JPH0575241B2 - - Google Patents
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- JPH0575241B2 JPH0575241B2 JP60280416A JP28041685A JPH0575241B2 JP H0575241 B2 JPH0575241 B2 JP H0575241B2 JP 60280416 A JP60280416 A JP 60280416A JP 28041685 A JP28041685 A JP 28041685A JP H0575241 B2 JPH0575241 B2 JP H0575241B2
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- distance
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザの干渉を利用して、波長を単
位とした高精度、高分解能の測長を行なうことが
できるとともに、アブソリユートな測長出力を得
ることのできる測長器に関するものである。
位とした高精度、高分解能の測長を行なうことが
できるとともに、アブソリユートな測長出力を得
ることのできる測長器に関するものである。
従来、光の干渉を利用した高精度の測長器は、
インクリメンタル形と呼ばれるもので、測定対象
面の変位量（干渉縞の変位）に応じて得られるパ
ルス信号を積算カウントして、この測定対象面ま
での距離を求めるようにしたものである。このた
め、測長動作中に電源が遮断されると、再度電源
が投入されても、それまでの測定量がリセツトさ
れてしまい、その後の測定値が全く無意味なもの
になつてしまう。
インクリメンタル形と呼ばれるもので、測定対象
面の変位量（干渉縞の変位）に応じて得られるパ
ルス信号を積算カウントして、この測定対象面ま
での距離を求めるようにしたものである。このた
め、測長動作中に電源が遮断されると、再度電源
が投入されても、それまでの測定量がリセツトさ
れてしまい、その後の測定値が全く無意味なもの
になつてしまう。
このような問題点を解決するために、本願出願
人はすでに、アブソリユートな測長出力を得るこ
とのできる測長器を提案している。これは、マイ
ケルソンの干渉光学系を利用した測長器におい
て、少なくとも２つ以上の波長の異なる光を切り
換えて、測定対象までの距離に応じた光の位相遅
れ量を順次測定するとともに、これらの波長と位
相遅れ量との関係から前記測定対象までの距離を
求めるようにしたものである。
人はすでに、アブソリユートな測長出力を得るこ
とのできる測長器を提案している。これは、マイ
ケルソンの干渉光学系を利用した測長器におい
て、少なくとも２つ以上の波長の異なる光を切り
換えて、測定対象までの距離に応じた光の位相遅
れ量を順次測定するとともに、これらの波長と位
相遅れ量との関係から前記測定対象までの距離を
求めるようにしたものである。
第２図はこの測長器の構成を示すものである。
図において、１は波長の異なる複数のコヒーレン
トな光を選択的に発生するレーザ光源、HMR１
はハーフミラー、AOM１は光の位相遅れ量をヘ
テロダイン検出するために基準側の光を変調する
音響光学変調器（以下、AO変調器と略記する）、
２はAO変調器AOM１を一定周波数fbで駆動す
る変調信号源、PD１はフオトデイテクタ、CC
１，CC２はキユーブコーナ、３はフオトデイテ
クタPD１の出力に含まれる位相遅れ量を検出す
る位相検出器、４は測定に使用された光の波長と
その時の位相遅れ量との関係から、キユーブコー
ナCC１までの距離を求める演算回路である。レ
ーザ光源１は例えば一定波長の光源と波長を任意
の量だけシフトさせる波長シフタとにより構成さ
れ、任意の波長の光を順次発生する。また、キユ
ーブコーナCC１は測長動作に応じて移動する測
長側のキユーブコーナであり、キユーブコーナ
CC２は一定の距離に固定された基準側のキユー
ブコーナである。
図において、１は波長の異なる複数のコヒーレン
トな光を選択的に発生するレーザ光源、HMR１
はハーフミラー、AOM１は光の位相遅れ量をヘ
テロダイン検出するために基準側の光を変調する
音響光学変調器（以下、AO変調器と略記する）、
２はAO変調器AOM１を一定周波数fbで駆動す
