JP6257033B2 - 距離測定装置、及び距離測定方法 - Google Patents

Description

この発明は、距離測定装置、及び距離測定方法に関する。

光の干渉を利用し、材料表面及び内部の断層画像を取得する技術が研究・開発されている。これに関連し、光源として波長掃引光源を利用した波長走査型光コヒーレントトモグラフィー（Swept Source Optical Coherence Tomography : SS-OCT）による測定対象の表面形状及び内部を測定する装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−１０１２４９号公報

しかしながら、従来の装置は、あくまでも測定対象の表面形状及び内部の画像化を目的としており、表面形状の精密測定を行う場合、測定精度が十分ではない場合があった。これは、波長掃引光源から射出された光が、従来の装置と測定対象との間の大気（媒質）中を伝播する際、大気の気圧、気温、湿度等により誤差（測定環境による誤差）が生じることが原因の一つである。

そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、環境による誤差を低減することができる距離測定装置、及び距離測定方法を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１記載の発明は、第１波長帯で波長が変化する第１光を射出する第１波長掃引光源と、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯で波長が変化する第２光を射出する第２波長掃引光源と、光が通過するための経路となる複数の導光部と、前記第１波長掃引光源から射出された第１光を、第１測定光と第１参照光に分岐させ、前記第２波長掃引光源から射出された第２光を、第２測定光と第２参照光に分岐させる分岐部と、前記第１測定光を照射し、前記第２測定光を照射する照射部と、前記第１測定光の反射光と、前記第２測定光の反射光と、前記第１参照光と、前記第２参照光とを干渉光として合波させる合波部と、を備える干渉計と、前記干渉光のうち、前記第１測定光と前記第１参照光が干渉した第１成分を受光して前記第１成分を第１干渉信号として出力し、さらに、前記第２測定光と前記第２参照光とが干渉した第２成分を受光して前記第２成分を第２干渉信号として出力する受光部と、前記受光部により受光された前記第１干渉信号を取得する第１干渉信号取得部と、前記受光部により受光された前記第２干渉信号を取得する第２干渉信号取得部と、前記第１干渉信号に基づいて前記第１測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第１光路長を算出するとともに、前記第２干渉信号に基づいて前記第２測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第２光路長を算出する光路長算出部と、前記第１光路長と前記第２光路長とに基づいて、前記照射部から前記反射が生じたところまでの距離を導出する距離導出部と、を備える制御部と、を備える距離測定装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の距離測定装置であって、前記第１光の波長が変化する第１波長帯と前記第２光の波長が変化する第２波長帯とは、前記第１光と前記第２光とが前記導光部で導光される際、互いの可干渉性を壊さない波長帯である、距離測定装置である。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の距離測定装置であって、前記距離導出部は、前記第１光路長と前記第１波長帯に基づく第１条件とから算出される第１距離と、前記第２光路長と前記第２波長帯に基づく第２条件とから算出される第２距離とが同じ値になることを条件に、前記第１距離又は前記第２距離を前記距離として導出する、距離測定装置である。

また、請求項４記載の発明は、請求項３に記載の距離測定装置であって、前記距離導出部は、前記第１条件に含まれている第１未知数に異なる値を割り当てることを繰り返して第１距離を算出し、前記第２条件に含まれている第２未知数に異なる値を割り当てることを繰り返して前記第２距離を算出することにより、前記距離を導出する、距離測定装置である。

また、請求項５記載の発明は、請求項３に記載の距離測定装置であって、前記距離導出部は、前記第１条件に含まれている前記第１未知数と前記第２条件に含まれている前記第２未知数とを対応付ける第３条件により、前記第１未知数又は前記第２未知数のいずれかに異なる値を割り当てることを繰り返して、前記第１距離と前記第２距離を算出することにより、前記第３条件に基づいて前記距離を導出する、距離測定装置である。

また、請求項６記載の発明は、請求項４又は５に記載の距離測定装置であって、前記第１未知数は、前記第１波長帯で前記第１光が伝播する時の第１屈折率であり、前記第２未知数は、前記第２波長帯で前記第２光が伝播する時の第２屈折率である、距離測定装置である。

また、請求項７記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、前記制御部は、所定の測定精度以上で前記距離を導出する場合、前記距離導出部により前記距離を導出するように切り替え、前記所定の測定精度未満で前記距離を導出する場合、前記光路長算出部により算出された前記第１光路長又は前記第２光路長を前記距離とするように切り替える切替部を備える、距離測定装置である。

また、請求項８記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、前記照射部は、前記第１測定光と前記第２測定光を集光し、前記集光された前記第１測定光と前記第２測定光を照射する、距離測定装置である。
また、請求項９記載の発明は、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、前記第１測定光の強度と、前記第２測定光の強度と、前記干渉光の強度とをそれぞれ増幅する増幅部、を備える距離測定装置である。

また、請求項１０記載の発明は、第１波長帯で波長が変化する第１光を射出し、前記第１波長帯とは異なる第２波長帯で波長が変化する第２光を射出し、前記第１光を、第１測定光と第１参照光に分岐させ、前記第２光を、第２測定光と第２参照光に分岐させ、前記第１測定光を照射するとともに、前記第２測定光を照射し、前記第１測定光の反射光と、前記第２測定光の反射光と、前記第１参照光と、前記第２参照光とを干渉光として合波させ、前記干渉光のうち、前記第１測定光と前記第１参照光が干渉した第１成分を受光して前記第１成分を第１干渉信号として出力するとともに、前記第２測定光と前記第２参照光とが干渉した第２成分を受光して前記第２成分を第２干渉信号として出力し、出力した前記第１干渉信号に基づいて前記第１測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第１光路長を算出するとともに、出力した前記第２干渉信号に基づいて前記第２測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第２光路長を算出し、前記第１光路長と前記第２光路長とに基づいて、前記照射部から前記反射が生じたところまでの距離を導出する、距離測定方法である。

本発明によれば、大気環境による誤差を低減することができる距離測定装置、及び距離測定方法を提供することができる。

第１実施形態に係る距離測定装置１の一例を示す構成図である。 第１波長掃引光源２−１から射出される第１光と、第２波長掃引光源２−２から射出される第２光とのそれぞれの波長の時間変化の様子の一例を示すグラフである。 第１干渉光検出部４−１により検出される第１干渉信号の一部を例示する図である。 制御装置５の機能構成の一例を示す図である。 制御装置５により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 干渉信号をフーリエ変換することで得られる周波数スペクトルを例示する図である。 第１実施形態の変形例に係る制御装置５の機能構成の一例を示す図である。 既知の第１ピーク周波数と、既知の第２ピーク周波数と、既知の距離Ｌ１と既知の距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）との対応関係の一例を示す図である。 第２実施形態に係る距離測定装置１の一例を示す構成図である。

＜概要＞
まず、以下に示す実施形態に係る距離測定装置１の概要を説明し、その後により詳細な実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る距離測定装置１の一例を示す構成図である。距離測定装置１の第１波長掃引光源２−１は、第１波長掃引光源２−１から射出された第１光を、光ファイバーを介して干渉計３に導光する。そして、距離測定装置１の第２波長掃引光源２−２は、第２波長掃引光源２−２から射出された第２光を、光ファイバーを介して干渉計３に導光する。

