーム１０６に結合されたファイバはマルチモード
レーザ１００からマルチモードスペクトル出力Ｅ０が集
束されるレンズ１０ｇへこの出力Ｅ０を搬送する。レン
ズ１０Ｂは任意の適切な集束レンズであることができる
。部分的反射８１１０はまたファイバ端部１０７または
集束光学系１０８０体のいずれかで使用される。この部
分反射面はここでは分離した部分反射′ＪＳ１１Ｇとし
て示され、その代りにこれは反射面であることができる
ことが分かる。部分反射器１１０はレンズ１０８に向か
ってレーザビームの一部を反射して戻す。部分反射器１
１０によって後方に反射されて戻されたビームＥ。の部
分はここではＥ１として示され、基準ビームと呼ばれる
。部分反射器１１Ｇを通して伝送されるビームＥ。の部
分はＥ２として示され、目標ビームと呼ばれる。集束さ
れたビームであるＥ２は目標１１２に送信される。少な
くともこのビームの一部分は、図でビームＥ２と表示さ
れているように目標１１２から反射されて戻される。こ
のビームはレンズ１０８によって再収集され、アーム１
０６の方向のファイバ中に送られる。

目標までの距離は、得られることが望ましいパラメータ
である。この距離はここではＲ，と示される。したがっ
て、ファイバ１０８中の２つの波頭はビームＥ０に対し
て逆方向に進行する。これらの波頭の一方（目標ビーム
Ｅ２）は他方よりも２Ｒ．大きい距離を進行する。レー
ザのコヒーレンス長は未知の距Ｍ　Ｒ　ｔよりも非常に
短いため、Ｅ．とＥ２との間では干渉は発生しない。こ
れは、Ｒｌ（目標までの距離）がマルチモードレーザ１
００の典型的なコヒーレンス長である２００マイクロメ
ータよりもかなり大きいためである。したがって、２つ
の波頭はカップラ１０４を通って基準セクション１２０
へ戻るように進行する。

ファイバ１０８における波頭は、３ｄＢカップラ１０４
　ヲ４ってファイハ１２２へ進行して戻る。この時点に
おけるファイバ１２２上の波頭は基準および目標ビーム
Ｅ，およびＥ２を含む。これらの信号は、装置１０ｇお
よび１１０と類似するレンズ１２３および部分反射器１
２４に結合される。

ビームＥ，およびＥ２はそれぞれレンズ／部分反射器１
２３　／１２４を通って伝送される部分、およびそれに
よって反射されるその部分を有する。レンズ／部分反射
器１２３　／１２４を通過する波は可動反射１１１１３
０に向けられる。この反射鏡は、平坦または所定形状の
反射鏡、コーナーキューブプリズム、レトロ反射器、キ
ャッツアイ反射器または位相接合反射鏡を含む任意の反
射手段であることができる。この反射鏡は、移動手段１
３２によってＸとして示された方向に移動されることが
できる。

レンズ／部分反射器１２４の出力と移動反射鏡１３０と
の間の距離は距ｉｌｌ　Ｒ　２として定められる。移動
反射ｍ　１３０から反射される光はレンズ／部分反射器
１２３　／１２４に再び通され、それによって再収集さ
れて再び３ｄＢカップラ１０４に送られる。

移動手段１３２は動力化されたマイクロメータまたはカ
ム装置のような任意の種類の位置アクチュ工−夕である
ことができる。

基準セクション１２０におけるビームが第２図を参照し
て説明される。レンズ／部分反射器に入射する波Ｅ，が
示されている。２００と示された波Ｅ１の部分はレンズ
／部分反射器１２４を通過し、一方残りの部分２０４は
それによって反射される。

この実施例ではこの反射部分２０４に関知しない。

波２００は、それによって反射される可動反射鏡１３０
に向かって進行する。反射された波２０２はここでＥ３
として示されている。波Ｅ，は部分反射器に戻され、そ
のレンズ光学系１２４によって再収集される。

