CN112204428B - 光测距装置以及加工装置 - Google Patents

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Abstract

将光测距装置(3)构成为如下：使频率扫描光输出部(10)在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光。

Description

光测距装置以及加工装置
技术领域
本发明涉及计算直至测定对象物为止的距离的光测距装置以及具备光测距装置的加工装置。
背景技术
作为使用光来测定直至测定对象物为止的距离的方法之一，有频率扫描干涉方式。
使用频率扫描干涉方式的光测距装置朝向测定对象物照射伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光(frequency-swept light，扫频光)，并将被测定对象物反射的频率扫描光作为反射光来接收。
光测距装置将照射到测定对象物之前的频率扫描光的一部分作为参考光，根据参考光和反射光的干涉光，测定直至测定对象物为止的距离。
在以下的专利文献1中，公开了产生伴随时间的经过而频率按照三角波状或者锯齿波状变化的频率电信号的扫描信号源。
锯齿波状的频率电信号是伴随时间的经过而频率从最低频率fmin变化至最高频率fmax的信号。
关于锯齿波状的频率电信号，在频率达到最高频率fmax时，频率临时返回到最低频率fmin，之后频率再次从最低频率fmin变化至最高频率fmax。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2017-191815号公报
发明内容
使用频率扫描干涉方式的光测距装置如果能够使用专利文献1公开的扫描信号源，则激光光源能够根据从扫描信号源产生的电信号的电压或者电流，反复照射频率扫描光。
但是，在由扫描信号源产生的电信号的电压或者电流从最大值急剧地变化至最小值那样的情况下，从激光光源输出的频率扫描光无法追随电信号的响应速度。因此，扫描信号源产生的电信号返回到频率扫描光的最低频率fmin，在立即以使频率扫描光变化的方式输出电信号的情况下，频率扫描光有时在振荡频率返回到最低频率fmin之前再次开始频率扫描。
为了在频率扫描光的频率完全返回到最低频率fmin之后再次开始频率扫描光的频率扫描，扫描信号源需要在频率扫描光的频率返回到最低频率fmin之后，以在经过一定时间以后使频率扫描光的频率变化的方式输出电信号。
激光光源输出伴随时间的经过的扫描频率的变化与电信号的电压或者电流的变化成正比例的频率扫描光，因此关于频率扫描光，也有时在从频率扫描光的频率返回到最低频率fmin起至再次开始频率扫描为止需要一定的时间。
关于从频率扫描光的频率返回到最低频率fmin起至再次开始接下来的频率扫描为止的时间，由于频率扫描光的频率不变化，所以存在光测距装置无法测定直至测定对象物为止的距离这样的课题。
本发明是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于得到一种能够消除无法测定直至测定对象物为止的距离的时间段的光测距装置以及加工装置。
本发明所涉及的光测距装置具备：频率扫描光输出部，反复输出伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光；光发送接收部，将从频率扫描光输出部输出的频率扫描光作为参考光输出，并且朝向测定对象物照射频率扫描光，将被测定对象物反射的频率扫描光作为反射光接收；光干涉部，使反射光和参考光干涉，输出反射光和参考光的干涉光；以及距离计算部，根据从光干涉部输出的干涉光，计算反射光的频率和参考光的频率的差分，并根据差分计算直至测定对象物的距离，频率扫描光输出部在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光。
根据本发明，将光测距装置构成为如下：使频率扫描光输出部在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光。因此，本发明所涉及的光测距装置能够消除无法测定直至测定对象物为止的距离的时间段。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的加工装置2的结构图。
图2是示出实施方式1所涉及的光测距装置3的结构图。
图3是示出实施方式1所涉及的光测距装置3的距离计算部34的结构图。
图4是示出距离计算部34的硬件的硬件结构图。
图5是示出距离计算部34通过软件或者固件等来实现的情况的计算机的硬件结构图。
图6是示出光干涉部31以及O/E变换部32的内部的结构图。
图7是示出由光测距装置3实施的距离的测定处理的说明图。
图8是示出锯齿波信号的波形的说明图。
图9是示出作为从第1激光光源13输出的第1频率扫描光的参考光及反射光和作为从第2激光光源14输出的第2频率扫描光的参考光及反射光的说明图。
图10是示出从第1激光光源13输出的第1频率扫描光中的频率的变化范围以及从第2激光光源14输出的第2频率扫描光中的频率的变化范围的说明图。
图11是示出实施方式2所涉及的光测距装置3的结构图。
(符号说明)
1：测定对象物；2：加工装置；3：光测距装置；4：加工部；10：频率扫描光输出部；11：扫描电信号输出部；12：延迟器；13：第1激光光源；14：第2激光光源；15：选择器；20：光发送接收部；21：光耦合器；22：循环器(circulator)；23：准直透镜；30：信号处理部；31：光干涉部；31a：光耦合器；32：O/E变换部；32a、32b：针状光电二极管(PIN photodiode)；32c：放大器；33：A/D变换部；34：距离计算部；35：傅里叶变换部；36：距离计算处理部；41：傅里叶变换电路；42：距离计算处理电路；51：存储器；52：处理器；60：频率扫描光输出部；61：激光光源；62：光耦合器；63：延迟器；64：选择器。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，依照所附的附图来说明用于实施本发明的方式。
实施方式1.
