JP2022124043A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象の表面状態に依らず測距を行う。
【解決手段】距離測定装置は、光源１１と、光源１１からの光を反射して測定対象Ｔに照射し、測定対象Ｔからの反射光を透過させるビームスプリッタ１３と、測定対象Ｔからの反射光を受光する光検出素子１７と、測定対象Ｔからの反射光を２分割して異なる入射角で光検出素子１７に入射させる干渉光学系２９と、偏光軸が異なる直線偏光板１９，２０と、光検出素子１７の検出結果から光検出素子１７の検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて光検出素子１７から測定対象Ｔまでの対物距離を算出する距離算出部１８とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、距離測定技術に関し、特に物体に光を照射して反射させ、その反射光に基づ
いて物体までの対物距離を測定する光学的距離測定技術に関するものである。

物体に光を照射して、その反射光を回折格子を通過させた際に生じる干渉縞のピッチと距離との関係から、測距を行う距離測定装置が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に開示された距離測定装置は、図１４に示すように、光源１１と、光源レンズ１２と、光源レンズ１２で集光された光源光を反射して測定対象Ｔに照射し、測定対象Ｔからの反射光を集光レンズ１５に入射させるビームスプリッタ１３と、測定対象Ｔからの反射光を回折させる回折格子１４と、集光レンズ１５と、結像面Ｑ上に配置され、回折格子１４からの回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを選択的に通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタ１６と、スペイシアルフィルタ１６を通過した異なる２つの次数の回折光により生じた干渉縞を検出する光検出素子１７と、光検出素子１７で得られた検出結果を演算処理して干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて集光レンズ１５から測定対象Ｔまでの対物距離を算出する距離算出部１８とを備えている。

特許文献１に開示された距離測定装置では、測定対象Ｔから主点すなわち集光レンズ１５の位置までの対物距離をａとし、主点から結像面Ｑすなわちスペイシアルフィルタ１６までの距離をｂとし、集光レンズ１５の焦点距離をｆとすると、これらの関係は、結像の公式（レンズの公式）により、次の式（１）で表される。

特許文献１に開示された距離測定装置では、図１５（Ａ）に示すように光源レンズ１２による光源光の集光位置に測定対象Ｔがある場合、測定対象Ｔの表面が粗面であっても鏡面であっても反射光の状態は変わらない。

一方、光源光の集光位置に測定対象Ｔがない場合、測定対象Ｔの表面状態によって、測定対象Ｔからの反射光に含まれる正反射光と拡散反射光の強さが変わる。図１５（Ｂ）のように測定対象Ｔの表面が粗面の場合、拡散反射光が強くなる。この場合、測定対象Ｔの表面が発光の中心となって干渉縞が作られる。また、図１５（Ｃ）のように測定対象Ｔの鏡面が粗面の場合、正反射光が強くなる。この場合、図１５（Ｃ）に示す点Ｂが発光の中心となって干渉縞が作られる。

特許文献１に開示された距離測定装置では、測定対象Ｔからの反射光に含まれる正反射光が強い場合、干渉縞のピッチと対物距離との関係が式（１）から得られる関係と異なるため、測距が困難であるという課題があった。

特許第６１３０８０５号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、測定対象の表面状態に依らず測距を行うことができる距離測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる距離測定装置を提供することを目的とする。

本発明の距離測定装置（第１～第４の実施例）は、光源と、前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させるビームスプリッタと、前記測定対象からの反射光を受光する光検出素子と、前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記光検出素子に入射させる干渉光学系と、前記光源と前記ビームスプリッタとの間に設けられた第１の偏光板と、前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられた第２の偏光板と、前記光検出素子の検出結果から前記光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第１～第４の実施例）において、前記干渉光学系は、前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の距離測定装置の１構成例（第１の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、偏光軸の方向が異なる直線偏光板である。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第２の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板である。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第３の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第４の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、回転方向が異なる円偏光板であり、前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とするものである。

また、本発明の距離測定装置（第５、第６の実施例）は、光源と、前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させるビームスプリッタと、前記測定対象からの反射光を受光する光検出素子と、前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記光検出素子に入射させる干渉光学系と、前記測定対象と前記ビームスプリッタとの間に設けられた偏光板と、前記光検出素子の検出結果から前記光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第５、第６の実施例）において、前記干渉光学系は、前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の距離測定装置の１構成例（第５の実施例）において、前記偏光板は、直線偏光板であり、前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第５の実施例）において、前記偏光板は、円偏光板である。

