JP2021120654A - 距離測定方法及び光コム距離計並びに光学的三次元形状測定装置 - Google Patents
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Claims (15)
- 変調周波数が互いに異なる第1の波長帯域の第1の光コム参照光と第1の光コム測定光を第1の光コム光源から出射するとともに、上記変調周波数よりも低く変調周波数が互いに異なる第2の波長帯域の第2の光コム参照光と第2の光コム測定光を第2の光コム光源から出射し、
上記第1の光コム参照光と上記第2の光コム参照光を合波した参照光と、上記第1の光コム測定光と上記第2の光コム測定光を合波した測定光を光コム干渉計に入射させ、
上記光コム干渉計を介して、上記参照光と測定光を基準光路長の参照光路と光路長が未知の測定対象の測定光路に入射させ、
上記光コム干渉計により得られる参照用干渉光と測定用干渉光を検出することにより得られる上記第1の波長帯域の参照用干渉信号の時間差と測定用干渉光信号及び上記第2の波長帯域の参照用干渉信号と測定用干渉信号の位相差から、上記測定対象物までの距離を算出することを特徴とする距離測定方法。 - 上記光コム干渉計により、入射された参照光と測定光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、上記参照光路を通過させた参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
- 上記光コム干渉計により、入射された参照光と上記参照光路を通過させた測定光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
- 上記光コム干渉計により、入射された測定光と上記参照光路を通過させた参照光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された測定光と上記測定光路を通過させた参照光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
- 上記光コム干渉計により、入射された測定光と上記参照光路を通過させた参照光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項1に記載の距離測定方法。
- 変調周波数が互いに異なる第1の波長帯域の第1の光コム参照光と第1の光コム測定光を出射する第1の光コム光源と、
上記変調周波数よりも低く変調周波数が互いに異なる第2の波長帯域の第2の光コム参照光と第2の光コム測定光を出射する第2の光コム光源と、
上記第1の光コム参照光と上記第2の光コム参照光を合波した参照光と、上記第1の光コム測定光と上記第2の光コム測定光を合波した測定光を生成する合波部と、
上記合波部により生成された参照光と測定光が入射され、入射された参照光と測定光を基準光路長の参照光路と光路長が未知の測定対象の測定光路に入射させる光コム干渉計と、
上記光コム干渉計により生成された参照用干渉光を検出する参照光検出器と、
上記光コム干渉計により生成された測定用干渉光を検出する測定光検出器と、
上記参照光検出器により得られる参照用干渉信号に含まれる上記第1の波長帯域の参照用干渉光による第1の参照用干渉信号と上記測定光検出器により得られる測定用干渉信号に含まれる上記第1の波長帯域の測定用干渉光による第1の測定用干渉信号の時間差と、上記参照光検出器により得られる参照用干渉信号に含まれる上記第2の波長帯域の参照用干渉光による第2の参照用干渉信号と上記測定光検出器により得られる測定用干渉信号に含まれる上記第2の波長帯域の測定用干渉光による第2の測定用干渉信号の時間差とから、上記測定対象物までの距離を算出する信号処理部と
を備えることを特徴とする光コム距離計。 - 上記光コム干渉計は、入射された参照光と測定光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された参照光を上記参照光路に入射させるとともに入射された測定光を上記測定光路に入射させ、上記参照光路を通過させた参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項6に記載の光コム距離計。
- 上記光コム干渉計は、入射された測定光を上記参照光路と上記測定光路に入射させ、入射された参照光と上記参照光路を通過させた測定光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項6に記載の光コム距離計。
- 上記光コム干渉計は、入射された参照光を上記参照光路と上記測定光路に入射させ、入射された測定光と上記参照光路を通過させた参照光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された測定光と上記測定光路を通過させた参照光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項6に記載の光コム距離計。
