CN117083562A - 光梳产生装置 - Google Patents

光梳产生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117083562A
CN117083562A CN202180096468.3A CN202180096468A CN117083562A CN 117083562 A CN117083562 A CN 117083562A CN 202180096468 A CN202180096468 A CN 202180096468A CN 117083562 A CN117083562 A CN 117083562A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical comb
optical
signal
modulation
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180096468.3A
Other languages
English (en)
Inventor
今井一宏
兴梠元伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XTIA Ltd
Original Assignee
XTIA Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XTIA Ltd filed Critical XTIA Ltd
Publication of CN117083562A publication Critical patent/CN117083562A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4911—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/491—Details of non-pulse systems
    • G01S7/4912—Receivers
    • G01S7/4917—Receivers superposing optical signals in a photodetector, e.g. optical heterodyne detection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

提供一种在根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪等中能够校正除测定对象以外的信号返回路径所造成的相位偏移从而高精度地得到绝对距离结果的光梳产生装置。通过驱动控制部(11)进行如下控制：向光梳产生部(16)所具备的M个光梳产生器(16A、16B)供给驱动信号，来使上述M个光梳产生器(16A、16B)输出分别被周期性地调制强度或相位且N((N为3以上的整数)的整数)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M为2以上的整数)种光梳。

Description

光梳产生装置
技术领域
本发明涉及一种用于根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪等的光梳产生装置。本申请基于在日本于2021年3月29日申请的日本专利申请号特愿2021-055640而主张优先权，将该申请以参照的形式引入本申请中。
背景技术
以往，作为能够进行精密的点的距离测量的有源式距离测量方法，已知利用激光的基于光学原理的距离测量。在使用激光来测定到对象物体的距离的激光测距仪中，基于激光的发射时刻与由受光元件检测出照射至测定对象后被反射回来的激光的时刻之差，来计算到测定对象物的距离(例如参照专利文献1)。另外，例如，对半导体激光器的驱动电流施加三角波等的调制，使用嵌入于半导体激光器元件中的光电二极管接收由对象物反射的反射光，根据光电二极管输出电流中出现的锯齿状波的主波数来得到距离信息。
作为高精度地测定从某个点到测定点的绝对距离的装置，已知激光测距仪。例如，在专利文献1中记载了根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的测距仪。
在以往的绝对测距仪中，难以实现高精度地测量长的距离的实用的绝对测距仪，并且，为了得到高分辨率，只有如激光位移计那样需要返回原点的方法，但该方法不适合于绝对距离测定。
本案发明人等以前提出了一种光梳测距仪(例如参照专利文献2。)，该光梳测距仪具备脉冲式地射出分别被周期性地调制强度或相位且调制频率互不相同的具有干涉性的基准光和测定光的两个光梳产生器，通过基准光检测器来检测向基准面照射的基准光脉冲与向测定面照射的测定光脉冲的干涉光，并且通过测定光检测器来检测由上述基准面反射后的基准光脉冲与由上述测定面反射后的测定光脉冲的干涉光，根据通过上述基准光检测器和测定光检测器得到的两个干涉信号的时间差，求出到上述基准面的距离与到上述测定面的距离之差，由此能够高精度地且在短时间内进行测量。
另外，以前还提出了如下一种光梳测距仪(例如参照专利文献3)：通过基准光路来规定到测定面的距离的基准点位置，从而能够高精度地且在短时间内进行长距离测定。
在光梳测距仪中，从原理上说，使用从利用频率不同的2种调制信号来驱动的两个光梳产生器脉冲式地射出的具有干涉性的基准光脉冲和测定光脉冲，由此在信号处理部中针对由基准光检测器得到的干涉信号(下面称为参照信号。)和由测定光检测器得到的干涉信号(下面称为测定信号。)进行频率分析，将从光梳的中心频率开始数起的模式编号设为P，计算参照信号与测定信号的P次模式之间的相位差来抵消从光梳产生器到基准点的光梳生成、传输过程的光相位差，之后，计算频率轴上每一次的相位差的增量来求出信号脉冲的相位差，由此计算从基准点到测定面的距离。
在此，使用从利用微波频带的调制频率具有Δf(例如500kHz)的频率差的一对调制信号来驱动的两个光梳产生器输出的基准光脉冲和测定光脉冲进行的光梳测距仪中的相对距离测定的测量速度由上述调制频率的频率差Δf来决定，在绝对距离测定中，需要根据切换基准光脉冲和测定光脉冲的调制频率来进行多次距离测定而得到的各相位计算绝对距离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-343234号公报
专利文献2：日本专利第5231883号公报
专利文献3：日本特开2020-12641号公报
发明内容
发明要解决的问题
在根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪中，从原理上说，能够通过交替地切换用于驱动两个光梳产生器的两种调制信号，来进行距离测量，但存在除测定对象以外的信号返回路径所造成的相位偏移成为测定误差这个问题点。另外，也存在还必须考虑测定对象具有速度地进行移动的情况的问题。
鉴于如上所述的问题点，本发明的目的在于提供如下一种光梳产生装置：在根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪等中，能够校正除测定对象以外的信号传输路径所造成的相位偏移，从而高精度地得到绝对距离结果。
另外，本发明的其它目的在于提供一种针对移动速度越快则需要使绝对距离的测定时间越短的移动体也能够高精度地进行绝对距离测定的光梳产生装置。
本发明的其它目的、通过本发明得到的具体的优点将根据下面说明的实施方式的说明而变得更加明确。
用于解决问题的方案