る変調信号源、PD１はフオトデイテクタ、CC
１，CC２はキユーブコーナ、３はフオトデイテ
クタPD１の出力に含まれる位相遅れ量を検出す
る位相検出器、４は測定に使用された光の波長と
その時の位相遅れ量との関係から、キユーブコー
ナCC１までの距離を求める演算回路である。レ
ーザ光源１は例えば一定波長の光源と波長を任意
の量だけシフトさせる波長シフタとにより構成さ
れ、任意の波長の光を順次発生する。また、キユ
ーブコーナCC１は測長動作に応じて移動する測
長側のキユーブコーナであり、キユーブコーナ
CC２は一定の距離に固定された基準側のキユー
ブコーナである。
このように構成された測長器において、レーザ
光源１から出射された光の角周波数をω、その振
幅V0を、 V0＝sinωt (1) とし、AO変調器AOM１における変調角周波数
をωb（＝2πfb）とすると、AO変調器AOM１によ
り変調された光の１次回折光の振幅Ｖ１は V1＝siw（ω＋ωb）ｔ (2) となる。また、キユーブコーナCC１を介しても
どつてきた光の振幅V2は V2＝sin（ωt＋φ） (3) となる。なお、φは基準側および測長側の各光路
における光路長の差に対応して発生する位相遅れ
量である。
光源１から出射された光の角周波数をω、その振
幅V0を、 V0＝sinωt (1) とし、AO変調器AOM１における変調角周波数
をωb（＝2πfb）とすると、AO変調器AOM１によ
り変調された光の１次回折光の振幅Ｖ１は V1＝siw（ω＋ωb）ｔ (2) となる。また、キユーブコーナCC１を介しても
どつてきた光の振幅V2は V2＝sin（ωt＋φ） (3) となる。なお、φは基準側および測長側の各光路
における光路長の差に対応して発生する位相遅れ
量である。
フオトデイテクタPD１上では、上記の(2)、(3)
式に示されるように２つの光が重畳されるので、
入射する光の振幅は V1＋V2＝sin（ω＋ωb）ｔ＋sin（ωt＋φ） ＝2sin（ωt＋ωbt／２＋φ）cos｛（ωbt −φ）／２｝ (4) のように、V1、V2の和となる。ここで、フオト
デイテクタPD１の出力は入射する光の振幅の２
乗に比例するので、理論的には （V1＋V2）2＝4sin2｛（ω＋ωb／２）ｔ＋φ｝・cos
2｛（ωbt−φ）／２｝(5) となるが、フオトデイテクタPD１は光の周波数
には応答できず、平均値を示すようになるので、
その出力Vpは Vp＝２＋2cos（ωbt−φ） (6) となる。
式に示されるように２つの光が重畳されるので、
入射する光の振幅は V1＋V2＝sin（ω＋ωb）ｔ＋sin（ωt＋φ） ＝2sin（ωt＋ωbt／２＋φ）cos｛（ωbt −φ）／２｝ (4) のように、V1、V2の和となる。ここで、フオト
デイテクタPD１の出力は入射する光の振幅の２
乗に比例するので、理論的には （V1＋V2）2＝4sin2｛（ω＋ωb／２）ｔ＋φ｝・cos
2｛（ωbt−φ）／２｝(5) となるが、フオトデイテクタPD１は光の周波数
には応答できず、平均値を示すようになるので、
その出力Vpは Vp＝２＋2cos（ωbt−φ） (6) となる。
したがつて、AO変調器AOM１における変調
角周波数ωbがわかつていれば、フオトデイテク
タPD１の出力Vpの値から位相遅れ量φを算出す
ることができる。
角周波数ωbがわかつていれば、フオトデイテク
タPD１の出力Vpの値から位相遅れ量φを算出す
ることができる。
さて、マイケルソンの干渉光学系を使用する
と、上記のようにして、距離に応じて変化する位
相遅れ量φを測定することが可能であるが、この
位相遅れ量φの値は （2πN＋φ）：Ｎは自然数 と等価であるので、位相遅れ量φの大きさからた
だちにキユーブコーナCC１までの距離を特定す
ることはできない。
と、上記のようにして、距離に応じて変化する位
相遅れ量φを測定することが可能であるが、この
位相遅れ量φの値は （2πN＋φ）：Ｎは自然数 と等価であるので、位相遅れ量φの大きさからた
だちにキユーブコーナCC１までの距離を特定す
ることはできない。
そこで、図の測長器においては、測定に使用す
る測長を変化させ、各波長に対応した位相遅れ量
φを順次測定するとともに、これらの測定結果を
連立方程式として解くことにより、測定対象（キ
ユーブコーナCC１）までの距離を求めるように
している。