干渉計３は、入射された第１光を第１測定光と第１参照光に分波するとともに、入射された第２光を第２測定光と第２参照光に分波する。干渉計３は、分波された第１測定光と第２測定光を測定対象Ｗに向けて照射する。測定対象Ｗに照射された第１測定光であって、測定対象Ｗで反射された第１測定光と、測定対象Ｗに照射された第２測定光であって、測定対象Ｗで反射された第２測定光とは、再び干渉計３に入射する。

干渉計３は、測定対象Ｗで反射された第１測定光と上述の第１参照光とを第１干渉光として合波するとともに、測定対象Ｗで反射された第２測定光と上述の第２参照光とを第２干渉光として合波する。その後、干渉計３は、光ファイバーを介して第１干渉光を第１干渉光検出部４−１に導光するとともに、光ファイバーを介して第２干渉光を第２干渉光検出部４−２に導光する。

測定対象Ｗは、例えば、シリコンウェハーや多層膜等の工業製品や生体等であり、図１に示したように、ユーザによりコリメーター３３から距離Ｌ１だけ離れた位置に設置される。この距離Ｌ１は、ユーザが設置する段階で未知である。前述したように、距離測定装置１は、この距離Ｌ１を測定（算出又は導出）する。

第１干渉光検出部４−１は、導光された第１干渉光を検出（受光）し、検出された第１干渉光を電気信号に変換する。そして、第１干渉光検出部４−１は、第１干渉光が電気信号に変換された第１干渉信号を制御装置５に出力する。第１干渉光検出部４−１と同様に、第２干渉光検出部４−２は、導光された第２干渉光を検出し、検出された第２干渉光を電気信号に変換する。そして、第２干渉光検出部４−２は、第２干渉光が電気信号に変換された第２干渉信号を制御装置５に出力する。制御装置５は、第１干渉光検出部４−１から第１干渉信号を取得するとともに、第２干渉光検出部４−２から第２干渉信号を取得する。制御装置５は、取得した第１干渉信号と第２干渉信号とに基づいて、上述のコリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１を算出（導出）する。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示したように、距離測定装置１は、例えば、第１波長掃引光源２−１と、第２波長掃引光源２−２と、干渉計３と、第１干渉光検出部４−１と、第２干渉光検出部４−２と、制御装置５と、光ファイバーＦ１と、光ファイバーＦ２と、光ファイバーＦ７と、光ファイバーＦ８とを備える。

距離測定装置１では、第１波長掃引光源２−１と干渉計３とが光ファイバーＦ１により接続されており、第２波長掃引光源２−２と干渉計３とが光ファイバーＦ２により接続されている。また、距離測定装置１では、干渉計３と第１干渉光検出部４−１とが光ファイバーＦ７で接続されており、干渉計３と第２干渉光検出部４−２とが光ファイバーＦ８で接続されている。また、第１波長掃引光源２−１と、第２波長掃引光源２−２と、第１干渉光検出部４−１と、第２干渉光検出部４−２とは、それぞれ制御装置５と電気ケーブル等によって通信可能に接続されている。

第１波長掃引光源２−１は、時間の経過とともに一定周期で波長を変化させる第１光を射出し、光ファイバーＦ１を介して干渉計３へ導光する。第１波長掃引光源２−１から射出される第１光は、例えば、１［ｋＨｚ］周期毎に１５５０±１００［ｎｍ］の波長帯（第１波長帯）で波長が正弦波状に変化する。
第２波長掃引光源２−２は、第１光とは異なる第２光であって、１［ｋＨｚ］周期毎に１３１０±１００［ｎｍ］の波長帯（第２波長帯）で波長が正弦波状に変化する第２光を射出し、光ファイバーＦ２を介して干渉計３へ導光する。

ここで、図２を参照することで、第１波長掃引光源２−１から射出される第１光と、第２波長掃引光源２−２から射出される第２光とのそれぞれの波長の時間変化の様子について説明する。図２は、第１波長掃引光源２−１から射出される第１光と、第２波長掃引光源２−２から射出される第２光とのそれぞれの波長の時間変化の様子の一例を示すグラフである。

グラフＧ１の横軸は、経過時間Ｔｉｍｅ（単位は［ｍｓｅｃ］）を表す。また、グラフＧ１の縦軸は、光の波長λ（単位は［ｎｍ］）を表す。グラフＧ１では、曲線ＬＮ１が第１光の波長の時間変化を表し、曲線ＬＮ２が第２光の波長の時間変化を表す。図２に示したように、第１光の波長が変化する第１波長帯（１５５０±１００［ｎｍ］）は、第２光の波長が変化する第２波長帯（１３１０±１００［ｎｍ］）と異なる。また、第１光の位相は、第２光の位相と一致しているが、一致していなくてもよい。

干渉計３は、例えば、光ファイバーＦ３〜Ｆ６と、分岐部３１と、接続部３２、３４と、コリメーター３３、３５と、反射鏡３６とを備える。干渉計３では、図１に示したように、分岐部３１と接続部３２が光ファイバーＦ３により接続されており、接続部３２とコリメーター３３が光ファイバーＦ４により接続されている。また、干渉計３では、分岐部３１と接続部３４が光ファイバーＦ５により接続されており、接続部３４とコリメーター３５が光ファイバーＦ６により接続されている。また、干渉計３の分岐部３１は、光ファイバーＦ１によって第１波長掃引光源２−１と接続されているとともに、光ファイバーＦ２により第２波長掃引光源２−２と接続されている。また、干渉計３の分岐部３１は、光ファイバーＦ７により第１干渉光検出部４−１と接続されているとともに、光ファイバーＦ８によって第２干渉光検出部４−２と接続されている。

光ファイバーＦ１、Ｆ２は、例えば、シングルモード・光ファイバーである。光ファイバーＦ１は、第１光を導光する。また、光ファイバーＦ２は、第２光を導光する。
光ファイバーＦ３〜Ｆ８は、例えば、光ファイバーＦ１、Ｆ２と同様に、シングルモード・光ファイバーであり、上述した第１光と第２光とを、互いの可干渉性を壊すことなく導光する。

分岐部３１は、例えば、４対２のファイバーカプラーであり、図１で示したように、光を分波又は合波する。分岐部３１は、光ファイバーＦ１を介して導光された第１光を第１測定光と第１参照光に分波し、分波した第１測定光を、光ファイバーＦ３を介して接続部３２へ導光するとともに、分波した第１参照光を、光ファイバーＦ５を介して接続部３４へ導光する。また、分岐部３１は、光ファイバーＦ２を介して導光された第２光を第２測定光と第２参照光に分波し、分波した第２測定光を、光ファイバーＦ３を介して接続部３２へ導光するとともに、分波した第２参照光を、光ファイバーＦ５を介して接続部３４へ導光する。

