WO2010131339A1 - レーザ測距方法及びレーザ測距装置 - Google Patents

レーザ測距方法及びレーザ測距装置 Download PDF

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WO2010131339A1
WO2010131339A1 PCT/JP2009/058896 JP2009058896W WO2010131339A1 WO 2010131339 A1 WO2010131339 A1 WO 2010131339A1 JP 2009058896 W JP2009058896 W JP 2009058896W WO 2010131339 A1 WO2010131339 A1 WO 2010131339A1
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WO
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light
measurement
laser
optical path
measurement light
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/058896
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直行 古山
Original Assignee
Koyama Naoyuki
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.)
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Publication date
Application filed by Koyama Naoyuki filed Critical Koyama Naoyuki
Priority to PCT/JP2009/058896 priority Critical patent/WO2010131339A1/ja
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a laser distance measuring method and a laser distance measuring apparatus that perform distance measurement between measurement points of an object to be measured using interference of laser light.
  • the laser light is divided into reference light and measurement light, and the optical path difference between the reference light and measurement light reflected by the object to be measured is obtained. Measure the distance to the object to be measured.
  • the distance measurement accuracy is far from the wavelength level of the laser light, that is, the order of nm (nanometer).
  • Patent Document 1 the inventor of the present application uses a plurality of laser beams having different wavelengths, and further changes the optical path difference so as to utilize the coherence characteristic of the laser beams.
  • inventions related to a laser distance measuring method and a laser distance measuring apparatus for performing the laser distance measuring method have been made.
  • the distance to the object to be measured can be measured with high accuracy, but the object to be measured is more practical than the distance to the object to be measured in practical use. It is often useful to measure the distance between these two measurement points, and further improvements are desired in this regard. Also, when measuring the distance between two measurement points of the object to be measured, it is better to measure the distance to the two measurement points at the same time than measuring the two measurement points of the object to be measured individually. It is preferable in terms of measurement accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a laser distance measuring method and a laser distance measuring apparatus.
  • the present invention (1) In a laser ranging method in which a laser beam is reflected at a measurement point of the object to be measured 6 and a distance between the measurement points is measured, the laser beam is divided into at least a first measurement beam and a second measurement beam.
  • the optical path length adjusting means 36 capable of changing the optical path length of the first measuring light or the second measuring light inside the apparatus, the position of the optical path length adjusting means 36 and the position information of the optical path length adjusting means 36 are acquired.
  • An adjusting means control unit 38 for After the position of the optical path length adjusting means 36 is located at the origin position where the optical path lengths of the first measurement light and the second measurement light are equal in the apparatus, Laser irradiation is performed while continuously changing the frequency of the laser light, and the first measurement light is reflected at the first measurement point S1 of the object 6 to be measured, and the second measurement light is reflected at the second measurement point S2 of the object 6 to be measured.
  • the intensity data of the interference light including at least the first measurement light reflected at the first measurement point S1 and the second measurement light reflected at the second measurement point S2 is acquired in correspondence with the amount of change in the frequency of the laser light.
  • An acquisition step A transformation step for Fourier transforming the intensity data obtained in the obtaining step to obtain a period of interference fringes of the interference light;
  • a determination step of determining whether or not the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal based on the period obtained in the conversion step;
  • a moving step of changing the position of the optical path length adjusting means when the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is not equal in the determination step; If the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal in the determination step, the position information of the optical path length adjustment means 36 is obtained from the adjustment means control unit 38, and based on the position information and the origin position.
  • the above problem is solved by providing a laser distance measuring method characterized by comprising: (2) Laser irradiation means 10 having a frequency variable function for laser light to be output, laser light information acquisition means 26 for acquiring a change in frequency of the laser light emitted from the laser irradiation means 10, and the laser light
  • a measurement light splitting unit 15 that divides the first measurement light and the second measurement light, an optical path length adjustment unit 36 that changes an optical path length inside the apparatus of the first measurement light or the second measurement light, and the optical path length adjustment unit
  • the adjusting means control unit 38 for controlling the position of the optical path length adjusting means 36 and the position information of the optical path length adjusting means 36; the first measuring light reflected at the first measuring point S1 of the object 6 to be measured;
  • the light receiving unit 18 that receives at least the second measurement light reflected at the measurement point S2 and outputs a signal corresponding to the intensity of the received light, the amount of change in
  • the intensity data of the interference light including at least the first measurement light reflected at the first measurement point S1 and the second measurement light reflected at the second measurement point S2 is used as the amount of change in the frequency of the laser light.
  • the position information of the optical path length adjustment means 36 is acquired from the adjustment means control unit 38, and the position information and the first measurement light inside the apparatus are acquired.
  • the laser irradiation unit 10 emits a laser beam having a specific frequency, and an optical comb generator that uses the laser beam emitted from the laser irradiation unit 10a as a plurality of laser beams having a predetermined frequency interval. 10b and an optical frequency modulator 10c for modulating the frequency interval of the optical comb generator 10b within a predetermined range.
  • the laser distance measuring method and laser distance measuring apparatus according to the present invention can measure the distance between two measurement points with high accuracy.
  • a laser distance measuring device 50 includes a laser irradiation means 10 capable of changing the frequency of emitted laser light within a predetermined range, and the laser irradiation means 10 emits light.
  • a laser beam information acquisition unit 26 that acquires a change amount of the frequency of the laser beam to be output and outputs the laser beam information to the calculation unit 20, a split unit 12 that splits the laser beam emitted from the laser irradiation unit 10 into a reference beam and a measurement beam,
  • a measurement light dividing unit 15 that divides the measurement light into a first measurement light and a second measurement light, and a mirror 8 that reflects the second measurement light divided by the measurement light division unit 15 toward the second measurement point S2
  • the mirror 8a and the mirror 9 that reflect the first measurement light installed on the optical path of the first measurement light and divided by the measurement light dividing unit 15 to the first measurement point S1 side, and the position of the mirror 9 are changed.
  • 6 receives at least the first measurement light reflected at the first measurement point S1 and the second measurement light reflected at the second measurement point S2 of the object 6 and calculates a signal corresponding to the intensity of the received light.
  • the first measurement point S1 based on the light receiving unit 18 output to 20, the amount of change in the frequency of the laser light from the laser light information obtaining unit 26, the signal from the light receiving unit 18 and the position information from the adjusting unit control unit 38.
  • a calculation unit 20 that calculates a distance L between the first measurement point S2 and the second measurement point S2.
  • the broken line in FIG. 1 shows the optical path of a laser beam.
  • the optical path length of the first measurement light is changed.
  • the optical path length of the second measurement light may be changed.
  • a known wavelength tunable laser is used as the laser irradiation means 10.
  • the first measurement light and the second measurement light inside the apparatus before measuring the distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2 of the object 6 to be measured, the first measurement light and the second measurement light inside the apparatus.
  • the origin position of the mirror 9 having the same optical path length with the light is acquired.
  • the acquisition of the origin position of the mirror 9 is preferably performed each time the optical path length adjusting means 36 operates in reverse. This is because when a motor, an actuator, or the like as a general optical path length adjusting unit 36 continues to operate in a certain direction, its actual position does not greatly deviate from the position information output by the adjusting unit control unit 38.
  • the length adjusting unit 36 operates in reverse, a deviation occurs between the actual position and the position information output by the adjusting unit control unit 38 due to backlash of the optical path length adjusting unit 36 or the like. If the reproducibility of the position of the mirror 9 by the optical path length adjusting means 36 is extremely high, the origin position of the mirror 9 is acquired at the time of shipment of the laser distance measuring device and recorded in a memory or the like. Also good. Further, as the optical path length adjusting means 36, it is preferable to use a sliding ultrasonic motor that moves about 5 to 10 nm in one step.