る測長を変化させ、各波長に対応した位相遅れ量
φを順次測定するとともに、これらの測定結果を
連立方程式として解くことにより、測定対象（キ
ユーブコーナCC１）までの距離を求めるように
している。
いま、ハーフミラーHMR１からキユーブコー
ナCC２までの距離をｄ１、ハーフミラーHMR１
からキユーブコーナCC１までの距離をｄ２とす
ると、これらの各光路長の差は 2d1−2d2＝2d となる。したがつて、測定に使用する光の波長を
λ1、λ2、λ3、λ4（λ1＜λ2＜λ3＜λ4）とし、この
時に得られる位相遅れ量をφ1、φ2、φ3、φ4（φ1
〜φ4は０〜2π）とすると、各測定結果からは次
のような式が成立する。
ナCC２までの距離をｄ１、ハーフミラーHMR１
からキユーブコーナCC１までの距離をｄ２とす
ると、これらの各光路長の差は 2d1−2d2＝2d となる。したがつて、測定に使用する光の波長を
λ1、λ2、λ3、λ4（λ1＜λ2＜λ3＜λ4）とし、この
時に得られる位相遅れ量をφ1、φ2、φ3、φ4（φ1
〜φ4は０〜2π）とすると、各測定結果からは次
のような式が成立する。
2d＝n1λ1＋λ1φ1／2π (7)
2d＝n2λ2＋λ2φ2／2π (8)
2d＝n3λ3＋λ3φ3／2π (9)
2d＝n4λ4＋λ4φ4／2π (10)
n1〜n4は自然数、
また、これらの関係式の中から、上記(7)、(8)式
を使用してｄを求めると、 ｄ＝A12（n1−n2） ＋A12（Φ1／λ1−Φ2／λ2） (11) なお、 A12＝λ1／２・λ2／２／λ2／２−λ1／
２ Φ1＝λ1φ1／2π、Φ2＝λ2φ2／2π となる。ここで、A12は２つの波長λ1、λ2にお
ける最小公倍波長であり、このA12の値を測定範
囲と等しく、またはそれより大きく選ぶようにす
ると、上記(11)式におけるA12（n1−n2）の項の値
を特定することができ、これらの波長λ1、λ2に
対応した位相遅れ量φ1、φ2から距離ｄを一義的
に算出することができる。すなわち、測定範囲が
最小公倍波長A12より狭ければ、この時の位相遅
れ量φは常に０〜2πの間にあるので、距離ｄと
位相遅れ量φとが一対一に対応することになり、
位相遅れ量φからただちに距離ｄを特定すること
ができる。例えば、測定範囲を０〜1000mmとした
場合、最小公倍波長A12が1000mmとなるように波
長λ1、λ2の大きさを選択すれば、前記(11)式にお
けるA12（n1−n2）の項は０となり、位相遅れ量
φ1、φ2から距離ｄを一義的に算出することがで
きる。
を使用してｄを求めると、 ｄ＝A12（n1−n2） ＋A12（Φ1／λ1−Φ2／λ2） (11) なお、 A12＝λ1／２・λ2／２／λ2／２−λ1／
２ Φ1＝λ1φ1／2π、Φ2＝λ2φ2／2π となる。ここで、A12は２つの波長λ1、λ2にお
ける最小公倍波長であり、このA12の値を測定範
囲と等しく、またはそれより大きく選ぶようにす
ると、上記(11)式におけるA12（n1−n2）の項の値
を特定することができ、これらの波長λ1、λ2に
対応した位相遅れ量φ1、φ2から距離ｄを一義的
に算出することができる。すなわち、測定範囲が
最小公倍波長A12より狭ければ、この時の位相遅
れ量φは常に０〜2πの間にあるので、距離ｄと
位相遅れ量φとが一対一に対応することになり、
位相遅れ量φからただちに距離ｄを特定すること
ができる。例えば、測定範囲を０〜1000mmとした
場合、最小公倍波長A12が1000mmとなるように波
長λ1、λ2の大きさを選択すれば、前記(11)式にお
けるA12（n1−n2）の項は０となり、位相遅れ量
φ1、φ2から距離ｄを一義的に算出することがで
きる。
次に、上記のような波長λ1、λ2の組合せによ
り、測定地d12が得られ、この時の測定精度（測
定誤差）から、測定出力d12における真値の範囲
がd12min＜d12＜d12maxのように求められたとす
ると、次回の波長の組合せ（λ1、λ3）は、真値
の範囲d12min〜d12maxを測定範囲（最小公倍波
長）とするように選ばれる。したがつて、測定範
囲が狭く絞り込まれ、より高分解能な測定が可能
となる。
り、測定地d12が得られ、この時の測定精度（測
定誤差）から、測定出力d12における真値の範囲
がd12min＜d12＜d12maxのように求められたとす
