JPH0575242B2 - - Google Patents
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- JPH0575242B2 JPH0575242B2 JP60280417A JP28041785A JPH0575242B2 JP H0575242 B2 JPH0575242 B2 JP H0575242B2 JP 60280417 A JP60280417 A JP 60280417A JP 28041785 A JP28041785 A JP 28041785A JP H0575242 B2 JPH0575242 B2 JP H0575242B2
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- phase delay
- wavelength
- distance
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- 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Voを、 Vo＝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＝sin（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Voを、 Vo＝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＝sin（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)
式に示されるような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（ω
tkωbt／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＝4sin｛（ω＋ωb／２）ｔ＋φ｝・cos2｛
（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。
式に示されるような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（ω
tkωbt／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＝4sin｛（ω＋ωb／２）ｔ＋φ｝・cos2｛
（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
各周波数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。
各周波数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
る波長を変化させ、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。
る波長を変化させ、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１、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１、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、測定値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、真価
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、測定値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、真価
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
絞り込で行けば、任意の測定範囲にわたつてアブ
ソリユートの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
絞り込で行けば、任意の測定範囲にわたつてアブ
ソリユートの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、上記のような測定器では、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、上記のような乗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、
これらの波長の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AM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AM変調し、
このAM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、
これらの波長の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AM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AM変調し、
このAM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、波長の位相遅れ量との関係から測
定範囲を絞り込む前に、AM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、AM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。ATTはレーザ光源１
から出射された光をAM変調するアツテネータ、
５はアツテネータATTにAM変調信号Faを供給
するAM変調信号源、PBS１，PBS２はビームス
プリツタ、６，７はλ／４板、PD２はフオトデ
イテクタ、SW１はスイツチである。ビームスプ
リツタPBS１はレーザ光源１から出射された光
を、基準側および測長側の各光路に分割するビー
ムスプリツタ、ビームスプリツタPBS２は後述
するAM変調信号による測長動作の際に、光路上
に挿入され、基準側および測長側の各光路を介し
て戻つて来た光を、それぞれフオトデイテクタ
PD１，PD２に入射させるビームスプリツタであ
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。ATTはレーザ光源１
から出射された光をAM変調するアツテネータ、
５はアツテネータATTにAM変調信号Faを供給
するAM変調信号源、PBS１，PBS２はビームス
プリツタ、６，７はλ／４板、PD２はフオトデ
イテクタ、SW１はスイツチである。ビームスプ
リツタPBS１はレーザ光源１から出射された光
を、基準側および測長側の各光路に分割するビー
ムスプリツタ、ビームスプリツタPBS２は後述
するAM変調信号による測長動作の際に、光路上
に挿入され、基準側および測長側の各光路を介し
て戻つて来た光を、それぞれフオトデイテクタ
PD１，PD２に入射させるビームスプリツタであ
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、AM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はａ側の
接点に接続され、ビームスプリツタPBS２は光
路上に挿入される。このため、基準側の光路を介
して戻つて来たフオトデイテクタPD１に入射し、
測長側の光路を介して戻つて来た光はフオトデイ
テクタPD２に入射するようになる。また、アツ
テネータATTは Fa＝sinΩt (12) なる変調信号で光を変調する。この時、レーザ光
源１から出射される光の強度を一定とすると、ア
ツテネータATTにより変調された光の強度Po
は、 Po＝１＋sinΩt (13) となる。ここで、基準側の光路を通る光はAO変
調器AOM１を通過することになるが、AO変調
器AOM１においては周波数シフトを受けるだけ
で、AM変調信号には影響はないので、基準側の
光路を介してフオトデイテクタPD１に入射する
光の強度Ｐ１は、(13)式のPoに等しく、また、測
長側の光路を介してフオトデイテクタPD２に入