本发明是一种光梳产生装置，是根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳距离测量用的光梳产生装置，其特征在于，具备：光梳产生部，其具备M个光梳产生器，其中，M为2以上的整数；以及驱动控制部，其进行如下控制：将相位与基准频率信号的相位同步且N种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M种驱动信号供给到所述M个光梳产生器，来使所述光梳产生部输出M种光梳，其中，N为3以上的整数，其中，所述光梳产生部从所述M个光梳产生器输出分别被周期性地调制强度或相位且N种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M种光梳。
在本发明所涉及的光梳产生装置中，能够设为，所述驱动控制部具备：N个信号源，所述N个信号源输出相位与所述基准频率信号的相位同步且调制频率互不相同的N种调制信号；N输入M输出的开关部，其与所述N个信号源连接；以及切换控制单元，其控制所述开关部的动作，来使所述开关部输出将N种调制信号循环切换且调制频率互不相同的M种调制信号，所述光梳产生装置将所述M种调制信号作为驱动信号供给到所述M个光梳产生器。
另外，在本发明所涉及的光梳产生装置中，能够设为，所述N个信号源分别产生通过锁相环电路使相位与基准频率信号的相位同步且调制频率固定的状态的N种调制信号。
并且，在本发明所涉及的光梳产生装置中，能够设为，所述驱动控制部具备：信号源，其由M个直接数字式频率合成器构成，所述直接数字式频率合成器根据相位与所述基准频率信号的相位同步的系统时钟而进行动作；以及切换控制单元，其控制所述M个直接数字式频率合成器的动作，以使所述M个直接数字式频率合成器输出将N种调制频率循环切换且调制频率互不相同的M种调制信号，所述光梳产生装置将所述M种调制信号作为驱动信号供给到所述光梳产生部。
另外，本发明是一种光梳产生装置，是根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳距离测量用的光梳产生装置，其特征在于，具备：N个信号源，所述N个信号源输出相位与基准频率信号的相位同步且调制频率互不相同的N种调制信号作为驱动信号；光梳产生部，其具备N个光梳产生器，所述N个光梳产生器被从所述N个信号源输出的驱动信号驱动，产生分别被周期性地调制强度或相位且调制频率互不相同的N种光梳；N输入M输出的光开关，其从由所述光梳产生部所具备的所述N个光梳产生器产生的N种光梳中，循环地选择调制频率互不相同的M种光梳并输出该M种光梳；以及光开关控制部，其与所述基准频率信号同步地控制由所述光开关进行的光梳的选择动作。
并且，在本发明所涉及的光梳产生装置中，能够设为，所述驱动控制部进行以下控制：使所述光梳产生部输出将N种调制频率以使切换顺序的一个方向和相反方向连续来进行切换的循环方式循环切换且调制频率互不相同的M种光梳，其中，M为2以上的整数，N为3以上的整数。
发明的效果
在本发明中，通过向光梳产生部供给相位与基准频率信号的相位同步的M种驱动信号，来使该光梳产生部输出分别被周期性地调制强度或相位且N(N为3以上的整数)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M为2以上的整数)种光梳，由此能够在根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪等中，校正除测定对象以外的信号传输路径所导致的相位偏移，从而高精度地得到绝对距离结果。
另外，根据本发明，能够提供一种针对移动速度越快则需要使绝对距离的测定时间越短的移动体也能够缩短绝对距离的测定时间并高精度地进行绝对距离测定的光梳产生装置。
附图说明
图1是示出应用了本发明的光梳产生装置的结构例的框图。
图2是示出在上述光梳产生装置中向两个光梳产生器供给的驱动信号的状态转变的状态转变图。
图3是示出上述光梳产生装置中的开关部的具体的结构例的框图。
图4是示出应用了本发明的光梳产生装置的其它结构例的框图。
图5是示出在光梳产生装置中使用的频率变换器的结构例的框图。
图6是示出设为通过DDS振荡器来驱动光梳产生器的光梳产生装置的基本结构的框图。
图7是示出本发明所涉及的设为通过DDS振荡器来驱动光梳产生器的光梳产生装置的结构例的框图。
图8是示出本发明所涉及的设为通过光开关来切换光梳的光梳产生装置的结构例的框图。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。此外，针对共同的构成要素，在图中标注共同的指示标记来进行说明。另外，本发明不限定于下面的例子，在不脱离本发明的主旨的范围内能够任意地进行变更，这是不言而喻的。
本发明被应用于光梳产生装置10，该光梳产生装置10例如图1的框图所示那样具备射出分别被周期性地调制强度或相位且调制频率互不相同的具有干涉性的测定光和基准光的两个光梳产生器16A、16B。
该光梳产生装置10在例如专利文献1、2等所记载的根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳测距仪、三维形状测定机中被用作射出分别被周期性地调制强度或相位且调制频率互不相同的具有干涉性的测定光和基准光的光源。
该光梳产生装置10通过从驱动控制部11而被提供N(N为3以上的整数)种调制周期被循环切换且调制频率互不相同的M(M为2以上的整数)种驱动信号的光梳产生部16，输出分别被周期性地调制强度或相位且N(N为3以上的整数)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M为2以上的整数)种光梳，在此，设为N＝4、M＝2，从上述驱动控制部11向光梳产生部16所具备的M(M＝2)个光梳产生器16A、16B提供N(N＝4)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M＝2)种驱动信号FmA、FmB，由此从上述光梳产生器16A、16B输出分别被周期性地调制强度或相位且N(N＝4)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M＝2)种光梳。
该光梳产生装置10中的驱动控制部11具备：调制信号产生部12，其具备产生相位与由基准振荡器12R提供的基准频率信号FREF的相位同步、频率固定且频率互不相同的N(N＝4)种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4的N(N＝4)个PLL振荡器12A、12B、12C、12D；N(N＝4)输入M(M＝2)输出的开关部14，从该调制信号产生部12向该开关部14输入N(N＝4)种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4；以及控制部15，其对由该开关部14进行的调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4的选择输出进行切换控制。
第一PLL振荡器12A产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且固定为第一频率fm(fm＝25000MHz)的第一调制信号Fm1。
另外，第二PLL振荡器12B产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且固定为第二频率fm+Δfm(fm+Δfm＝25010MHz)的第二调制信号Fm2。
另外，第三PLL振荡器12C产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且固定为第三频率fm+Δf(fm+Δf＝25000.5MHz)的第三调制信号Fm3。
并且，第四PLL振荡器12D产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且固定为第四频率fm+Δf(fm+Δf+Δfm＝25010.5MHz)的第四调制信号Fm4。
此外，在该驱动控制部11中，在调制信号产生部12与开关部14之间插入隔离器13A、13B、13C、13D，从调制信号产生部12经由隔离器13A、13B、13C、13D向开关部14输入N(N＝4)种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4。