また、分岐部３１は、光ファイバーＦ３を介して導光された第１測定光及び第２測定光と、光ファイバーＦ５を介して導光された第１参照光及び第２参照光との４つの光を１つの光（干渉光）に合波し、合波した干渉光を第１干渉光と第２干渉光に分波する。分岐部３１は、光ファイバーＦ７を介して第１干渉光を第１干渉光検出部４−１へ導光するとともに、光ファイバーＦ８を介して第２干渉光を第２干渉光検出部４−２へ導光する。
接続部３２、３４は、例えば、ファイバーコネクタであり、光ファイバー同士を、光損失を低く抑えながら接続する。

コリメーター３３、３５は、例えば、コリメーターレンズであり、導光された光を平行光へ変化させるか、又はある焦点に集光させる。
コリメーター３３は、光ファイバーＦ４を介して導光された第１測定光及び第２測定光を測定対象Ｗへ集光するように照射するとともに、測定対象Ｗによって反射された反射光を光ファイバーＦ４へ入射する。なお、コリメーター３３は、照射部の一例である。
コリメーター３５は、光ファイバーＦ６を介して導光された第１参照光及び第２参照光を平行光に変化させ、平行光となった第１参照光及び第２参照光を反射鏡３６へ照射するとともに、反射鏡３６によって反射された反射光を光ファイバーＦ６へ入射する。
反射鏡３６は、コリメーター３５から所定の距離Ｌ２だけ離れた場所に設置されており、コリメーター３５から入射した光を、コリメーター３５へ向けて反射する。

上記に説明した干渉計３の分岐部３１には、第１波長掃引光源２−１から射出された第１光が光ファイバーＦ１を介して導光されるとともに、第２波長掃引光源２−２から射出された第２光が光ファイバーＦ２を介して導光される。そして、分岐部３１は、第１測定光及び第２測定光を、光ファイバーＦ３と、接続部３２と、光ファイバーＦ４とを順に介してコリメーター３３へ導光する。

コリメーター３３は、第１測定光及び第２測定光を測定対象Ｗに集光するように照射する。測定対象Ｗに照射された第１測定光及び第２測定光の一部又は全部は、測定対象Ｗでコリメーター３３へ向けて反射される。コリメーター３３へ入射した第１測定光及び第２測定光であって、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光は、その後、光ファイバーＦ４と、接続部３２と、光ファイバーＦ３とを順に介して分岐部３１へ導光される。

一方、分岐部３１は、第１参照光及び第２参照光を、光ファイバーＦ５と、接続部３４と、光ファイバーＦ６とを順に介してコリメーター３５へ導光する。コリメーター３５は、第１参照光及び第２参照光を平行光に変化させて反射鏡３６へ照射する。反射鏡３６に照射された第１参照光及び第２参照光の一部又は全部は、反射鏡３６でコリメーター３５へ向けて反射される。コリメーター３５へ入射した第１参照光及び第２参照光であって、反射鏡３６で反射された第１参照光及び第２参照光は、その後、光ファイバーＦ６と、接続部３４と、光ファイバーＦ５とを順に介して分岐部３１へ導光される。

分岐部３１は、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光と、反射鏡３６で反射された第１参照光及び第２参照光との４つの光を、干渉光として合波する。そして、分岐部３１は、この干渉光を第１干渉光と第２干渉光に分波するとともに、光ファイバーＦ７を介して第１干渉光を第１干渉光検出部４−１へ導光し、光ファイバーＦ８を介して第２干渉光を第２干渉光検出部４−２へ導光する。

第１干渉光検出部４−１は、光ファイバーＦ７を介して干渉計３の分岐部３１から導光された第１干渉光を検出する。第１干渉光検出部４−１は、例えば、１５５０±１００［ｎｍ］の波長帯に含まれる波長の光のみを通過させる第１バンドパスフィルターを備えており、第１干渉光に含まれる光の成分のうち、第１測定光と第１参照光とが干渉した光の成分を抽出する。そして、第１干渉光検出部４−１は、抽出した光の成分（第１測定光と第１参照光により生じた干渉光の成分）を検出（受光）し、検出した干渉光を電気信号に変換する。第１干渉光検出部４−１は、この電気信号を第１干渉信号として制御装置５に出力する。なお、第１干渉光検出部４−１は、前記の第１バンドパスフィルターを介して第１干渉信号の検出を行うため、第１干渉信号の周波数帯に最も感度が高いように最適化されているものとする。距離測定装置１は、この最適化によって、最適化が成されていないものに比べて、より高い精度で距離測定を行うことができる。

第２干渉光検出部４−２は、光ファイバーＦ８を介して干渉計３の分岐部３１から導光された第２干渉光を検出する。第２干渉光検出部４−２は、例えば、１３１０±１００［ｎｍ］の波長帯に含まれる波長の光のみを通過させる第２バンドパスフィルターを備えており、第２干渉光に含まれる光の成分のうち、第２測定光と第２参照光とが干渉した光の成分を抽出する。そして、第２干渉光検出部４−２は、抽出した光の成分（第２測定光と第２参照光により生じた干渉光の成分）を検出（受光）し、検出した干渉光を電気信号に変換する。第２干渉光検出部４−２は、この電気信号を第２干渉信号として制御装置５に出力する。なお、第２干渉光検出部４−２は、第２バンドパスフィルターを介して第２干渉信号の検出を行うため、第２干渉信号の周波数帯に最も感度が高いように最適化されているものとする。距離測定装置１は、この最適化によって、最適化が成されていないものに比べて、より高い精度で距離測定を行うことができる。

第１干渉光検出部４−１と第２干渉光検出部４−２との違いは、それぞれが検出する光の周波数帯に対する感度と、それぞれが備えているバンドパスフィルターの透過帯域である。第１干渉光検出部４−１が備える第１バンドパスフィルターは、第１波長帯である１５５０±１００［ｎｍ］に含まれる波長の干渉光のみを通過させるのに対して、第２干渉光検出部４−２が備える第２バンドパスフィルターは、第２波長帯である１３１０±１００［ｎｍ］に含まれる波長の干渉光のみを通過させる。

ここで、図３を参照することで、第１干渉光検出部４−１により検出される第１干渉信号について説明する。図３は、第１干渉光検出部４−１により検出される第１干渉信号の一部を例示する図である。グラフＧ２の横軸は、経過時間Ｔｉｍｅ（単位は［ｍｓｅｃ］）を表す。また、グラフＧ２の縦軸は、干渉信号の振幅（単位は、例えば、電流値［ｍＡ］等である）を表す。信号ＬＮ３は、図１に示したコリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１と、コリメーター３５と反射鏡３６との間の距離Ｌ２との差が５［ｍｍ］の場合に得られた第１干渉信号を表す。第２干渉光検出部４−２により検出される第２干渉信号のグラフについては、第１干渉光検出部４−１により検出される第１干渉信号と似たグラフとなるため、説明を省略する。

制御装置５は、第１干渉光検出部４−１から第１干渉信号を取得するとともに、第２干渉光検出部４−２から第２干渉信号を取得する。制御装置５は、取得した第１干渉信号と第２干渉信号に基づいて、コリメーター３３から測定対象Ｗまでの距離Ｌ１を導出する。