  • the adjusting means control unit 38 operates the optical path length adjusting means 36 based on a preset signal to place the mirror 9 near the origin position.
  • the first measurement point S1 of the object to be measured 6 is located closer to the laser distance measuring device 50 than the second measurement point S2
  • the mirror is temporarily moved from the reflection point of the mirror 8a.
  • the optical path length adjusting means 36 is operated reversely so that the mirror 9 is positioned slightly on the mirror 8a side (inside) from the origin position. It is preferable.
  • the optical path length adjusting unit 36 is once operated so as to maximize the distance Lc. Later, it is preferable that the optical path length adjusting means 36 is operated in reverse to position the mirror 9 slightly outside the origin position. In this way, the optical path length adjusting means 36 is moved in a fixed direction at the time of obtaining the origin position of the mirror 9 and measuring the distance L between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 of the object 6 to be measured. The measurement accuracy can be prevented from being lowered due to backlash or the like.
  • a flat plate 7 having a smooth surface is installed so that the first measurement light and the second measurement light are vertically irradiated on the smooth surface.
  • the laser irradiation means 10 emits laser light.
  • the laser irradiation means 10 can change the wavelength of the emitted laser light within a predetermined range. At this time, the wavelength of the laser light changes continuously within the predetermined range.
  • the laser light emitted from the laser irradiation means 10 is divided into two by the beam splitter 4 provided on the optical path of the laser light, one is irradiated to the laser light information acquisition means 26, and the other is directed to the dividing section 12 side. Irradiated.
  • the laser beam information acquisition unit 26 acquires the frequency of the laser beam emitted from the laser irradiation unit 10 and outputs it to the calculation unit 20.
  • the laser light information acquisition means 26 a known wavelength meter or frequency meter can be used. In the case where the laser beam information acquisition unit 26 measures the wavelength of the laser beam, the measured wavelength is converted into a frequency and output to the computing unit 20.
  • the laser beam information acquisition unit 26 acquires a wavelength control signal from a wavelength control controller that controls the wavelength of the laser beam emitted from the laser irradiation unit 10, and acquires the frequency of the laser beam based on the wavelength control signal. However, it may be output to the calculation unit 20.
  • the laser beam information acquisition means 26 it is not necessary to irradiate the laser beam information acquisition means 26 with the laser beam using the beam splitter 4. Further, when a frequency meter is used for the laser beam information acquisition unit 26, a known frequency counter that acquires the frequency of the laser beam by causing the laser beam incident on the laser beam information acquisition unit 26 to interfere with the optical comb laser is used. preferable.
  • the laser light irradiated to the splitting unit 12 side is split into two by the splitting unit 12, one of which is directed to the reference mirror 14 as reference light and the other is directed to the measurement light splitting unit 15 as measurement light.
  • the splitting unit 12 a known half mirror, beam splitter, or the like can be used as the dividing unit 12.
  • the measurement light traveling toward the measurement light splitting unit 15 is divided into two by the measurement light splitting unit 15 and one of them is reflected by the mirror 8a and the mirror 9 as the first measurement light and then the first measurement point of the flat plate 7 from the exit port 16a. S1 is irradiated. On the other hand, the other is reflected by the mirror 8 as the second measurement light and is irradiated to the second measurement point S2 of the flat plate 7 from the emission port 16b.
  • a half mirror having a spectral ratio of 50:50 may be used, or a beam splitter having a different spectral ratio, for example, 60:40, 70:30, 80:20, or the like may be used. .
  • the first measurement light applied to the first measurement point S1 is reflected by the first measurement point S1, the mirror 9 and the mirror 8a, then passes through the measurement light dividing unit 15 and is reflected by the dividing unit 12, and is received by the light receiving unit 18.
  • the second measurement light irradiated to the second measurement point S2 is reflected by the second measurement point S2, and then reflected by the mirror 8, the measurement light splitting unit 15, and the splitting unit 12, and reaches the light receiving unit 18.
  • the reference light divided by the dividing unit 12 is reflected by the reference mirror 14, then passes through the dividing unit 12 and reaches the light receiving unit 18.
  • the light received by the light receiving unit 18 includes the first interference light between the reference light and the first measurement light, the second interference light between the reference light and the second measurement light, and the first measurement light and the second measurement light. It becomes the third interference light. Then, the light receiving unit 18 converts the intensity of the interference light, which is the combination of the three interference lights, into an electrical signal, and outputs the electrical signal to the calculation unit 20.
  • the calculation unit 20 acquires the intensity data of the interference light from the light receiving unit 18 in correspondence with the amount of change in frequency from the laser light information acquisition unit 26.
  • the calculation unit 20 performs a Fourier transform based on the amount of change in frequency on the acquired intensity data. Accordingly, the amplitude I S1 , period T S1 , phase ⁇ S1 of the first interference light, amplitude I S2 , period T S2 , phase ⁇ S2 of the second interference light, amplitude I S12 , period T of the third interference light S12, the phase phi S12, but are obtained, respectively.
  • the period T S1 is the period of the interference fringes of the first interference light
  • the period T S2 is the period of the interference fringes of the second interference light
  • the period T S12 is the period of the interference fringes of the third interference light.
  • the period T S1 of the first interference light increases or decreases due to the optical path difference between the reference light and the first measurement light
  • the period T S2 of the second interference light increases or decreases depending on the optical path difference between the reference light and the second measurement light
  • the period T S12 of the third interference light increases or decreases depending on the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light.
  • the calculation unit 20 evaluates as a determination step whether or not the cycle T S1 obtained in the conversion step matches the cycle T S2 .
  • the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is smaller than the optical path difference between the reference light, the first measurement light, and the second measurement light. . Therefore, the value of the cycle T S12 is smaller than the values of the cycle T S1 and the cycle T S2 . Therefore, calculation unit 20 periodically T S1, the period T S2, the period T S12, the period T S1, it is possible to determine the period T S2.
  • the calculation unit 20 outputs a predetermined movement signal to the adjustment means control unit 38 as a movement step.
  • the adjustment means control unit 38 receives the movement signal from the calculation unit 20, operates the optical path length adjustment means 36 by a predetermined amount (preferably the minimum operation amount), and the first measurement point S1 of the DUT 6 is the second measurement.
  • the position of the mirror 9 is moved by a predetermined amount in a direction away from the mirror 8a side.
  • the second measurement point S2 of the DUT 6 is closer to the laser distance measuring device 50 than the first measurement point S1
  • the position of the mirror 9 is moved by a predetermined amount in a direction approaching the mirror 8a side.
  • the calculation unit 20 repeats the acquisition step, the conversion step, the determination step, and the movement step until the period T S1 and the period T S2 match in the determination step.
  • the laser irradiation means 10 keeps changing the frequency of the emitted laser light repeatedly within a predetermined range.
  • the period T S1 , the period T S2 , and the period T S12 increase or decrease depending on the optical path difference, the position of the mirror 9 approaches the origin position and the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is small. Accordingly, the difference between the cycle T S1 and the cycle T S2 gradually narrows, and the cycle T S12 gradually decreases.
  • the calculation unit 20 acquires the position information of the optical path length adjustment unit 36 at that time, that is, the position information of the mirror 9 from the adjustment unit control unit 38 to obtain the origin position. Information is recorded in a memory or the like in the calculation unit 20.
  • the distance Ld from the division point of the measurement light dividing unit 15 to the reflection point of the mirror 8 is equal to the distance Lc from the reflection point of the mirror 8a to the reflection point of the mirror 9, and thus the first measurement light in the apparatus
  • the optical path length with the second measurement light becomes equal. Then, there is no optical path difference between the first measurement light and the second measurement light inside the apparatus.