レンズ／部分反射器１２４に入射する波Ｅ２も示されて
いる。第１の部分２０Ｂは可動反射鏡１３０に向かって
伝送される。しかしながらこの部分２０Ｇには関知しな
い。残りの部分は反射され、ここで波Ｅ４として示され
る。

前に論じられたように、波Ｅ２は波Ｅ１と比較して余分
な距Ｍ２Ｒ．を進行する。したがって、波Ｅ１が可動反
射鏡へ進行して戻った場合、波Ｅ．（Ｅ．と示す）は反
射鏡までのこの距離によって限定された余分な距離を進
行して戻ることになる（２Ｒ２）。その条件において、
Ｅ３が正確にＥ４　　（Ｅ２の反射）と等しい場合には
、距離Ｒ１は距Ｍ　Ｒ　２に等しいと決定されることが
できる。したがって、Ｅ３とＥ４との間の任意の干渉の
最大を決定することによってＲ１がＲ２に等しいときを
決定することができる。波Ｅ，とＥ４は３ｄＢカップラ
１０４を通じて、それらが光検出器１４２に結合される
ファイバ１４０に接続される。この光検出器１４２は任
意の種類の信号プロセッサであることができる。反射鏡
は基準アームに移されたときに、検出器の出力は２つの
信号の自己相関を表す。

したがって、このシステムを使用してＲ，がＲ２に等し
くなるときを決定することができる。

第３図は自己相関関数の出力を示す。Ｒ，がＲ２に等し
いときこの関数の最大が生じる。さらに可動反射鏡１３
０の速度および位置が分かっている場合には、第３図に
おける時間軸が位置軸に変換されることができ、干渉パ
ターンの中央はＲ２がＲ１に等しい点である。パターン
の幅はレーザコヒーレンス長の１／２であることができ
る。パターンの位置を決定するだけで、目標の位置がま
た１００μｍまたは４ミルの範囲内で発見されることが
できる。１サイクルに対してそれに関するパターンの中
央を決定することにより、位置は光源の１波長の範囲内
で分かる。

さらに移動速度が線形関数を描く場合には、パターンは
１周波数を有する。したがって、信号プロセッサは存在
するどのような雑音からでも信号を取除く適切なフィル
タを使用することができる。

この測定システムの速度は移動反射鏡の速度に直接比例
し、要求されるレンジの深さに反比例する。

さらに、両方の干渉波頭が実質的に同時に同一ファイバ
上を進行するため、光ファイバにおける外部の環境にお
ける摂動は信号に影響を与えない。

したがって、このシステムはファイバを温度制御する、
または偏光保持構造を使用する必要性を排除している。

基準セクションは整列状態を維持され、環境から保護さ
れる必要があるが、これはシステム全体の小さい部分だ
けである。全て計器箱中に位置されることができ、ファ
イバセンサは測定位置に進行する。

ここで間単に論じられたこの基本システムにおいてその
他の修正が可能である。複数のセンサおよび複数のレー
ザを多重化することができる。マルチモードレーザ１０
０は複数のレーザを含み、レンズ／部分反射器は複数の
このような構造を含む。

これらの異なる距離は互いに同一ではないため、複数の
異なる距離に対応した複数の異なる測定が得られること
ができる。可動反射鏡は、異なる時に検出器から複数の
異なる出力信号を得るために複数の距離にわたって移動
されることができる。

さらに、これはシステムを向上する意外な効果を有する
。レーザスベクトルがより広くなると、それだけ検出さ
れるパターンは狭くなり、システムを本質的に正確にす
ることが実験的に分かっている。したがって、このシス
テムは特別な精度を生成する。

このシステムの別の修正はもっと基本的であり、基準セ
クシジン１２０および光検出器１４２をマツハツエンダ
−干渉計中に含まれたファイバ変調器および電子装置と
置換することに関する。このシステムを動作するこのよ
うな第２の方法は、第４図の好ましい実施例を参照して
さらに詳細に論じられる。