次に、図４を参照することで、制御装置５の機能構成について説明する。図４は、制御装置５の機能構成の一例を示す図である。制御装置５は、例えば、制御部５０と、記憶部６０とを備える。また、制御部５０は、例えば、装置制御部５２と、第１干渉信号取得部５４と、第２干渉信号取得部５５と、光路長算出部５６と、距離導出部５８とを備える。

装置制御部５２は、第１波長掃引光源２−１が第１光を射出するように第１波長掃引光源２−１を制御するとともに、第２波長掃引光源２−２が第２光を射出するように第２波長掃引光源２−２を制御する。また、装置制御部５２は、第１干渉光検出部４−１が第１バンドパスフィルターを通した後の第１干渉光を検出し、第１干渉信号を出力するように第１干渉光検出部４−１を制御するとともに、第２干渉光検出部４−２が第２バンドパスフィルターを通した後の第２干渉光を検出し、第２干渉信号を出力するように第２干渉光検出部４−２を制御する。また、装置制御部５２は、図示しない計時部を備えており、第１干渉光検出部４−１による第１干渉光の検出と、第２干渉光検出部４−２による第２干渉光の検出とを同期させる（すなわち、同じタイミングで第１干渉信号と第２干渉信号とを取得する）。

第１干渉信号取得部５４は、第１干渉光検出部４−１から第１干渉信号を取得する。
第２干渉信号取得部５５は、第２干渉光検出部４−２から第２干渉信号を取得する。
光路長算出部５６は、取得された第１干渉信号に基づいて、第１光路長を算出する。第１光路長とは、第１測定光がコリメーター３３と測定対象Ｗの間を伝播する時の光路長である。

第１光路長を算出する場合と同様に、光路長算出部５６は、取得された第２干渉信号に基づいて、第２光路長を算出する。第２光路長とは、第２測定光がコリメーター３３と測定対象Ｗの間を伝播する時の光路長である。なお、光路長算出部５６は、第１光路長及び第２光路長を算出する際、記憶部６０から各種情報を取得する。各種情報とは、第１光路長及び第２光路長を算出するために必要なパラメータであり、例えば、光速度や距離Ｌ２等である。
距離導出部５８は、算出された第１光路長及び第２光路長に基づいて、図１に示したコリメーター３３と測定対象Ｗの間の距離Ｌ１とコリメーター３５と反射鏡３６との間の距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を算出する。

記憶部６０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory）、ＲＯＭ（Read−Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、制御装置５が距離Ｌ１を算出するための各種情報を格納する。なお、記憶部６０は、制御装置５に内蔵されるものに代えて、外付け型の記憶装置でもよい。

以下、図５を参照することにより、制御装置５の各機能部が行う処理について説明する。図５は、制御装置５により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、装置制御部５２は、第１波長掃引光源２−１から第１光を射出させるとともに、第２波長掃引光源２−２から第２光を射出させる（ステップＳ１００）。

次に、第１干渉信号取得部５４は、第１干渉光検出部４−１により検出された第１干渉信号を取得する（ステップＳ１１０）。次に、第２干渉信号取得部５５は、第２干渉光検出部４−２により検出された第２干渉信号を取得する（ステップＳ１２０）。そして、制御部５０は、取得した第１干渉信号と第２干渉信号を、装置制御部５２が備える図示しない計時部により計時された時刻を示す情報と対応付けて記憶部６０に記憶させる。

次に、光路長算出部５６は、記憶部６０から第１干渉信号と第２干渉信号を読み込み、読み込んだ第１干渉信号と第２干渉信号に基づいて、上述した第１光路長と第２光路長を算出する（ステップＳ１３０）。より具体的には、光路長算出部５６は、第１干渉信号に対応付けられた時刻を用いて、予め決められた時間範囲における第１干渉信号を記憶部６０から読み込み、読み込んだ第１干渉信号をフーリエ変換する。そして、光路長算出部５６は、フーリエ変換された第１干渉信号から、第１ピーク周波数を検出する。第１ピーク周波数とは、第１干渉信号をフーリエ変換することで得られる第１周波数スペクトルが最大値（ピーク）となる周波数である。

第１ピーク周波数を検出する場合と同様に、光路長算出部５６は、第２干渉信号に対応付けられた時刻を用いて、予め決められた時間範囲における第２干渉信号を記憶部６０から読み込み、読み込んだ第２干渉信号をフーリエ変換する。そして、光路長算出部５６は、フーリエ変換された第２干渉信号から、第２ピーク周波数を検出する。第２ピーク周波数とは、第２干渉信号をフーリエ変換することで得られる第２周波数スペクトルが最大値となる周波数である。

ここで、図６を参照することで、干渉信号をフーリエ変換することで得られる周波数スペクトルについて説明する。図６（Ａ）は、第１干渉信号をフーリエ変換することで得られる第１周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図６（Ａ）に示したグラフの横軸は、周波数（単位は、［ｋＨｚ］である）を表す。また、グラフの縦軸は、周波数スペクトルの振幅（単位は、例えば、［Ｗ／Ｈｚ］である）を表す。図６（Ａ）において、上述した第１ピーク周波数とは、第１周波数スペクトルＬＮ４がピークＰ１となる時の周波数のことである。第１ピーク周波数は、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差が変化するのに応じて変化する。

また、図６（Ｂ）は、第２干渉信号をフーリエ変換することで得られる第２周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図６（Ｂ）に示したグラフの横軸は、周波数（単位は、［ｋＨｚ］である）を表す。また、グラフの縦軸は、周波数スペクトルの振幅（単位は、例えば、［Ｗ／Ｈｚ］である）を表す。図６（Ｂ）において、上述した第２ピーク周波数とは、第２周波数スペクトルＬＮ５がピークＰ２となる時の周波数のことである。第２ピーク周波数は、第１ピーク周波数の場合と同様に、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差が変化するのに応じて変化する。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、距離Ｌ１と距離Ｌ２の差が５［ｍｍ］の場合の周波数スペクトルである。

第１ピーク周波数は、第１光の第１波長帯に応じた値となり、第２ピーク周波数は、第２光の第２波長帯に応じた値となる。従って、第１波長帯と第２波長帯とは、第１ピーク周波数と第２ピーク周波数との区別がつかなくなることを防ぐため、互いに異なる波長帯でなければならない。

光路長算出部５６は、第１ピーク周波数を検出すると、記憶部６０に予め記憶された既知の第１ピーク周波数と既知の光路長とを対応付けた第１対応情報を読み込む。そして、光路長算出部５６は、読み込んだ第１対応情報から、検出した第１ピーク周波数に対応付けられた第１光路長をＬ_１５５０を検出する。また、光路長算出部５６は、第２ピーク周波数を検出すると、記憶部６０に予め記憶された既知の第２ピーク周波数と既知の光路長とを対応付けた第２対応情報を読み込む。そして、光路長算出部５６は、読み込んだ第２対応情報から、検出した第１ピーク周波数に対応付けられた第２光路長Ｌ_１３１０を検出する。なお、第１対応情報及び第２対応情報は、キャリブレーション等によって記憶部６０に予め記憶されているものとする。