  • the DUT 6 is placed at a predetermined position.
  • the first measurement light emitted from the laser distance measuring device 50 is applied to the first measurement surface of the device under test 6 and the second measurement light is applied to the second measurement surface of the device under test 6.
  • the first measurement light divided into two by the measurement light dividing unit 15 is reflected at the first measurement point S 1 on the first measurement surface of the DUT 6.
  • the second measurement light is reflected at the second measurement point S2 on the second measurement surface of the DUT 6. Therefore, the light received by the light receiving unit 18 is the first interference light between the reference light and the first measurement light reflected at the first measurement point S1 of the object 6 to be measured, and the second measurement of the reference light and the object 6 to be measured. It becomes the 2nd interference light with the 2nd measurement light reflected by point S2, and the 3rd interference light of the 1st measurement light and the 2nd measurement light.
  • the mirror 9 is at the origin position, the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light corresponds to twice the distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2.
  • the calculation unit 20 repeats the acquisition step, the conversion step, the determination step, and the movement step until the period T S1 and the period T S2 match in the determination step.
  • the laser irradiation means 10 keeps changing the frequency of the emitted laser light repeatedly within a predetermined range.
  • the distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2 is roughly measured in advance, and the first measurement point S1 of the object to be measured 6 is closer to the laser distance measuring device 50 than the second measurement point S2.
  • the optical path length adjusting unit 36 is slightly outside the measurement error range of the rough distance L ′. Is preferably moved. In this way, it is possible to reduce the number of movement operations of the optical path length adjusting means 36 by the movement step, and it is possible to shorten the time of the distance measurement operation with respect to the distance L.
  • the calculation unit 20 acquires the position information of the optical path length adjustment unit 36 at that time, that is, the position information of the mirror 9 from the adjustment unit control unit 38.
  • the period T S1 and the period T S2 coincide with each other when the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal. Therefore, the first measurement point S1 of the object 6 to be measured is In the case of the laser distance measuring device 50 side from the second measurement point S2, the position of the mirror 9 at this time is a position away from the origin position by a distance L.
  • the position of the mirror 9 at this time approaches the mirror 8a side by a distance L from the origin position. Position. In any case, the amount of movement from the origin position of the optical path length adjusting means 36 (mirror 9) to this point is equal to the distance L.
  • the calculation unit 20 calculates the movement amount from the origin position of the optical path length adjusting means 36, that is, the mirror 9, from the position information and the origin position information when the period T S1 and the period T S2 coincide as the calculation step.
  • the amount of movement is defined as a distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2. Thereby, the distance L between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 can be measured with high accuracy.
  • the determination by the determination step of the calculation unit 20 may be as follows. First, in the determination step, when the difference between the cycle T S1 and the cycle T S2 is calculated and the difference is within a predetermined determination range, the calculation unit 20 determines that the cycle T S1 and the cycle T S2 match. . Since the optical path length adjusting means 36 is a mechanical device such as a motor, the optical path length adjusting means 36 places the mirror 9 with high accuracy at a position where the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is completely equal. It may be difficult to position. However, according to this configuration, if the mirror 9 can be positioned in the vicinity of the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light without being positioned at the same position, the first measurement point S1, The distance L between the second measurement points S2 can be measured.
  • a confirmation range wider than the determination range is provided, and when the difference between the period T S1 and the period T S2 is within the confirmation range, position information of the optical path length adjusting unit 36 is acquired, and the period T S1 And the difference between the cycle T S2 and the cycle T S2 , the difference between the cycle T S1 of the positive position and the cycle T S2 , the difference between the cycle T S1 of the negative position and the cycle T S2 , the difference from the respective positional information and the period T S1 and the period T S2 is eliminated (the period T S1 and the period T S2 are equal) to calculate the position information of the position first during origin position information and the distance L ranging You may make it record as positional information on the position where the optical path difference of 1 measuring light and 2nd measuring light is equal.
  • the first measurement point can be obtained.
  • the distance L between S1 and the second measurement point S2 can be measured with high accuracy.
  • the determination step focuses on the period T S12 of the third interference light instead of the period T S1 and the period T S2 and determines that the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal. Also good. As described above, as the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light decreases, the value of the period T S12 of the third interference light gradually decreases. When the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light becomes equal, the period and phase of the first measurement light and the second measurement light completely coincide with each other, so that the third interference light has a constant intensity and a period. The value of T S12 no longer exists.
  • the calculation unit 20 determines that the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal when the value of the cycle T S12 does not exist or falls within a predetermined determination range.
  • the optical path length position information and position information of the point value of the period T S12 from the relation reduction is no longer present in the cycle T S12 of adjusting means 36 in the check range, which measurement origin position information and the distance L You may make it make it the positional information on the position where the optical path difference of the 1st measurement light and the 2nd measurement light at the time is equal.
  • the laser irradiation means 10 of the laser distance measuring device 50a according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 includes a laser irradiation device 10a that emits laser light of a specific frequency, and laser light emitted from the laser irradiation device 10a.
  • the optical comb generator 10b generates a plurality of laser beams having a predetermined frequency interval, and the optical frequency modulator 10c modulates the frequency interval of the optical comb generator 10b within a predetermined range.
  • the laser beam information acquisition unit 26 of the laser range finder 50a acquires the amount of change in the frequency of the laser beam emitted from the laser irradiation unit 10 from the value of the modulation frequency from the optical frequency modulator 10c. The result is output to the calculation unit 20.
  • the laser distance measuring device 50a of the second embodiment first has the origin position of the mirror 9 where the optical path lengths of the first measurement light and the second measurement light in the device are equal. To get.
  • the adjusting means control unit 38 operates the optical path length adjusting means 36 based on a preset signal to position the mirror 9 near the origin position. At this time, according to the positional relationship between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 of the DUT 6, the mirror 9 is positioned slightly outside or inside from the origin position.
  • the flat plate 7 having a smooth surface is installed so that the first measurement light and the second measurement light are vertically irradiated on the smooth surface.
  • the laser irradiation device 10a constituting the laser irradiation unit 10 emits a laser beam of a specific frequency f 0 to the optical comb generator 10b.
  • Optical comb generator 10b in response to the modulation frequency input from the optical frequency modulator 10c, in terms of generating the plurality of light Komureza light equal frequency intervals above and below the center frequency f 0, the laser light of frequency f 0 At the same time, it irradiates the divided portion 12 side.
  • laser light emitted from the optical comb generator 10b includes a laser beam LZ 0 frequency f 0, as a light Komureza light, the frequency f 0 + d ( the frequency f 1. a laser beam LZ 1 in), and the laser beam LZ 2 frequency f 0 + 2d (. to frequency f 2), ⁇ ⁇ ⁇ , the frequency f 0 + nd of (. to frequency f n) a laser beam LZ n, and the laser beam LZ -1 frequency f 0 -d (. to frequency f -1), and the laser beam LZ -2 frequency f 0 -2d (.
  • the frequency f of the laser beam LZ ⁇ 1 .
  • the optical frequency modulator 10 c outputs the value of the modulation frequency to the laser light information acquisition unit 26.
  • the laser beams LZ ⁇ n to LZ 0 to LZ n emitted from the optical comb generator 10b are collectively referred to as laser light LZ
  • the optical comb laser light and laser light LZ ⁇ n emitted from the optical comb generator 10b are collectively referred to as laser beam LZ (n).
  • laser beam LZ (n) To LZ ⁇ 1 and laser beams LZ 1 to LZ n are collectively referred to as laser beam LZ (n).