また、本発明の距離測定装置（第７、第８の実施例）は、光源と、前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させる第１のビームスプリッタと、前記測定対象からの反射光を受光する第１、第２の光検出素子と、前記測定対象と前記第１、第２の光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記第１の光検出素子に入射させると共に、前記２分割した反射光を異なる入射角で前記第２の光検出素子に入射させる干渉光学系と、前記干渉光学系と前記第１、第２の光検出素子との間に設けられ、前記干渉光学系からの光を通過させて前記第１の光検出素子に入射させると共に、前記干渉光学系からの光を反射して前記第２の光検出素子に入射させる第２のビームスプリッタと、前記光源と前記第１のビームスプリッタとの間に設けられた第１の偏光板と、前記第２のビームスプリッタと前記第１の光検出素子との間に設けられた第２の偏光板と、前記第２のビームスプリッタと前記第２の光検出素子との間に設けられた第３の偏光板と、前記第１、第２の光検出素子の検出結果から前記第１、第２の光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記第１、第２の光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第７、第８の実施例）において、前記干渉光学系は、前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の距離測定装置の１構成例（第７の実施例）において、前記第１、第３の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、前記第２の偏光板は、前記第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板であり、前記距離算出部は、前記第１、第２の光検出素子の検出結果から、前記測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率を算出し、この比率に基づいて正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第７の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板であり、前記第３の偏光板は、前記第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板であり、前記距離算出部は、前記第１、第２の光検出素子の検出結果から、前記測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率を算出し、この比率に基づいて正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とするものである。

また、本発明の距離測定装置の１構成例（第８の実施例）において、前記第１、第３の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、前記第２の偏光板は、前記第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板であり、前記距離算出部は、前記第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する前記対物距離を算出すると共に、前記第２の光検出素子で得られたデータから前記第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する前記対物距離を算出し、前記拡散反射光に対応する対物距離と前記正反射光に対応する対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることを特徴とするものである。
また、本発明の距離測定装置の１構成例（第８の実施例）において、前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板であり、前記第３の偏光板は、前記第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板であり、前記距離算出部は、前記第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する前記対物距離を算出すると共に、前記第２の光検出素子で得られたデータから前記第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する前記対物距離を算出し、前記拡散反射光に対応する対物距離と前記正反射光に対応する対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることを特徴とするものである。

本発明によれば、光源と、ビームスプリッタと、光検出素子と、干渉光学系と、光源とビームスプリッタとの間の第１の偏光板と、測定対象と光検出素子との間の第２の偏光板と、距離算出部とを設けることにより、測定対象の表面状態に依らない測距または測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、光源とビームスプリッタとの間の第１の偏光板と、測定対象と光検出素子との間の第２の偏光板とを、偏光軸の方向が異なる直線偏光板、または回転方向が同一の円偏光板とすることにより、測定対象の表面状態に依らない測距を行うことができる。

また、本発明では、光源とビームスプリッタとの間の第１の偏光板と、測定対象と光検出素子との間の第２の偏光板とを、偏光軸が同一方向の直線偏光板、または回転方向が異なる円偏光板とし、距離算出部が、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する対物距離の算出または拡散反射光に対応する対物距離の算出のいずれかを行うことにより、測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、光源と、ビームスプリッタと、光検出素子と、干渉光学系と、測定対象とビームスプリッタとの間の偏光板と、距離算出部とを設けることにより、測定対象の表面状態に依らない測距または測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、測定対象とビームスプリッタとの間の偏光板を直線偏光板とし、距離算出部が、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する対物距離の算出または拡散反射光に対応する対物距離の算出のいずれかを行うことにより、測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、測定対象とビームスプリッタとの間の偏光板を円偏光板とすることにより、測定対象の表面状態に依らない測距を行うことができる。

また、本発明では、光源と、第１のビームスプリッタと、第１、第２の光検出素子と、干渉光学系と、第２のビームスプリッタと、光源と第１のビームスプリッタとの間の第１の偏光板と、第２のビームスプリッタと第１の光検出素子との間の第２の偏光板と、第２のビームスプリッタと第２の光検出素子との間の第３の偏光板と、距離算出部とを設けることにより、測定対象の表面状態に依らない測距または測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、第１、第３の偏光板を、偏光軸が同一方向の直線偏光板とし、第２の偏光板を、第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板とし、距離算出部が、測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率に基づいて正反射光に対応する対物距離の算出または拡散反射光に対応する対物距離の算出のいずれかを行うことにより、測定対象の表面状態に依らない測距を行うことができる。

また、本発明では、第１、第２の偏光板を、回転方向が同一の円偏光板とし、第３の偏光板を、第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板とし、距離算出部が、測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率に基づいて正反射光に対応する対物距離の算出または拡散反射光に対応する対物距離の算出のいずれかを行うことにより、測定対象の表面状態に依らない測距を行うことができる。

また、本発明では、第１、第３の偏光板を、偏光軸が同一方向の直線偏光板とし、第２の偏光板を、第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板とし、距離算出部が、第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する対物距離を算出すると共に、第２の光検出素子で得られたデータから第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する対物距離を算出し、これらの対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることにより、測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

また、本発明では、第１、第２の偏光板を、回転方向が同一の円偏光板とし、第３の偏光板を、第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板とし、距離算出部が、第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する対物距離を算出すると共に、第２の光検出素子で得られたデータから第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する対物距離を算出し、これらの対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることにより、測定対象の表面状態に応じた測距を行うことができる。