システムの基本的構成を説明しながら、本発明の好まし
い実施例を説明する。この好ましい実施例のブロック図
は第４図に示されている。第４図は多数（Ｎ個）のセン
サ素子４００　，　４０２および４０４を示す。各セン
サ素子は関連する目標、センサ素子によって測定される
距離を有する。センサ４ＧＧは目標４０８までの距離４
０８を測定する。同様に、センサ４０２は目標４１２ま
での距離４１０を測定し、センサ４０４は目標４１６ま
での距離４１４を測定する。対応した数のマルチそ−ド
レーザは符号４２０　．　４２２および４２４として示
されている。各レーザは４２Ｂのような単一モードファ
イバにピグテールされ、各単一モードファイバはＮ×Ｎ
単一モードファイバカップラ４２８において混合されて
いる。このカップラは単一モードファイバ４２Ｂ，４３
０および４３２へのＮ個の入力と、単一モードファイバ
４３４　，　４３８および４３８からのＮ個の出力とを
有する。各ファイバが通る通路は同一であるため、ここ
では通路４３４だけが詳細に論じられる。

ファイバ４３４は３ｄＢ光ファイバカップラ４４０を通
じて光ファイバコネクタ４６０に接続されている。コネ
クタ４５０は目標４０８までの距離を測定するセンサ４
００に接続されている。

第５図において、コネクタおよびセンサがさらに詳細に
示されている。第５図は光ファイバケーブル４５２およ
びセンサ４ＧＧに接続された光ファイバコネクタ４５０
を示す。先ファイバケーブル４５２には光があるため、
光ビームの一部分は部分反射器４５４によって反射され
る。光ビームの他方の部分はレンズ装置４５Ｂによって
集束される。反射器４５４は誘電体被覆でもよく、ある
いは単にガラス／大気境界面における反射であることも
できる。

この反射されたビームは基準ビームとなり、ファイバ端
部面に反射されて戻る。したがって、４６２として示さ
れた光ビームは部分的に基準ビーム４６４として反射さ
れて戻され、その他の部分はビーム４６８として集束さ
れる。４０８の反射は４７０として戻され、ビーム４７
２として集束される。

この再注入された集束ビームがロ標ビーム４７２となる
。

本発明の好ましい実施例はまた圧力感応コンプライアン
トパッド４８０を有する機構ハウジングを含む。このコ
ンプライアントパッドの表面外側は、測定される距離を
越える近接領域を含む。力はまたこのコンプライアント
パッドの偏差から計算されることができる。

基準ビーム４８４および目標ビーム４７２からの光は光
ファイバコネクタおよび３ｄＢカップラ４４０を通じて
Ｎ×Ｎ単一モード光ファイバスイッチ４９Ｇに伝送され
る。このスイッチは、所望ならば各センサが別々に質問
されることを可能にするために設けられる。選択された
ビームは光ファイバスイッチ４９０を通ってゼロ通路長
整合装置５０Ｇへ至る。この整合装置５００は基準ビー
ム４６４と目標ビーム４７２との間の通路長の差を決定
する機能を有する。この好ましい実施例において、通路
長は基準ビームを目標ビームと整合させる長さを決定す
るファイバ変調器を使用して決定される。

ゼロ通路長整合装置５００の入力は別の３ｄＢカップラ
５０２を含む。３ｄＢカップラ５０２の出力ボートはマ
ツハツエンダ−干渉計５０４に接続されている。このよ
うな干渉計は技術的に知られており、この干渉計はファ
イバ変５１器として動作する。各アームは長さを等しく
され、予想される最大距離の長さの公称１．０００倍の
長さのファイバを含む。

トランスデューサ５０６は、干渉計の２つのアーム５１
０と５１２間の相対的な光通路長を変化する機械的なプ
ッシュ／ブル構造において使用される。

ファイバアームがゼロ光通路長差点を通して変調される
ときに、入力ビームはシステムの出力３ｄＢカップラ５
２Ｇでそれ自体と混合する。光通路長の差が目標距離と
等しい点を通ってアームが変調されるとき、基準ビーム
４６４は目標ビーム４７２と混合し、目標パルスに変換
される干渉パターンを生成する。検出器はこの目標パル
スをたどるように使用される。