  • the laser beam information acquisition unit 26 determines the amount of change in the frequency of the first-stage optical comb laser beam (laser beams LZ 1 , LZ ⁇ 1 ) from the modulation frequency value from the optical frequency modulator 10 c, that is, the value of ⁇ described above. Is output to the calculation unit 20.
  • the laser beam LZ emitted from the laser irradiation means 10 is divided into two by the dividing unit 12, one of which is directed to the reference mirror 14 as reference light, and the other is directed to the measuring light dividing unit 15 as measurement light.
  • the measurement light traveling toward the measurement light splitting unit 15 is divided into two by the measurement light splitting unit 15 and one of them is reflected by the mirror 8a and the mirror 9 as the first measurement light and then the first measurement point of the flat plate 7 from the exit port 16a. S1 is irradiated. On the other hand, the other is reflected by the mirror 8 as the second measurement light and is irradiated to the second measurement point S2 of the flat plate 7 from the emission port 16b.
  • the first measurement light is reflected at the first measurement point S1, and then reaches the light receiving unit 18 along the same optical path as described above. Further, after the second measurement light is reflected at the second measurement point S2, it reaches the light receiving unit 18 along the same optical path as described above. Further, the reference light divided by the dividing unit 12 is reflected by the reference mirror 14 and then reaches the light receiving unit 18 along the same optical path as described above. Therefore, the light received by the light receiving unit 18 is the first interference light in which the plurality of interference lights generated by the interference of the respective reference lights of the laser light LZ and the respective first measurement lights of the laser light LZ are combined.
  • the second interference light in which a plurality of interference lights generated by the interference of the respective reference light of the laser light LZ and the second measurement light of the laser light LZ are combined, and the first of the laser light LZ.
  • the measurement light and the second measurement light of the laser light LZ interfere with each other to form interference light that is a combination of the third interference light that is a combination of all of the plurality of interference light, and the light receiving unit 18 determines the intensity of this interference light. It converts into an electric signal and outputs it to the calculating part 20 as intensity
  • the intensity data of the interference light includes optical comb lasers having different levels of the interference light between the reference light and the first measurement light of the optical comb laser light having different stages (for example, the laser light LZ 1 and the laser light LZ 2 ).
  • the intensity of the interference light between the reference light of the light and the second measurement light, the intensity of the interference light between the first measurement light and the second measurement light of the optical comb laser light having a different number of stages, and the first measurement light of the optical comb laser light having a different number of stages The intensity of the interference light between the second and the second measurement lights, and the intensity of the interference light between the reference lights of the optical comb laser lights having different numbers of stages are also included.
  • the intensity of the interference light of the optical comb laser beams having different numbers of stages becomes a beat (beat) and appears in the interference light, and this beat is averaged within the measurement time, and finally becomes background noise with a constant intensity.
  • the calculation unit 20 acquires the intensity data of the interference light from the light receiving unit 18 corresponding to the amount of change in the frequency from the laser light information acquisition unit 26.
  • the arithmetic unit 20 performs Fourier transform on the intensity data of the interference light corresponding to the frequency change amount.
  • the amplitude of the first interference light periodically, as a phase, an amplitude of the interference light of the reference light laser beam LZ 1 and the first measuring beam of the laser beam LZ 1 I S1 (1), the period T S1 (1) , Phase ⁇ S1 (1) is acquired.
  • the amplitude I S1 of the interference light of the first measuring beam of the reference beam laser beam LZ 2 and the laser beam LZ 2 (2), the period T S1 (2), the phase ⁇ S1 (2) is obtained.
  • the amplitude I S1 of the interference light of the first measuring beam of the reference beam and the laser beam LZ n of the laser beam LZ n (n), the period T S1 (n), the phase ⁇ S1 (n) is obtained.
  • the amplitude I S1 of the first measurement light and the interference light of the reference beam and the laser beam LZ -1 of the laser beam LZ -1 (-1), the period T S1 (-1), the phase phi S1 is (-1) To be acquired.
  • the amplitude I S1 of the reference light and the interference light of the laser beam first measuring light LZ -2 laser beam LZ -2 (-2), the period T S1 (-2), the phase phi S1 is (-2) To be acquired.
  • the phase ⁇ S2 (1) is acquired.
  • the amplitude I S2 of the interference light of the reference light laser beam LZ 2 and the second measuring light of the laser beam LZ 2 (2), the period T S2 (2), the phase phi S2 (2) is obtained.
  • the amplitude I S2 of the second measurement light and the interference light of the reference beam and the laser beam LZ n of the laser beam LZ n (n), the period T S2 (n), the phase ⁇ S2 (n) is obtained.
  • the amplitude I S2 of the second measurement light and the interference light and the reference light and the laser beam LZ -1 of the laser beam LZ -1 (-1), the period T S2 (-1), the phase phi S2 is (-1) To be acquired.
  • the amplitude I S2 of the reference light and the interference light of the second measuring light of the laser beam LZ -2 laser beam LZ -2 (-2), the period T S2 (-2), the phase phi S2 is (-2) To be acquired.
  • the amplitude I S2 of the interference light of the second measuring light of the laser beam LZ -n of the reference beam and the laser beam LZ -n (-n), the period T S2 (-n), the phase ⁇ S2 (-n) is To be acquired.
  • the amplitude of the third interference light period as a phase, an amplitude I S12 (1) of the interference light of the first measuring light of the laser beam LZ 1 and the second measuring light of the laser beam LZ 1, period T S12 ( 1)
  • the phase ⁇ S12 (1) is acquired.
  • the interference light amplitude I S12 of the first measuring light of the laser beam LZ 2 and the second measuring light of the laser beam LZ 2 (2), the period T S12 (2), the phase phi S12 (2) is obtained .
  • the first measuring beam and the interference light amplitude I S12 of the second measuring light of the laser beam LZ n (n), the period T S12 (n), the phase phi S12 (n) is obtained for the laser beam LZ n .
  • the first measuring beam and the amplitude I S12 of the second measurement light and the interference light of the laser beam LZ -2 of the laser beam LZ -2 (-2), the period T S12 (-2), the phase phi S12 (-2 ) Is acquired.
  • the background noise due to the interference light of the optical comb laser beams having different numbers of stages is a constant intensity averaged within the measurement time, and thus becomes a constant by Fourier transform. Further, since the frequency of the laser beam LZ 0 is constant without affecting the modulation frequency of the optical frequency modulator 10c, which also becomes constant by the Fourier transform.
  • the frequency of the laser beam LZ n in the positive direction of the number of light Komureza light changes in the increasing direction by the modulation frequency of the optical frequency modulator 10c
  • the frequency of the laser beam LZ -n negative direction of the number of stages of optical Komureza light It changes in a decreasing direction depending on the modulation frequency of the optical frequency modulator 10c.
  • the fringe intervals (cycles) of the interference light of the optical comb laser beams (laser beam LZ n and laser beam LZ ⁇ n ) having the same number of positive and negative stages obtained by the Fourier transform are equal.
  • the period T S2 (1) is the period T S2 (-1), as well as the period T S2 of the second interference light of the laser beam LZ n (n), the period T S2 of the second interference light of the laser beam LZ -n and (-n) is ,
  • Period T S2 (n) period T S2 ( ⁇ n) .
  • a sequence represented by / n and T S2 (1) , T S2 (1) / 2,..., T S2 (1) / n and a sequence represented by T S12 (1) , T S12 (1) / 2, - - is classified roughly into a sequence represented by T S12 (1) / n.
  • the value of the period T S12 (1) of the third interference light is the value of the period T S1 (1) of the first interference light and the period T S2 (1) of the second interference light.
  • the arithmetic unit 20 period T S1 (n), the period T S2 (n), the period T S12 from (n), the period T S1 of the first interference light (n) and the period T S2 of the second interference light (n ) .