図１は、正反射光の干渉縞と対物距離との関係を説明する図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係る距離算出部を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図４は、検出面に生じた干渉縞を示す画像例である。 図５は、光検出素子で得られた検出結果の解析例である。 図６は、本発明の第３の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図７は、本発明の第３の実施例に係る距離測定装置の距離算出部の動作を説明するフローチャートである。 図８は、本発明の第５の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図９は、本発明の第６の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第７の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図１１は、本発明の第７の実施例に係る距離測定装置の距離算出部の動作を説明するフローチャートである。 図１２は、本発明の第８の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。 図１３は、本発明の第８の実施例に係る距離測定装置の距離算出部の動作を説明するフローチャートである。 図１４は、従来の距離測定装置の構成を示す図である。 図１５は、測定対象の表面状態による反射光の違いを説明する図である。

［発明の原理］
本発明では、測定対象に光を照射した際の反射光に含まれている正反射光と拡散反射光を分離することで、測定対象の表面状態に応じて、測距に適当な信号を取り出し、正反射光を利用する場合は正反射光の干渉縞と対物距離との関係を表す式を用い、拡散反射光を利用する場合は拡散反射光の干渉縞と対物距離との関係を表す式を用いることで、測定対象の表面状態に依らず測距を行うことができる。

特許文献１によると、集光レンズ１５の既知の焦点距離をｆ、集光レンズ１５の主点から光検出素子１７の検出面Ｉまでの既知の距離をＬ、回折格子１４の既知の回折格子間隔をｄ、スペイシアルフィルタ１６を通過する、２つの次数ｎ，ｎ’の回折光の既知の次数差をｍとすると、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐに基づいて集光レンズ１５から測定対象Ｔまでの対物距離ａを次の式（２）のように求めることができる。

一方、光源レンズ１２による光源光の集光位置が測定対象Ｔの表面よりも奥側にある場合、図１４に示した距離の関係は図１（Ａ）のように変わる。また、光源光の集光位置が測定対象Ｔの表面よりも手前側にある場合、図１４に示した距離の関係は図１（Ｂ）のように変わる。光源光の集光位置に測定対象Ｔがない場合（測定対象Ｔからの反射光に含まれる正反射光が強い場合）、集光レンズ１５から距離ａの位置は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の点Ｃの位置となる。この点Ｃが発光の中心となって干渉縞が作られる。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）の場合の光源レンズ１２による光源光の集光位置から集光レンズ１５までの既知の距離をｘ０、集光レンズ１５から測定対象Ｔまでの真の対物距離をａ０とすると、ｘ０と式（２）から得られる距離ａとに基づいて、対物距離ａ０を次の式（３）のように求めることができる。
ａ０＝（ｘ０＋ａ）／２ ・・・（３）

式（３）に式（２）を代入することで、次の式（４）が得られる。
ａ０＝［ｘ０＋ｆＬｄ／｛（Ｌ－ｆ）ｄ－ｆｍｐ｝］／２ ・・・（４）

［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。
本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８と、偏光板１９，２０とを備えている。距離測定装置は、例えば、図２の構成が図示しないケーシング内部に収納されていてもよい。回折格子１４と集光レンズ１５とスペイシアルフィルタ１６とは、干渉光学系２９を構成している。

本実施例では、回折格子１４における格子の長手方向（紙面垂直方向）をＸ方向とし、格子の周期方向（紙面上下方向）をＹ方向とし、格子面に垂直な方向（紙面左右方向）をＺ方向とする。

光源１１と光源レンズ１２とビームスプリッタ１３と偏光板１９とは、光源１１から出射される光を測定対象Ｔに集光して照射する照射光学系を構成する。

光源１１は、距離測定に用いる単一波長の光（単色光）を発する装置である。光源１１としては、半導体レーザ装置、ナトリウムランプのような単色光や、白色光源と狭帯域バンドパスフィルタにより単一波長化された光を発する装置を用いることができる。
光源レンズ１２は、光源１１から出射した光を集光してビームスプリッタ１３へ出射する。

偏光板１９，２０は、偏光軸（透過軸）が互いに９０°異なる直線偏光板である。偏光板１９は、光源光の光路上に、光源光の光軸（Ｙ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＸ方向になるように配置される。これにより、偏光板１９は、光源レンズ１２を出射した光源光のうちＸ方向に振動する直線偏光のみを通過させる。
偏光板１９の位置については、光源１１からビームスプリッタ１３までの範囲であれば、どの位置に配置してもよい。

ビームスプリッタ１３は、集光学系の光路Ｏ上に配置され、偏光板１９を通過した光源光を反射して、光路Ｏに沿って測定対象Ｔに照射する。また、ビームスプリッタ１３は、測定対象Ｔで反射された反射光のうち、光路Ｏ方向に反射された反射光を偏光板２０に入射させる。

偏光板２０は、集光学系の光路Ｏ上に、反射光の光軸（Ｚ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＹ方向になるように配置される。これにより、偏光板２０は、測定対象Ｔからの反射光のうちＹ方向に振動する直線偏光のみを通過させる。

光源光が測定対象Ｔの表面で正反射すると、正反射光は、光源光の波の位相を保持して反射するので、Ｘ方向に振動する直線偏光のままとなる。
一方、拡散反射の場合、測定対象Ｔの表面での反射時に光源光の波の位相が変化する。このため、拡散反射光は、Ｘ方向に振動する直線偏光とＹ方向に振動する直線偏光とを含む非偏光となる。

