JPH09166414A - 光計測装置 - Google Patents
光計測装置Info
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- JPH09166414A JPH09166414A JP7347369A JP34736995A JPH09166414A JP H09166414 A JPH09166414 A JP H09166414A JP 7347369 A JP7347369 A JP 7347369A JP 34736995 A JP34736995 A JP 34736995A JP H09166414 A JPH09166414 A JP H09166414A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成により、レーザおよび光学経路上
の揺らぎの影響を排除し、高精度に測定できる光測定装
置を提供する。 【解決手段】 電源４による注入電流制御で発振周波数
変調されたレーザ１の出力光をレンズ２およびアイソレ
ータ３を介してビームスプリッタ５に入力し、path１に
よる第１のハーフミラー６からの反射光とpath２による
第２のハーフミラー７からの反射光とpath３による被測
定物体１１からの反射光とを光検出器８で検出し、前記
３つの反射光の光干渉によるビート周波数信号を周波数
検出器９で検出し、信号処理手段１０により３つのビー
ト周波数から被測定物体１１までの距離を算出する。３
つの周波数情報により、発振周波数変調の変化率および
光速を消去して揺らぎの影響を排除し、高精度に距離を
測定することができる。なお、第１、第２のハーフミラ
ーに代えて両面で反射透過を行うレンズを用いる手段、
ビームスプリッタに代えて偏光ビームスプリッタと１／
４波長板を用いた手段も含む。
の揺らぎの影響を排除し、高精度に測定できる光測定装
置を提供する。 【解決手段】 電源４による注入電流制御で発振周波数
変調されたレーザ１の出力光をレンズ２およびアイソレ
ータ３を介してビームスプリッタ５に入力し、path１に
よる第１のハーフミラー６からの反射光とpath２による
第２のハーフミラー７からの反射光とpath３による被測
定物体１１からの反射光とを光検出器８で検出し、前記
３つの反射光の光干渉によるビート周波数信号を周波数
検出器９で検出し、信号処理手段１０により３つのビー
ト周波数から被測定物体１１までの距離を算出する。３
つの周波数情報により、発振周波数変調の変化率および
光速を消去して揺らぎの影響を排除し、高精度に距離を
測定することができる。なお、第１、第２のハーフミラ
ーに代えて両面で反射透過を行うレンズを用いる手段、
ビームスプリッタに代えて偏光ビームスプリッタと１／
４波長板を用いた手段も含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光計測装置に関す
るものであり、とくにレーザ光を利用して物体までの距
離を計測する光計測装置およびその計測方法に関する。
るものであり、とくにレーザ光を利用して物体までの距
離を計測する光計測装置およびその計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の光計測装置について図面を
参照しながら説明する。従来、レーザ光のコヒーレンス
特性を利用して物体の距離や形状を高精度、かつ非接触
で計測する光計測装置としてヘテロダイン干渉法が用い
られている。図３は従来のヘテロダイン干渉計測装置の
構成を示す模式図である。図において、１は半導体レー
ザ、２は半導体レーザ１の出力光を平行光に変換するレ
ンズ、３は半導体レーザ１への戻り光を遮断するアイソ
レータ、４は半導体レーザ１を駆動する電源、５は半導
体レーザ光を２分するビームスプリッタ、８はミラー１
６の反射光と被測定物体１１の反射光が干渉した光信号
を検出する光検出器、９は干渉した光信号から得られる
ビート周波数を検出する周波数検出器、１０は得られた
ビート周波数から被測定物体１１までの距離を求める信
号処理手段である。
参照しながら説明する。従来、レーザ光のコヒーレンス
特性を利用して物体の距離や形状を高精度、かつ非接触
で計測する光計測装置としてヘテロダイン干渉法が用い
られている。図３は従来のヘテロダイン干渉計測装置の
構成を示す模式図である。図において、１は半導体レー
ザ、２は半導体レーザ１の出力光を平行光に変換するレ
ンズ、３は半導体レーザ１への戻り光を遮断するアイソ
レータ、４は半導体レーザ１を駆動する電源、５は半導
体レーザ光を２分するビームスプリッタ、８はミラー１
６の反射光と被測定物体１１の反射光が干渉した光信号
を検出する光検出器、９は干渉した光信号から得られる
ビート周波数を検出する周波数検出器、１０は得られた
ビート周波数から被測定物体１１までの距離を求める信
号処理手段である。
【０００３】上記構成においてその動作を説明する。図
４は半導体レーザ１に注入する電流と発振周波数とを時
間経過で示す特性図である。図に示したように、半導体
レーザ１への注入電流を電源４により変化させると、半
導体レーザ１の発振周波数はは注入電流に対応して変化
する。また、光検出器８で検出される光信号は、半導体
レーザ１からビームスプリッタ５を経由してミラー１６
で反射され、ふたたびビームスプリッタ５を通過して光
検出器８に導かれる光と、半導体レーザ１からビームス
プリッタ５を通り被測定物体１１で反射され、ふたたび
ビームスプリッタ５を経由して光検出器８に導かれる光
とが干渉した光として検出される。このとき２つの光路
に距離差Ｌが存在する場合、光速をＣとすると光検出器
８で検出される光信号Ｉは、半導体レーザ出力光の単位
時間当りの周波数変化をｄｆとすると、 Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ1・Ｉ2・cos（（2π・ｄｆ・Ｌ／Ｃ）
ｔ） として表される。
４は半導体レーザ１に注入する電流と発振周波数とを時
間経過で示す特性図である。図に示したように、半導体
レーザ１への注入電流を電源４により変化させると、半
導体レーザ１の発振周波数はは注入電流に対応して変化
する。また、光検出器８で検出される光信号は、半導体
レーザ１からビームスプリッタ５を経由してミラー１６
で反射され、ふたたびビームスプリッタ５を通過して光
検出器８に導かれる光と、半導体レーザ１からビームス
プリッタ５を通り被測定物体１１で反射され、ふたたび
ビームスプリッタ５を経由して光検出器８に導かれる光
とが干渉した光として検出される。このとき２つの光路
に距離差Ｌが存在する場合、光速をＣとすると光検出器
８で検出される光信号Ｉは、半導体レーザ出力光の単位
時間当りの周波数変化をｄｆとすると、 Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ1・Ｉ2・cos（（2π・ｄｆ・Ｌ／Ｃ）
ｔ） として表される。
【０００４】ここで、Ｉ1 、Ｉ2 はＤＣ成分であるので
周波数検出器９により検出される周波数は（ｄｆ・Ｌ／
Ｃ）となり、ｄｆおよびＣは固定または既知の値である
ため、周波数検出器９が検出する値から２つの光路の距
離差Ｌを求めることができる。
周波数検出器９により検出される周波数は（ｄｆ・Ｌ／
Ｃ）となり、ｄｆおよびＣは固定または既知の値である
ため、周波数検出器９が検出する値から２つの光路の距
離差Ｌを求めることができる。
【０００５】しかし、半導体レーザ１の発振波長や光学