光路長算出部５６が第１光路長Ｌ_１５５０及び第２光路長Ｌ_１３１０を算出した後、距離導出部５８は、算出された第１光路長Ｌ_１５５０及び第２光路長Ｌ_１３１０に基づいて、距離Ｌ１を算出する（ステップＳ１４０）。ここで、距離導出部５８が距離Ｌ１を算出するための処理の一例について説明する。第１光路長Ｌ_１５５０は、１５５０±１００［ｎｍ］の波長帯で伝播する第１測定光がコリメーター３３と測定対象Ｗとの間の大気中を伝播する時の第１屈折率ｎ_１５５０によって、距離Ｌ１と以下の式（１）に示した関係がある。

また、第２光路長Ｌ_１３１０は、１３１０±１００［ｎｍ］の波長帯で伝播する第２測定光が大気中を伝播する時の第２屈折率ｎ_１３１０によって、距離Ｌ１と以下の式（２）に示した関係がある。

なお、第１屈折率は、第１未知数の一例であり、第２屈折率は、第２未知数の一例である。また、上記の式（１）は、第１条件の一例であり、上記の式（２）は、第２条件の一例である。ここで、上記の式（１）及び式（２）に基づいて、モンテカルロシミュレーション等を用いて距離Ｌ１を算出することができる。例えば、上記の式（１）における第１屈折率ｎ_１５５０の値と、式（２）における第２屈折率ｎ_１３１０の値とをそれぞれ、モンテカルロシミュレーション等を用いてランダムに割り振る方法がある。この方法では、式（１）における距離Ｌ１と、式（２）における距離Ｌ１とが同じ値となった時、その値が求めたい距離Ｌ１となる。しかし、この方法では、２つのパラメータ（第１屈折率ｎ_１５５０と第２屈折率ｎ_１３１０）をそれぞれランダムに割り振ることによって、１つのパラメータをランダムに割り振る場合に比べて計算時間が長くなる。そこで、本実施形態では、以下の方法によって、２つのパラメータをランダムに割り振ることで距離Ｌ１を算出する場合と比較して、より早く距離Ｌ１を算出する。

まず、第１光路長Ｌ_１５５０から第２光路長Ｌ_１３１０を差し引いた値を、以下の式（３）のようにΔＬとして定義する。

式（１）〜式（３）に基づいて、第１屈折率ｎ_１５５０と第２屈折率ｎ_１３１０の比は、以下の式（４）のように表される。

なお、上記の式（４）は、第３条件の一例である。上記の式（４）により、第１屈折率ｎ_１５５０と第２屈折率ｎ_１３１０とが対応付けられ、距離Ｌ１を算出する際の未知数が２つから１つへと減少する。次に、式（１）を２乗し、式（４）を用いることで、以下の式（５）を得ることができる。

また、式（２）を２乗し、式（４）を用いることで、以下の式（６）を得ることができる。

上記の式（５）及び式（６）は、距離Ｌ１を、測定値である第１光路長Ｌ_１５５０及び第２光路長Ｌ_１３１０（ΔＬもこれらから算出される）と、未知数である第１屈折率ｎ_１５５０とで表した式である。上述したように、式（４）により、式（５）及び式（６）の未知数は、いずれも１つのパラメータ（第１屈折率ｎ_１５５０）のみとなっている。距離Ｌ１は、式（５）と式（６）の連立方程式を解くことで算出することができる。距離導出部５８は、この連立方程式を解くことで、距離Ｌ１を算出する。

この連立方程式を解く方法の一例として、距離導出部５８は、測定を行うときの気温における第１波長帯の光に対する大気の屈折率の理論値（例えば、気温２５℃において１．０００２６３２９００５）を中心値として、所定の範囲内（例えば、±０．００１）で第１屈折率ｎ_１５５０の値を変化させ、式（５）における距離Ｌ１と式（６）における距離Ｌ１とが一致する第１屈折率ｎ_１５５０の値を導出する。

この時、距離導出部５８は、モンテカルロシミュレーション等によって、所定の範囲内（例えば、±０．００１）で第１屈折率ｎ_１５５０の値をランダムに変化させてもよいし、所定の範囲内（例えば、±０．００１）で第１屈折率ｎ_１５５０の値を連続的に変化させてもよい。また、距離導出部５８は、所定の範囲内（例えば、±０．００１）で第１屈折率ｎ_１５５０の値を総当たりしてもよい。距離導出部５８は、前記の所定の範囲において第１屈折率ｎ_１５５０を変化させた時に、式（５）における距離Ｌ１と式（６）における距離Ｌ１とが一致した時の値を、コリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１として算出する。そして、距離導出部５８は、既知の距離Ｌ２に基づいて、距離Ｌ１と距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）を算出する。

なお、大気の屈折率は近似的に１であるため、高い測定精度が要求されない距離測定（例えば、イメージングを行うための距離測定；所定の測定精度未満の一例）では、第１光路長を距離Ｌ１として近似することができる。しかし、工業製品の凹凸検査のような高い測定精度（所定の測定精度以上の一例）が要求される場合では、光路長算出部５６により算出される光路長から、大気の屈折率による影響を補正する必要がある。上述したように、距離測定装置１は、距離導出部５８により、このような大気の屈折率による影響を補正し、大気の屈折率による影響を補正しない場合に比べて高い精度で距離Ｌ１を算出することができる。このような理由から、制御部５０は、上記で説明した第１光路長及び第２光路長に基づいて算出する距離導出部５８により距離Ｌ１を算出するか、光路長算出部５６により第１光路長又は第２光路長を近似的に距離Ｌ１として算出とするかを切り替える切替部を備える構成であってもよい。

このように、本実施形態における距離測定装置１は、第１波長帯で波長が変化する第１光を射出し、第１波長帯とは異なる第２波長帯で波長が変化する第２光を射出し、第１光と第２光をコリメーター３３により照射し、コリメーター３３により照射された第１光であって、反射された第１光と、コリメーター３３により照射された第２光であって、反射された第２光を受光し、受光された第１光及び第２光に基づいて、コリメーター３３から反射が生じたところ（測定対象Ｗ）までの距離Ｌ１を導出するため、環境による誤差を低減することができる。

また、距離測定装置１では、前記第１光の波長が変化する第１波長帯と前記第２光の波長が変化する第２波長帯とは、前記第１光と前記第２光とが光ファイバーで導光される際、互いの可干渉性を壊さない波長帯であるため、１つのコリメーター３３を介して測定対象Ｗに第１光及び第２光を照射することができ、１つの距離Ｌ１を２つの異なる光で測定することによって環境による誤差を低減することができる。