干渉計における光通路長変調を追跡し、その変調を線形
にするために、単一モード追跡レーザ５３０が使用され
てもよい。この単一モード追跡レーザは単一モードファ
イバ５３２上にビグテールされ、ファイバデポラライザ
５３４を含んでも含まなくてもよい。このレーザはソー
スレーザとは異なる波長を有し、予測されるシステム距
離範囲をカバーするのに十分なコヒーレント長を有する
。追跡出力は光フィルタ５７０によってフィルタされ、
検出器５７２によって検出される。この出力はディスク
リミネータ５７４に供給され、サーボルーブ５７６を通
じて制御トランスデューサ５０Ｇに共給されると共に、
タイマ５６８に共給される。タイマ５６８は干渉縞をカ
ウントし、クロツクを生成する。

このようにして、トランスデューサ５０Ｂは正確に制御
されることができ、正確な距離が計算されることができ
る。

通路調節された基準および目標ビームの間のマツハツエ
ンダー干渉計の目標パルス出力は、フィルタ５６２によ
ってフィルタされた光検出器５６０によって検出される
。この検出器５６０の出力はエンベローブ検出器５６４
を通り、ピーク検出器５６Ｂを通って最後にタイマ５６
８に至る。タイマ５６８は干渉縞をカウントする。

システム特性は、伝送される光パワー　システム先損失
、レンジの深さ、受信機構造等を含む多数の要因に依存
する。典型的な実行特性の一例として、以下のシステム
パラメータが選択された：アンテナレンズ開口　　　ｄ
　−　１　ａｓセンサレンジ　　　　　　Ｒ−０乃至０
．５ｍ焦点設定点　　　　　　　Ｒ　ｐ　＝　０．２５
ｍ測定に対する時間　　　　Ｔ　−　０．１秒目標反射
率　　　　　　　Ｐｏ＝ｌＧ％伝送パワー（対レーザ）
　　ＰＩ−ＩＸＩＯ−３Ｗセンサヘッド部分反射率　ｐ
ｓ−ｔｏ％局部発振器システム損失　Ｌ　ＬＯ−　−　
２２ｄ　Ｂ信号システム損失　　　　Ｌｓ−−１３ｄＢ
ぼかし損失　　　　　　　Ｌｏ”Ｏ乃至２６ｄＢ光学系
の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）は次のように与えられる： Ｓ／Ｎ＝Ｐｓ　ＰＬＯ／ＮＥＰ ここで、 Ｐ　ＬＯ−　Ｐ　＋　　Ｌ　ＬＯ−　６．３　　Ｘ　１
０−６ＷＰ５ｓｌｎ纏 Ｐ　　＋　　Ｌ　　ｓ　　Ｐ　ｏ　　（　ｄ　　２　／
　Ｒ　　ｆ　　２　）　　Ｌ　Ｄ　ｗａｘ−２．Ｏ　Ｘ
ＩＯ−’４　Ｗ ＮＥＰ−１．５　ＸＩＯ−２’　Ｂ （利得一ｌ００によるＡＰＤ） Ｂ−１００　ＫＨｚ　１／ｒ （ここでτ一予測信号期間） Ｓ　／　Ｎ　ｓｌｎ　−　８５　−　１９．３ｄ　Ｂ全
体的システム特性を最適化するためにアンテナレンズ開
口、センサレンジ、ａ−１定時間および光受信機構造の
間における調整が可能であることに留意すべきである。

予測される測定精度および分解能は、信号長、結合され
た光源の実効コヒーレント長、測定時間、センサレンジ
およびファイバの変調直線性を含む多数の要因に依存す
る。０．５ｍのレンジ、０．１秒の測定時間、および０
．０５ｍ麿の実効コヒーレント長、並びに高い直線性の
変調に対して、コヒーレント信号期間は次のように与え
られる： Ｔ−０．１　　秒７５００ｓ＋ｓ　　（　　．０５ｓｍ
）　　−　　１　　Ｘ　１０−’秒信号パルスの存在を
検出するだけで、±０．０５一ｇ＋の最小の分解能が保
証される。