  • the calculation unit 20 first determines the interference light period T S1 (n) of the predetermined laser light LZ n out of the interference fringe periods of the interference light constituting the first interference light obtained in the conversion step. Select. Moreover, the calculating part 20 selects the period T S2 (n) of the interference light by the predetermined laser light LZ n from the period of the interference fringes of the interference light constituting the second interference light obtained in the conversion step. It should be noted that the interference light cycle T S1 (n) and the cycle T S2 (n) are preferably selected from the interference light of the laser light LZ 1 or the laser light LZ ⁇ 1 .
  • the calculation unit 20 evaluates whether or not the cycle T S1 (n) obtained in the conversion step matches the cycle T S2 (n) . If the period T S1 (n) and the period T S2 (n) do not match, the calculation unit 20 performs the movement step, the acquisition step, the conversion step, and the determination step, and the determination step includes the period T S1 (n) and the period. Repeat until TS2 (n) matches. At this time, the laser irradiation means 10 keeps changing the frequency of the emitted laser light repeatedly within a predetermined range.
  • the calculation unit 20 uses the position information of the optical path length adjustment unit 36 at that time, that is, the position information of the mirror 9 as the adjustment unit control unit. 38 and is recorded in the memory or the like in the calculation unit 20 as origin position information.
  • the distance Ld from the division point of the measurement light dividing unit 15 to the reflection point of the mirror 8 is equal to the distance Lc from the reflection point of the mirror 8a to the reflection point of the mirror 9, and thus the first measurement light in the apparatus The optical path difference from the second measurement light is eliminated.
  • the DUT 6 is placed at a predetermined position.
  • the first measurement light emitted from the laser distance measuring device 50 a is applied to the first measurement surface of the device under test 6 and the second measurement light is applied to the second measurement surface of the device under test 6.
  • the first measurement beam of the laser beam LZ divided into two by the measurement beam splitting unit 15 is the first measurement point S 1 on the first measurement surface of the object to be measured 6. Reflected by. Further, the second measurement light of the laser beam LZ is reflected at the second measurement point S2 on the second measurement surface of the object 6 to be measured. Therefore, the light received by the light receiving unit 18 is caused by the interference between the reference light of the laser light LZ and the first measurement light of the laser light LZ reflected at the first measurement point S1 of the object 6 to be measured.
  • First interference light in which a plurality of generated interference lights are all combined, each reference light of the laser light LZ, and each second measurement light of the laser light LZ reflected at the second measurement point S2 of the object 6 to be measured.
  • Each of the first measurement light and the second measurement light of the measurement object 6 and the second measurement light of the second measurement light reflected by the first measurement point S1 of the measurement object 6 are combined.
  • the laser light LZ reflected at the two measurement points S2 is interfered with each of the second measurement lights and the third interference light, which is a combination of all of the plurality of interference lights, is combined into the interference light.
  • Interference light intensity is converted into an electrical signal and used as intensity data And outputs it to the calculation unit 20.
  • the intensity data of the interference light includes the intensity of the interference light of the optical comb laser light having a different number of stages.
  • the interference light of the optical comb laser beams having different numbers of stages is averaged within the measurement time, and finally becomes background noise with a constant intensity.
  • the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light corresponds to twice the distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2.
  • the calculation unit 20 performs the acquisition step, the conversion step, the determination step, and the movement step in the same manner, and repeats until the period T S1 (n) and the period T S2 (n) coincide with each other in the determination step.
  • the laser irradiation means 10 keeps changing the frequency of the emitted laser light repeatedly within a predetermined range.
  • the optical path length adjusting means 36 slightly to the mirror 8a side from the measurement error range of the rough distance L ′.
  • the optical path length adjusting means 36 is moved slightly outside the measurement error range of the rough distance L ′. It is preferable.
  • the calculation unit 20 obtains the position information of the optical path length adjustment unit 36 at that time, that is, the position information of the mirror 9 from the adjustment unit control unit 38. get.
  • the period T S1 (n) and the period T S2 (n) coincide with each other when the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal. Therefore, the first measurement of the DUT 6 is performed.
  • the position of the mirror 9 at this time is a position away from the origin position by a distance L.
  • the position of the mirror 9 at this time approaches the mirror 8a side by a distance L from the origin position. Position. In any case, the amount of movement from the origin position of the optical path length adjusting means 36 (mirror 9) to this point is equal to the distance L.
  • the calculation unit 20 calculates from the position information and origin position information when the period T S1 (n) coincides with the period T S2 (n) as the calculation step from the origin position of the optical path length adjusting means 36, that is, the mirror 9.
  • the amount of movement is calculated.
  • the amount of movement is defined as a distance L from the first measurement point S1 to the second measurement point S2. Thereby, the distance L between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 can be measured with high accuracy.
  • a laser range finder 50b according to a third embodiment of the present invention will be described.
  • a laser distance measuring device 50b according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3 is an example in which the reference mirror 14 is not used in the configuration of the laser distance measuring devices 50 and 50a. In FIG. 5, only the part related to the optical path of the laser beam is shown.
  • the light receiving unit 18 receives only the third interference light of the first measurement light and the second measurement light. In the determination step, it is determined that the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light is equal by the method using the period T S12 of the third interference light described above. According to this configuration, since the Fourier transform is not performed on the first interference light and the second interference light, the load on the calculation unit 20 in the conversion step can be reduced.
  • the optical paths of the first measurement light and the second measurement light in the laser distance measuring device 50b according to the present invention may be as shown in FIG. In FIG. 4, only a portion related to the optical path of the first measurement light and the second measurement light is shown in a simplified manner.
  • a modification of the laser distance measuring device 50b shown in FIG. 4A is an example in which the reflected light of the dividing unit 12 is used as measurement light.
  • 4B and 4C is an example in which the optical path of the first measurement light and the second measurement light is configured without using the dividing unit 12.
  • the laser distance measuring device 50a and 50b in which the laser irradiation means 10 includes a laser irradiation device 10a, an optical comb generator 10b, and an optical frequency modulator 10c, the laser distance measuring device of the fourth form shown in FIG.
  • a known optical bandpass filter that transmits only laser light within a predetermined frequency range may be provided on the optical path of the laser light emitted from the laser irradiation unit 10 as in 50c and 50d.
  • the optical bandpass filter is disposed between the laser irradiation means 10 and the dividing unit 12.
  • the light receiving portion 18 of the laser distance measuring device 50c may receive a first interference light only the laser beam LZ 1 and the second interference light, and a third interference light.
  • the light receiving portion 18 of the laser distance measuring device 50d is receiving only the third interference light by the laser beam LZ 1. Therefore, it is possible to reduce the load on the processing of the arithmetic unit 20 while using the stable laser light from the optical comb generator 10b.
  • this optical bandpass filter is installed on the optical path between the dividing unit 12 and the reference mirror 14 (the optical bandpass filter BPF3 in FIG. 5A), the first interference light received by the light receiving unit 18 is received. and the second interference light, because becomes only the laser beam LZ 1, it is possible to reduce the load on the processing of the arithmetic unit 20 while using the stable laser light by Similarly the optical comb generator 10b.
  • the optical bandpass filter is installed on the optical path between the splitting unit 12 and the measuring light splitting unit 15 (the optical bandpass filter BPF4 in FIGS. 5A and 5B), the laser range finder first measurement light receiving portion 18 and 50c are received, the second measurement light is that of only the laser beam LZ 1.
  • the light receiving portion 18 of the laser distance measuring device 50d is receiving only the third interference light by the laser beam LZ 1. Therefore, similarly, it is possible to reduce the load on the processing of the arithmetic unit 20 while using the stable laser light from the optical comb generator 10b.