経路上における揺らぎに起因して測定する距離に誤差を
生じる。この問題を解決する方法として、特開平６−１
２９８１２号公報が開示している手段がある。図５はそ
の概略構成を示す模式図である。図において、半導体レ
ーザ１から発した光はレンズ２を通過して平行光とな
り、戻り光を遮断するアイソレータ３を通過して干渉計
に導かれる。導かれた光はハーフミラー３１により２分
され、反射した光は偏光ビームスプリッタ５１、ミラー
６１、ミラー６２およびハーフミラー７１により構成さ
れた補助光学系に導かれ、path３０１およびpath４０１
を通過して光検出器８１に入射され、光信号として検出
される。また、ハーフミラー３１を通過した光は偏光ビ
ームスプリッタ５１により２分され、被測定物体１１に
より反射した光とミラー６３により反射した光とが干渉
し、光検出器８２に導かれる。補助光学系の構成は固定
であるので、光検出器８１で検出されるビート信号は一
定のものであるが、半導体レーザ１の発振波長の揺らぎ
や光学経路上における揺らぎにより光検出器８１で検出
される光信号は変化する。この光検出器８１で検出され
る信号を用いて光検出器８２で検出される信号に補正を
加えることにり、半導体レーザ１や光学経路上における
揺らぎに起因する誤差を補正する干渉系を構成してい
る。
経路上における揺らぎに起因して測定する距離に誤差を
生じる。この問題を解決する方法として、特開平６−１
２９８１２号公報が開示している手段がある。図５はそ
の概略構成を示す模式図である。図において、半導体レ
ーザ１から発した光はレンズ２を通過して平行光とな
り、戻り光を遮断するアイソレータ３を通過して干渉計
に導かれる。導かれた光はハーフミラー３１により２分
され、反射した光は偏光ビームスプリッタ５１、ミラー
６１、ミラー６２およびハーフミラー７１により構成さ
れた補助光学系に導かれ、path３０１およびpath４０１
を通過して光検出器８１に入射され、光信号として検出
される。また、ハーフミラー３１を通過した光は偏光ビ
ームスプリッタ５１により２分され、被測定物体１１に
より反射した光とミラー６３により反射した光とが干渉
し、光検出器８２に導かれる。補助光学系の構成は固定
であるので、光検出器８１で検出されるビート信号は一
定のものであるが、半導体レーザ１の発振波長の揺らぎ
や光学経路上における揺らぎにより光検出器８１で検出
される光信号は変化する。この光検出器８１で検出され
る信号を用いて光検出器８２で検出される信号に補正を
加えることにり、半導体レーザ１や光学経路上における
揺らぎに起因する誤差を補正する干渉系を構成してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光計
測装置では、通常の光学干渉計に比べて約２倍の光学素
子が必要となり、また、補助光学系を設置するので通常
の光学干渉計よりも全体的に大型な装置構成となるとい
う問題があった。
測装置では、通常の光学干渉計に比べて約２倍の光学素
子が必要となり、また、補助光学系を設置するので通常
の光学干渉計よりも全体的に大型な装置構成となるとい
う問題があった。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するもので、簡
易な構成で、半導体レーザや光学経路上における揺らぎ
に起因する誤差を補正でき、被測定物体までの距離を高
精度に測定できる光計測装置を提供することを目的とす
る。
易な構成で、半導体レーザや光学経路上における揺らぎ
に起因する誤差を補正でき、被測定物体までの距離を高
精度に測定できる光計測装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係わる本発明
は、半導体レーザと、前記半導体レーザを駆動する電源
と、前記半導体レーザの発振光を平行ビームに変換する
レンズと、前記平行ビームを通過させるとともに戻り光
を遮断するアイソレータと、前記アイソレータからの光
を分割するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタ
からの光の一部を反射し、残りの光を通過させる第１の
ハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの透過光の一
部を反射し、残りの光を透過させて被測定物体に照射す
る第２のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの反
射光と前記第２のハーフミラーの反射光と被測定物体の
反射光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介して検出
する光検出器と、前記光検出器により検出した信号から
前記３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信
号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出器により
検出された周波数信号を処理する信号処理手段とを備
え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電
流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理
手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物
体までの距離を算出するようにした光計測装置である。
は、半導体レーザと、前記半導体レーザを駆動する電源
と、前記半導体レーザの発振光を平行ビームに変換する
レンズと、前記平行ビームを通過させるとともに戻り光
を遮断するアイソレータと、前記アイソレータからの光
を分割するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタ
からの光の一部を反射し、残りの光を通過させる第１の
ハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの透過光の一
部を反射し、残りの光を透過させて被測定物体に照射す
る第２のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの反
射光と前記第２のハーフミラーの反射光と被測定物体の
反射光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介して検出
する光検出器と、前記光検出器により検出した信号から
前記３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信
号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出器により
検出された周波数信号を処理する信号処理手段とを備
え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電
流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理
手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物
体までの距離を算出するようにした光計測装置である。
【０００９】これにより、簡単な構成で、レーザや光学
経路上における揺らぎの影響を排除して高精度に被測定
物体までの距離を測定することができる。
経路上における揺らぎの影響を排除して高精度に被測定