ると、次回の波長の組合せ（λ1、λ3）は、真値
の範囲d12min〜d12maxを測定範囲（最小公倍波
長）とするように選ばれる。したがつて、測定範
囲が狭く絞り込まれ、より高分解能な測定が可能
となる。
このように、上記の関係を利用して、波長の組
合せ（最小公倍波長）を選択し、測定範囲を順次
絞り込んで行けば、任意の測定範囲にわたつてア
ブソリユートな測定結果を得ることができるとと
もに、測定の分解能を波長単位にまで高めること
ができる。
合せ（最小公倍波長）を選択し、測定範囲を順次
絞り込んで行けば、任意の測定範囲にわたつてア
ブソリユートな測定結果を得ることができるとと
もに、測定の分解能を波長単位にまで高めること
ができる。
しかしながら、上記のような測長器では、波長
の組合せを順次変えることにより、測定範囲（最
小公倍波長）を広い状態から波長単位にまで絞り
込んでいるので、広い測定範囲をカバーするため
には、多くの波長（レーザ光源）を使用しなけれ
ばならない。
の組合せを順次変えることにより、測定範囲（最
小公倍波長）を広い状態から波長単位にまで絞り
込んでいるので、広い測定範囲をカバーするため
には、多くの波長（レーザ光源）を使用しなけれ
ばならない。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなく
し、アブソリユートな測定出力を得ることができ
るとともに、より少ない数の波長（レーザ光源）
で広い測定範囲をカバーすることのできる測長器
を簡単な構成により実現することを目的としたも
のである。
し、アブソリユートな測定出力を得ることができ
るとともに、より少ない数の波長（レーザ光源）
で広い測定範囲をカバーすることのできる測長器
を簡単な構成により実現することを目的としたも
のである。
本発明の測長器は、少なくとも２つ以上の波長
の異なる光を切り換えて、測定対象までの距離に
応じた光の位相遅れ量を順次測定するとともに、
これらの波長と位相遅れ量との関係から前記測定
対象までの距離を求めるようにした測長器におい
て、レーザ光源から出射された光をFM変調する
変調手段を設け、各波長に応じた位相遅れ量の測
定を行なう前に、任意の波長の光をFM変調し、
このFM変調信号の位相遅れ量から前記測定対象
までの距離を測定して、大まかな測定範囲の絞り
込みを行なうようにしたものである。
の異なる光を切り換えて、測定対象までの距離に
応じた光の位相遅れ量を順次測定するとともに、
これらの波長と位相遅れ量との関係から前記測定
対象までの距離を求めるようにした測長器におい
て、レーザ光源から出射された光をFM変調する
変調手段を設け、各波長に応じた位相遅れ量の測
定を行なう前に、任意の波長の光をFM変調し、
このFM変調信号の位相遅れ量から前記測定対象
までの距離を測定して、大まかな測定範囲の絞り
込みを行なうようにしたものである。
このように、波長と位相遅れ量との関係から測
定範囲を絞り込む前に、FM変調信号を利用して
測定対象までの距離を測定すると、この測定結果
から測定範囲の大まかな絞り込みを行なうことが
でき、波長の組合せによる距離の測定を狭い測定
範囲から開始することができるので、任意の測定
範囲にわたつてアブソリユートな測定出力を得る
ことができるとともに、より少ない数の波長（レ
ーザ光源）で広い測定範囲をカバーすることがで
きる。
定範囲を絞り込む前に、FM変調信号を利用して
測定対象までの距離を測定すると、この測定結果
から測定範囲の大まかな絞り込みを行なうことが
でき、波長の組合せによる距離の測定を狭い測定
範囲から開始することができるので、任意の測定
範囲にわたつてアブソリユートな測定出力を得る
ことができるとともに、より少ない数の波長（レ
ーザ光源）で広い測定範囲をカバーすることがで
きる。
第１図は本発明の測長器の一実施例を示す構成
図である。図において、前記第２図と同様のもの
は同一符号を付して示す。AOM２はレーザ光源
１から出射された光をFM変調するAO変調器、
５はAO変調器AOM２にFM変調信号Fmを供給
するFM変調信号源、６はAO変調器AOM２によ
り変調（回折）された光の出射方向を揃えるため
のレンズ、７はAO変調器AOM２における０次
回折光を遮断するストツパ、SW１，SW２はス
イツチである。
図である。図において、前記第２図と同様のもの