图1是示出实施方式1所涉及的加工装置2的结构图。
在图1中，测定对象物1相应的是由加工装置2加工的基板等。
测定对象物1是由光测距装置3测定距离的对象物，并且是由加工部4加工的对象物。
加工装置2具备光测距装置3以及加工部4。
光测距装置3是测定直至测定对象物1为止的距离，并将测定的距离输出给加工部4的装置。
加工部4根据从光测距装置3输出的距离来加工测定对象物1。
作为加工部4的加工例，考虑以使从光测距装置3输出的距离与设计值一致的方式研磨测定对象物1的加工或者切削测定对象物1的加工等。
图2是示出实施方式1所涉及的光测距装置3的结构图。
在图2中，频率扫描光输出部10具备扫描电信号输出部11、延迟器12、第1激光光源13、第2激光光源14以及选择器15。
频率扫描光输出部10将伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光，反复输出给光发送接收部20。
频率扫描光输出部10在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，将与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光输出给光发送接收部20。
扫描电信号输出部11将用于伴随时间的经过而使第1激光光源13以及第2激光光源14的频率变化的扫描电信号，输出给延迟器12以及第1激光光源13。
作为从扫描电信号输出部11输出的扫描电信号，除了锯齿波信号以外还考虑三角波信号等。在实施方式1的光测距装置3中，扫描电信号输出部11输出锯齿波信号作为扫描电信号。
锯齿波信号是以伴随时间的经过而使第1激光光源13以及第2激光光源14的频率从最低频率fmin变化至最高频率fmax的方式电压或者电流变化的信号。
频率扫描光的频率在达到最高频率fmax时，临时返回到最低频率fmin，之后再次从最低频率fmin变化至最高频率fmax。
另外，扫描电信号输出部11将表示选择第1频率扫描光的意思的第1选择器切换信号或者表示选择第2频率扫描光的意思的第2选择器切换信号，输出给选择器15。
延迟器12使从扫描电信号输出部11输出的锯齿波信号延迟，并将延迟后的锯齿波信号输出给第2激光光源14以及扫描电信号输出部11。
第1激光光源13经由光纤而与选择器15连接。
第1激光光源13根据从扫描电信号输出部11输出的锯齿波信号，将伴随时间的经过而频率变化的第1频率扫描光反复输出给选择器15。
第2激光光源14经由光纤而与选择器15连接。
第2激光光源14根据从延迟器12输出的锯齿波信号，将伴随时间的经过而频率变化的第2频率扫描光反复输出给选择器15。
选择器15经由光纤而与光发送接收部20的光耦合器21连接。
选择器15在从扫描电信号输出部11接收到第1选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第1频率扫描光，将第1频率扫描光输出给光耦合器21。
选择器15在从扫描电信号输出部11接收到第2选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第2频率扫描光，将第2频率扫描光输出给光耦合器21。
光发送接收部20具备光耦合器21、循环器22以及准直透镜23。
光发送接收部20将从频率扫描光输出部10输出的频率扫描光(第1频率扫描光或者第2频率扫描光)作为参考光而输出给信号处理部30。
另外，光发送接收部20将从频率扫描光输出部10输出的频率扫描光作为照射光而朝向测定对象物1进行照射，并将被测定对象物1反射的照射光作为反射光来接收。
光耦合器21经由光纤而与循环器22连接，并经由光纤而与信号处理部30的光干涉部31连接。
光耦合器21将从频率扫描光输出部10输出的频率扫描光分支为2个，将分支后的一方的频率扫描光输出给循环器22，并将分支后的另一方的频率扫描光作为参考光而输出给光干涉部31。