物体までの距離を測定することができる。
【００１０】請求項２に係わる本発明は、半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換する第１のレンズと、
前記平行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断する
アイソレータと、前記アイソレータからの光を分割する
ビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの光を
入力し、両面において光が反射透過を起こし、透過光を
被測定物体に照射する第２のレンズと、前記第２のレン
ズの入射側面の反射光と前記第２のレンズの出射側面の
反射光と被測定物体の反射光とをそれぞれ前記ビームス
プリッタを介して検出する光検出器と、前記光検出器に
より検出した信号から前記３つの反射光の光干渉による
３つのビート周波数信号を検出する周波数検出器と、前
記周波数検出器により検出された周波数信号を処理する
信号処理手段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの
発振周波数を注入電流の制御により所定の変化率で変化
させ、前記信号処理手段は前記３つのビート周波数に基
づいて前記被測定物体までの距離を算出するようにした
光計測装置である。
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換する第１のレンズと、
前記平行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断する
アイソレータと、前記アイソレータからの光を分割する
ビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの光を
入力し、両面において光が反射透過を起こし、透過光を
被測定物体に照射する第２のレンズと、前記第２のレン
ズの入射側面の反射光と前記第２のレンズの出射側面の
反射光と被測定物体の反射光とをそれぞれ前記ビームス
プリッタを介して検出する光検出器と、前記光検出器に
より検出した信号から前記３つの反射光の光干渉による
３つのビート周波数信号を検出する周波数検出器と、前
記周波数検出器により検出された周波数信号を処理する
信号処理手段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの
発振周波数を注入電流の制御により所定の変化率で変化
させ、前記信号処理手段は前記３つのビート周波数に基
づいて前記被測定物体までの距離を算出するようにした
光計測装置である。
【００１１】これにより、前記第１および第２のハーフ
ミラーの取付精度の問題を排除するとともに、構成をさ
らに簡素化しならが、より高精度に測定することができ
る。
ミラーの取付精度の問題を排除するとともに、構成をさ
らに簡素化しならが、より高精度に測定することができ
る。
【００１２】請求項３に係わる本発明は、光軸を中心軸
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の一部を反射し、残りの光を通過
させる第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラー
の透過光の一部を反射し、残りの光を透過させて被測定
物体に照射する第２のハーフミラーと、前記第１のハー
フミラーの反射光と前記第２のハーフミラーの反射光と
被測定物体の反射光とをそれぞれ前記１／４波長板と前
記偏光ビームスプリッタとを介して検出する光検出器
と、前記光検出器により検出した信号から前記３つの反
射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検出する
周波数検出器と、前記周波数検出器により検出された周
波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記電源は
前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御により
所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前記３つ
のビート周波数に基づいて前記被測定物体までの距離を
算出するようにした光計測装置である。
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の一部を反射し、残りの光を通過
させる第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラー
の透過光の一部を反射し、残りの光を透過させて被測定
物体に照射する第２のハーフミラーと、前記第１のハー
フミラーの反射光と前記第２のハーフミラーの反射光と
被測定物体の反射光とをそれぞれ前記１／４波長板と前
記偏光ビームスプリッタとを介して検出する光検出器
と、前記光検出器により検出した信号から前記３つの反
射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検出する
周波数検出器と、前記周波数検出器により検出された周
波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記電源は
前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御により
所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前記３つ
のビート周波数に基づいて前記被測定物体までの距離を
算出するようにした光計測装置である。
【００１３】これにより、通常のビームスプリッタを用
いるよりも光の損失を低減し、請求項１に係わる手段の
効果をさらに高Ｓ／Ｎ比で実現することができる。
いるよりも光の損失を低減し、請求項１に係わる手段の
効果をさらに高Ｓ／Ｎ比で実現することができる。
【００１４】請求項４に係わる本発明は、光軸を中心軸
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の光を入力し、両面において光が
反射透過を起こし、透過光を被測定物体に照射する第２
のレンズと、前記第２のレンズの入射側面の反射光と前
記第２のレンズの出射側面の反射光と被測定物体の反射
光とをそれぞれ前記１／４波長板と前記偏光ビームスプ
リッタとを介して検出する光検出器と、前記光検出器に
より検出した信号から前記３つの反射光の光干渉による
３つのビート周波数信号を検出する周波数検出器と、前
記周波数検出器により検出された周波数信号を処理する
信号処理手段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの
発振周波数を注入電流の制御により所定の変化率で変化
させ、前記信号処理手段は前記３つのビート周波数に基
づいて前記被測定物体までの距離を算出するようにした
光計測装置である。
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の光を入力し、両面において光が
反射透過を起こし、透過光を被測定物体に照射する第２
のレンズと、前記第２のレンズの入射側面の反射光と前
記第２のレンズの出射側面の反射光と被測定物体の反射
光とをそれぞれ前記１／４波長板と前記偏光ビームスプ
リッタとを介して検出する光検出器と、前記光検出器に
より検出した信号から前記３つの反射光の光干渉による