  • this optical bandpass filter is installed on the optical path between the measurement light splitting unit 15 and the first measurement point S1 (the optical bandpass filter BPF5 in FIGS. 5A and 5B), the laser measurement is performed.
  • first interference light and the third interference light receiving portion 18 of the distance device 50c receives light becomes that of only the laser beam LZ 1.
  • the third interference light receiving portion 18 of the laser distance measuring device 50d receives light becomes that of only the laser beam LZ 1. Therefore, similarly, it is possible to reduce the load on the processing of the arithmetic unit 20 while using the stable laser light from the optical comb generator 10b.
  • this optical bandpass filter is installed on the optical path between the measurement light splitting unit 15 and the second measurement point S2 (the optical bandpass filter BPF6 in FIGS. 5A and 5B), the laser measurement is performed.
  • the second interference light, and a third interference light receiving portion 18 of the distance device 50c receives light becomes that of only the laser beam LZ 1.
  • the third interference light receiving portion 18 of the laser distance measuring device 50d receives light becomes that of only the laser beam LZ 1. Therefore, similarly, it is possible to reduce the load on the processing of the arithmetic unit 20 while using the stable laser light from the optical comb generator 10b.
  • the optical bandpass filter transmits a plurality of optical comb laser beams
  • the number of laser beams received by the light receiving unit 18 is significantly reduced compared to when no optical bandpass filter is installed.
  • the load on the processing of the unit 20 is greatly reduced.
  • the first laser light is changed after changing the frequency of the laser light emitted from the laser irradiation means 10 within a predetermined range.
  • the measurement light and the second measurement light are divided, and the first measurement light is irradiated to the first measurement point S1 of the object 6 to be measured and the second measurement light is simultaneously irradiated to the second measurement point S2 of the object 6 to be measured.
  • the optical path length of the first measurement light or the second measurement light is changed, and the second measurement is performed from the first measurement point S1 based on the movement amount when the optical path difference between the first measurement light and the second measurement light becomes equal.
  • a distance L to the point S2 is calculated.
  • the distance L between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 can be measured with high accuracy. Therefore, the practical distance L between the first measurement point S1 and the second measurement point S2 can be measured with higher accuracy than the distance to the first measurement point S1 or the distance to the second measurement point S2.
  • the laser distance measuring devices 50 and 50a to 50d described above are examples suitable for the present invention, the configuration of each part of the laser light information acquisition means 26 and the laser distance measuring device, and each optical path in the laser distance measuring device. These can be implemented with modifications without departing from the scope of the present invention.

Abstract

【課題】２つの測定点に測定光をそれぞれ同時に照射して、その測定光の光路差を変化させることにより測定点間の距離を高精度に測距するレーザ測距方法及びレーザ測距装置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明に係るレーザ測距方法及びレーザ測距装置によれば、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させた上で、第１測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１に第２測定光を被測定物６の第２測定点Ｓ２に同時に照射する。そして、第１測定光もしくは第２測定光の光路長を変化させ、第１測定光と第２測定光との光路差が等しくなるときの移動量に基づいて第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを算出する。これにより、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。

Description

レーザ測距方法及びレーザ測距装置
　本発明は、レーザ光の干渉を用いて被測定物の測定点間の測距を行うレーザ測距方法及びレーザ測距装置に関するものである。
　従来のレーザ光を用いたレーザ測距方法は、例えばレーザ光を参照光と測定光とに分割し、その参照光と被測定物で反射された測定光との時間差から両者の光路差を求めることで被測定物までの距離を測定する。このような参照光と測定光との時間差から測距を行う従来のレーザ測距方法では、その測距精度はレーザ光の波長レベル、即ちｎｍ（ナノメートル）オーダーには遠く及ばない。
　そこで本願発明者は下記［特許文献１］に示すように、波長の異なる複数のレーザ光を用い、さらにその光路差を変化させることでレーザ光の特徴である可干渉性を利用した高精度のレーザ測距方法及びそのレーザ測距方法を行うレーザ測距装置に関する発明を行った。
国際公報第２００８／０９９７８８号パンフレット
　［特許文献１］に開示された発明により被測定物までの距離を高精度に測距することが可能となったが、実用に際しては被測定物までの距離を測距するよりも被測定物の２つの測定点間の距離を測距する方が有用である場合が多く、この点に関して更なる改善が望まれる。また、被測定物の２つの測定点間の距離を測距する場合、被測定物の２つの測定点を個々に測距するよりも、同時に２つの測定点までの距離を測距した方が測定精度上好ましい。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、２つの測定点に測定光をそれぞれ同時に照射して、その測定光の光路差を変化させることにより測定点間の距離を高精度に測距するレーザ測距方法及びレーザ測距装置を提供することを目的とする。
　本発明は、
（１）レーザ光を被測定物６の測定点で反射させて測定点間の距離を測距するレーザ測距方法において、前記レーザ光を少なくとも第１測定光と第２測定光とに分割するとともに、第１測定光もしくは第２測定光の装置内部における光路長を変化可能な光路長調整手段３６と、当該光路長調整手段３６の位置を制御するとともに光路長調整手段３６の位置情報を取得する調整手段制御部３８と、を備え、
光路長調整手段３６の位置を装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなる原点位置に位置させた上で、
レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１で第２測定光を被測定物６の第２測定点Ｓ２でそれぞれ反射させ、第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを少なくとも含む干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しいか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しくない場合に光路長調整手段の位置を変化させる移動ステップと、
判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しい場合に光路長調整手段３６の位置情報を調整手段制御部３８から取得して、当該位置情報と前記原点位置とに基づいて第１測定点から第２測定点までの距離を算出する算出ステップと、