通过像这样插入隔离器13A、13B、13C、13D，并从上述调制信号产生部12经由隔离器13A、13B、13C、13D向开关部14输入频率信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4，能够防止由于开关部14以后的电路的切断、释放等所引起的负荷变动而使信号源(PLL振荡器12A、12B、12C、12D)的动作变得不稳定。
上述隔离器13A、13B、13C、13D能够使用反向隔离大的微波放大器、π型电阻衰减器、T型电阻衰减器、使用了铁氧体的微波隔离器等隔离元件、将可变衰减器与带通滤波器组合而成的隔离器电路、将隔离放大器与电阻衰减器、带通滤波器组合而成的隔离器电路等。
而且，上述开关部14作为4输入2输出的选择开关发挥功能，将从上述调制信号产生部12经由上述隔离器13A、13B、13C、13D输入的四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4循环切换地从两个输出端子交替输出，来循环地切换作为驱动信号FmA、FmB向与上述两个输出端子连接的上述光梳产生部16所具备的两个光梳产生器16A、16B供给的四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4。
如图2中示出在该光梳产生装置10中的上述光梳产生部16所具备的两个光梳产生器16A、16B中驱动信号FmA、FmB的转变状态那样，上述开关部14循环地切换作为驱动信号FmA、FmB向上述光梳产生器16A、16B供给的四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4。
在此，作为用于在专利文献1、2等所记载的光梳测距仪、三维形状测定机中进行需要切换频率的绝对距离测定的基准光脉冲和测定光脉冲，该光梳产生装置10产生两种光梳，将上述四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4通过上述开关部14循环切换地作为驱动信号FmA、FmB供给到上述光梳产生器16A、16B，由此如表1所示那样，从上述光梳产生器16A、16B输出调制频率被循环切换且调制频率互不相同的两种光梳。
[表1]
表1示出了#1～#4的设定中的两个光梳产生器16A、16B的驱动信号FmA、FmB的转变状态OFCG1/OFCG2以及相位差，驱动信号的频率例如为Δf＝500kHz、Δfm＝10MHz、fm＝Fm1(25000MHz)、fm+Δfm＝Fm2(25010MHzMHz)、fm+Δf＝Fm3(25000.5MHz)、fm+Δfm+Δf＝Fm4(25010.5MHz)。
图2是示出在该光梳产生装置10中向两个光梳产生器16A、16B供给的驱动信号FmA、FmB的状态转变的状态转变图。
在此，在光梳测距仪中，从原理上说，使用从利用频率不同的两种调制信号来驱动的两个光梳产生器脉冲式地射出的具有干涉性的基准光脉冲和测定光脉冲，由此在信号处理部中针对由基准光检测器得到的干涉信号(下面称为参照信号。)和由测定光检测器得到的干涉信号(下面称为测定信号。)进行频率分析，将从光梳的中心频率开始数起的模式编号设为P，计算参照信号与测定信号的P次模式之间的相位差来抵消从光梳产生器到基准点的光梳生成、传输过程的光相位差，之后，计算频率轴上每一次的相位差的增量来求出信号脉冲的相位差，由此计算从基准点到测定面的距离。
此外，当测定距离超过调制频率fm的半波长时，由于物光的周期性，该半波长的整数倍的距离变得不明确，无法唯一地求出距离，因此使用设定为表1所示的四种调制频率的基准光脉冲和测定光脉冲来进行四次测定，在信号处理部中使用通过进行相同的处理所得到的各相位差来计算超过与半波长相当的多义性距离(La＝c/2fm，c：光速)的距离。
即，关于设定为表1所示的四种调制频率来进行测定而得到的参照信号与测定信号的相位差，在用于驱动两个光梳产生器(OFCG1、OFCG2)的调制信号的调制频率为fm和fm+Δf的#1的设定下上述相位差为-2πfmT，在调制信号的调制频率为fm+Δfm和fm+Δfm+Δf的#2的设定下上述相位差为-2π(fm+Δfm)T，在调制信号的调制频率为fm+Δf和fm的#3的设定下上述相位差为-2π(fm+Δf)T，在调制信号的调制频率为fm+Δfm+Δf和fm+Δfm的#4的设定下上述相位差为-2π(fm+Δfm+Δf)T。
在距离(La＝c/2fm，c：光速)也长的情况下，参照信号与测定信号的相位差(-2πfmT)在将m设为整数时为φ+2mπ的形式，通过计算仅能求出φ的部分，整数值m是未知的。
另一方面，#1的设定下的参照信号与测定信号的相位差-2πfmT同#2的设定下的参照信号与测定信号的相位差-2π(fm+Δfm)T之差为2πΔfmT，另外，#3的设定下的参照信号与测定信号的相位差-2π(fm+Δf)T同#4的设定下的参照信号与测定信号的相位差-2π(fm+Δfm+Δf)T之差为2πΔfmT，如果是与1/Δfm的波长相当的距离(若Δfm＝10MHz则La为15m)以内，则相位唯一地确定。
而且，通过将该相位乘以fm/Δfm并与#1的相位差进行比较，能够判定整数m。
并且，根据表1的#1的设定下的相位差-2πfmT与#3的设定下的相位差-2π(fm+Δf)T之差，能够得到2πΔfT。
并且，根据表1的#2的设定下的相位差-2π(fm+Δfm)T与#4的设定下的相位差-2π(fm+Δfm+Δf)T之差，能够得到2πΔfT。
在此，在设为fm＝25GHz、Δf＝500kHz、Δfm＝10MHz的情况下，由于Δf＝500kHz，因此能够进行La＝300m以内的距离测量。
在搭载有该光梳产生装置10的光梳测距仪中，使用设定为表1所示的四种调制频率来进行测定而得到的参照信号和测定信号来进行绝对距离测量。即，将一个状态保持了固定时间之后转变为其它状态，在固定的区间进行该状态的信号相位测量，使用#1、#2、#3、#4的设定状态的相位来执行绝对距离的计算处理。
关于光梳测距仪中的测量速度，在6mm以内的相对距离测定中与Δf相等为500kHz，与此相对，在需要切换频率的绝对距离测定中，包括了频率的切换时间和绝对距离计算时间。
在上述光梳产生装置10中，将上述四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4通过上述开关部14循环切换来迅速地使两个光梳产生器16A、16B的驱动状态转变，从而通过用作切换参照信号和测定信号的调制频率来进行绝对距离测量的两个光梳光源，能够缩短绝对距离的测定时间。
即，如后述的那样，如果通过能够自由地切换并设定振荡频率的PLL振荡器，来实时地切换并设定PLL振荡器的振荡频率以得到调制频率互不相同的M种调制信号，则切换振荡频率并利用设定频率使相位同步来得到在目标频率下稳定的频率信号所需要的调节时间长，导致在针对需要迅速地进行测定处理的移动体的距离测定等用途中，绝对距离的测定花费时间，并不实用，但在该光梳产生装置10中，针对移动速度越快则需要使绝对距离的测定时间越短的移动体也能够缩短绝对距离的测定时间并高精度地进行绝对距离测定。
此外，在该情况下，如果只是15m以内的距离测量，则仅以#1和#2的设定、或者仅以#3和#4的设定也能够进行，但是通过如上所述的#1、#2、#3、#4的设定、即通过上述开关部14循环地切换上述四种调制频率Fm1、Fm2、Fm3、Fm4，能够将距离测定范围扩展到300m以外，除此之外还能够校正除测定对象以外的信号传输路径所造成的相位偏移，从而高精度地得到绝对距离结果。即，在更换了两个光梳产生器(OFCG1、OFCG2)16A、16B的调制频率时，因测定对象距离而产生的相位的绝对值不变但符号反转。另一方面，因干涉信号传输路径的线缆长度而产生的偏移的符号不变而为固定值。因而，当将两次的相位测定的结果相减并除以2时，能够求出排除了偏移的相位值。