は同一符号を付して示す。AOM２はレーザ光源
１から出射された光をFM変調するAO変調器、
５はAO変調器AOM２にFM変調信号Fmを供給
するFM変調信号源、６はAO変調器AOM２によ
り変調（回折）された光の出射方向を揃えるため
のレンズ、７はAO変調器AOM２における０次
回折光を遮断するストツパ、SW１，SW２はス
イツチである。
上記のように構成された測長器において、その
動作は次の通りである。
動作は次の通りである。
まず、波長の組合せによる測長動作の前に行な
われる。FM変調信号を使用した測長動作につい
て説明する。この場合、スイツチSW１，SW２
は共にａ側の接点に接続され、AO変調器AOM
２は Fm＝Δω1、sinΩt (12) なる変調信号で光を変調する。この時、レーザ光
源１の角周波数（波長）をω0に固定しておくと、
AO変調器AOM２により変調された光の振幅V0
は、 V0＝sin（ω0t＋Δω1／Ω・sinΩt） (13) となる。ここで、AO変調器AOM１には駆動信
号fbが印加されていないので、基準側の光路を介
してフオトデイテクタPD１に入射する光の振幅
Ｖ１は、(13)式のV0に等しく、また、測長側の光
路を介してフオトデイテクタPD１に入射する光
の振幅V2は、 V2＝sin｛ω0t＋Δω1／Ω・sin（Ωt ＋φ1）＋φ2｝ (14) ここで、 φ1＝4πd／λf＝2Ωd／ｃ φ2＝4πd／λ0 ＝2d（ω0＋Δω1sinΩt）／Ｃ 2ω0d／Ｃ λf：FM変調周期の波長 λ0：光（ω0）の波長 Ｃ：光速 となる。したがつて、フオトデイテクタPD１に
入射する光の振幅は上記V1、V2の和となり、こ
れを前記(4)〜(6)式と同様に展開すると、フオトデ
イテクタPD１から得られる出力Vpは Vp＝Ｋ〔cos｛−2Δω1d／Ｃ・cos（Ωt＋
φ1／２）−2ω0d／Ｃ｝＋１〕 Ｋ：定数 となる。ここで、cos（Ωt＋φ1／２）の項は−１
から＋１の範囲で変化するので、出力Vpは
2Δω1d／Ｃの値によつてFM変調１周期当りの零
クロスの回数が変化する。したがつて、Δω1の値
が分つていれば、出力Vpから距離ｄを求めるこ
とができる。
われる。FM変調信号を使用した測長動作につい
て説明する。この場合、スイツチSW１，SW２
は共にａ側の接点に接続され、AO変調器AOM
２は Fm＝Δω1、sinΩt (12) なる変調信号で光を変調する。この時、レーザ光
源１の角周波数（波長）をω0に固定しておくと、
AO変調器AOM２により変調された光の振幅V0
は、 V0＝sin（ω0t＋Δω1／Ω・sinΩt） (13) となる。ここで、AO変調器AOM１には駆動信
号fbが印加されていないので、基準側の光路を介
してフオトデイテクタPD１に入射する光の振幅
Ｖ１は、(13)式のV0に等しく、また、測長側の光
路を介してフオトデイテクタPD１に入射する光
の振幅V2は、 V2＝sin｛ω0t＋Δω1／Ω・sin（Ωt ＋φ1）＋φ2｝ (14) ここで、 φ1＝4πd／λf＝2Ωd／ｃ φ2＝4πd／λ0 ＝2d（ω0＋Δω1sinΩt）／Ｃ 2ω0d／Ｃ λf：FM変調周期の波長 λ0：光（ω0）の波長 Ｃ：光速 となる。したがつて、フオトデイテクタPD１に
入射する光の振幅は上記V1、V2の和となり、こ
れを前記(4)〜(6)式と同様に展開すると、フオトデ
イテクタPD１から得られる出力Vpは Vp＝Ｋ〔cos｛−2Δω1d／Ｃ・cos（Ωt＋
φ1／２）−2ω0d／Ｃ｝＋１〕 Ｋ：定数 となる。ここで、cos（Ωt＋φ1／２）の項は−１
から＋１の範囲で変化するので、出力Vpは
2Δω1d／Ｃの値によつてFM変調１周期当りの零
クロスの回数が変化する。したがつて、Δω1の値
が分つていれば、出力Vpから距離ｄを求めるこ
とができる。
このように、FM変調信号を使用して距離ｄが
測定されると、その測定精度に応じて大まかな測
定範囲の絞り込みを行なうことができるので、以
後はこの測定範囲を基にした波長の組合せによる
測長動作が行なわれる。この場合、スイツチSW
１，SW２は共にｂ側の接点に切り換えられ、
AO変調器AOM１には駆動信号fbが供給される
とともに、AO変調器AOM２の駆動信号Fmは一
定の周波数に固定される。
測定されると、その測定精度に応じて大まかな測
定範囲の絞り込みを行なうことができるので、以