循环器22经由光纤而与准直透镜23连接，并经由光纤而与光干涉部31连接。
循环器22将从光耦合器21输出的频率扫描光输出给准直透镜23，将从准直透镜23输出的反射光输出给光干涉部31。
准直透镜23以使从循环器22输出的频率扫描光成为平行光的方式调整频率扫描光的波束直径。由准直透镜23调整波束直径后的频率扫描光作为照射光，朝向测定对象物1而被放射到空间。
准直透镜23将被测定对象物1反射的照射光聚光为反射光，并将反射光输出给循环器22。
信号处理部30具备光干涉部31、光电变换部(以下称为“O/E变换部”)32、模拟数字变换部(以下称为“A/D变换部”)33以及距离计算部34。
光干涉部31经由光纤而与O/E变换部32连接。
光干涉部31使从循环器22输出的反射光和从光耦合器21输出的参考光干涉，将反射光和参考光的干涉光输出给O/E变换部32。
O/E变换部32将从光干涉部31输出的干涉光变换为电信号(以下称为“干涉信号”)，将干涉信号输出给A/D变换部33。
A/D变换部33将从O/E变换部32输出的干涉信号从模拟信号变换为数字信号，将数字信号输出给距离计算部34。
距离计算部34如图3所示，具备傅里叶变换部35以及距离计算处理部36。
图3是示出实施方式1所涉及的光测距装置3的距离计算部34的结构图。
图4是示出距离计算部34的硬件的硬件结构图。
在图3中，傅里叶变换部35通过图4所示的傅里叶变换电路41来实现。
傅里叶变换部35实施如下处理：对从A/D变换部33输出的数字信号进行傅里叶变换，从而计算干涉光的频谱，并将频谱输出给距离计算处理部36。
距离计算处理部36通过图4所示的距离计算处理电路42来实现。
距离计算处理部36实施如下处理：根据从傅里叶变换部35输出的频谱，计算与反射光的频率分量相关的频率和与参考光的频率分量相关的频率的差分。
另外，距离计算处理部36实施如下处理：根据计算出的差分，计算从光测距装置3至测定对象物1的距离。
在图3中，设想作为距离计算部34的结构要素的傅里叶变换部35以及距离计算处理部36各自通过如图4所示的专用的硬件来实现的情况。即，设想距离计算部34通过傅里叶变换电路41以及距离计算处理电路42来实现的情况。
傅里叶变换电路41以及距离计算处理电路42各自例如相应的是单一电路、复合电路、被编程的处理器、被并行编程的处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者将它们组合而成的部件。
距离计算部34的结构要素不限于通过专用的硬件来实现，距离计算部34也可以通过软件、固件或者软件和固件的组合来实现。
软件或者固件作为程序而被储存到计算机的存储器。计算机意味着执行程序的硬件，例如相应的是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微型处理器、微型计算机、处理器或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。
图5是距离计算部34通过软件或者固件等来实现的情况的计算机的硬件结构图。
在距离计算部34通过软件或者固件等来实现的情况下，将用于使计算机执行傅里叶变换部35以及距离计算处理部36的处理过程的程序储存到存储器51。并且，计算机的处理器52执行储存于存储器51的程序。
另外，在图4中，示出距离计算部34的结构要素各自通过专用的硬件来实现的例子，在图5中，示出距离计算部34通过软件或者固件等来实现的例子，但也可以是距离计算部34中的一部分结构要素通过专用的硬件来实现，剩余的结构要素通过软件或者固件等来实现。
图6是示出光干涉部31以及O/E变换部32的内部的结构图。
在图6中，光耦合器31a将从循环器22输出的反射光和从光耦合器21输出的参考光进行合波。
另外，光耦合器31a将反射光和参考光的合波光分成2个波，将分波后的各个合波光作为干涉光而输出给针状光电二极管32a、32b。