３つのビート周波数信号を検出する周波数検出器と、前
記周波数検出器により検出された周波数信号を処理する
信号処理手段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの
発振周波数を注入電流の制御により所定の変化率で変化
させ、前記信号処理手段は前記３つのビート周波数に基
づいて前記被測定物体までの距離を算出するようにした
光計測装置である。
【００１５】これにより、通常のビームスプリッタを用
いるよりも光の損失を低減し、請求項２に係わる手段の
効果をさらに高Ｓ／Ｎ比で実現することができる。
いるよりも光の損失を低減し、請求項２に係わる手段の
効果をさらに高Ｓ／Ｎ比で実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の本発明は、半導
体レーザと、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記
半導体レーザの発振光を平行ビームに変換するレンズ
と、前記平行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断
するアイソレータと、前記アイソレータからの光を分割
するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの
光の一部を反射し、残りの光を通過させる第１のハーフ
ミラーと、前記第１のハーフミラーの透過光の一部を反
射し、残りの光を透過させて被測定物体に照射する第２
のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの反射光と
前記第２のハーフミラーの反射光と被測定物体の反射光
とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介して検出する光
検出器と、前記光検出器により検出した信号から前記３
つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検
出する周波数検出器と、前記周波数検出器により検出さ
れた周波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記
電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御
により所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前
記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物体までの
距離を算出するようにした光計測装置であり、また、請
求項２に記載の本発明は、半導体レーザと、前記半導体
レーザを駆動する電源と、前記半導体レーザの発振光を
平行ビームに変換する第１のレンズと、前記平行ビーム
を通過させるとともに戻り光を遮断するアイソレータ
と、前記アイソレータからの光を分割するビームスプリ
ッタと、前記ビームスプリッタからの光を入力し、両面
において光が反射透過を起こし、透過光を被測定物体に
照射する第２のレンズと、前記第２のレンズの入射側面
の反射光と前記第２のレンズの出射側面の反射光と被測
定物体の反射光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介
して検出する光検出器と、前記光検出器により検出した
信号から前記３つの反射光の光干渉による３つのビート
周波数信号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出
器により検出された周波数信号を処理する信号処理手段
とを備え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を
注入電流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信
号処理手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被
測定物体までの距離を算出するようにした光計測装置で
あり、また、請求項３に記載の本発明は、光軸を中心軸
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の一部を反射し、残りの光を通過
させる第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラー
の透過光の一部を反射し、残りの光を透過させて被測定
物体に照射する第２のハーフミラーと、前記第１のハー
フミラーの反射光と前記第２のハーフミラーの反射光と
被測定物体の反射光とをそれぞれ前記１／４波長板と前
記偏光ビームスプリッタとを介して検出する光検出器
と、前記光検出器により検出した信号から前記３つの反
射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検出する
周波数検出器と、前記周波数検出器により検出された周
波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記電源は
前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御により
所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前記３つ
のビート周波数に基づいて前記被測定物体までの距離を
算出するようにした光計測装置であり、また、請求項４
に記載の本発明は、光軸を中心軸上に回転する回転取付
け機構に取り付けた半導体レーザと、前記半導体レーザ
を駆動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビ
ームに変換するレンズと、前記平行ビームを通過させる
とともに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイソ
レータからの光を偏光分離する偏光ビームスプリッタ
と、前記偏光ビームスプリッタの通過光を円偏波に変換
して出力する１／４波長板と、前記１／４波長板の出力
光の光を入力し、両面において光が反射透過を起こし、
透過光を被測定物体に照射する第２のレンズと、前記第
２のレンズの入射側面の反射光と前記第２のレンズの出
射側面の反射光と被測定物体の反射光とをそれぞれ前記
１／４波長板と前記偏光ビームスプリッタとを介して検
出する光検出器と、前記光検出器により検出した信号か
ら前記３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数
信号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出器によ
り検出された周波数信号を処理する信号処理手段とを備
え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電
流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理
手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物
体までの距離を算出するようにした光計測装置である。
体レーザと、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記