Ｘ方向に振動する直線偏光は偏光板２０を通過できないため、正反射光は偏光板２０を通過できない。したがって、偏光板２０を通過する光は、拡散反射光のうちのＹ方向に振動する直線偏光のみとなる。こうして、偏光軸が互いに９０°異なる直線偏光板を２枚設置することで、拡散反射光だけを取得することができる。

回折格子１４は、光路Ｏ上に配置され、偏光板２０を通過した、測定対象Ｔからの反射光を回折させる。
集光レンズ１５は、例えば凸レンズからなり、光路Ｏ上に配置され、ビームスプリッタ１３を通過した、測定対象Ｔからの反射光または回折格子１４からの回折光を結像面Ｑに集光する。

集光レンズ１５の位置については、ビームスプリッタ１３から結像面Ｑまでの範囲であれば、回折格子１４の前後、いずれの位置に配置してもよい。例えば、回折格子１４がビームスプリッタ１３と集光レンズ１５との間に配置されている場合、回折格子１４からの回折光が集光レンズ１５を介して結像面Ｑに結像される。

また、回折格子１４が集光レンズ１５とスペイシアルフィルタ１６との間に配置されている場合、集光レンズ１５で集光された反射光が回折格子１４で回折された後、結像面Ｑに結像される。
偏光板２０の位置については、ビームスプリッタ１３から光検出素子１７までの範囲であれば、どの位置に配置してもよい。

スペイシアルフィルタ１６は、結像面Ｑ上に配置され、回折格子１４からの回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを選択的に通過させ、他の次数の回折光を遮断する。

光検出素子１７は、検出面Ｉに生じた、スペイシアルフィルタ１６を通過した２つの次数の回折光からなる干渉縞を検出し、検出結果を出力する。光検出素子１７としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）リニアイメージセンサや、フォトダイオードアレイなどの一次元上に配置した受光素子が利用できる。

距離算出部１８は、光検出素子１７で得られた検出結果から演算処理を行い、干渉縞の周期長を抽出し、得られた周期長に基づいて集光レンズ１５から測定対象Ｔまでの対物距離ａを算出する。

図３は、距離算出部１８の構成を示すブロック図である。距離算出部１８は、バス１０１を介して接続されるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０３と主記憶装置１０４とを有する演算装置１０２、通信制御装置１０５、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０６、外部記憶装置１０７、表示装置１０８等を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。

図３に示すように、光検出素子１７は、Ｉ／Ｆ１０６を介して距離算出部１８に接続されており、得られた検出結果をＩ／Ｆ１０６を介して距離算出部１８に出力する。
表示装置１０８は、液晶ディスプレイなどで構成され、演算装置１０２による対物距離ａの算出結果を表示する。

通信制御装置１０５は、各種外部電子機器との間を通信ネットワークを介して接続するための制御装置である。通信制御装置１０５は、対物距離ａの算出結果などを通信ネットワークを介して外部に送出してもよい。

図４は、特許文献１で開示された干渉縞の画像例であるが、本実施例においても光検出素子１７の検出面Ｉに同様の干渉縞が生じる。図４に示すように、検出面Ｉに生じた干渉縞とＸ方向が直交する。

図５は、光検出素子１７で得られた検出結果の解析例である。ここでは、横軸が干渉縞に直交するＸ方向に沿った画像のピクセル位置［ｐｉｃ］を示し、縦軸が各ピクセル位置における光強度（無単位）である。得られた検出結果は、ほぼ正弦波形状をなしており、そのピーク位置が明線に相当している。したがって、ピーク位置間に存在するピクセル数から干渉縞ピッチｐを示す実際の距離を算出できる。

距離算出部１８は、光検出素子１７で得られた画像から、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（２）により対物距離ａを算出すればよい。

以上のように、本実施例では、偏光板１９，２０を設けることにより、測定対象Ｔからの拡散反射光だけを光検出素子１７に入射させることができるので、測定対象Ｔの表面状態に依らず測距を行うことができる。

本実施例では、偏光板１９の偏光軸をＸ方向、偏光板２０の偏光軸をＹ方向としているが、偏光板１９の偏光軸をＹ方向、偏光板２０の偏光軸をＸ方向としてもよいことは言うまでもない。

［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例の距離測定装置は、第１の実施例と同様に、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８と、偏光板１９，２０とを備える。

本実施例は、距離測定装置の偏光板１９，２０として、直線偏光板の代わりに、回転方向が同一の２枚の円偏光板を用いるものである。
例えば偏光板１９を光源１１からビームスプリッタ１３への方向において右回りの円偏光板とする。これにより、偏光板１９は、光源レンズ１２を出射した光源光のうち右回りの円偏光のみを通過させる。

また、偏光板２０を測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において右回りの円偏光板とする。これにより、偏光板２０は、測定対象Ｔからの反射光のうち右回りの円偏光のみを通過させる