针状光电二极管32a、32b是与从光耦合器31a输出的干涉光的光强度成正比例的电流流过的元件。
在针状光电二极管32a和针状光电二极管32b的连接点处，出现具有与干涉光的光强度成正比例的电压的电信号。
放大器32c放大该电信号，并将放大后的电信号作为干涉信号而输出给A/D变换部33。
图7是示出由光测距装置3实施的距离的测定处理的说明图。
图7示出光测距装置3测定直至3个测定对象物1为止的距离的例子。
图7例示的3个测定对象物1分别存在于位置X1、X2、X3，从光测距装置3起的距离分别是L1、L2、L3。L1<L2<L3。
接下来，说明图2所示的光测距装置3的动作。
频率扫描光输出部10将伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光，反复输出给光发送接收部20。
以下，具体地说明由频率扫描光输出部10实施的频率扫描光的输出动作。
扫描电信号输出部11将锯齿波信号作为伴随时间的经过而频率变化的扫描电信号，输出给延迟器12以及第1激光光源13。
图8是示出锯齿波信号的波形的说明图。
锯齿波信号是为了伴随时间的经过而使第1频率扫描光的频率以及第2频率扫描光的频率从最低频率fmin变化至最高频率fmax，电压或者电流变化的信号。
第1以及第2频率扫描光的频率在频率返回到最低频率fmin时，在经过一定时间以后，频率从最低频率fmin变化至最高频率fmax。
在经过一定时间以后第1以及第2频率扫描光的频率变化的理由在于，在第1以及第2频率扫描光的频率从最高频率fmax返回到最低频率fmin时需要时间。
扫描电信号输出部11在选择器15选择第1频率扫描光的期间中，监视输出给第1激光光源13的锯齿波信号的频率f。
扫描电信号输出部11在输出给第1激光光源13的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax时，将表示选择第2频率扫描光的意思的第2选择器切换信号输出给选择器15。
扫描电信号输出部11将输出给第1激光光源13的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax的定时，检测为从第1频率扫描光切换为第2频率扫描光的定时。
另外，扫描电信号输出部11在选择器15选择第2频率扫描光的期间中，监视从延迟器12输出的延迟后的锯齿波信号的频率f。
扫描电信号输出部11在延迟后的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax时，将表示选择第1频率扫描光的意思的第1选择器切换信号输出给选择器15。
扫描电信号输出部11将延迟后的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax的定时，检测为从第2频率扫描光切换为第1频率扫描光的定时。
延迟器12在从扫描电信号输出部11接收到锯齿波信号时，使锯齿波信号延迟，并将延迟后的锯齿波信号输出给第2激光光源14。
在后面叙述基于延迟器12的锯齿波信号的延迟时间。
第1激光光源13在从扫描电信号输出部11接收到锯齿波信号时，将伴随时间的经过的频率的变化与锯齿波信号的变化同步的第1频率扫描光输出给选择器15。
第2激光光源14在接收到从延迟器12输出的锯齿波信号时，将伴随时间的经过的频率的变化与锯齿波信号的变化同步的第2频率扫描光输出给选择器15。
图9是示出作为从第1激光光源13输出的第1频率扫描光的参考光及反射光和作为从第2激光光源14输出的第2频率扫描光的参考光及反射光的说明图。
第1以及第2频率扫描光在频率达到最高频率fmax时，频率临时返回到最低频率fmin，之后再次开始频率扫描。
关于第1以及第2频率扫描光，在频率返回到最低频率fmin时，直至再次开始频率扫描为止需要一定的时间，所以频率为最低频率fmin的状态持续一定时间。频率为最低频率fmin的状态持续的时间段是不能测定距离的时间段。