後はこの測定範囲を基にした波長の組合せによる
測長動作が行なわれる。この場合、スイツチSW
１，SW２は共にｂ側の接点に切り換えられ、
AO変調器AOM１には駆動信号fbが供給される
とともに、AO変調器AOM２の駆動信号Fmは一
定の周波数に固定される。
以下の動作は、前記した第２図の装置と同様で
あり、レーザ光源１の波長を順次変更するととも
に、この時の位相遅れ量を測定し、演算回路４に
より距離ｄの値を高精度に算出する。なお、この
場合、測定に使用される波長は、レーザ光源１に
より発生された波長そのものではなく、AO変調
器AOM２により一定量だけ変調された値となつ
ている。
あり、レーザ光源１の波長を順次変更するととも
に、この時の位相遅れ量を測定し、演算回路４に
より距離ｄの値を高精度に算出する。なお、この
場合、測定に使用される波長は、レーザ光源１に
より発生された波長そのものではなく、AO変調
器AOM２により一定量だけ変調された値となつ
ている。
このように、波長と位相遅れ量との関係から測
定範囲を絞り込む前に、FM変調信号を利用して
測定対象までの距離を測定すると、この測定結果
から測定範囲の大まかな絞り込みを行なうこがで
きるので、波長の組合せによる距離の測定を狭い
測定範囲から開始することができ、少ない数の波
長（レーザ光源）で波長単位の分解能まで実現す
ることができる。ここで、本発明の測長器におい
ては、使用する波長（レーザ光源）の数が減少す
る代りにFM変調手段を設けなければならないこ
とになるが、多数の波長のレーザ光源に比べれ
ば、FM変調手段の方がより安価であり、実現が
容易である。
定範囲を絞り込む前に、FM変調信号を利用して
測定対象までの距離を測定すると、この測定結果
から測定範囲の大まかな絞り込みを行なうこがで
きるので、波長の組合せによる距離の測定を狭い
測定範囲から開始することができ、少ない数の波
長（レーザ光源）で波長単位の分解能まで実現す
ることができる。ここで、本発明の測長器におい
ては、使用する波長（レーザ光源）の数が減少す
る代りにFM変調手段を設けなければならないこ
とになるが、多数の波長のレーザ光源に比べれ
ば、FM変調手段の方がより安価であり、実現が
容易である。
なお、上記の説明においては、レーザ光源１と
して一波長の光源と波長シフタとにより構成され
る光源を例示したが、波長の異なる複数の光を発
生する手段はこれに限られるものではなく、例え
ば、発生波長の異なるレーザ光源を複数個使用し
て、これらのレーザ光源の出力光を選択的に出射
するようにしても、同様の動作を行なわせること
ができる。また、測定に使用する波長の数は、目
的とする分解能に応じて決められるもので、４つ
に限られるものではない。さらに、位相遅れ量φ
から距離ｄを求める演算手順は、上記の方法に限
られるものではない。
して一波長の光源と波長シフタとにより構成され
る光源を例示したが、波長の異なる複数の光を発
生する手段はこれに限られるものではなく、例え
ば、発生波長の異なるレーザ光源を複数個使用し
て、これらのレーザ光源の出力光を選択的に出射
するようにしても、同様の動作を行なわせること
ができる。また、測定に使用する波長の数は、目
的とする分解能に応じて決められるもので、４つ
に限られるものではない。さらに、位相遅れ量φ
から距離ｄを求める演算手順は、上記の方法に限
られるものではない。
以上説明したように、本発明の測長器では、少
なくとも２つ以上の波長の異なる光を切り換え
て、測定対象までの距離に応じた光の位相遅れ量
を順次測定するとともに、これらの波長と位相遅
れ量との関係から前記測定対象までの距離を求め
るようにした測長器において、レーザ光源から出
射された光をFM変調する変調手段を設け、各波
長に応じた位相遅れ量の測定を行なう前に、任意
の波長の光をFM変調し、このFM変調信号の位
相遅れ量から前記測定対象までの距離を測定し
て、大まかな測定範囲の絞り込みを行なうように
しているので、波長の組合せによる距離の測定を
狭い測定範囲から開始することができ、アブソリ
ユートな測定出力を得ることができるとともに、
より少ない数の波長（レーザ光源）で広い測定範
囲をカバーすることのできる測長器を簡単な構成
により実現することができる。
なくとも２つ以上の波長の異なる光を切り換え
て、測定対象までの距離に応じた光の位相遅れ量