在此，关于循环的状态转变，在以#1为起点来看的情况下，以接下来为#3、#2、#4、#2、#3、然后返回到#1的方式设定了切换。该设定是考虑下面的情况而决定的：通过将驱动OFCG1和OFCG2的频率进行更换而得到的测量结果以及使频率的更换顺序反过来进行测定而得到的结果也考虑进去来进行距离计算，由此即使在测定对象具有速度地进行移动的期间也以距离测定误差最小且时间最短地执行距离计算。
在进行用于得到排除了相位偏移的相位值的两次相位测定时，从原理上说，表1所示的四种调制频率的切换顺序是任意的，但通过采用如#1→#2→#3→#4→#4→#3→#2→#1的重复、#1→#3→#2→#4→#4→#2→#3→#1的重复那样以切换顺序的一个方向和相反方向连续来进行切换的循环方式，能够减少距离测定误差、测量处理时间。
此外，在进行绝对距离测量时，基本上将频率的“转变状态”以四个为一组来进行距离计算，但从原理上说，也不否定Δfm＝Δf的情况，因此也能够以fm、fm+Δf、fm+2Δf这三种调制频率进行，本发明所涉及的光梳产生装置通过具备输出分别被周期性地调制强度或相位且N(N为3以上的整数)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M为2以上的整数)种光梳的光梳产生部、以及进行向上述光梳产生部供给相位与基准频率信号的相位同步的M种驱动信号来使上述光梳产生部输出上述M种光梳的控制的驱动控制部，能够迅速地使两个光梳产生器的驱动状态转变，从而通过用作切换参照信号和测定信号的调制频率来进行绝对距离测量的两个光梳光源，能够缩短绝对距离的测定时间。
在此，图3是示出上述光梳产生装置10所具备的4输入2输出的开关部14的具体的结构例的框图。
即，关于开关部14，如图3的框图所示，经由与上述调制信号产生部12连接的隔离器13A、13B、13C、13D而被输入由上述调制信号产生部12的PLL振荡器12A、12B、12C、12D产生的四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4的初级的分别为1输入2输出的四个开关电路141A、141B、141C、141D、经由上述初级的开关电路141A、141B、141C、141D而被输入上述四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4的设置于下一级的分别为2输入1输出的两个开关电路142A、142B、与上述两个开关电路142A、142B的各输出端子连接的更下一级的1输入2输出的两个开关电路143A、143B、与上述两个开关电路143A、143B连接的最末级的分别为2输入1输出的两个开关电路144A、144B通过控制部(逻辑电路)15来与10MHz的基准频率信号FREF同步地被进行切换控制，由此如图2中示出在上述两个光梳产生器16A、16B中驱动信号FmA、FmB的转变状态那样，循环地切换作为驱动信号Fma、Fmb向上述两个光梳产生器16A、16B供给的上述四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4。
在该开关部14中，初级的四个开关电路141A、141B、141C、141D各自的两个输出端子中的一方与下一级的两个开关电路142A、142B的输入端子连接，而另一个输出端子通过终端电阻而被终止。
此外，在图3的框图所示的开关部14的具体例中，经由分别由将可变衰减器与带通滤波器组合而成的隔离器电路构成的各隔离器13A、13B、13C、13D向初级的四个开关电路141A、141B、141C、141D输入上述四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4，并从末级的两个开关电路144A、144B的输出端子经由分别由将隔离放大器与带通滤波器组合而成的隔离器电路构成的第一、第二带通滤波器14A、14B输出上述被循环切换的四种调制信号Fm1、Fm2、Fm3、Fm4。
接着，图4所示的光梳产生装置20将由调制信号产生部12产生的1GHz频带的频率信号F1、F2、F3、F4通过频率变换器23A、23B进行上变频而得到25GHz频带的调制信号FmA、FmB，来作为向图1所示的光梳产生装置10中的两个光梳产生器16A、16B供给的驱动信号。
该光梳产生装置20中的驱动控制部11的调制信号产生部12具备产生1GHz频带的频率信号F1、F2、F3、F4的四个PLL振荡器12A、12B、12C、12D以及产生24GHz的频率信号F0的一个PLL振荡器12E。
在该光梳产生装置20中，调制信号产生部12的第五PLL振荡器12E将通过PLL电路使相位与从基准振荡器12R供给的基准频率信号FREF的相位同步且频率f0固定的24GHz的频率信号F0经由功率分配器21供给到上述两个频率变换器23A、23B。
另外，在上述调制信号产生部12中，第一PLL振荡器12A产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的频率例如为10MHz的基准频率信号FREF的相位同步且频率固定为fm’(fm’＝1000MHz)的第一频率信号F1。
另外，第二PLL振荡器12B产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且频率固定为fm’+Δfm(fm’+Δfm＝1010MHz)的第二频率信号F2。
另外，第三PLL振荡器12C产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且频率固定为fm’+Δfm(fm’+Δf＝1000.5MHz)的第三频率信号F3。
并且，第四振荡器12D产生通过PLL电路使相位与由上述基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步且频率固定为fm’+Δfm+Δf(fm’+Δf+Δfm＝1010.5MHz)的第四频率信号F4。
在上述调制信号产生部12中，通过上述第一至第四PLL振荡器12A、12B、12C、12D得到的第一至第四频率信号F1、F2、F3、F4经由隔离器13A、13B、13C、13D而被输入到4输入2输出的开关部14。
上述开关部14作为4输入2输出的选择开关发挥功能，与由上述调制信号产生部12的基准振荡器12R提供的基准频率信号FREF同步地，将从上述调制信号产生部12经由上述隔离器13A、13B、13C、13D输入到四个输入端子的上述第一至第四频率信号F1、F2、F3、F4循环切换地从两个输出端子输出，来向上述两个频率变换器23A、23B供给将1GHz频带的四种频率信号F1、F2、F3、F4循环切换的第一、第二调制信号Fma、Fmb。
在此，在上述调制信号产生部12与开关部14之间插入隔离器13A、13B、13C、13D，从上述调制信号产生部12经由隔离器13A、13B、13C、13D向开关电路14输入频率信号F1、F2、F3、F4，由此能够防止由于开关电路14以后的电路的切断、释放等所引起的负荷变动而使信号源的动作变得不稳定。
上述隔离器13A、13B、13C、13D能够使用反向隔离大的微波放大器、π型电阻衰减器、T型电阻衰减器、使用了铁氧体的微波隔离器等隔离元件、将可变衰减器与带通滤波器组合而成的隔离器电路、将隔离放大器与电阻衰减器、带通滤波器组合而成的隔离器电路等。
而且，上述第一、第二频率变换器23A、23B使用从上述第五PLL振荡器12E供给的频率(例如24GHz)的频率信号F0、以及从上述开关部循环地切换1GHz频带的四种频率fm’＝1000MHz、fm’+Δfm＝1010MHz、fm’+Δf＝1000.5MHz、fm’+Δfm’+Δf＝1010.5MHz的频率信号F1、F2、F3、F4而交替输出的第一、第二调制信号Fma、Fmb，来获得频率变换为25GHz频带的四种调制频率fm＝25000MHz、fm+Δfm＝25010MHz、fm+Δf＝25000.5MHz、fm+Δfm+Δf＝25010.5MHz的第一、第二调制信号FmA、FmB，并作为驱动信号供给到上述第一、第二光梳产生器16A、16B。