また、距離測定装置１は、第１干渉信号に基づいて第１測定光のコリメーター３３から測定対象Ｗまでの第１光路長Ｌ_１５５０を算出するとともに、第２干渉信号に基づいて第２測定光のコリメーター３３から測定対象Ｗまでの第２光路長Ｌ_１３１０を算出し、第１光路長Ｌ_１５５０と第２光路長Ｌ_１３１０とに基づいて、距離Ｌ１を導出するため、第１光路長Ｌ_１５５０と第２光路長Ｌ_１３１０との２つの光路長を用いずに距離Ｌ１を導出する場合に比べて、環境による誤差を補正することができ、より高い精度で距離Ｌ１を導出することができる。

また、距離測定装置１は、第１光路長Ｌ_１５５０と式（１）とから算出される第１距離を、第１屈折率ｎ_１５５０に異なる値を割り当てることを繰り返して算出し、第２光路長Ｌ_１３１０と式（２）とから算出される第２距離を、第２屈折率ｎ_１３１０に異なる値を割り当てることを繰り返して算出し、第１距離又は第２距離を距離Ｌ１として導出するため、屈折率による誤差を低減することで、より高い精度で距離Ｌ１を導出することができる。

また、距離測定装置１は、第１屈折率ｎ_１５５０と第２屈折率ｎ_１３１０とを対応付ける式（４）により、第１屈折率ｎ_１５５０又は第２屈折率ｎ_１３１０のいずれかに異なる値を割り当てることを繰り返して、第１距離と第２距離を算出することにより、距離Ｌ１を導出するため、２つのパラメータ（第１屈折率ｎ_１５５０と第２屈折率ｎ_１３１０）をモンテカルロシミュレーション等によってそれぞれランダムや総当たりで割り振る場合に比べて、時間的な計算コストを抑制することができ、より早く距離Ｌ１を導出することができる。

＜第１実施形態の変形例＞
以下、本発明の第１実施形態の変形例について、図面を参照して説明する。第１実施形態の変形例に係る距離測定装置１の構成は、第１実施形態に係る距離測定装置１から光路長算出部５６が省略されている。すなわち、距離測定装置１は、算出した第１光路長及び第２光路長と、上記の式（５）及び式（６）を用いて距離Ｌ１を算出する構成に代えて、距離導出部５８ａが既知の第１ピーク周波数と、既知の第２ピーク周波数と、既知の距離Ｌ１が対応付けられた対応情報を用いて距離Ｌ１を導出する。一部の構成については、図１及び図４を援用し、同じ機能部に対して同一の符号を付して説明する。

図７は、第１実施形態の変形例に係る制御装置５の機能構成の一例を示す図である。制御装置５は、例えば、制御部５０ａと、記憶部６０とを備える。また、制御部５０ａは、例えば、装置制御部５２と、第１干渉信号取得部５４と、第２干渉信号取得部５５と、距離導出部５８ａとを備える。

制御装置５は、キャリブレーション等によって対応情報を予め記憶部６０に記憶している。ここで、対応情報とは、既知の第１ピーク周波数と既知の第２ピーク周波数と既知の距離Ｌ１とが対応付けられた情報である。制御装置５は、この対応情報に基づいて、距離Ｌ１を検出するため、第１実施形態で説明した方法と比較して、より早く距離Ｌ１を導出することができる。

距離導出部５８ａは、記憶部６０から所定の時間範囲の第１干渉信号及び第２干渉信号を読み込む。そして、距離導出部５８ａは、第１干渉信号を第１周波数スペクトルにフーリエ変換することで、第１ピーク周波数を検出する。また、距離導出部５８ａは、第２干渉信号を第２周波数スペクトルにフーリエ変換することで、第２ピーク周波数を検出する。

距離導出部５８ａは、その後、記憶部６０から対応情報を読み込む。そして、距離導出部５８ａは、読み込んだ対応情報から、検出された第１ピーク周波数及び第２ピーク周波数に対応付けられた既知の距離Ｌ１を検出し、検出された距離Ｌ１をコリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１とする。

図８は、既知の第１ピーク周波数と、既知の第２ピーク周波数と、既知の距離Ｌ１と既知の距離Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）との対応関係の一例を示す図である。図８に示したグラフの横軸は、距離（単位は、［ｍｍ］）を表す。また、図８に示したグラフの縦軸は、周波数（単位は、［ＭＨｚ］）を表す。距離導出部５８ａは、図８に示した対応関係を、対応情報として予め記憶部６０に記憶させている。

このように、本実施形態における距離測定装置１は、検出された第１光路長及び第２光路長と、対応情報とに基づいて、コリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１を導出するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、光ファイバーＦ１、Ｆ２、Ｆ７、Ｆ８は、シングルモード・光ファイバーに代えて、中空光ファイバーやマルチモード・光ファイバー等であってもよい。また、光ファイバーＦ３〜Ｆ６には、第１光と第２光とを、互いの可干渉性を壊すことなく導光することができることを前提として、中空光ファイバーやマルチモード・光ファイバー等を用いてもよい。

また、上記の説明において、干渉計３が、光ファイバーＦ３〜Ｆ６と、分岐部３１と、接続部３２、３４と、コリメーター３３、３５と、反射鏡３６とを備えているものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば、干渉計３が、光ファイバーＦ１、Ｆ２、Ｆ７、Ｆ８のうちの一部又は全部を備える構成であってもよい。また、干渉計３は、さらに、第１波長掃引光源２−１、第２波長掃引光源２−２、第１干渉光検出部４−１、第２干渉光検出部４−２のうちの一部又は全部を備える構成であってもよい。

また、距離測定装置１では、第１干渉光検出部４−１が第１バンドパスフィルターを用いて第１干渉信号を検出し、第２干渉光検出部４−２が第２バンドパスフィルターを用いて第２干渉信号を検出する構成としたが、これに代えて、分岐部３１から第１測定光と第２測定光と第１参照光と第２参照光とが干渉を起こした１つの干渉光が１つの光ファイバーを介して１つの干渉光検出部に導光され、前記の干渉光検出部で検出される構成であってもよい。この場合、制御装置５は、１つの干渉光をフーリエ変換して得られる周波数スペクトルから、２つのピークＰ１、Ｐ２を検出し、それぞれのピークに対応した第１ピーク周波数、第２ピーク周波数を、第１波長帯と第２波長帯の大小関係に対応するピークの大小関係に基づいて検出するものとする。第１干渉光検出部４−１及び第２干渉光検出部４−２は、受光部の一例である。

また、距離測定装置１では、第１干渉光検出部４−１が第１バンドパスフィルターを備え、第２干渉光検出部４−２が第２バンドパスフィルターを備える構成に代えて、分岐部３１と第１干渉光検出部４−１との間に第１バンドパスフィルターを備え、分岐部３１と第２干渉光検出部４−２との間に第２バンドパスフィルターを備える構成であってもよい。

また、制御部５０は、取得した第１干渉信号と第２干渉信号とを、計時部により計時された時刻と関連付けて記憶部６０に記憶する構成としたが、これに代えて、取得した第１干渉信号と第２干渉信号とを、干渉信号を取得する時間間隔と対応付けて記憶部６０に記憶するとしてもよい。