半導体レーザの発振光を平行ビームに変換するレンズ
と、前記平行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断
するアイソレータと、前記アイソレータからの光を分割
するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタからの
光の一部を反射し、残りの光を通過させる第１のハーフ
ミラーと、前記第１のハーフミラーの透過光の一部を反
射し、残りの光を透過させて被測定物体に照射する第２
のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの反射光と
前記第２のハーフミラーの反射光と被測定物体の反射光
とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介して検出する光
検出器と、前記光検出器により検出した信号から前記３
つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検
出する周波数検出器と、前記周波数検出器により検出さ
れた周波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記
電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御
により所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前
記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物体までの
距離を算出するようにした光計測装置であり、また、請
求項２に記載の本発明は、半導体レーザと、前記半導体
レーザを駆動する電源と、前記半導体レーザの発振光を
平行ビームに変換する第１のレンズと、前記平行ビーム
を通過させるとともに戻り光を遮断するアイソレータ
と、前記アイソレータからの光を分割するビームスプリ
ッタと、前記ビームスプリッタからの光を入力し、両面
において光が反射透過を起こし、透過光を被測定物体に
照射する第２のレンズと、前記第２のレンズの入射側面
の反射光と前記第２のレンズの出射側面の反射光と被測
定物体の反射光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介
して検出する光検出器と、前記光検出器により検出した
信号から前記３つの反射光の光干渉による３つのビート
周波数信号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出
器により検出された周波数信号を処理する信号処理手段
とを備え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を
注入電流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信
号処理手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被
測定物体までの距離を算出するようにした光計測装置で
あり、また、請求項３に記載の本発明は、光軸を中心軸
上に回転する回転取付け機構に取り付けた半導体レーザ
と、前記半導体レーザを駆動する電源と、前記半導体レ
ーザの発振光を平行ビームに変換するレンズと、前記平
行ビームを通過させるとともに戻り光を遮断するアイソ
レータと、前記アイソレータからの光を偏光分離する偏
光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタの通
過光を円偏波に変換して出力する１／４波長板と、前記
１／４波長板の出力光の一部を反射し、残りの光を通過
させる第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラー
の透過光の一部を反射し、残りの光を透過させて被測定
物体に照射する第２のハーフミラーと、前記第１のハー
フミラーの反射光と前記第２のハーフミラーの反射光と
被測定物体の反射光とをそれぞれ前記１／４波長板と前
記偏光ビームスプリッタとを介して検出する光検出器
と、前記光検出器により検出した信号から前記３つの反
射光の光干渉による３つのビート周波数信号を検出する
周波数検出器と、前記周波数検出器により検出された周
波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前記電源は
前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制御により
所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は前記３つ
のビート周波数に基づいて前記被測定物体までの距離を
算出するようにした光計測装置であり、また、請求項４
に記載の本発明は、光軸を中心軸上に回転する回転取付
け機構に取り付けた半導体レーザと、前記半導体レーザ
を駆動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビ
ームに変換するレンズと、前記平行ビームを通過させる
とともに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイソ
レータからの光を偏光分離する偏光ビームスプリッタ
と、前記偏光ビームスプリッタの通過光を円偏波に変換
して出力する１／４波長板と、前記１／４波長板の出力
光の光を入力し、両面において光が反射透過を起こし、
透過光を被測定物体に照射する第２のレンズと、前記第
２のレンズの入射側面の反射光と前記第２のレンズの出
射側面の反射光と被測定物体の反射光とをそれぞれ前記
１／４波長板と前記偏光ビームスプリッタとを介して検
出する光検出器と、前記光検出器により検出した信号か
ら前記３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数
信号を検出する周波数検出器と、前記周波数検出器によ
り検出された周波数信号を処理する信号処理手段とを備
え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電
流の制御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理
手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物
体までの距離を算出するようにした光計測装置である。
【００１７】以下、実施例について説明する。
【００１８】
（実施例１）以下、本発明の光計測装置の実施例１につ
いて図面を参照しながら説明する。本実施例１は請求項
１および請求項２に係わる。
いて図面を参照しながら説明する。本実施例１は請求項
１および請求項２に係わる。
【００１９】図１は実施例１の構成を示す模式図であ
る。図において、１は半導体レーザ（以下、単にレーザ
と称す）、２はレーザ１の発振光を平行光に変換するレ
ンズ、３はレーザ１への戻り光を遮断するアイソレー
タ、４はレーザ用の電源、５はビームスプリッタ、６は
第１のハーフミラー、７は第２のハーフミラー、８は光
検出器、９は周波数検出器、１０は信号処理手段、１１
は被測定物体である。
る。図において、１は半導体レーザ（以下、単にレーザ
と称す）、２はレーザ１の発振光を平行光に変換するレ
ンズ、３はレーザ１への戻り光を遮断するアイソレー