射する光の強度Ｐ２は、 P2＝１＋sin（Ωt＋φa） (14) ここで、φa＝4πd／λa＝2Ωd／ｃ λa：AM変調周期の波長 Ｃ：光速 となる。したがつて、フオトデイテクタPD１，
PD２の出力の差からAM変調信号における位相
遅れ量φaを測定すれば、距離ｄを求めることが
できる。
われる、AM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はａ側の
接点に接続され、ビームスプリツタPBS２は光
路上に挿入される。このため、基準側の光路を介
して戻つて来たフオトデイテクタPD１に入射し、
測長側の光路を介して戻つて来た光はフオトデイ
テクタPD２に入射するようになる。また、アツ
テネータATTは Fa＝sinΩt (12) なる変調信号で光を変調する。この時、レーザ光
源１から出射される光の強度を一定とすると、ア
ツテネータATTにより変調された光の強度Po
は、 Po＝１＋sinΩt (13) となる。ここで、基準側の光路を通る光はAO変
調器AOM１を通過することになるが、AO変調
器AOM１においては周波数シフトを受けるだけ
で、AM変調信号には影響はないので、基準側の
光路を介してフオトデイテクタPD１に入射する
光の強度Ｐ１は、(13)式のPoに等しく、また、測
長側の光路を介してフオトデイテクタPD２に入
射する光の強度Ｐ２は、 P2＝１＋sin（Ωt＋φa） (14) ここで、φa＝4πd／λa＝2Ωd／ｃ λa：AM変調周期の波長 Ｃ：光速 となる。したがつて、フオトデイテクタPD１，
PD２の出力の差からAM変調信号における位相
遅れ量φaを測定すれば、距離ｄを求めることが
できる。
なお、この時の位相遅れ量φaは周期関数で、
ｄ＝λa／2N＋λa／２・φa／2π (15)
Ｎ：自然数
となり、測定範囲はλa／２となるので、所望の
測定範囲に合わせてAM変調信号における角周波
数Ω（波長λa）を変える必要がある。
測定範囲に合わせてAM変調信号における角周波
数Ω（波長λa）を変える必要がある。
このように、AM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がｂ側の接点に切り換えられるとともに、ビー
ムスプリツタPBS２が光路上から外れた位置に
移動させられる。このため、基準側および測長側
の光路を介し、ビームスプリツタPBS１によつ
て合成された光は、共にフオトデイテクタPD１
に入射するようになる。
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がｂ側の接点に切り換えられるとともに、ビー
ムスプリツタPBS２が光路上から外れた位置に
移動させられる。このため、基準側および測長側
の光路を介し、ビームスプリツタPBS１によつ
て合成された光は、共にフオトデイテクタPD１
に入射するようになる。
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、アツテネータATTにおける減衰量は、零
または一定の値に固定されている。
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、アツテネータATTにおける減衰量は、零
または一定の値に固定されている。
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、AM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AM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、AM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、AM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AM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、AM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。
また、第１図の例では、レーザ光源１の次段に
アツテネータATTを挿入し、レーザ光源１から
出射された光をAM変調する場合を例示したが、
レーザ光源１として、その駆動電流等を変化させ
ることにより、出射する光を強度を変化させるこ
とのできる光源を使用すれば、レーザ光源１自身
でAM変調を行なうことができる。
アツテネータATTを挿入し、レーザ光源１から
出射された光をAM変調する場合を例示したが、
レーザ光源１として、その駆動電流等を変化させ
ることにより、出射する光を強度を変化させるこ
とのできる光源を使用すれば、レーザ光源１自身
でAM変調を行なうことができる。
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AM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AM変調し、このAM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定器を簡単な構成
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AM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AM変調し、このAM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定器を簡単な構成
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……AM変調
信号源、６，７……λ／４板、HMR１……ハー
フミラー、PD１，PD２……フオトデイテクタ、
AOM１……AO変調器、CC１，CC２……キユー
ブコーナ、ATT……アツテネータ、PBS１，
PBS２……ビームスプリツタ、SW１……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……AM変調
信号源、６，７……λ／４板、HMR１……ハー
フミラー、PD１，PD２……フオトデイテクタ、
AOM１……AO変調器、CC１，CC２……キユー
ブコーナ、ATT……アツテネータ、PBS１，
PBS２……ビームスプリツタ、SW１……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
AM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AM変調し、このAM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 |
|---|---|---|---|
| JP60280417A JPS62138704A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60280417A JPS62138704A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138704A JPS62138704A (ja) | 1987-06-22 |
| JPH0575242B2 true JPH0575242B2 (ja) | 1993-10-20 |
Family
ID=17624754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280417A Granted JPS62138704A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 測長器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62138704A (ja) |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP60280417A patent/JPS62138704A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62138704A (ja) | 1987-06-22 |
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