また、第１波長掃引光源２−１が掃引する第１光の波長帯は、第１波長帯（１５５０±１００［ｎｍ］）に限られず、他の波長帯で掃引されてもよい。また、第２波長掃引光源２−２が掃引する第２光の波長帯は、第２波長帯（１３１０±１００［ｎｍ］）に限られず、他の波長帯で掃引されてもよい。ただし、第１光の波長帯と第２光の波長帯は、互いに異なる波長帯でなければならない。

また、制御装置５は、上記の式（５）及び式（６）を用いて距離Ｌ１を算出する構成としたが、これに代えて、例えば、モンテカルロシミュレーション等を用いて、式（１）及び式（２）から同じ距離Ｌ１を導く第１屈折率ｎ_１５５０及び第２屈折率ｎ_１３１０を算出するとしてもよい。制御装置５は、この時の距離Ｌ１を、算出したいコリメーター３３と測定対象Ｗとの間の距離Ｌ１とする。
また、制御部５０が行う処理は、図５に示したフローチャートにおいて、ステップ１１０とステップ１２０との順序が逆であってもよいし、同時に行われてもよい。

また、距離測定装置１では、第１測定光と、第１参照光とが干渉した光の成分を第１干渉信号として取得するため、第１波長掃引光源２−１から射出される第１光の可干渉距離は、図１に示した距離Ｌ１と距離Ｌ２との差よりも長くなければならない。
また、距離測定装置１では、第２測定光と、第２参照光とが干渉した光の成分を第２干渉信号として取得するため、第２波長掃引光源２−２から射出される第２光の可干渉距離は、図１に示した距離Ｌ１と距離Ｌ２との差よりも長くなければならない。

また、上記の実施形態において、干渉計３の好ましい一例として、分岐部３１からコリメーター３３までの光路長と、分岐部３１からコリメーター３５までの光路長とは、同じであるとしたが、これに代えて、例えば、測定対象Ｗまでの距離Ｌ１と、光源（第１波長掃引光源２−１及び第２波長掃引光源２−２）の可干渉距離に応じて、前記光路長差をＦ３及びＦ５の長さを変えることで調整しても良い。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を参照して説明する。第２実施形態に係る距離測定装置１は、図１に示した反射鏡３６で反射された第１参照光及び第２参照光と、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光との４つの光を干渉させる構成に代えて、コリメーター３８によって端面反射された第１参照光及び第２参照光と、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光とを干渉させる構成となっている。

図９は、第２実施形態に係る距離測定装置１の一例を示す構成図である。一部の構成については、図１及び図４を援用し、同じ機能部に対して同一の符号を付して説明する。距離測定装置１は、例えば、第１波長掃引光源２−１と、第１波長掃引光源２−１と、干渉計３ａと、第１干渉光検出部４−１と、第２干渉光検出部４−２と、制御装置５とを備える。

干渉計３ａは、例えば、分岐部３１ａと接続部３２と、増幅部３７と、コリメーター３８と、光ファイバーＦ３と、光ファイバーＦ４と、光ファイバーＦ９とを備える。
分岐部３１ａは、光ファイバーＦ１を介して導光された第１光と、光ファイバーＦ２を介して導光された第２光とを、光ファイバーＦ３と、増幅部３７と、光ファイバーＦ９と、接続部３２と、光ファイバーＦ４とを順に介してコリメーター３８に導光する。また、分岐部３１ａは、光ファイバーＦ３を介して導光された干渉光を、第１干渉光と第２干渉光に分波するとともに、第１干渉光を、光ファイバーＦ７を介して第１干渉光検出部４−１へ導光し、第２干渉光を、光ファイバーＦ８を介して第２干渉光検出部４−２へ導光する。

増幅部３７は、増幅部３７を通過する光の強度を増幅する。増幅部３７は、例えば、エルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）等である。より具体的には、増幅部３７は、光ファイバーＦ３を介して導光された第１光の強度と第２光の強度とを増幅するとともに、光ファイバーＦ９を介して導光された干渉光の強度を増幅する。そのため、距離測定装置１は、距離測定に対する感度を高くすることができる。特に、コリメーター３８から照射された第１光及び第２光が測定対象Ｗに対して斜めに照射された場合、測定対象Ｗで反射されてコリメーター３８に再び入射する第１光及び第２光の一部は、強度が著しく低下する場合がある。このような場合においても、増幅部３７による光の強度の増幅によって、距離測定装置１は、第１干渉光及び第２干渉光に基づいて、距離Ｌ１を測定することができる。増幅部３７は、強度が増幅された第１光及び第２光を、光ファイバーＦ９を介して接続部３２へ導光する。また、増幅部３７は、強度が増幅された干渉光を、光ファイバーＦ３を介して分岐部３１へ導光する。

コリメーター３８は、例えば、コリメーターレンズであり、入射した光を平行光あるいは集光された光へ変化させる。コリメーター３８は、光ファイバーＦ４を介して導光された第１光及び第２光の一部を透過する。そして、コリメーター３８は、透過した第１光及び第２光の一部を平行光あるいは集光された光に変化させ、平行光あるいは集光された光となった第１光及び第２光の一部を、第１測定光及び第２測定光として測定対象Ｗへ照射するとともに、測定対象Ｗによって反射された第１測定光及び第２測定光を光ファイバーＦ４へ入射する。なお、第１測定光は、第１光の一部がコリメーター３８を透過した光である。また、第２測定光は、第２光の一部がコリメーター３８を透過した光である。

また、コリメーター３８は、光ファイバーＦ４を介して導光された第１光及び第２光の一部を、第１参照光及び第２参照光として反射するとともに、反射された第１参照光及び第２参照光を光ファイバーＦ４と、接続部３２と、光ファイバーＦ９と、増幅部３７と、光ファイバーＦ３とを順に介して分岐部３１へ導光する。なお、第１参照光は、第１光の一部がコリメーター３８で反射した光である。また、第２参照光は、第２光の一部がコリメーター３８で反射した光である。

このように、本実施形態における距離測定装置１は、分岐部３１で第１光及び第２光を第１測定光及び第２測定光と、第１参照光及び第２参照光とに分波し、反射鏡３６で第１参照光と第２参照光とを反射させる構成に代えて、コリメーター３８による端面反射を用いて、干渉光を発生させる構成としたため、第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、距離測定装置１は、第１の実施形態と同様の効果に加えて、第１の実施形態における分岐部３１からコリメーター３３までの間の光ファイバーＦ３、Ｆ４の長さと、第１の実施形態における分岐部３１からコリメーター３５までの間の光ファイバーＦ５、Ｆ６の長さとが気温等によって伸縮することによる光路長の差異の発生を抑制することができる。さらに、距離測定装置１は、図１に示した構成と比べて、設備コストを削減することができる。

なお、第１波長掃引光源２−１と制御装置５、第２波長掃引光源２−２と制御装置５、第１干渉光検出部４−１と制御装置５、第２干渉光検出部４−２と制御装置５のうち一部又は全部は、無線によって通信可能に接続されてもよい。また、コリメーター３３、３５のそれぞれは、コリメーターレンズに代えて、光を平行光にする凹面鏡や凸面鏡等の他の何らかの手段であってもよい。