但是，在第1频率扫描光中频率为最低频率fmin的状态的时间段与在第2频率扫描光中频率为最低频率fmin的状态的时间段是错开的。
在第1频率扫描光的频率为最低频率fmin的时间段中，第2频率扫描光的频率是比最低频率fmin高的频率。
另外，在第2频率扫描光的频率为最低频率fmin的时间段中，第1频率扫描光的频率是比最低频率fmin高的频率。
选择器15在从扫描电信号输出部11接收到第1选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第1频率扫描光，将第1频率扫描光输出给光耦合器21。
选择器15在从扫描电信号输出部11接收到第2选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第2频率扫描光，将第2频率扫描光输出给光耦合器21。
光发送接收部20将从频率扫描光输出部10输出的第1频率扫描光或者第2频率扫描光作为参考光而输出给信号处理部30。
另外，光发送接收部20将从频率扫描光输出部10输出的第1频率扫描光或者第2频率扫描光作为照射光而朝向测定对象物1进行照射，并将被测定对象物1反射的照射光作为反射光来接收，将反射光输出给信号处理部30。
以下，具体地说明由光发送接收部20实施的照射光的照射动作以及反射光的接收动作。
光耦合器21在从选择器15接收到频率扫描光(第1频率扫描光或者第2频率扫描光)时，将频率扫描光分支为2个。
光耦合器21将分支后的一方的频率扫描光输出给循环器22，将分支后的另一方的频率扫描光作为参考光而输出给光干涉部31。
循环器22将从光耦合器21输出的频率扫描光输出给准直透镜23。
准直透镜23在从循环器22接收到频率扫描光时，以使频率扫描光成为平行光的方式调整频率扫描光的波束直径。由准直透镜23调整波束直径后的频率扫描光作为照射光，朝向测定对象物1而被放射到空间。
准直透镜23将被测定对象物1反射的照射光聚光为反射光，并将反射光输出给循环器22。
循环器22在从准直透镜23接收到反射光时，将反射光输出给光干涉部31。
光干涉部31使从循环器22输出的反射光和从光耦合器21输出的参考光干涉，将反射光和参考光的干涉光输出给O/E变换部32。
O/E变换部32在从光干涉部31接收到干涉光时，将干涉光变换为干涉信号，并将干涉信号输出给A/D变换部33。
A/D变换部33在从O/E变换部32接收到干涉信号时，将干涉信号从模拟信号变换为数字信号，并将数字信号输出给距离计算部34。
距离计算部34的傅里叶变换部35在从A/D变换部33接收到数字信号时，对数字信号进行傅里叶变换，从而计算干涉光的频谱，并将频谱输出给距离计算处理部36。
反射光到达光干涉部31的时刻比参考光到达光干涉部31的时刻晚，所以在反射光向光干涉部31的到达时刻与参考光向光干涉部31的到达时刻之间产生时刻差。
在频谱中，包含有与上述时刻差对应的频率差的分量，频率差与直至测定对象物1为止的距离成正比例。频率差是反射光的频率和参考光的频率的差分。
在图7中，例示从光测距装置3起的距离为L1的测定对象物1、距离为L2的测定对象物1以及距离为L3的测定对象物1。
在图7的例子中，在向光干涉部31的反射光是被从光测距装置3起的距离为L1的测定对象物1反射的反射光的情况下，反射光的频率和参考光的频率的频率差Δf是Δf1。被从光测距装置3起的距离为L1的测定对象物1反射的反射光是扫描(X1)表示的时间段中的反射光。
在向光干涉部31的反射光是被从光测距装置3起的距离为L2的测定对象物1反射的反射光的情况下，频率差Δf是Δf2。被从光测距装置3起的距离为L2的测定对象物1反射的反射光是扫描(X2)表示的时间段中的反射光。
在向光干涉部31的反射光是被从光测距装置3起的距离为L3的测定对象物1反射的反射光的情况下，频率差Δf是Δf3。被从光测距装置3起的距离为L3的测定对象物1反射的反射光是扫描(X3)表示的时间段中的反射光。Δf1<Δf2<Δf3。