光源光が測定対象Ｔの表面で正反射すると、正反射光は、光源光の波の位相を保持して反射する。ただし、光源光がビームスプリッタ１３から測定対象Ｔに入射する方向と反射光が進行する方向とが逆なので、正反射光は、測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において左回りの円偏光となる。一方、拡散反射光は、右回りの円偏光と左回りの円偏光とを含む非偏光となる。

左回りの円偏光は偏光板２０を通過できないため、正反射光は偏光板２０を通過できない。したがって、偏光板２０を通過する光は、拡散反射光のうちの右回りの円偏光のみとなる。

こうして、本実施例では、同一の回転方向の円偏光を２枚設置することで、拡散反射光だけを取得することができ、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
偏光板１９，２０以外の距離測定装置の構成は第１の実施例と同じである。

本実施例では、偏光板１９，２０を右回りの円偏光板としているが、左回りの円偏光板としてもよいことは言うまでもない。

［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。図６は本発明の第３の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８ａと、偏光板１９ａ，２０ａとを備える。

本実施例では、距離測定装置の２枚の偏光板１９ａ，２０ａとして、偏光軸が同一方向の直線偏光板を用いる。
偏光板１９ａは、光源光の光路上に、光源光の光軸（Ｙ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＸ方向になるように配置される。第１の実施例と同様に、偏光板１９ａの位置については、光源１１からビームスプリッタ１３までの範囲であれば、どの位置に配置してもよい。

偏光板２０ａは、集光学系の光路Ｏ上に、反射光の光軸（Ｚ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＸ方向になるように配置される。第１の実施例と同様に、偏光板２０ａの位置については、ビームスプリッタ１３から光検出素子１７までの範囲であれば、どの位置に配置してもよい。

偏光軸が同一方向の直線偏光板を用いることにより、本実施例では、測定対象Ｔからの正反射光と拡散反射光とが混在した反射光が光検出素子１７に入射する。
本実施例の距離算出部１８ａの構成は、図３に示した距離算出部１８の構成と同様である。図７は距離算出部１８ａの動作を説明するフローチャートである。距離算出部１８ａは、ユーザからの指示に応じて正反射用の演算、または拡散反射用の演算を行う。

具体的には、ユーザは、例えば測定対象Ｔでの反射が拡散反射よりも正反射が支配的であることが分かっている測定対象Ｔの場合、距離算出部１８ａに対して正反射用の演算を行うよう指示する。距離算出部１８ａは、ユーザから正反射用の演算指示があった場合（図７ステップＳ１００においてＹＥＳ）、光検出素子１７で得られた画像から、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（４）により正反射光に対応する対物距離ａ０を算出する（図７ステップＳ１０１）。

また、ユーザは、測定対象Ｔでの反射が正反射よりも拡散反射が支配的で、正反射が支配的でないことが分かっている測定対象Ｔの場合、距離算出部１８ａに対して拡散反射用の演算を行うよう指示する。距離算出部１８ａは、ユーザから拡散反射用の演算指示があった場合（図７ステップＳ１００においてＮＯ）、光検出素子１７で得られた画像から、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（２）により拡散反射光に対応する対物距離ａを算出する（図７ステップＳ１０２）。
距離測定装置の他の構成は第１の実施例と同じである。

こうして、本実施例では、測定対象Ｔの表面状態に応じた測距を行うことができる。本実施例では、偏光板１９ａ，２０ａの偏光軸をＸ方向としているが、Ｙ方向としてもよいことは言うまでもない。

［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例の距離測定装置は、第３の実施例と同様に、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８ａと、偏光板１９ａ，２０ａとを備える。

本実施例は、距離測定装置の偏光板１９ａ，２０ａとして、直線偏光板の代わりに、回転方向が互いに異なる円偏光板を用いるものである。
例えば偏光板１９ａを光源１１からビームスプリッタ１３への方向において右回りの円偏光板とする。また、偏光板２０ａを測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において左回りの円偏光板とする。

回転方向が互いに異なる円偏光板を用いることにより、本実施例では、測定対象Ｔからの正反射光と拡散反射光とが混在した反射光が光検出素子１７に入射する。
距離算出部１８ａについては第３の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、第３の実施例と同様の効果を得ることができる。

本実施例では、偏光板１９ａを右回りの円偏光板、偏光板２０ａを左回りの円偏光板としているが、偏光板１９ａを左回りの円偏光板、偏光板２０ａを右回りの円偏光板としてもよいことは言うまでもない。

［第５の実施例］
次に、本発明の第５の実施例について説明する。図８は本発明の第５の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８ａと、直線偏光板２１とを備える。

本実施例は、第３の実施例の距離測定装置において偏光板１９ａ，２０ａの代わりに、直線偏光板２１を設けたものである。直線偏光板２１は、測定対象Ｔとビームスプリッタ１３との間の光路Ｏ上に配置される。直線偏光板２１の偏光軸の方向はＸ方向、Ｙ方向のどちらでもよい。
直線偏光板２１を用いることにより、本実施例では、測定対象Ｔからの正反射光と拡散反射光とが混在した反射光が光検出素子１７に入射する。