を順次測定するとともに、これらの波長と位相遅
れ量との関係から前記測定対象までの距離を求め
るようにした測長器において、レーザ光源から出
射された光をFM変調する変調手段を設け、各波
長に応じた位相遅れ量の測定を行なう前に、任意
の波長の光をFM変調し、このFM変調信号の位
相遅れ量から前記測定対象までの距離を測定し
て、大まかな測定範囲の絞り込みを行なうように
しているので、波長の組合せによる距離の測定を
狭い測定範囲から開始することができ、アブソリ
ユートな測定出力を得ることができるとともに、
より少ない数の波長（レーザ光源）で広い測定範
囲をカバーすることのできる測長器を簡単な構成
により実現することができる。
第１図は本発明の測長器の一実施例を示す構成
図、第２図は本願出願人がすでに提案した測長器
の一例を示す構成図である。 １……レーザ光源、２……変調信号源、３……
位相検出回路、４……演算回路、５……FM変調
信号源、６……レンズ、７……ストツパ、HMR
１……ハーフミラー、PD１……フオトデイテク
タ、AOM１，AOM２……AO変調器、CC１，
CC２……キユーブコーナ、SW１，SW２……ス
イツチ。
図、第２図は本願出願人がすでに提案した測長器
の一例を示す構成図である。 １……レーザ光源、２……変調信号源、３……
位相検出回路、４……演算回路、５……FM変調
信号源、６……レンズ、７……ストツパ、HMR
１……ハーフミラー、PD１……フオトデイテク
タ、AOM１，AOM２……AO変調器、CC１，
CC２……キユーブコーナ、SW１，SW２……ス
イツチ。
Claims (1)
- １ マイケルソンの干渉光学系を利用し少なくと
も２つ以上の波長の異なる光を切り換えて測定対
象までの距離に応じた光の位相遅れ量を順次測定
するとともにこれらの波長と位相遅れ量との関係
から前記測定対象までの距離を求めるようにした
測長器において、レーザ光源から出射された光を
FM変調する変調手段を有し、前記各波長に応じ
た位相遅れ量の測定を行なう前に任意の波長の光
をFM変調し、このFM変調信号の位相遅れ量か
ら前記測定対象までの距離を測定して大まかな測
定範囲の絞り込みを行なうようにしたことを特徴
とする測長器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280416A JPS62138703A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280416A JPS62138703A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138703A JPS62138703A (ja) | 1987-06-22 |
| JPH0575241B2 true JPH0575241B2 (ja) | 1993-10-20 |
Family
ID=17624738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280416A Granted JPS62138703A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138703A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025197086A1 (ja) * | 2024-03-22 | 2025-09-25 | 富士通株式会社 | 測定プログラム、測定方法、および測定装置 |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60280416A patent/JPS62138703A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025197086A1 (ja) * | 2024-03-22 | 2025-09-25 | 富士通株式会社 | 測定プログラム、測定方法、および測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62138703A (ja) | 1987-06-22 |
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