距离计算处理部36在从傅里叶变换部35接收到频谱时，计算包含于频谱的频率差Δf。
距离计算处理部36根据频率差Δf，计算从光测距装置3至测定对象物1为止的距离L。
根据频率差Δf计算距离L的处理自身是公知的技术，所以省略详细的说明。
在此，说明基于延迟器12的锯齿波信号的延迟时间。
锯齿波信号的延迟时间的初始值是0。
在延迟时间是0的情况下，基于第1频率扫描光的距离的不可测定时间段与基于第2频率扫描光的距离的不可测定时间段一致。
距离的不可测定时间段如图9所示，包括反射光的频率和参考光的频率的频率差Δf为零的时间段T0。
距离计算处理部36测量频率差Δf为零的时间段T0。
如果频率扫描光(第1频率扫描光、第2频率扫描光)的扫描时间是Tsweep，则距离计算处理部36如以下的式(1)那样设定锯齿波信号的延迟时间Td。
T0+α<Td<Tsweep-(T0+α) (1)
在式(1)中，α是与反射光向光干涉部31的到达时刻和参考光向光干涉部31的到达时刻之间的时刻差T1、T2对应的系数。其中，时刻差T1、T2根据直至测定对象物1为止的距离而变化，所以在时刻差T1、T2中，在光测距装置3中根据与可测定的距离的最大值Lmax对应的时刻差Tmax1、Tmax2来设定系数α。
α＝Tmax1+Tmax2 (2)
距离计算处理部36将锯齿波信号的延迟时间Td输出给延迟器12。延迟器12的延迟时间被设定为从距离计算处理部36输出的延迟时间Td。
在此，距离计算处理部36依照式(1)以及式(2)来设定锯齿波信号的延迟时间Td。但是，这只是一个例子，距离计算处理部36也可以设定使通过选择器15选择第1频率扫描光的时间和通过选择器15选择第2频率扫描光的时间相等的延迟时间Td。另外，距离计算处理部36也可以设定使通过选择器15选择第1频率扫描光的时间和通过选择器15选择第2频率扫描光的时间的比值成为固定的比值的延迟时间Td。
在以上的实施方式1中，将光测距装置3构成为如下：使频率扫描光输出部10在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光。因此，光测距装置3能够消除无法测定直至测定对象物1为止的距离的时间段。
在实施方式1的光测距装置3中，第1频率扫描光中的频率的变化范围与第2频率扫描光中的频率的变化范围相同。
但是，这只是一个例子，第1频率扫描光中的频率的变化范围也可以与第2频率扫描光中的频率的变化范围不同。
图10是示出从第1激光光源13输出的第1频率扫描光中的频率的变化范围以及从第2激光光源14输出的第2频率扫描光中的频率的变化范围的说明图。
在图10的例子中，第1频率扫描光中的频率的变化范围是最低频率fmin1～最高频率fmax1的范围，第2频率扫描光中的频率的变化范围是最低频率fmin2～最高频率fmax2的范围。
在图10的例子中，fmax1＝fmin2。因此，从频率扫描光输出部10输出的频率扫描光的变化范围是最低频率fmin1～最高频率fmax2的范围。
第1频率扫描光中的频率的变化量C1是fmax1-fmin1，第2频率扫描光中的频率的变化量C2是fmax2-fmin2。
另外，如图9所示，第1频率扫描光中的频率的变化范围和第2频率扫描光中的频率的变化范围相同的情况的频率的变化量C3是fmax-fmin。
此时，如果设为C1＝C2＝C3，则在第1频率扫描光中的频率的变化范围与第2频率扫描光中的频率的变化范围不同的情况下，相比于相同的情况，光测距装置3能够扩大测量距离的动态范围。
在实施方式1的光测距装置3中，频率扫描光输出部10具备2个激光光源(第1激光光源13、第2激光光源14)。频率扫描光输出部10也可以具备3个以上的激光光源。
在频率扫描光输出部10具备3个以上的激光光源的情况下，选择器15从3个以上的频率扫描光中，选择1个频率扫描光并输出给光发送接收部20。
通过选择器15选择的频率扫描光是频率并非为最低频率fmin的状态的频率扫描光。
实施方式2.