即，上述第一、第二频率变换器23A、23B作为上变频器发挥功能，将由1GHz频带的频率信号F1、F2、F3、F4构成的第一、第二调制信号Fma、Fmb进行频率变换而成为作为驱动信号向上述第一、第二光梳产生器16A、16B供给的25GHz频带的第一、第二调制信号FmA、FmB。
上述第一、第二频率变换器23A、23B使用二极管、双平衡混频器、IQ混频器等混频器、或者例如图5所示那样的结构的利用了相位同步的频率变换器23。
在此，在上述第一、第二频率变换器23A、23B使用二极管、双平衡混频器、IQ混频器等混频器的情况下，由于混频器是非线性元件，因此会在上述#1、#2、#3、#4的设定状态下产生除所需要的频率成分(fm、fm+Δfm、fm+Δf、fm+Δfm+Δf)以外的频率成分，因而在第一、第二频率变换器23A、23B的输出侧分别插入带通滤波器24A、24B来仅将所需要的频率成分作为驱动信号供给到光梳产生器16A、16B。
例如，在使用了混频器的第一频率变换器23A中，例如在#1的设定的情况下，不仅产生所需要的fm的频率成分，也产生不期望的频率成分fm+Sfb(除S＝0以外)的杂散。在此，S为整数，fb为输入到混频器23A的频率变换前的调制信号的频率。当该频率成分混入到作为驱动信号向第一光梳产生器16A供给的第一调制信号FmA中时，有时会在由上述第一光梳产生器16A进行的光梳产生中成为杂散而对测量值产生影响。为了避免该影响，使用带通滤波器24A来仅使所需要的fm的频率成分通过，使除此以外的频率成分衰减到不影响测定规格的程度。
另外，由使用了混频器的第一频率变换器23A产生的不期望的频率成分fm+Sfb还向输入侧的功率分配器21的方向传播，由于功率分配器21也不是理想的特性，因此会到达第二频率变换器23B。通过对到达了第二频率变换器23B的上述不期望的频率成分fm+Sfb进行频率变换，在该第二频率变换器23B的输出中会混入fm+Sfb+S’(fb+Δf)的频率成分。在此，(fb+Δf)是输入到频率变换器23B的频率变换前的调制信号的频率。
在此，S’为整数。由于S+S’＝0以外的频率成分会处于fm+fb或fm-fb之外，因此能够通过使所需要的fm+Δf的频率通过的带通滤波器24A来使S+S’＝0以外的频率成分衰减。但是，S+S’＝0的频率成分为fm+S’Δf，是与所需要的S’＝1的fm+Δfm非常接近的频率成分，难以通过带通滤波器24A来去除，但是能够通过在输入侧分别插入隔离器22A、22B，来使频率变换器23A、23B的反射成分衰减。
对于上述隔离器22A、22B，能够使用反向隔离大的微波放大器、PI型电阻衰减器、T型电阻衰减器、使用了铁氧体的微波隔离器等隔离元件、将可变衰减器与带通滤波器组合而成的隔离器电路、将隔离放大器与电阻衰减器、带通滤波器组合而成的隔离器电路等。
在上述光梳产生装置20中，在实际使用上采用将它们组合而实现了性能提高的最佳的构造。
此外，在上述光梳产生装置20中，当将fb、fb+Δf设为100MHz左右时能够预计40dB以上的相对相位噪声的改善，但是在fm＝25GHz的情况下且在fb＝100MHz的情况下，对于带通滤波器25A、25B需要2500以上的Q值极高的滤波器，以降低fm+fb或fm-fb的杂散。
在此，对于上述频率变换器23A、23B，也能够使用如图5所示那样的结构的利用了相位同步的频率变换器23，而不使用二极管、双平衡混频器、IQ混频器等混频器。
该频率变换器23具备相位比较器231、电压控制型振荡器232以及混频器233，由该相位比较器231来控制该电压控制型振荡器232的振荡相位，从该电压控制型振荡器232输出的频率信号被分支后输入到该混频器233。
在该频率变换器23中，100MHz频带的调制频率fb的调制信号Fb被输入到相位比较器231，24.9GHz的频率信号F0作为频率为fm-fb的频率信号而被从上述第五PLL振荡器12E供给到混频器233。通过上述混频器233得到从电压控制型振荡器232输出的25GHz频带的调制频率fm的调制信号Fm与上述24.9GHz的频率信号F0的差频fb’的频率信号，并通过由上述相位比较器231将该差频fb’的频率信号与上述100MHz频带的调制频率fb的调制信号Fb进行相位比较而得到的相位比较输出来对上述电压控制型振荡器232的振荡相位进行控制，由此从上述电压控制型振荡器232输出相位与上述100MHz频带的调制频率fb的调制信号Fb的相位同步且频率固定的25GHz频带的调制频率fm的调制信号Fm。
即，该频率变换器23例如在作为上述频率变换器23A使用的情况下，向上述相位比较器231供给由上述开关部14将100MHz频带的四种频率信号F1、F2、F3、F4循环地切换的第一调制信号Fma，由此进行上述差频fb’的频率信号与上述第一调制信号Fma的相位比较，并反馈给上述电压控制型振荡器232，来对上述电压控制型振荡器232的振荡相位进行控制，从而能够从上述电压控制型振荡器232输出将100MHz频带的第一调制信号Fma进行上变频而得到的25GHz频带的频率fmA的调制信号FmA。
另外，该频率变换器23例如在作为上述频率变换器23B使用的情况下，向上述相位比较器231供给由上述开关部14将100MHz频带的四种频率信号F1、F2、F3、F4循环切换的第二调制信号Fmb，由此进行上述差频fb’的频率信号与上述第二调制信号Fmb的相位比较，并反馈给上述电压控制型振荡器232，来对上述电压控制型振荡器232的振荡相位进行控制，从而能够从上述电压控制型振荡器232输出将100MHz频带的第二调制信号Fmb进行上变频而得到的25GHz频带的频率fmB的调制信号FmB。
在此，在该频率变换器23中，上述相位比较器231使用双平衡混频器等相位比较器，由于进行相同频率之间的相位比较，因此噪声低。另外，由于在调制频率fb的100MHz频带的频率下进行频率比较，因此能够增大控制频带，例如能够取10MHz以上。因此，频率变换器23A、23B的输出的相对相位噪声成为100MHz频带的调制频率fb、fb+Δfm的信号的相对相位噪声。并且，由于PLL的控制频带大，因此为了得到在目标频率下稳定的频率信号所需要的调节时间能够减少。
另外，由于相比于100MHz频带的调制频率fb或fb+Δf的信号的相位同步的控制频带，频率变换器23的输出足够大，因此能够减小电压控制型振荡器232的杂散fm+fb或杂散fm-fb。
因而，通过将上述利用了相位同步的频率变换器23分别用作上述频率变换器23A、23B，能够不需要输出侧的带通滤波器23A、23B，或者能够降低输出侧的带通滤波器23A、23B的规格。
在此，PLL振荡器能够自由地切换并设定振荡频率，因此上述驱动控制部11通过将M个PLL振荡器的振荡频率分别循环地进行切换并设定，能够不需要开关部，而通过M个PLL振荡器得到调制频率互不相同的M种调制信号，并将该M种调制信号作为驱动信号供给到M个光梳产生器。然而，能够自由地切换并设定振荡频率的PLL振荡器在切换并设定振荡频率的情况下，切换振荡频率并利用设定频率使相位同步来得到在目标频率下稳定的频率信号所需要的调节时间长，从而在需要迅速地进行测定处理的用途中，实时地切换并设定PLL振荡器的振荡频率以得到调制频率互不相同的M种调制信号并不实用。
此外，虽然实时地切换并设定PLL振荡器的振荡频率不实用，但如果是DDS振荡器，则能够实时地切换并设定振荡频率来使用。
DDS是直接数字式频率合成器的简称，作为仅通过设定频率数据(相位增加量)就能够得到任意频率的输出的振荡器而被熟知。在图6的框图中示出设为通过具备使用了DDS振荡器33的调制信号产生部32的驱动控制部31来驱动光梳产生部36的光梳产生器36A的光梳产生装置30的基本结构例。