システムの粘度は、部分的に追跡レーザダイオードの周
波数安定性に依存する。±１０ｎｍのドラフトを有する
１３００ｎｓ−レーザを仮定すると、精度は±１０／　
１３００−　ｉ９ｊ定値読取りの±０．７７％である。

これは、０．５　ｍのレンジに対して±３．８ｍｓであ
る。

±０．０５一■の分解能に対して、精度は６．５−一以
下のレンジにおける分解能に等しい。さらに厳密な精度
要求に対しては、追跡レーザの周波数を制御するために
光ファイバマッハツェンダー基準アームを使用する第２
のフィードバックルーブが使用されることができる。

いくつかの実施例だけが上記で論じられたが、当業者は
多数の修正が本発明の利点から大きく逸脱することなく
好ましい実施例において可能であることを理解するであ
ろう。例えば、ファイバ変調器はマツハツエンダー干渉
計として記載されてきたが、他の種類のファイバ変調器
または別の種類の干渉計でも使用されることができる。

好ましい実施例におけるＮ×Ｎ光ファイバスイッチは不
要であり、種々の距離間のシーケンス動作が行われるこ
とができる。１つのレーザを含めて任意の数のレーザが
同じ様に使用されることができるが、多数のレーザを有
する好ましい実施例が示されている。さらに、レーザは
どのような種類のマルチモードレーザであってもよく、
もしくは超発光ダイオードでも可能である。