在实施方式2的光测距装置3中，频率扫描光输出部60具备1个激光光源61。
图11是示出实施方式2所涉及的光测距装置3的结构图。
在图11中，与图2相同的符号表示相同或者相当的部分，所以省略说明。
频率扫描光输出部60具备扫描电信号输出部11、激光光源61、光耦合器62、延迟器63以及选择器64。
频率扫描光输出部60在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描的期间中，将与输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的频率扫描光输出给光发送接收部20。
激光光源61经由光纤而与光耦合器62连接。
激光光源61根据从扫描电信号输出部11输出的锯齿波信号，将伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光反复输出给光耦合器62。
光耦合器62经由光纤而与延迟器63连接，经由光纤而与选择器64连接。
光耦合器62将从激光光源61输出的频率扫描光分支为2个，将分支后的一方的频率扫描光作为第1频率扫描光而输出给选择器64，将分支后的另一方的频率扫描光作为第2频率扫描光而输出给延迟器63。
延迟器63经由光纤而与选择器64连接。
延迟器63使从光耦合器62输出的第2频率扫描光延迟，并将延迟后的第2频率扫描光输出给选择器64。
选择器64经由光纤而与光发送接收部20的光耦合器21连接。
选择器64在从扫描电信号输出部11接收到第1选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第1频率扫描光，将第1频率扫描光输出给光耦合器21。
选择器64在从扫描电信号输出部11接收到第2选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第2频率扫描光，将第2频率扫描光输出给光耦合器21。
接下来，说明图11所示的光测距装置3的动作。
其中，由于除了频率扫描光输出部60以外与图2所示的光测距装置3相同，所以只说明频率扫描光输出部60的动作。
扫描电信号输出部11将图8所示的锯齿波信号作为用于伴随时间的经过而使从激光光源61输出的频率扫描光的频率变化的扫描电信号，输出给激光光源61。
另外，扫描电信号输出部11使锯齿波信号延迟从距离计算部34输出的延迟时间。
扫描电信号输出部11在选择器64选择了第1频率扫描光的期间中，监视输出给激光光源61的锯齿波信号的频率f。
扫描电信号输出部11在输出给激光光源61的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax时，将表示选择第2频率扫描光的意思的第2选择器切换信号输出给选择器64。
扫描电信号输出部11在选择器64选择了第2频率扫描光的期间中，监视延迟后的锯齿波信号的频率f。
扫描电信号输出部11在延迟后的锯齿波信号的频率f达到最高频率fmax时，将表示选择第1频率扫描光的意思的第1选择器切换信号输出给选择器64。
激光光源61在从扫描电信号输出部11接收到锯齿波信号时，将伴随时间的经过的频率的变化与锯齿波信号的变化同步的频率扫描光输出给光耦合器62。
光耦合器62在从激光光源61接收到频率扫描光时，将频率扫描光分支为2个。
光耦合器62将分支后的一方的频率扫描光作为第1频率扫描光而输出给选择器64，将分支后的另一方的频率扫描光作为第2频率扫描光而输出给延迟器63。
延迟器63在从光耦合器62接收到第2频率扫描光时，使第2频率扫描光延迟，将延迟后的第2频率扫描光输出给选择器64。
基于延迟器63的第2频率扫描光的延迟时间与基于图2所示的延迟器12的锯齿波信号的延迟时间相同。
选择器64在从扫描电信号输出部11接收到第1选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第1频率扫描光，将第1频率扫描光输出给光耦合器21。
选择器64在从扫描电信号输出部11接收到第2选择器切换信号时，选择第1频率扫描光以及第2频率扫描光之中的第2频率扫描光，将第2频率扫描光输出给光耦合器21。
在实施方式2的光测距装置3中，频率扫描光输出部60所具备的激光光源的数量是1个，所以相比于实施方式1的光测距装置3，能够实现小型化。
在实施方式2的光测距装置3中，频率扫描光输出部60需要具备光耦合器62以及延迟器63，但光耦合器62以及延迟器63比激光光源小。
在实施方式2的光测距装置3中，光耦合器62将第1频率扫描光分支为2个，从而将2个频率扫描光输出给选择器64。但是，这只是一个例子，例如也可以将多个光耦合器62连接为多级，从而将3个以上的频率扫描光输出给选择器64。在3个以上的频率扫描光被输出到选择器64的情况下，对多级地连接的光耦合器62分别连接延迟器63。
选择器64从3个以上的频率扫描光中，选择1个频率扫描光并输出给光发送接收部20。
由选择器64选择的频率扫描光是频率并非为最低频率fmin的状态的频率扫描中的频率扫描光。
此外，本申请发明能够在本发明的范围内实现各实施方式的自由的组合、或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者各实施方式中的任意的结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明适用于计算直至测定对象物为止的距离的光测距装置。