该光梳产生装置30中的驱动控制部31由使用了DDS振荡器33的调制信号产生部32以及进行上述DDS振荡器33的动作控制的DDS控制部35构成，从由上述DDS控制部35来控制动作的上述DDS振荡器33向光梳产生部36所具备的光梳产生器36A供给各种调制频率的调制信号来作为驱动信号。
调制信号产生部32具备与由基准信号产生器32R产生的基准频率信号FREF同步地产生系统时钟的PLL振荡器32A以及根据该系统时钟来被驱动的DDS振荡器33，通过由上述DDS控制部35对上述DDS振荡器33的动作进行控制，来在由上述DDS控制部35设定的任意的定时在相位连续的状态下切换频率，从上述DDS振荡器33输出各种调制频率的调制信号。
光梳产生部36所具备的光梳产生器36A通过作为驱动信号而从上述DDS振荡器33供给的能够瞬时地切换为各种调制频率的调制信号来驱动，由此产生光梳。
在此，与基于相位同步法的振荡器不同，DDS振荡器33根据系统时钟来驱动，读出所选择的DDS内的ROM表的波形数据并进行DA变换后输出频率信号，因此能够瞬时地进行频率的切换，不存在如相位同步那样的缓和时间。这有助于进行调制频率的切换的光梳产生系统的简单化，并且能够减少缓和时间的无用时间从而有助于高速测定。
图7的框图所示的光梳产生装置40设为通过多个即M个(在此，M＝2)DDS振荡器33A、33B来驱动切换参照信号和测定信号的调制频率来进行绝对距离测量的光梳测距仪用的多个即M个(在此，M＝2)光梳产生器36A、36B。
在该光梳产生装置40中，DDS振荡器33A、33B能够根据与由基准信号产生器32R产生的基准频率信号FREF同步地由PLL振荡器32A产生的系统时钟来驱动，在由DDS控制部35设定的任意的定时在相位连续的状态下切换频率来输出各种调制频率的调制信号，在此，将1GHz频带的四种频率fm’＝1000MHz、fm’+Δfm＝1010MHz、fm’+Δf＝1000.5MHz、fm’+Δfm+Δf＝1010.5MHz在成为图2所示的转变状态的定时被循环切换的第一、第二调制信号Fma、Fmb交替地进行输出。
而且，该光梳产生装置40中的驱动控制部31将由调制信号产生部12的DDS振荡器33A、33B产生的1GHz频带的四种频率fm’＝1000MHz、fm’+Δfm＝1010MHz、fm’+Δf＝1000.5MHz、fm’+Δfm+Δf＝1010.5MHz被循环切换的第一、第二调制信号Fma、Fmb通过频率变换器42A、42B进行上变频来得到25GHz频带的调制信号FmA、FmB，并将该调制信号FmA、FmB作为驱动信号供给到光梳产生器36所具备的两个光梳产生器16A、16B。
即，该光梳产生装置40中的调制信号产生部32具备与由基准信号产生器32R产生的基准频率信号FREF同步地产生频率为24GHz的频率信号的PLL振荡器32B，由该PLL振荡器33B产生的频率为24GHz的频率信号经由隔离器41A、41B而被供给到上述频率变换器42A、42B，由此将由上述DDS振荡器33A、33B产生的1GHz频带的第一、第二调制信号Fma、Fmb通过上述频率变换器42A、42B上变频为25GHz频带的调制信号FmA、FmB，并将该调制信号FmA、FmB作为驱动信号而经由带通滤波器43A、43B供给到光梳产生器36所具备的两个光梳产生器36A、36B。
此外，通过将图5所示的利用了相位同步的频率变换器23用作上述频率变换器42A、42B，能够不需要输出侧的带通滤波器43A、43B，或者能够降低输出侧的带通滤波器43A、43B的规格。
在该光梳产生装置40中，通过由DDS控制部35对DDS振荡器33A、33B的动作进行控制，能够在相位连续的状态下循环地切换调制频率来迅速地使光梳产生器36所具备的两个光梳产生器36A、36B的驱动状态转变，通过用作切换参照信号和测定信号的调制频率来进行绝对距离测量的两个光梳光源，能够缩短绝对距离的测定时间。
在此，在上述光梳产生装置10、20、40中，设为N＝4、M＝2，并且从上述光梳产生部16(36)的两个光梳产生器16A、16B(36A、36B)输出N(N＝4)种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M(M＝2)种光梳，但调制频率的数量N不限定于N＝4，只要为3以上的整数即可，另外，光梳产生器的数量M不限定于M＝2，只要为2以上的整数即可，驱动控制部11(31)进行如下的驱动控制：向光梳产生部16(36)供给相位与基准频率信号FREF的相位同步且N种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M种驱动信号，来使上述光梳产生部16(36)输出M种光梳。
例如，在上述光梳产生装置10、20中，上述驱动控制部11能够设为输出将相位与由基准频率信号产生器12R提供的基准频率信号FREF的相位同步且振荡频率互不相同的N种调制信号循环切换的调制频率互不相同的M种调制信号，例如，通过N输入M输出的开关部14将由N个PLL振荡器得到的振荡频率互不相同的N种调制信号循环地切换来得到调制频率互不相同的M种调制信号，将上述M种调制信号作为驱动信号供给到光梳产生部所具备的M个光梳产生器。
另外，在上述光梳产生装置40中，上述驱动控制部31通过M个DDS振荡器来得到将相位与基准频率信号FREF的相位同步且振荡频率互不相同的N种调制信号循环切换的调制频率互不相同的M种调制信号，将上述M种调制信号作为驱动信号供给到光梳产生部所具备的M个光梳产生器。
另外，在上述光梳产生装置10、20中，上述驱动控制部11设为通过N输入M输出的开关部14将相位与由基准频率信号产生器12R提供的基准频率信号FREF的相位同步且振荡频率互不相同的N种调制信号循环地切换，并将调制频率互不相同的M种调制信号作为驱动信号来使光梳产生部所具备的M个光梳产生器输出M种光梳，但也能够如图8所示的光梳产生装置50那样，还能够通过N输入M输出的光开关31从由产生调制频率互不相同的N种光梳的N个光梳产生器16A、16B、···产生的N种光梳中循环地选择并输出调制频率互不相同的M种光梳。
在该情况下，不需要全部光梳的调制频率都不同，即使一部分的调制频率相同但例如波长不同也能够使用于其它切换。为了取得干涉，必须包括一组调制频率不同的同一波长频带的光梳，但即使在相同的调制频率的组合中包括其它波长频带的光梳也发挥功能。
在此，设为N＝4、M＝2，该光梳产生装置50中的光梳产生部16具备产生调制频率互不相同的四种光梳的四个光梳产生器16A、16B、16C、16D，驱动控制部11具备：调制信号产生部12，其具备产生相位与由基准振荡器12R产生的基准频率信号FREF的相位同步的N(N＝4)种调制信号的四个PLL振荡器12A、12B、12C、12D；4输入2输出的光开关51，其从由上述光梳产生部16产生的四种光梳中，循环地选择调制频率互不相同的两种光梳并输出该两种光梳；以及控制部52，其控制由上述4输入2输出的光开关51进行的光梳的选择动作，驱动控制部11通过上述4输入2输出的光开关51循环地选择调制频率、波长频带互不相同的四种光梳来输出两种光梳。
该光梳产生装置50中的驱动控制部11对光梳进行切换，因此无需对由调制信号产生部12产生的调制周期互不相同的调制信号进行切换。
附图标记说明
10、20、30、40、50：光梳产生装置；11、31：驱动控制部；12、32：调制信号产生部；12A、12B、12C、12D、12E、32A、32B：PLL振荡器；12R、32R：基准信号振荡器；13A、13B、13C、13D、22A、22B、41A、41B：隔离器；14：开关部；14A、14B、24A、24B、43A、43B：带通滤波器；15、52：控制部；16、36：光梳产生部；16A、16B、16C、16D、36A、36B：光梳产生器；23、23A、23B：频率变换器；21：功率分配器；33、33A、33B：DDS振荡器；35：DDS控制部；51：光开关；231：相位比较器；22：电压控制型振荡器；233：混频器。