タ、４はレーザ用の電源、５はビームスプリッタ、６は
第１のハーフミラー、７は第２のハーフミラー、８は光
検出器、９は周波数検出器、１０は信号処理手段、１１
は被測定物体である。
【００２０】上記構成においてその動作を説明する。レ
ーザ１の発振光は、レンズ２により平行光に変換され、
アイソレータ３を通過して干渉計本体に導かれる。ここ
でアイソレータ３は戻り光によりレーザ１の発振が不安
定になるのという現象を防止し、安定した発光源を確保
する役割を果している。ビームスプリッタ５に導かれた
光は２分され、一方はハーフミラー６に、残りは干渉計
外に放出される。レーザ光がハーフミラー６を通過する
とき、その一部は反射されてビームスプリッタ５により
再度２分され、一方はpath１を経由して光検出器８に導
かれ、残りはアイソレータ３で吸収される。ハーフミラ
ー６を通過した光はハーフミラー７を通過するとき、そ
の一部は反射され、ハーフミラー６、ビームスプリッタ
５なるpath２を通過して光検出器８に導かれる。また、
ハーフミラー７を通過した光は、被測定物体１１で反射
され、反射光の一部はハーフミラー７、ハーフミラー
６、ビームスプリッタ５なるpath３を経由して光検出器
８に導かれる。path１、path２、path３を通過した光は
光検出器８上で干渉しあい、光の干渉信号として光検出
器８で観測される。
ーザ１の発振光は、レンズ２により平行光に変換され、
アイソレータ３を通過して干渉計本体に導かれる。ここ
でアイソレータ３は戻り光によりレーザ１の発振が不安
定になるのという現象を防止し、安定した発光源を確保
する役割を果している。ビームスプリッタ５に導かれた
光は２分され、一方はハーフミラー６に、残りは干渉計
外に放出される。レーザ光がハーフミラー６を通過する
とき、その一部は反射されてビームスプリッタ５により
再度２分され、一方はpath１を経由して光検出器８に導
かれ、残りはアイソレータ３で吸収される。ハーフミラ
ー６を通過した光はハーフミラー７を通過するとき、そ
の一部は反射され、ハーフミラー６、ビームスプリッタ
５なるpath２を通過して光検出器８に導かれる。また、
ハーフミラー７を通過した光は、被測定物体１１で反射
され、反射光の一部はハーフミラー７、ハーフミラー
６、ビームスプリッタ５なるpath３を経由して光検出器
８に導かれる。path１、path２、path３を通過した光は
光検出器８上で干渉しあい、光の干渉信号として光検出
器８で観測される。
【００２１】レーザ１の注入電流は、図４に示したよう
に、電源４により三角波状に変化させられ、レーザ１の
発振光の周波数も同様に変化する。ここでｄｆはレーザ
１の発振周波数の変化の傾きを表している。ここで、実
際に光の発振周波数領域の信号は、光検出器８ではその
変化を忠実に捕らえることができず、ＤＣ成分として検
出する。ここでpath１、path２、path３の光路長をそれ
ぞれＬ1、Ｌ2、Ｌ3 とし、Ｃを光速とする。光検出器８
上で干渉する光は、path３の光を基準とすると、path２
の光はpath３の光から（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃだけ時間遅れの
光であり、path１の光も同様にpath３の光から（Ｌ3−
Ｌ1）／Ｃだけ時間遅れの光であり、path１とpath２の
光、path２とpath３の光、path１とpath３の光がそれぞ
れ干渉しあい、それらの干渉光が光検出器８で光信号と
して検出される。
に、電源４により三角波状に変化させられ、レーザ１の
発振光の周波数も同様に変化する。ここでｄｆはレーザ
１の発振周波数の変化の傾きを表している。ここで、実
際に光の発振周波数領域の信号は、光検出器８ではその
変化を忠実に捕らえることができず、ＤＣ成分として検
出する。ここでpath１、path２、path３の光路長をそれ
ぞれＬ1、Ｌ2、Ｌ3 とし、Ｃを光速とする。光検出器８
上で干渉する光は、path３の光を基準とすると、path２
の光はpath３の光から（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃだけ時間遅れの
光であり、path１の光も同様にpath３の光から（Ｌ3−
Ｌ1）／Ｃだけ時間遅れの光であり、path１とpath２の
光、path２とpath３の光、path１とpath３の光がそれぞ
れ干渉しあい、それらの干渉光が光検出器８で光信号と
して検出される。
【００２２】したがって、光検出器８で検出される信号
は、path１、path２、path３の光の周波数の差により発
生するビート信号であり、その信号Ｓは、 Ｓ＝ａ・sin｛2π(df・（Ｌ3−Ｌ1）／Ｃ)・t｝＋ｂ・s
in｛2π(df・（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃ)・t｝＋ｃ・sin｛2π(d
f・（Ｌ2−Ｌ1）／Ｃ)・t｝＋Ｄ ここで、ａ、ｂ、ｃは干渉計の構成条件により決定され
る値であり、Ｄは光検出器８で波として測定することの
できない光をＤＣ成分として検出する値である。周波数
検出器９は信号Ｓから、それぞれの周波数値を検出し、 ｆ1＝df・（Ｌ3−Ｌ1）／Ｃ ｆ2＝df・（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃ ｆ3＝df・（Ｌ2−Ｌ1）／Ｃ なる３つの周波数成分として検出する。干渉計の構成に
おいて位置が固定されていないものは被測定物体１１の
みであり、Ｌ1 およびＬ2 の値は固定値となるので、測
定したい距離Ｌ3 について、 （Ｌ3−Ｌ1）＝（Ｌ2−Ｌ1）・ｆ1／ｆ3 となり、信号処理手段１０においてレーザ１の揺らぎに
より変動するｄｆの項が含まれない上に、全ての光がpa
th３を通過し、共通の経路を使用しているので、干渉計
の光路上での温度変化などにより変動する光速Ｃの項が
相殺できるため、このような原因による誤差を補正し、
被測定物体までの距離を高精度に測定することが可能と
なる。
は、path１、path２、path３の光の周波数の差により発
生するビート信号であり、その信号Ｓは、 Ｓ＝ａ・sin｛2π(df・（Ｌ3−Ｌ1）／Ｃ)・t｝＋ｂ・s
in｛2π(df・（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃ)・t｝＋ｃ・sin｛2π(d
f・（Ｌ2−Ｌ1）／Ｃ)・t｝＋Ｄ ここで、ａ、ｂ、ｃは干渉計の構成条件により決定され
る値であり、Ｄは光検出器８で波として測定することの
できない光をＤＣ成分として検出する値である。周波数
検出器９は信号Ｓから、それぞれの周波数値を検出し、 ｆ1＝df・（Ｌ3−Ｌ1）／Ｃ ｆ2＝df・（Ｌ3−Ｌ2）／Ｃ ｆ3＝df・（Ｌ2−Ｌ1）／Ｃ なる３つの周波数成分として検出する。干渉計の構成に
おいて位置が固定されていないものは被測定物体１１の
みであり、Ｌ1 およびＬ2 の値は固定値となるので、測
定したい距離Ｌ3 について、 （Ｌ3−Ｌ1）＝（Ｌ2−Ｌ1）・ｆ1／ｆ3 となり、信号処理手段１０においてレーザ１の揺らぎに
より変動するｄｆの項が含まれない上に、全ての光がpa
th３を通過し、共通の経路を使用しているので、干渉計
の光路上での温度変化などにより変動する光速Ｃの項が
相殺できるため、このような原因による誤差を補正し、
被測定物体までの距離を高精度に測定することが可能と
なる。
【００２３】また、ハーフミラー６と、ハーフミラー７
とに代えて、両面において光が反射透過を起こすレンズ