另外，本发明适用于具备光测距装置的加工装置。

Claims (4)

1.一种光测距装置，其特征在于，具备：
频率扫描光输出部，反复输出伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光；
光发送接收部，将从所述频率扫描光输出部输出的频率扫描光作为参考光输出，并且朝向测定对象物照射所述频率扫描光，将被所述测定对象物反射的频率扫描光作为反射光接收；
光干涉部，使所述反射光和所述参考光干涉，输出所述反射光和所述参考光的干涉光；以及
距离计算部，根据从所述光干涉部输出的干涉光，计算所述反射光的频率和所述参考光的频率的差分，并根据所述差分计算直至所述测定对象物的距离，
所述频率扫描光输出部在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与所述输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的另一频率扫描光。
2.根据权利要求1所述的光测距装置，其特征在于，
所述频率扫描光输出部具备：
扫描电信号输出部，输出伴随时间的经过而频率变化的扫描电信号；
延迟器，使从所述扫描电信号输出部输出的扫描电信号延迟；
第1激光光源，根据从所述扫描电信号输出部输出的扫描电信号，反复输出伴随时间的经过而频率变化的第1频率扫描光；
第2激光光源，根据由所述延迟器延迟后的扫描电信号，反复输出伴随时间的经过而频率变化的第2频率扫描光；以及
选择器，选择从所述第1激光光源输出的第1频率扫描光或者从所述第2激光光源输出的第2频率扫描光，并输出所选择的频率扫描光，
所述扫描电信号输出部在所述选择器选择第1频率扫描光的期间中，根据输出给所述第1激光光源的扫描电信号的频率，检测从所述第1频率扫描光切换为所述第2频率扫描光的定时，在检测到切换为所述第2频率扫描光的定时时，将表示选择所述第2频率扫描光的意思的第2选择器切换信号输出给所述选择器，在所述选择器选择第2频率扫描光的期间中，根据由所述延迟器延迟后的扫描电信号的频率，检测从所述第2频率扫描光切换为所述第1频率扫描光的定时，在检测到切换为所述第1频率扫描光的定时时，将表示选择所述第1频率扫描光的意思的第1选择器切换信号输出给所述选择器，
所述选择器在从所述扫描电信号输出部接收到第1选择器切换信号时选择所述第1频率扫描光，在从所述扫描电信号输出部接收到第2选择器切换信号时选择所述第2频率扫描光。
3.根据权利要求1所述的光测距装置，其特征在于，
所述频率扫描光输出部具备：
扫描电信号输出部，输出伴随时间的经过而频率变化的扫描电信号；
激光光源，根据从所述扫描电信号输出部输出的扫描电信号，反复输出伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光；
光耦合器，将从所述激光光源输出的频率扫描光分支为2个，将分支后的一方的频率扫描光作为第1频率扫描光输出，将分支后的另一方的频率扫描光作为第2频率扫描光输出；
延迟器，使从所述光耦合器输出的第2频率扫描光延迟；以及
选择器，选择从所述光耦合器输出的第1频率扫描光或者由所述延迟器延迟后的第2频率扫描光，并输出所选择的频率扫描光，
所述扫描电信号输出部使所述扫描电信号延迟与基于所述延迟器的第2频率扫描光的延迟时间相同的延迟时间，在所述选择器选择第1频率扫描光的期间中，根据输出给所述激光光源的扫描电信号的频率，检测从所述第1频率扫描光切换为所述第2频率扫描光的定时，在检测到切换为所述第2频率扫描光的定时时，将表示选择所述第2频率扫描光的意思的第2选择器切换信号输出给所述选择器，在所述选择器选择第2频率扫描光的期间中，根据延迟的扫描电信号的频率，检测从所述第2频率扫描光切换为所述第1频率扫描光的定时，在检测到切换为所述第1频率扫描光的定时时，将表示选择所述第1频率扫描光的意思的第1选择器切换信号输出给所述选择器，
所述选择器在从所述扫描电信号输出部接收到第1选择器切换信号时选择所述第1频率扫描光，在从所述扫描电信号输出部接收到第2选择器切换信号时选择所述第2频率扫描光。
4.一种加工装置，其特征在于，具备：
光测距装置，测定直至测定对象物的距离；以及
加工部，根据由所述光测距装置测定的距离，加工所述测定对象物，
所述光测距装置具备：
频率扫描光输出部，反复输出伴随时间的经过而频率变化的频率扫描光；
光发送接收部，将从所述频率扫描光输出部输出的频率扫描光作为参考光输出，并且朝向测定对象物照射所述频率扫描光，将被所述测定对象物反射的频率扫描光作为反射光接收；
光干涉部，使所述反射光和所述参考光干涉，输出所述反射光和所述参考光的干涉光；以及
距离计算部，根据从所述光干涉部输出的干涉光，计算所述反射光的频率和所述参考光的频率的差分，并根据所述差分计算直至所述测定对象物的距离，
所述频率扫描光输出部在从输出中的频率扫描光的频率扫描完成起至能够进行接下来的频率扫描为止的期间中，输出与所述输出中的频率扫描光不同的频率扫描中的另一频率扫描光。
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