Claims (6)

1.一种光梳产生装置，是根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳距离测量用的光梳产生装置，其特征在于，具备：
光梳产生部，其具备M个光梳产生器，其中，M为2以上的整数；以及
驱动控制部，其进行如下控制：将相位与基准频率信号的相位同步且N种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M种驱动信号供给到所述M个光梳产生器，来使所述光梳产生部输出M种光梳，其中，N为3以上的整数，
其中，所述光梳产生部从所述M个光梳产生器输出分别被周期性地调制强度或相位且N种调制频率被循环切换且调制频率互不相同的M种光梳。
2.根据权利要求1所述的光梳产生装置，其特征在于，
所述驱动控制部具备：
N个信号源，所述N个信号源输出相位与所述基准频率信号的相位同步且调制频率互不相同的N种调制信号；
N输入M输出的开关部，其与所述N个信号源连接；以及
切换控制单元，其控制所述开关部的动作，来使所述开关部输出将N种调制信号循环切换且调制频率互不相同的M种调制信号，
所述光梳产生装置将所述M种调制信号作为驱动信号供给到所述M个光梳产生器。
3.根据权利要求2所述的光梳产生装置，其特征在于，
所述N个信号源分别产生通过锁相环电路使相位与基准频率信号的相位同步且调制频率固定的状态的N种调制信号。
4.根据权利要求1所述的光梳产生装置，其特征在于，
所述驱动控制部具备：
信号源，其由M个直接数字式频率合成器构成，所述直接数字式频率合成器根据相位与所述基准频率信号的相位同步的系统时钟而进行动作；以及
切换控制单元，其控制所述M个直接数字式频率合成器的动作，以使所述M个直接数字式频率合成器输出将N种调制频率循环切换且调制频率互不相同的M种调制信号，
所述光梳产生装置将所述M种调制信号作为驱动信号供给到所述光梳产生部。
5.一种光梳产生装置，是根据测定光的干涉信号与基准光的干涉信号的时间差来测定距离的光梳距离测量用的光梳产生装置，其特征在于，具备：
N个信号源，所述N个信号源输出相位与基准频率信号的相位同步且调制频率互不相同的N种调制信号作为驱动信号；
光梳产生部，其具备N个光梳产生器，所述N个光梳产生器被从所述N个信号源输出的驱动信号驱动，产生分别被周期性地调制强度或相位且调制频率互不相同的N种光梳；
N输入M输出的光开关，其从由所述光梳产生部所具备的所述N个光梳产生器产生的N种光梳中，循环地选择调制频率互不相同的M种光梳并输出该M种光梳；以及
光开关控制部，其与所述基准频率信号同步地控制由所述光开关进行的光梳的选择动作。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光梳产生装置，其特征在于，
所述驱动控制部进行以下控制：使所述光梳产生部输出将N种调制频率以使切换顺序的一个方向和相反方向连续来进行切换的循环方式循环切换且调制频率互不相同的M种光梳，其中，M为2以上的整数，N为3以上的整数。
CN202180096468.3A 2021-03-29 2021-12-02 光梳产生装置 Pending CN117083562A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-055640 2021-03-29
JP2021055640A JP6994128B1 (ja) 2021-03-29 2021-03-29 光コム発生装置
PCT/JP2021/044296 WO2022209008A1 (ja) 2021-03-29 2021-12-02 光コム発生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117083562A true CN117083562A (zh) 2023-11-17