を有することを特徴とするレーザ測距方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）出力するレーザ光に対する周波数可変機能を備えたレーザ照射手段１０と、当該レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得するレーザ光情報取得手段２６と、前記レーザ光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部１５と、第１測定光もしくは第２測定光の装置内部における光路長を変化させる光路長調整手段３６と、当該光路長調整手段３６の位置を制御するとともに光路長調整手段３６の位置情報を取得する調整手段制御部３８と、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを少なくとも受光して受光した光の強度に応じた信号を出力する受光部１８と、前記レーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と前記受光部１８からの信号と前記調整手段制御部３８からの位置情報が入力する演算部２０と、を備え、
当該演算部２０が、レーザ光情報取得手段２６からのレーザ光の周波数の変化量と受光部１８からの信号とに基づいて、レーザ照射手段１０がレーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行ったときに、第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを少なくとも含む干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しいか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しくない場合に光路長調整手段３６の位置を変化させる移動ステップと、
判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しい場合に光路長調整手段３６の位置情報を調整手段制御部３８から取得して、当該位置情報と装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなる原点位置とに基づいて第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを算出する算出ステップと、
を行うことを特徴とするレーザ測距装置５０、５０ａ～５０ｄを提供することにより、上記課題を解決する。
（３）レーザ照射手段１０が、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置１０ａと、当該レーザ照射装置１０ａから出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光とする光コム発生器１０ｂと、当該光コム発生器１０ｂの周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器１０ｃと、から構成されることを特徴とする上記（２）記載のレーザ測距装置５０ａ～５０ｄを提供することにより、上記課題を解決する。
（４）レーザ照射手段１０から出射するレーザ光のうち所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する光バンドパスフィルタＢＰＦ１～ＢＰＦ６をレーザ光の光路上に設けたことを特徴とする上記（３）記載のレーザ測距装置５０ｃ、５０ｄを提供することにより、上記課題を解決する。
　本発明に係るレーザ測距方法及びレーザ測距装置によれば、２つの測定点間の距離を高精度に測距することができる。
本発明に係る第１の形態のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る第２の形態のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る第３の形態のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。 本発明に係る第３の形態のレーザ測距装置の変形例の光路を示す図である。 本発明に係る第４の形態のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。
　本発明に係るレーザ測距方法及びレーザ測距装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
　図１に示す本発明に係る第１の形態のレーザ測距装置５０は、出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させることが可能なレーザ照射手段１０と、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得し演算部２０に出力するレーザ光情報取得手段２６と、レーザ照射手段１０から出射したレーザ光を参照光と測定光とに２分割する分割部１２と、測定光を第１測定光と第２測定光とに２分割する測定光分割部１５と、測定光分割部１５で分割された第２測定光を第２測定点Ｓ２側に反射するミラー８と、第１測定光の光路上に設置され測定光分割部１５で分割された第１測定光を第１測定点Ｓ１側に反射するミラー８ａ及びミラー９と、ミラー９の位置を変化させることで第１測定光の装置内部における光路長を変化させる光路長調整手段３６と、光路長調整手段３６の位置を制御するとともに光路長調整手段３６の位置情報を取得する調整手段制御部３８と、参照光を反射する参照ミラー１４と、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを少なくとも受光して受光した光の強度に応じた信号を演算部２０に出力する受光部１８と、レーザ光情報取得手段２６からのレーザ光の周波数の変化量と受光部１８からの信号と調整手段制御部３８からの位置情報とに基づいて第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の距離Ｌを算出する演算部２０と、を有している。尚、図１中の破線はレーザ光の光路を示す。また、本例では第１測定光の光路長を変化させる例を示すが、第２測定光の光路長を変化させても良い。
　第１の形態のレーザ測距装置５０ではレーザ照射手段１０として周知の波長可変レーザを用いている。
　次に、本発明に係るレーザ測距方法及び第１の形態のレーザ測距装置５０の動作を説明する。
　先ず、本発明に係るレーザ測距方法では、被測定物６の第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを測距する前に、装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなるミラー９の原点位置を取得する。このミラー９の原点位置の取得は、光路長調整手段３６が逆動作した場合にはその都度行うことが好ましい。これは、一般的な光路長調整手段３６としてのモータやアクチュエータ等は一定方向に動作させ続ける場合にはその実際の位置と調整手段制御部３８が出力する位置情報とは大きく乖離しないが、光路長調整手段３６が逆動作した場合には光路長調整手段３６のバックラッシュ等により実際の位置と調整手段制御部３８が出力する位置情報とにズレが生じるためである。尚、光路長調整手段３６によるミラー９の位置の再現性が極めて高精度であれば、ミラー９の原点位置の取得をレーザ測距装置の出荷時等に行ってメモリ等に記録しておいても良い。また、光路長調整手段３６としては、１ステップで５～１０ｎｍ程度移動する摺動型超音波モータを用いることが好ましい。
　先ず、調整手段制御部３８が予め設定されている信号に基づき、光路長調整手段３６を動作させミラー９を原点位置近傍に位置させる。このとき、図１（ｂ）に示すように被測定物６の第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、一旦、ミラー８ａの反射点からミラー９の反射点までの距離Ｌｃが最小となるように光路長調整手段３６を動作させた後に、光路長調整手段３６を逆動作させミラー９を原点位置から若干ミラー８ａ側(内側)に位置させることが好ましい。また、被測定物６の第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、一旦、距離Ｌｃを最大となるように光路長調整手段３６を動作させた後に、光路長調整手段３６を逆動作させミラー９を原点位置から若干外側に位置させることが好ましい。このようにすれば、ミラー９の原点位置の取得と、それに続く被測定物６の第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２間の距離Ｌ測定時とで光路長調整手段３６を一定方向に動作させることができ、バックラッシュ等による測定精度の低下を防止することができる。
　次に、図１ａに示すように、表面が平滑な平板７をその平滑面に第１測定光及び第２測定光が垂直に照射されるように設置する。
　次に、レーザ照射手段１０はレーザ光を出射する。前述のようにレーザ照射手段１０は出射するレーザ光の波長を所定の範囲内で変化させることが可能であり、このときのレーザ光の照射はその波長が所定の範囲内を連続的に変化するように行う。そして、レーザ照射手段１０から出射したレーザ光は当該レーザ光の光路上に設けられたビームスプリッタ４で２分割されて、一方はレーザ光情報取得手段２６に照射され、他方は分割部１２側に照射される。
　レーザ光情報取得手段２６はレーザ照射手段１０から出射したレーザ光の周波数を取得して演算部２０に出力する。レーザ光情報取得手段２６は周知の波長計もしくは周波数計を用いることができる。尚、レーザ光情報取得手段２６がレーザ光の波長を計測するものの場合には、計測した波長を周波数に変換して演算部２０に出力する。また、レーザ光情報取得手段２６は、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の波長を制御する波長制御コントローラからの波長制御信号を取得して、その波長制御信号に基づいてレーザ光の周波数を取得し演算部２０に出力するようにしても良い。この場合、ビームスプリッタ４を用いてレーザ光情報取得手段２６にレーザ光を照射する必要はない。さらに、レーザ光情報取得手段２６に周波数計を用いる場合には、レーザ光情報取得手段２６に入射したレーザ光と光コムレーザとを干渉させレーザ光の周波数を取得する周知の周波数カウンタを用いることが好ましい。
　分割部１２側に照射されたレーザ光は、分割部１２で２分割され一方は参照光として参照ミラー１４に向かい、もう一方は測定光として測定光分割部１５に向かう。尚、分割部１２としては周知のハーフミラーやビームスプリッタ等を用いることができる。
　測定光分割部１５に向かった測定光は、測定光分割部１５にて２分割され一方は第１測定光としてミラー８ａ及びミラー９で反射された後に出射口１６ａから平板７の第１測定点Ｓ１に照射される。また、他方は第２測定光としてミラー８で反射され出射口１６ｂから平板７の第２測定点Ｓ２に照射される。測定光分割部１５としては、分光比が５０：５０のハーフミラーを用いても良いし、分光比が異なる例えば６０：４０、７０：３０、８０：２０、等のビームスプリッタを用いても良い。
　第１測定点Ｓ１に照射された第１測定光は、第１測定点Ｓ１、ミラー９、ミラー８ａで反射された後、測定光分割部１５を透過して分割部１２で反射され受光部１８に到達する。また、第２測定点Ｓ２に照射された第２測定光は、第２測定点Ｓ２で反射された後、ミラー８、測定光分割部１５、分割部１２で反射され受光部１８に到達する。さらに、分割部１２で分割された参照光は、参照ミラー１４にて反射された後、分割部１２を透過して受光部１８に到達する。よって、受光部１８が受光する光は、参照光と第１測定光との第１干渉光、参照光と第２測定光との第２干渉光、第１測定光と第２測定光との第３干渉光となる。そして、受光部１８はこの３つの干渉光が合わさった干渉光の強度を電気信号に変換し強度データとして演算部２０に出力する。