このような修正は、全て特許請求の範囲の各請求項の技
術的範囲内に包括されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な実施例の概略的ブロック図
である。 第２図は、第１図のゼロ通路長整合構造において発生す
る特定の反射を示す。 第３図は、第１図の光検出器１４２によって検出される
干渉縞を示す。 第４図は、複数のレーザおよび複数のセンサを使用し、
通路長差を決定するためにファイバ変調器を使用する本
発明の実施例を示す。 第５図は、本発明の好ましい実施例によるセンサ装置を
詳細に示す。 ｌ００・・・レーザ源、ｌ０２・・・光ファイバ、１０
４・・・３ｄＢカップラ、ｌ０６・・・アーム、１０８
・・・レンズ、１１０・・・部分反射器、１１２・・・
目標、１２３／１２４・・・レンズ／部分反射器、１３
０・・・可動反射鏡、１４２・・・光検出器、４９０・
・・光ファイバスイッチ、５００・・・ゼロ通路長整合
装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）予め定められた特性を有する入射光を放射する手
   段と、 前記入射光を受光するように光学的に結合され、ａ）前
   記入射光を目標に向かって投射し、その反射を目標光ビ
   ームとして受光する手段と、ｂ）基準ビームとしての前
   記投射の前に前記入射光の一部を反射する手段とを含む
   センサ装置と、 前記基準光ビームを実質的に前記目標光ビームと一致さ
   せる通路長を決定するために前記センサ装置から前記目
   標および基準光ビームを受光するように結合されたゼロ
   通路長整合手段とを含む目標までの距離の測定システム
   。
2. （２）光を放射するための前記手段はマルチモードレー
   ザである請求項１記載のシステム。
3. （３）前記センサ装置は部分反射器を有するレンズであ
   る請求項２記載のシステム。
4. （４）前記レンズはガラスから成り、前記部分反射器は
   ガラスと大気の境界面において発生する反射によって形
   成される請求項３記載のシステム。
5. （５）前記ゼロ通路長整合手段は、 前記入力光の一部を部分的に反射し、前記入力光の一部
   を通過させる前記ゼロ通路長整合手段からの前記目標ビ
   ームおよび前記基準ビームを含む入力光ビームを受光す
   るように配置された第２のレンズ・部分反射器システム
   と、 前記第２のレンズ・部分反射器システムを通過した光を
   受光し反射するように取付けられた可動反射鏡と、 前記基準ビームの前記可動反射鏡からの反射と前記目標
   ビームの前記第２のレンズ・部分反射器システムからの
   前記部分的な反射との間の干渉縞を検出する手段とを含
   む請求項１記載のシステム。
6. （６）前記可動反射鏡は、反射鏡および前記反射鏡を移
   動させる手段を含む請求項５記載のシステム。
7. （７）前記ゼロ通路長整合手段は、さらに光検出器およ
   び前記光検出器の出力を処理する手段を含む請求項６記
   載のシステム。
8. （８）前記ゼロ通路長整合手段は、マッハツェンダー（
   ＭａｃｈＺｅｈｎｄｅｒ）干渉計を含む請求項１記載の
   システム。
9. （９）光を放射する前記手段は複数のマルチモードレー
   ザを含み、前記センサ装置は複数の前記投射手段および
   複数の前記反射手段を含む請求項７または８記載のシス
   テム。
10. （１０）複数のマルチモードレーザ源と、 混合出力を供給するために前記複数のレーザー源の出力
    を混合する手段と、 それぞれが前記複数のレーザ源の前記混合出力を受取り
    、 ａ）基準ビームとして前記混合出力の一部を反射し、 ｂ）目標に向かって前記混合出力の第２の部分を投射し
    、目標ビームとしてその投射を受取る複数のセンサ手段
    と、 前記目標ビームおよび基準ビームを受信するように結合
    され、前記目標ビームおよび前記基準ビームを実質的に
    一致させる通路長を決定するゼロ通路長整合手段とを含
    む目標までの距離の測定システム。
11. （１１）前記センサ手段のそれぞれから前記基準および
    目標ビームを受信するように結合され、その入力の１つ
    に対応した出力を選択的に生成するＮ×Ｎ光スイッチを
    含む請求項１０記載のシステム。
12. （１２）前記目標および基準ビームを受信するように接
    続された一方の入力と、他方の入力とを有する前記ゼロ
    通路長整合手段の入力における光カップラと、 前記光カップラの前記他方の入力に結合された単一モー
    ドビームを生成する追跡レーザとを含む請求項１０記載
    のシステム。
13. （１３）前記ゼロ通路長整合手段は、その入力光の一部
    を部分的に反射し、前記目標ビームおよび前記基準ビー
    ムを受信するように結合された入力光の一部を通すレン
    ズ・部分反射器システムと、前記レンズ・部分反射器シ
    ステムによって反射された光を受光するように配置され
    た可動反射鏡と、 前記目標ビームの前記可動反射鏡からの反射と前記基準
    ビームの前記部分的な反射との間の干渉縞を検出する手
    段とを含む請求項１０記載のシステム。
14. （１４）前記ゼロ通路長整合手段は、マッハツェンダー
    干渉計から形成されたファイバ変調器である請求項１０
    記載のシステム。
15. （１５）入射光を生成し、 目標に向かって前記入射光を投射し、目標ビームとして
    その反射を受光し、 基準ビームを生成する前記投射の前に前記入射光の一部
    を反射し、 異なった可変長の通路を通して前記目標ビームおよび前
    記基準ビームを結合し、 前記通路の前記長さを変化し、 前記基準ビームおよび前記目標ビームが実質的に一致し
    たときに、前記基準ビームが進行する余分な通路の長さ
    を決定するステップを含む目標までの距離の測定方法。
16. （１６）前記決定ステップは、前記目標ビームと前記基
    準ビームとの間の干渉縞を検出する請求項１５記載の方
    法。
17. （１７）前記反射鏡は、平坦な反射鏡、成形された反射
    鏡、コーナーキューブプリズム、レトロリフレクタ、キ
    ャッツアイリフレクタ、または位相接合反射鏡から成る
    グループから選択された構造である請求項５記載のシス
    テム。
18. （１８）前記センサが物体上に与える圧力を検出する前
    記センサに結合された手段を含む請求項１記載のシステ
    ム。
19. （１９）前記センサ検出手段はコンプライアントパッド
    である請求項１８記載のシステム。