Family

ID=80808953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180096468.3A Pending CN117083562A (zh) 2021-03-29 2021-12-02 光梳产生装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240192365A1 (zh)
EP (1) EP4318107A1 (zh)
JP (1) JP6994128B1 (zh)
CN (1) CN117083562A (zh)
WO (1) WO2022209008A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7498497B2 (ja) 2021-12-02 2024-06-12 株式会社OptoComb 光コム発生装置及び光コム距離計測装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2527181B2 (ja) * 1987-03-31 1996-08-21 株式会社トプコン 光距離センサ
JPH09152482A (ja) * 1995-12-01 1997-06-10 Olympus Optical Co Ltd 距離測定装置
JP2001343234A (ja) 2000-06-05 2001-12-14 Nec Eng Ltd 広範囲レーザ距離計および広範囲距離測定方法
GB0025662D0 (en) * 2000-10-19 2000-12-06 Secr Defence Frequency synthesiser
US8559823B2 (en) * 2007-06-06 2013-10-15 Tialinx, Inc. Multi-aperture three-dimensional beamforming
JP5435443B2 (ja) * 2008-03-31 2014-03-05 古河電気工業株式会社 同期光信号発生装置及び同期光信号発生方法
JP5231883B2 (ja) * 2008-07-03 2013-07-10 株式会社 光コム 距離計及び距離測定方法並びに光学的三次元形状測定機
JP5161938B2 (ja) * 2010-08-23 2013-03-13 パナソニック株式会社 空間情報検出装置
JP5736247B2 (ja) * 2011-06-23 2015-06-17 株式会社日立製作所 距離計測方法および装置
JP6019360B2 (ja) * 2012-02-28 2016-11-02 ネオアーク株式会社 光ヘテロダイン距離計
WO2014203654A1 (ja) * 2013-06-17 2014-12-24 株式会社日立製作所 距離測定装置、形状測定装置、加工システム、距離測定方法、形状測定方法および加工方法
EP2908168B1 (de) * 2014-02-14 2019-12-04 Deutsche Telekom AG Erzeugung von Frequenzkämmen und sinc-förmigen Nyquist-Pulsefolgen großer Bandbreite und abstimmbarer Repetitionsrate
JP6269213B2 (ja) * 2014-03-19 2018-01-31 アイシン精機株式会社 距離測定装置及び距離測定方法
JP6747822B2 (ja) * 2016-02-23 2020-08-26 株式会社トプコン 距離測定装置、距離測定方法および距離測定用プログラム
JP7152748B2 (ja) 2018-07-13 2022-10-13 株式会社Xtia 距離計及び距離測定方法並びに光学的三次元形状測定機
JP7152761B2 (ja) * 2018-11-26 2022-10-13 株式会社Xtia 光コム発生装置
JP6943538B2 (ja) 2019-09-30 2021-10-06 本田技研工業株式会社 鞍乗型車両

Also Published As

Publication number Publication date
US20240192365A1 (en) 2024-06-13
WO2022209008A1 (ja) 2022-10-06
EP4318107A1 (en) 2024-02-07
JP2022152753A (ja) 2022-10-12
JP6994128B1 (ja) 2022-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6263906B2 (ja) 電子回路および制御方法
JP6494888B2 (ja) Ｐｌｌ回路
CN109286124B (zh) 激光线宽压缩方法及系统
CN117083562A (zh) 光梳产生装置
Ayhan et al. FPGA controlled DDS based frequency sweep generation of high linearity for FMCW radar systems
JP6925550B1 (ja) 光コム発生装置
RU2297092C1 (ru) Формирователь сигналов сантиметрового диапазона, перестраиваемый по частоте, с амплитудной и фазовой модуляциями
JP6972403B1 (ja) 低相対位相雑音光コム発生装置
EP3196689B1 (en) Optical frequency control device
CN117280272A (zh) 光梳产生器控制装置
JP7448964B2 (ja) 光コム距離計測方法及び光コム距離計測装置
US10935631B2 (en) Radar transceiver with a switched local oscillator
CN109683167B (zh) 光波测距仪以及反馈信号的调制频率决定方法
Serafino et al. Photonics for mmW signal generation
Ghelfi et al. Ultra-stable radar signal from a photonics-assisted transceiver based on single mode-locking laser
JPH08194062A (ja) パルスレーダー
JP7498497B2 (ja) 光コム発生装置及び光コム距離計測装置
JP2007241950A (ja) 高精度クロック・トリガ連続遅延装置
Indrawijaya et al. Fractional-N PLL Synthesizer for FMCW Signal Generator with Dual-Mode Modulation Pattern
Li et al. Development of W Band frequency synthesizer for coherent frequency agile Radar
JPH06281505A (ja) 光波長計
CN118264321A (zh) 一种分布式微波同步系统与方法
JPH02143728A (ja) 光パルスパターン発生装置
JPH03109818A (ja) ディジタル位相比較器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40094732

Country of ref document: HK

CB02 Change of applicant information

Country or region after: Japan

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Otkang Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Xtia Co.,Ltd.

Country or region before: Japan

CB02 Change of applicant information