距離算出部１８ａについては第３の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、第３の実施例と同様の効果を得ることができる。

［第６の実施例］
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図９は本発明の第６の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、光検出素子１７と、距離算出部１８と、円偏光板２２とを備える。

本実施例は、第１の実施例の距離測定装置において偏光板１９，２０の代わりに、円偏光板２２を設けたものである。円偏光板２２は、測定対象Ｔとビームスプリッタ１３との間の光路Ｏ上に配置される。円偏光板２２は、測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において右回りの円偏光板でもよいし、左回りの円偏光板でもよい。

円偏光板２２が例えば測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において右回りの円偏光板の場合、光源レンズ１２を出射してビームスプリッタ１３で反射した光源光のうち、右回りの円偏光のみを通過させる。

光源光が測定対象Ｔの表面で正反射すると、正反射光は、光源光の波の位相を保持して反射する。ただし、光源光がビームスプリッタ１３から測定対象Ｔに入射する方向と反射光が進行する方向とが逆なので、正反射光は、測定対象Ｔから光検出素子１７への方向において左回りの円偏光となる。一方、拡散反射光は、右回りの円偏光と左回りの円偏光とを含む非偏光となる。

左回りの円偏光は円偏光板２２を通過できないため、正反射光は円偏光板２２を通過できない。したがって、円偏光板２２を通過する光は、拡散反射光のうちの右回りの円偏光のみとなる。こうして、円偏光板２２を設置することで、拡散反射光だけを取得することができ、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
円偏光板２２以外の距離測定装置の構成は第１の実施例と同じである。

［第７の実施例］
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図１０は本発明の第７の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、距離算出部１８ｂと、偏光板２３～２５と、ビームスプリッタ２６と、光検出素子２７，２８とを備えている。

光源１１と光源レンズ１２とビームスプリッタ１３と回折格子１４と集光レンズ１５とスペイシアルフィルタ１６については、第１の実施例で説明したとおりである。
偏光板２３，２５は、偏光軸が同一方向の直線偏光板である。偏光板２４は、偏光板２３，２５と偏光軸が９０°異なる直線偏光板である。

偏光板２３は、光源光の光路上に、光源光の光軸（Ｙ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＸ方向になるように配置される。これにより、偏光板２３は、光源光のうちＸ方向に振動する直線偏光のみを通過させる。

ビームスプリッタ２６は、スペイシアルフィルタ１６と光検出素子２７との間の光路Ｏ上に配置され、スペイシアルフィルタ１６を通過した２つの次数の回折光を分割比１：１で２分岐させる。

ビームスプリッタ２６を透過した光は偏光板２４に入射する。偏光板２４は、ビームスプリッタ２６と光検出素子２７との間の光路Ｏ上に、反射光の光軸（Ｚ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＹ方向になるように配置される。これにより、偏光板２４は、測定対象Ｔからの反射光のうちＹ方向に振動する直線偏光のみを通過させる。
偏光板２３，２４は第１の実施例の偏光板１９，２０と同じ働きをするので、測定対象Ｔからの反射光のうち拡散反射光のみが光検出素子２７に入射する。

一方、ビームスプリッタ２６によって反射された光は偏光板２５に入射する。偏光板２５は、ビームスプリッタ２６と光検出素子２８との間の反射光の光路Ｏ’上に、反射光の光軸（Ｙ方向）に垂直、かつ偏光軸の方向が例えばＸ方向になるように配置される。これにより、偏光板２５は、測定対象Ｔからの反射光のうちＸ方向に振動する直線偏光のみを通過させる。

偏光板２３，２５は第３の実施例の偏光板１９ａ，２０ａと同じ働きをするので、測定対象Ｔからの正反射光と拡散反射光とが混在した反射光が光検出素子２８に入射する。
本実施例では、集光レンズ１５の主点からビームスプリッタ２６のビームスプリット面（斜面）までの距離とビームスプリット面から光検出素子２８の検出面Ｉ’までの距離との和が、集光レンズ１５の主点から光検出素子２７の検出面Ｉまでの距離Ｌと等しくなるように、光検出素子２８を配置する。

本実施例の距離算出部１８ｂの構成は、図３に示した距離算出部１８の構成と同様である。図１１は距離算出部１８ｂの動作を説明するフローチャートである。
距離算出部１８ｂは、光検出素子２８での最大受光強度Ｓ０から光検出素子２７での最大受光強度Ｓ１を減算することで、正反射光の最大受光強度Ｓ２を算出する（図１１ステップＳ２００）。

続いて、距離算出部１８ｂは、拡散反射光の最大受光強度Ｓ１と正反射光の最大受光強度Ｓ２との比率Ｓ１／Ｓ２を算出する（図１１ステップＳ２０１）。そして、距離算出部１８ｂは、比率Ｓ１／Ｓ２に基づいて、拡散反射光に対応する対物距離ａの算出と正反射光に対応する対物距離ａ０の算出のどちらをすべきかを判定する（図１１ステップＳ２０２）。