- 上記光コム干渉計は、入射された参照光を上記参照光路に入射させるともに、入射された測定光を上記測定光路に入射させ、入射された測定光と上記参照光路を通過させた参照光とを合波して参照用干渉光を生成するとともに、入射された参照光と上記測定光路を通過させた測定光とを合波して測定用干渉光を生成することを特徴とする請求項6に記載の光コム距離計。
- 上記合波部は、上記第1の光コム光源から出射された第1の光コム参照光と上記第2の光コム光源から出射された第2の光コム参照光を合波して参照光として上記光コム干渉計に入射させる第1の波長多重カップラと、上記第1の光コム光源から出射された第1の光コム測定光と上記第2の光コム光源から出射された第2の光コム測定光を合波して測定光として上記光コム干渉計に入射させる第2の波長多重カップラと、上記光コム干渉計から出射される参照用干渉光を上記第1の波長帯域の参照用干渉光と上記第2の波長帯域の参照用干渉光に分離する第3の波長多重カップラと、上記光コム干渉計から出射される測定用干渉光を上記第1の波長帯域の測定用干渉光と上記第2の波長帯域の測定用干渉光に分離する第4の波長多重カップラとを備え、
上記参照光検出器は、上記第3の波長多重カップラにより分離された上記第1の波長帯域の参照用干渉光を検出する第1の参照光検出器と上記第2の波長帯域の参照用干渉光を検出する第2の参照光検出器とを備え、
上記測定光検出器は、上記第4の波長多重カップラにより分離された上記第1の波長帯域の測定用干渉光を検出する第1の測定光検出器と上記第2の波長帯域の測定用干渉光を検出する第2の測定光検出器とを備え、
上記信号処理部は、上記第1の参照光検出器と第1の測定光検出器により得られる2つの干渉信号の時間差と、上記第2の参照光検出器と第2の測定光検出器により得られる2つの干渉信号の時間差とから、上記測定対象物までの距離を算出する
ことを特徴とする請求項6乃至請求項10の何れか1項に記載の光コム距離計。 - 上記合波部は、上記第1の光コム光源から出射された第1の光コム測定光と上記第2の光コム光源から出射された第2の光コム測定光を時分割合成して測定光として光コム干渉計に入射させる第1の光スイッチと、上記第1の光コム光源から出射された第1の光コム参照光と上記第2の光コム光源から出射された第2の光コム参照光を時分割合成して参照光として光コム干渉計に入射させる第2の光スイッチとからなり、
上記信号処理部は、上記参照光検出器により得られる参照用干渉信号に時分割で含まれる上記第1の波長帯域の参照用干渉光による第1の参照用干渉信号と上記測定光検出器により得られる測定用干渉信号に時分割で含まれる上記第1の波長帯域の測定用干渉光による第1の測定用干渉信号の時間差と、上記参照光検出器により得られる参照用干渉信号に時分割で含まれる上記第2の波長帯域の参照用干渉光による第2の参照用干渉信号と上記測定光検出器により得られる測定用干渉信号に時分割で含まれる上記第2の波長帯域の測定用干渉光による第2の測定用干渉信号の時間差とから、上記測定対象物までの距離を算出する
ことを特徴とする請求項6乃至請求項10の何れか1項に記載の光コム距離計。 - 上記第1の光コム光源は、第1の周波数ν1を中心にfm1の周波数間隔でコム状のモードが並ぶ第1の光コム測定光と、周波数ν1+fa1を中心にfm1+Δfm1の周波数間隔でコム状のモードが並ぶ第1の光コム参照光とを出射し、
上記第2の光コム光源は、第2の周波数ν2を中心にfm2の周波数間隔でコム状のモードが並ぶ第2の光コム測定光と、周波数ν2+fa2を中心にfm2+Δfm2の周波数間隔でコム状のモードが並ぶ第2の光コム参照光とを出射することを特徴とする請求項4乃至請求項12の何れか1項に記載の光コム距離計。 - 上記第1の光コム光源は、マイクロ波帯域又はミリ波帯域の第1の光コム測定光と第1の光コム参照光とを出射し、
上記第2の光コム光源は、超短波帯域又は極超短波帯域の第2の光コム測定光と第2の光コム参照光とを出射することを特徴とする請求項13に記載の光コム距離計。 - 請求項6乃至請求項14の何れか1項に記載の光コム距離計と、
上記光コム距離計から出射された測定光により測定対象物を走査し、上記測定対象物により反射された上記測定光を上記光コム距離計に戻す光学スキャン装置と、
上記光学スキャン装置を制御してレーザービームを走査すると同時に上記距離計が計測する距離情報を取得して、ビーム照射位置とその場所までの距離を複数の点について蓄積することにより非接触で物体の三次元形状を測定する信号処理装置と
を備える光学式三次元形状測定装置。
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