を用いた場合についても同様な手法により被測定物体ま
での距離を測定することができるとともに、レンズの両
面により２つのハーフミラーの役割を果たすことによ
り、ハーフミラー６とハーフミラー７の相対的な取り付
け誤差をなくすことができ、被測定物体１１までの距離
（Ｌ3−Ｌ1）の測定において、（Ｌ2−Ｌ1）の取り付け
誤差を除き、より高精度に距離を計測することができ
る。
とに代えて、両面において光が反射透過を起こすレンズ
を用いた場合についても同様な手法により被測定物体ま
での距離を測定することができるとともに、レンズの両
面により２つのハーフミラーの役割を果たすことによ
り、ハーフミラー６とハーフミラー７の相対的な取り付
け誤差をなくすことができ、被測定物体１１までの距離
（Ｌ3−Ｌ1）の測定において、（Ｌ2−Ｌ1）の取り付け
誤差を除き、より高精度に距離を計測することができ
る。
【００２４】（実施例２）以下、本発明の光計測装置の
実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施
例２は請求項３および請求項４に係わる。
実施例２について図面を参照しながら説明する。本実施
例２は請求項３および請求項４に係わる。
【００２５】図２は本実施例２の構成を示す模式図であ
る。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して
説明を省略する。図において、１０１はレーザ１を光軸
周りに回転自在に固定する回転取付け機構、５１は偏光
ビームスプリッタ、５２は１／４波長板である。偏光ビ
ームスプリッタ５１は直線偏光のＰ波を透過し、Ｓ波を
反射するという性質を備えている。したがって、回転取
付け機構１０１はレーザ１の取付を干渉計にＰ波が最も
多く導かれるように回転させて位置決めする。
る。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して
説明を省略する。図において、１０１はレーザ１を光軸
周りに回転自在に固定する回転取付け機構、５１は偏光
ビームスプリッタ、５２は１／４波長板である。偏光ビ
ームスプリッタ５１は直線偏光のＰ波を透過し、Ｓ波を
反射するという性質を備えている。したがって、回転取
付け機構１０１はレーザ１の取付を干渉計にＰ波が最も
多く導かれるように回転させて位置決めする。
【００２６】上記構成においてその動作を説明する。な
お、ここではレーザ１の発振光の全てがＰ波となるよう
な理想的な場合を仮定して説明する。レーザ１が発した
すべての光は偏光ビームスプリッタ５１を通過し、１／
４波長板５２を通過して円偏光波となる。円偏光化され
た光はpath１１、path過程２１、path３１の経路を通
り、ふたたび１／４波長板５２を通過し、円偏光はＳ波
となり、偏光ビームスプリッタ５１に入射され、偏光ビ
ームスプリッタ５１で反射して光検出器８に導かれ、pa
th１１、path２１、path３１の光波は互いに干渉しあ
い、それぞれの周波数の差であるビート周波数成分の信
号の和として観測される。
お、ここではレーザ１の発振光の全てがＰ波となるよう
な理想的な場合を仮定して説明する。レーザ１が発した
すべての光は偏光ビームスプリッタ５１を通過し、１／
４波長板５２を通過して円偏光波となる。円偏光化され
た光はpath１１、path過程２１、path３１の経路を通
り、ふたたび１／４波長板５２を通過し、円偏光はＳ波
となり、偏光ビームスプリッタ５１に入射され、偏光ビ
ームスプリッタ５１で反射して光検出器８に導かれ、pa
th１１、path２１、path３１の光波は互いに干渉しあ
い、それぞれの周波数の差であるビート周波数成分の信
号の和として観測される。
【００２７】この場合、偏光ビームスプリッタ５１では
光が２分されず、ほとんどすべての光が干渉に用いられ
ているため、通常のビームスプリッタを用いた場合に比
べて、Ｓ／Ｎ被が格段に向上することは明白である。全
てがＰ波とならない場合においてもレーザ１の発する光
は直線偏光された光波であるので、回転取付け機構１０
１によりＰ波の割合は５０％以上にすることは可能であ
るため、干渉計に用いられる光の割合は、光を２分する
ビームスプリッタの場合と比べて必ず多い割合となるこ
とにより、干渉信号のＳ／Ｎ比が向上することは明らか
である。
光が２分されず、ほとんどすべての光が干渉に用いられ
ているため、通常のビームスプリッタを用いた場合に比
べて、Ｓ／Ｎ被が格段に向上することは明白である。全
てがＰ波とならない場合においてもレーザ１の発する光
は直線偏光された光波であるので、回転取付け機構１０
１によりＰ波の割合は５０％以上にすることは可能であ
るため、干渉計に用いられる光の割合は、光を２分する
ビームスプリッタの場合と比べて必ず多い割合となるこ
とにより、干渉信号のＳ／Ｎ比が向上することは明らか
である。
【００２８】なお、すべてがＰ波となる場合は、反射し
た光のすべてが偏光ビームスプリッタ５１で反射され、
レーザ１への戻り光がまったくなくなるので、アイソレ
ータ３が不要となることは言うまでもない。
た光のすべてが偏光ビームスプリッタ５１で反射され、
レーザ１への戻り光がまったくなくなるので、アイソレ
ータ３が不要となることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ハーフミラーまたは両面で反射・透過を起こすレン
ズを用いることにより、簡易な構成でレーザや光学経路
上での揺らぎに起因する誤差を補正し、被測定物体まで
の距離を高精度に測定することができ、従来の光計測装
置に比べ、小型、安価で高精度な装置として提供するこ
とができる。
は、ハーフミラーまたは両面で反射・透過を起こすレン
ズを用いることにより、簡易な構成でレーザや光学経路
上での揺らぎに起因する誤差を補正し、被測定物体まで
の距離を高精度に測定することができ、従来の光計測装
置に比べ、小型、安価で高精度な装置として提供するこ
とができる。
【図１】本発明の実施例１の光計測装置の構成を示す模
式図
式図
【図２】本発明の実施例２の光計測装置の構成を示す模
式図
式図
【図３】従来の光計測装置の構成を示す模式図
【図４】半導体レーザの注入電流と発振周波数とを示す
特性図
特性図
【図５】従来の光計測装置の他の構成を示す模式図
１ 半導体レーザ ２ レンズ ３ アイソレータ ４ 電源 ５ ビームスプリッタ ６ 第１のハーフミラー ７ 第２のハーフミラー ８ 光検出器 ９ 周波数検出器 １０ 信号処理手段 １１ 被測定物体 ５１ 偏光ビームスプリッタ ５２ １／４波長板 １０１ 回転取付け機構
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体レーザと、前記半導体レーザを駆
動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビーム
に変換するレンズと、前記平行ビームを通過させるとと
もに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイソレー
タからの光を分割するビームスプリッタと、前記ビーム
スプリッタからの光の一部を反射し、残りの光を通過さ
せる第１のハーフミラーと、前記第１のハーフミラーの
透過光の一部を反射し、残りの光を透過させて被測定物
体に照射する第２のハーフミラーと、前記第１のハーフ
ミラーの反射光と前記第２のハーフミラーの反射光と被
測定物体の反射光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを
介して検出する光検出器と、前記光検出器により検出し
た信号から前記３つの反射光の光干渉による３つのビー
ト周波数信号を検出する周波数検出器と、前記周波数検
出器により検出された周波数信号を処理する信号処理手
段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波数
を注入電流の制御により所定の変化率で変化させ、前記
信号処理手段は前記３つのビート周波数に基づいて前記
被測定物体までの距離を算出するようにした光計測装
置。 - 【請求項２】 半導体レーザと、前記半導体レーザを駆
動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビーム
に変換する第１のレンズと、前記平行ビームを通過させ
るとともに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイ
ソレータからの光を分割するビームスプリッタと、前記
ビームスプリッタからの光を入力し、両面において光が
反射透過を起こし、透過光を被測定物体に照射する第２
のレンズと、前記第２のレンズの入射側面の反射光と前
記第２のレンズの出射側面の反射光と被測定物体の反射
光とをそれぞれ前記ビームスプリッタを介して検出する
光検出器と、前記光検出器により検出した信号から前記
３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信号を
検出する周波数検出器と、前記周波数検出器により検出
された周波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前
記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制
御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は
前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物体まで
の距離を算出するようにした光計測装置。 - 【請求項３】 光軸を中心軸上に回転する回転取付け機
構に取り付けた半導体レーザと、前記半導体レーザを駆
動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビーム
に変換するレンズと、前記平行ビームを通過させるとと
もに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイソレー
タからの光を偏光分離する偏光ビームスプリッタと、前
記偏光ビームスプリッタの通過光を円偏波に変換して出
力する１／４波長板と、前記１／４波長板の出力光の一
部を反射し、残りの光を通過させる第１のハーフミラー
と、前記第１のハーフミラーの透過光の一部を反射し、
残りの光を透過させて被測定物体に照射する第２のハー
フミラーと、前記第１のハーフミラーの反射光と前記第
２のハーフミラーの反射光と被測定物体の反射光とをそ
れぞれ前記１／４波長板と前記偏光ビームスプリッタと
を介して検出する光検出器と、前記光検出器により検出
した信号から前記３つの反射光の光干渉による３つのビ
ート周波数信号を検出する周波数検出器と、前記周波数
検出器により検出された周波数信号を処理する信号処理
手段とを備え、前記電源は前記半導体レーザの発振周波
数を注入電流の制御により所定の変化率で変化させ、前
記信号処理手段は前記３つのビート周波数に基づいて前
記被測定物体までの距離を算出するようにした光計測装
置。 - 【請求項４】 光軸を中心軸上に回転する回転取付け機
構に取り付けた半導体レーザと、前記半導体レーザを駆
動する電源と、前記半導体レーザの発振光を平行ビーム
に変換するレンズと、前記平行ビームを通過させるとと
もに戻り光を遮断するアイソレータと、前記アイソレー
タからの光を偏光分離する偏光ビームスプリッタと、前
記偏光ビームスプリッタの通過光を円偏波に変換して出
力する１／４波長板と、前記１／４波長板の出力光の光
を入力し、両面において光が反射透過を起こし、透過光
を被測定物体に照射する第２のレンズと、前記第２のレ
ンズの入射側面の反射光と前記第２のレンズの出射側面
の反射光と被測定物体の反射光とをそれぞれ前記１／４
波長板と前記偏光ビームスプリッタとを介して検出する
光検出器と、前記光検出器により検出した信号から前記
３つの反射光の光干渉による３つのビート周波数信号を
検出する周波数検出器と、前記周波数検出器により検出
された周波数信号を処理する信号処理手段とを備え、前
記電源は前記半導体レーザの発振周波数を注入電流の制
御により所定の変化率で変化させ、前記信号処理手段は
前記３つのビート周波数に基づいて前記被測定物体まで
の距離を算出するようにした光計測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347369A JPH09166414A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光計測装置 |
| US08/766,866 US5760903A (en) | 1995-12-14 | 1996-12-13 | Light measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7347369A JPH09166414A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09166414A true JPH09166414A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18389773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7347369A Pending JPH09166414A (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 光計測装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5760903A (ja) |
| JP (1) | JPH09166414A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2022145268A (ja) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 国立大学法人徳島大学 | 距離、速度測定装置及び距離、速度測定方法 |
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1995
- 1995-12-14 JP JP7347369A patent/JPH09166414A/ja active Pending
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1996
- 1996-12-13 US US08/766,866 patent/US5760903A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US5760903A (en) | 1998-06-02 |
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