また、測定対象Ｗにおいて、距離Ｌ１を測定したい点が複数ある場合は、図５に示したステップＳ１００からステップＳ１３０を、測定したい点の数だけ繰り返すとしてもよい。その場合、距離測定装置１は、測定光の照射方向を測定したい点に向けて変更可能であるとし、測定方向を示す情報も対応付けて記憶部６０に記憶するようにする。

また、干渉計３は、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光と、反射鏡３６で反射された第１参照光及び第２参照光とを干渉させることで干渉光を発生させる構成に代えて、例えば、光ファイバーＦ６がループ状の経路となるように分岐部３１に接続され、そのループ状の経路を通過して分岐部３１に戻ってきた第１参照光及び第２参照光と、測定対象Ｗで反射された第１測定光及び第２測定光とを干渉させることで干渉光を発生させる構成等としてもよい。このループ状の経路は、測定対象Ｗまでの距離Ｌ１と、光源（第１波長掃引光源２−１及び第２波長掃引光源２−２）の可干渉距離に応じて調整しても良い。

なお、以上に説明した装置（例えば、距離測定装置１）における第１干渉光検出部４−１、第２干渉光検出部４−２、制御装置５の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１ 距離測定装置、２−１ 第１波長掃引光源、２−２ 第２波長掃引光源、３ 干渉計、４−１ 第１干渉光検出部、４−２ 第２干渉光検出部、５ 制御装置、３１、３１ａ 分岐部、３２、３４ 接続部、３３、３５、３８ コリメーター、３６ 反射鏡、３７ 増幅部、５０、５０ａ 制御部、５２ 装置制御部、５４ 第１干渉信号取得部、５５ 第２干渉信号取得部、５６ 光路長算出部、５８、５８ａ 距離導出部、６０ 記憶部

Claims (10)

1. 第１波長帯で波長が変化する第１光を射出する第１波長掃引光源と、
   前記第１波長帯とは異なる第２波長帯で波長が変化する第２光を射出する第２波長掃引光源と、
   光が通過するための経路となる複数の導光部と、前記第１波長掃引光源から射出された第１光を、第１測定光と第１参照光に分岐させ、前記第２波長掃引光源から射出された第２光を、第２測定光と第２参照光に分岐させる分岐部と、前記第１測定光を照射し、前記第２測定光を照射する照射部と、前記第１測定光の反射光と、前記第２測定光の反射光と、前記第１参照光と、前記第２参照光とを干渉光として合波させる合波部と、を備える干渉計と、
   前記干渉光のうち、前記第１測定光と前記第１参照光が干渉した第１成分を受光して前記第１成分を第１干渉信号として出力し、さらに、前記第２測定光と前記第２参照光とが干渉した第２成分を受光して前記第２成分を第２干渉信号として出力する受光部と、
   前記受光部により受光された前記第１干渉信号を取得する第１干渉信号取得部と、前記受光部により受光された前記第２干渉信号を取得する第２干渉信号取得部と、前記第１干渉信号に基づいて前記第１測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第１光路長を算出するとともに、前記第２干渉信号に基づいて前記第２測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第２光路長を算出する光路長算出部と、前記第１光路長と前記第２光路長とに基づいて、前記照射部から前記反射が生じたところまでの距離を導出する距離導出部と、を備える制御部と、
   を備える距離測定装置。
2. 請求項１に記載の距離測定装置であって、
   前記第１光の波長が変化する第１波長帯と前記第２光の波長が変化する第２波長帯とは、
   前記第１光と前記第２光とが前記導光部で導光される際、互いの可干渉性を壊さない波長帯である、
   距離測定装置。
3. 請求項１又は２に記載の距離測定装置であって、
   前記距離導出部は、
   前記第１光路長と前記第１波長帯に基づく第１条件とから算出される第１距離と、前記第２光路長と前記第２波長帯に基づく第２条件とから算出される第２距離とが同じ値になることを条件に、前記第１距離又は前記第２距離を前記距離として導出する、
   距離測定装置。
4. 請求項３に記載の距離測定装置であって、
   前記距離導出部は、前記第１条件に含まれている第１未知数に異なる値を割り当てることを繰り返して第１距離を算出し、前記第２条件に含まれている第２未知数に異なる値を割り当てることを繰り返して前記第２距離を算出することにより、前記距離を導出する、
   距離測定装置。
5. 請求項３に記載の距離測定装置であって、
   前記距離導出部は、前記第１条件に含まれている前記第１未知数と前記第２条件に含まれている前記第２未知数とを対応付ける第３条件により、前記第１未知数又は前記第２未知数のいずれかに異なる値を割り当てることを繰り返して、前記第１距離と前記第２距離を算出することにより、前記第３条件に基づいて、前記距離を導出する、
   距離測定装置。
6. 請求項４又は５に記載の距離測定装置であって、
   前記第１未知数は、前記第１波長帯で前記第１光が伝播する時の第１屈折率であり、
   前記第２未知数は、前記第２波長帯で前記第２光が伝播する時の第２屈折率である、
   距離測定装置。
7. 請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、
   前記制御部は、所定の測定精度以上で前記距離を導出する場合、前記距離導出部により前記距離を導出するように切り替え、前記所定の測定精度未満で前記距離を導出する場合、前記光路長算出部により算出された前記第１光路長又は前記第２光路長を前記距離とするように切り替える切替部を備える、
   距離測定装置。
8. 請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、
   前記照射部は、前記第１測定光と前記第２測定光を集光し、前記集光された前記第１測定光と前記第２測定光を照射する、
   距離測定装置。
9. 請求項１から８のうちいずれか一項に記載の距離測定装置であって、
   前記第１測定光の強度と、前記第２測定光の強度と、前記干渉光の強度とをそれぞれ増幅する増幅部、
   を備える距離測定装置。
10. 第１波長帯で波長が変化する第１光を射出し、
    前記第１波長帯とは異なる第２波長帯で波長が変化する第２光を射出し、
    前記第１光を、第１測定光と第１参照光に分岐させ、
    前記第２光を、第２測定光と第２参照光に分岐させ、
    前記第１測定光を照射するとともに、前記第２測定光を照射し、
    前記第１測定光の反射光と、前記第２測定光の反射光と、前記第１参照光と、前記第２参照光とを干渉光として合波させ、
    前記干渉光のうち、前記第１測定光と前記第１参照光が干渉した第１成分を受光して前記第１成分を第１干渉信号として出力するとともに、前記第２測定光と前記第２参照光とが干渉した第２成分を受光して前記第２成分を第２干渉信号として出力し、
    出力した前記第１干渉信号に基づいて前記第１測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第１光路長を算出するとともに、出力した前記第２干渉信号に基づいて前記第２測定光の前記照射部からの前記反射が生じたところまでの第２光路長を算出し、
    前記第１光路長と前記第２光路長とに基づいて、前記照射部から前記反射が生じたところまでの距離を導出する、
    距離測定方法。

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