距離算出部１８ｂは、比率Ｓ１／Ｓ２が１以上の場合、すなわち正反射光が支配的でない場合、拡散反射光に対応する対物距離ａの算出をすべきと判定し、光検出素子２７で得られた画像から、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（２）により対物距離ａを算出する（図１１ステップＳ２０３）。

また、距離算出部１８ｂは、比率Ｓ１／Ｓ２が１未満の場合、すなわち測定対象Ｔでの反射が拡散反射よりも正反射が支配的な場合、正反射光に対応する対物距離ａ０の算出をすべきと判定し、光検出素子２８で得られた画像から、検出面Ｉ’に生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（４）により正反射光に対応する対物距離ａ０を算出する（図１１ステップＳ２０４）。

こうして、本実施例では、拡散反射光と正反射光どちらの距離計算の式を用いるのが適当かを判別して測距を行うことができ、測定対象Ｔの表面状態に依らず測距を行うことができる。

［第８の実施例］
次に、本発明の第８の実施例について説明する。図１２は本発明の第８の実施例に係る距離測定装置の構成を示す図である。本実施例の距離測定装置は、光源１１と、光源レンズ１２と、ビームスプリッタ１３と、回折格子１４と、集光レンズ１５と、スペイシアルフィルタ１６と、距離算出部１８ｃと、偏光板２３～２５と、ビームスプリッタ２６と、光検出素子２７，２８とを備えている。

光源１１と光源レンズ１２とビームスプリッタ１３と回折格子１４と集光レンズ１５とスペイシアルフィルタ１６と偏光板２３～２５とビームスプリッタ２６と光検出素子２７，２８については、第７の実施例で説明したとおりである。

本実施例の距離算出部１８ｃの構成は、図３に示した距離算出部１８の構成と同様である。図１３は距離算出部１８ｃの動作を説明するフローチャートである。
第１の実施例と同様に、第７、第８の実施例では、光検出素子２７，２８の検出面Ｉ，Ｉ’に生じた干渉縞とＸ方向が直交する。

本実施例の距離算出部１８ｃは、光検出素子２８で得られた画像データから光検出素子２７で得られた画像データを減算する（図１３ステップＳ３００）。このとき、距離算出部１８ｃは、光検出素子２８で得られた画像データ上での反射光の既知の光軸（光路Ｏ’）の位置と光検出素子２７で得られた画像データ上での反射光の既知の光軸（光路Ｏ）の位置とが一致するように画像データの位置合わせを行った上で、画像データの減算を行う。

この減算により、正反射光のみによる画像データを得ることができる。そして、距離算出部１８ｃは、光検出素子２７で得られた画像データから、検出面Ｉに生じた干渉縞のピッチｐを算出し、式（２）により拡散反射光に対応する対物距離ａを算出する（図１３ステップＳ３０１）。

また、距離算出部１８ｃは、減算の結果得られた画像データから干渉縞のピッチｐを算出し、式（４）により正反射光に対応する対物距離ａ０を算出する（図１３ステップＳ３０２）。

そして、距離算出部１８ｃは、ステップＳ３０１で算出した対物距離ａとステップＳ３０２で算出した対物距離ａ０との平均値を最終的な対物距離として確定する（図１３ステップＳ３０３）。

本実施例は、測定対象Ｔからの反射光に拡散反射光と正反射光が同等程度含まれている場合に有効である。

第７、第８の実施例では、偏光板２３，２５の偏光軸をＸ方向、偏光板２４の偏光軸をＹ方向としているが、偏光板２３，２５の偏光軸をＹ方向、偏光板２４の偏光軸をＸ方向としてもよいことは言うまでもない。

また、第７、第８の実施例において、第２の実施例と同様に偏光板２３，２４として回転方向が同一の２枚の円偏光板を用い、第４の実施例と同様に偏光板２５として偏光板２３，２４と回転方向が異なる円偏光板を用いてもよい。これにより、測定対象Ｔからの反射光のうち拡散反射光のみが光検出素子２７に入射し、正反射光と拡散反射光とが混在した反射光が光検出素子２８に入射する。

以上、本発明の距離測定装置における実施例について説明したが、本発明は説明した実施例に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。

１１…光源、１２…光源レンズ、１３，２６…ビームスプリッタ、１４…回折格子、１５…集光レンズ、１６…スペイシアルフィルタ、１７，２７，２８…光検出素子、１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…距離算出部、１９，１９ａ，２０，２０ａ，２３～２５…偏光板、２１…直線偏光板、２２…円偏光板、２９…干渉光学系。

Claims (16)

1. 光源と、
   前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させるビームスプリッタと、
   前記測定対象からの反射光を受光する光検出素子と、
   前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記光検出素子に入射させる干渉光学系と、
   前記光源と前記ビームスプリッタとの間に設けられた第１の偏光板と、
   前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられた第２の偏光板と、
   前記光検出素子の検出結果から前記光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とする距離測定装置。
2. 請求項１記載の距離測定装置において、
   前記干渉光学系は、
   前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、
   前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、
   前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とする距離測定装置。
3. 請求項１または２記載の距離測定装置において、
   前記第１、第２の偏光板は、偏光軸の方向が異なる直線偏光板であることを特徴とする距離測定装置。
4. 請求項１または２記載の距離測定装置において、
   前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板であることを特徴とする距離測定装置。
5. 請求項１または２記載の距離測定装置において、
   前記第１、第２の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、
   前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とする距離測定装置。
6. 請求項１または２記載の距離測定装置において、
   前記第１、第２の偏光板は、回転方向が異なる円偏光板であり、
   前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とする距離測定装置。
7. 光源と、
   前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させるビームスプリッタと、
   前記測定対象からの反射光を受光する光検出素子と、
   前記測定対象と前記光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記光検出素子に入射させる干渉光学系と、
   前記測定対象と前記ビームスプリッタとの間に設けられた偏光板と、
   前記光検出素子の検出結果から前記光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とする距離測定装置。
8. 請求項７記載の距離測定装置において、
   前記干渉光学系は、
   前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、
   前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、
   前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とする距離測定装置。
9. 請求項７または８記載の距離測定装置において、
   前記偏光板は、直線偏光板であり、
   前記距離算出部は、外部からの指示に応じて、正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とする距離測定装置。
10. 請求項７記載の距離測定装置において、
    前記偏光板は、円偏光板であることを特徴とする距離測定装置。
11. 光源と、
    前記光源からの光を反射して測定対象に照射し、前記測定対象からの反射光を透過させる第１のビームスプリッタと、
    前記測定対象からの反射光を受光する第１、第２の光検出素子と、
    前記測定対象と前記第１、第２の光検出素子との間に設けられ、前記測定対象からの反射光を２分割して異なる入射角で前記第１の光検出素子に入射させると共に、前記２分割した反射光を異なる入射角で前記第２の光検出素子に入射させる干渉光学系と、
    前記干渉光学系と前記第１、第２の光検出素子との間に設けられ、前記干渉光学系からの光を通過させて前記第１の光検出素子に入射させると共に、前記干渉光学系からの光を反射して前記第２の光検出素子に入射させる第２のビームスプリッタと、
    前記光源と前記第１のビームスプリッタとの間に設けられた第１の偏光板と、
    前記第２のビームスプリッタと前記第１の光検出素子との間に設けられた第２の偏光板と、
    前記第２のビームスプリッタと前記第２の光検出素子との間に設けられた第３の偏光板と、
    前記第１、第２の光検出素子の検出結果から前記第１、第２の光検出素子の検出面に生じた干渉縞のピッチを抽出し、このピッチに基づいて前記第１、第２の光検出素子から前記測定対象までの対物距離を算出する距離算出部とを備えることを特徴とする距離測定装置。
12. 請求項１１記載の距離測定装置において、
    前記干渉光学系は、
    前記測定対象からの反射光を回折させる回折格子と、
    前記回折格子からの回折光または前記回折格子を通過する前の前記反射光を結像面に集光させる集光レンズと、
    前記結像面上に配置され、前記回折光のうち、予め設定された異なる２つの次数の回折光のみを通過させ、他の次数の回折光を遮断するスペイシアルフィルタとを備えることを特徴とする距離測定装置。
13. 請求項１１または１２記載の距離測定装置において、
    前記第１、第３の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、
    前記第２の偏光板は、前記第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板であり、
    前記距離算出部は、前記第１、第２の光検出素子の検出結果から、前記測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率を算出し、この比率に基づいて正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とする距離測定装置。
14. 請求項１１または１２記載の距離測定装置において、
    前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板であり、
    前記第３の偏光板は、前記第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板であり、
    前記距離算出部は、前記第１、第２の光検出素子の検出結果から、前記測定対象からの反射光に含まれる拡散反射光と正反射光の比率を算出し、この比率に基づいて正反射光に対応する前記対物距離の算出または拡散反射光に対応する前記対物距離の算出のいずれかを行うことを特徴とする距離測定装置。
15. 請求項１１または１２記載の距離測定装置において、
    前記第１、第３の偏光板は、偏光軸が同一方向の直線偏光板であり、
    前記第２の偏光板は、前記第１、第３の偏光板と偏光軸の方向が異なる直線偏光板であり、
    前記距離算出部は、前記第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する前記対物距離を算出すると共に、前記第２の光検出素子で得られたデータから前記第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する前記対物距離を算出し、前記拡散反射光に対応する対物距離と前記正反射光に対応する対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることを特徴とする距離測定装置。
16. 請求項１１または１２記載の距離測定装置において、
    前記第１、第２の偏光板は、回転方向が同一の円偏光板であり、
    前記第３の偏光板は、前記第１、第２の偏光板と回転方向が異なる円偏光板であり、
    前記距離算出部は、前記第１の光検出素子で得られたデータに基づいて拡散反射光に対応する前記対物距離を算出すると共に、前記第２の光検出素子で得られたデータから前記第１の光検出素子で得られたデータを減算した結果に基づいて正反射光に対応する前記対物距離を算出し、前記拡散反射光に対応する対物距離と前記正反射光に対応する対物距離の平均値を最終的な対物距離とすることを特徴とする距離測定装置。

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