　演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データを、レーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
　次に、演算部２０は変換ステップとして、取得した強度データに対して周波数の変化量に基づくフーリエ変換を行う。これにより、第１干渉光の振幅ＩＳ１、周期ＴＳ１、位相φＳ１と、第２干渉光の振幅ＩＳ２、周期ＴＳ２、位相φＳ２と、第３干渉光の振幅ＩＳ１２、周期ＴＳ１２、位相φＳ１２と、がそれぞれ取得される。尚、周期ＴＳ１が第１干渉光の干渉縞の周期となり、周期ＴＳ２が第２干渉光の干渉縞の周期となり、周期ＴＳ１２が第３干渉光の干渉縞の周期となる。
　ここで、第１干渉光の周期ＴＳ１は参照光と第１測定光との光路差によって増減し、第２干渉光の周期ＴＳ２は参照光と第２測定光との光路差によって増減し、第３干渉光の周期ＴＳ１２は第１測定光と第２測定光との光路差によって増減する。
　次に、演算部２０は判定ステップとして、変換ステップで得られた周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致するか否かを評価する。尚、現時点では、ミラー９の位置は原点位置近傍にあるから、第１測定光と第２測定光との光路差は参照光と第１測定光及び第２測定光との光路差よりも小さい。従って、周期ＴＳ１２の値は周期ＴＳ１と周期ＴＳ２の値より小さい。このため、演算部２０は周期ＴＳ１、周期ＴＳ２、周期ＴＳ１２から、周期ＴＳ１、周期ＴＳ２を判別することができる。
　また現時点では、ミラー９は原点位置に位置していないから周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とは一致せず、この場合、演算部２０は移動ステップとして調整手段制御部３８に所定の移動信号を出力する。調整手段制御部３８は演算部２０からの移動信号を受けて、光路長調整手段３６を所定量（最小の動作量が好ましい）動作させ、被測定物６の第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、ミラー９の位置をミラー８ａ側から離れる方向に所定量移動させる。また、被測定物６の第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、ミラー９の位置をミラー８ａ側に近づく方向に所定量移動させる。
　次に、演算部２０は取得ステップと変換ステップと判定ステップと移動ステップとを、判定ステップで周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致するまで繰り返す。尚、このとき、レーザ照射手段１０は出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で繰り返し変化させ続ける。
　前述のように、周期ＴＳ１、周期ＴＳ２、周期ＴＳ１２はそれぞれの光路差によって増減するから、ミラー９の位置が原点位置に近づき第１測定光と第２測定光との光路差が少なくなるに従い、周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差は徐々に狭まるとともに、周期ＴＳ１２は徐々に減少する。
　演算部２０は判定ステップで周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致すると、そのときの光路長調整手段３６の位置情報、つまりミラー９の位置情報を調整手段制御部３８から取得して、原点位置情報として演算部２０内のメモリ等に記録する。このとき、測定光分割部１５の分割点からミラー８の反射点までの距離Ｌｄとミラー８ａの反射点からミラー９の反射点までの距離Ｌｃとは等しく、よって装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなる。そして、装置内部における第１測定光と第２測定光との光路差がなくなる。
　次に、図１ｂに示すように、被測定物６を所定の位置に配置する。このとき、レーザ測距装置５０から出射する第１測定光が被測定物６の第１測定面に、第２測定光が被測定物６の第２測定面に照射されるようにする。
　ここで、レーザ照射手段１０からレーザ光が出射すると、測定光分割部１５で２分割された第１測定光は被測定物６の第１測定面上の第１測定点Ｓ１で反射される。また、第２測定光は被測定物６の第２測定面上の第２測定点Ｓ２で反射される。よって、受光部１８が受光する光は、参照光と被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射された第１測定光との第１干渉光、参照光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射された第２測定光との第２干渉光、第１測定光と第２測定光との第３干渉光となる。尚、ミラー９が原点位置にあるとき、第１測定光と第２測定光との光路差は第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌの２倍に相当する。
　次に、演算部２０は取得ステップと変換ステップと判定ステップと移動ステップとを、判定ステップで周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致するまで繰り返す。尚、このとき、レーザ照射手段１０は出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で繰り返し変化させ続ける。また、予め第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを大まかに測定しておき、被測定物６の第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、その大まかな距離Ｌ’の測定誤差範囲より若干ミラー８ａ側に光路長調整手段３６を移動させておくことが好ましい。また、被測定物６の第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、その大まかな距離Ｌ’の測定誤差範囲より若干外側に光路長調整手段３６を移動させておくことが好ましい。このようにすれば、移動ステップによる光路長調整手段３６の移動動作回数を少なくすることが可能となり、距離Ｌに対する測距動作の時間短縮を図ることができる。
　演算部２０は判定ステップで周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致すると、そのときの光路長調整手段３６の位置情報、つまりミラー９の位置情報を調整手段制御部３８から取得する。ここで、周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致するときとは、第１測定光と第２測定光との光路差が等しいときであるから、よって被測定物６の第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にある場合、このときのミラー９の位置は原点位置から距離Ｌだけ外側に離れた位置となる。また、被測定物６の第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にある場合、このときのミラー９の位置は原点位置から距離Ｌだけミラー８ａ側に近づいた位置となる。いずれにしろ、光路長調整手段３６（ミラー９）の原点位置からこの点までの移動量は距離Ｌと等しくなる。
　よって、演算部２０は算出ステップとして周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致した時の位置情報と原点位置情報とから光路長調整手段３６、即ちミラー９の原点位置からの移動量を算出する。そしてこの移動量を第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌとする。これにより、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。
　尚、演算部２０の判定ステップによる判定は以下のようにしても良い。先ず、判定ステップにおいて、周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差を算出しその差が所定の判定範囲内にある場合に、演算部２０は周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが一致したと判定する。光路長調整手段３６はモータ等の機械的なものであるから、光路長調整手段３６によっては第１測定光と第２測定光との光路差が完全に等しくなる位置にミラー９を高精度に位置させることが困難な場合がある。しかしながら、この構成によれば、第１測定光と第２測定光との光路差が完全に等しくなる位置にミラー９を位置させずともその近傍に位置させることができれば、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを測距することができる。
　また、判定ステップにおいて判定範囲よりも広い確認範囲を設け、周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差が確認範囲内を取った時に光路長調整手段３６の位置情報を取得していき、周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差の正負が逆転したところでその正の位置の周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差の値と、負の位置の周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差の値と、それぞれの位置情報とから周期ＴＳ１と周期ＴＳ２との差が無くなる（周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とが等しくなる）位置の位置情報を算出して原点位置情報及び距離Ｌ測距時における第１測定光と第２測定光との光路差が等しい位置の位置情報として記録するようにしても良い。この構成によれば、光路長調整手段３６が第１測定光と第２測定光との光路差が完全に等しくなる位置にミラー９を高精度に位置させることができなくとも、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。
　さらに、判定ステップは周期ＴＳ１と周期ＴＳ２とではなく、第３干渉光の周期ＴＳ１２に着目して第１測定光と第２測定光との光路差が等しいことを判定するようにしても良い。前述のように、第１測定光と第２測定光との光路差が減少するに連れて、第３干渉光の周期ＴＳ１２の値は徐々に減少する。そして、第１測定光と第２測定光との光路差が等しくなると、第１測定光と第２測定光との周期、位相は完全に一致するから、よって第３干渉光は一定強度となり周期ＴＳ１２の値は存在しなくなる。従って、演算部２０は判定ステップとして、周期ＴＳ１２の値が存在しなくなるもしくは所定の判定範囲内になるときに、第１測定光と第２測定光との光路差が等しいものと判定するようにしても良い。また、確認範囲における光路長調整手段３６の位置情報と周期ＴＳ１２の減少量の関係から周期ＴＳ１２の値が存在しなくなる点の位置情報を算出して、これを原点位置情報及び距離Ｌ測距時における第１測定光と第２測定光との光路差が等しい位置の位置情報とするようにしても良い。
　尚、これらのことは、後述の第２の形態のレーザ測距装置５０ａ、第４の形態のレーザ測距装置５０ｃでも同様である。
　次に、本発明に係る第２の形態のレーザ測距装置５０ａの動作を説明する。図２に示す本発明に係る第２の形態のレーザ測距装置５０ａのレーザ照射手段１０は、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置１０ａと、レーザ照射装置１０ａから出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光にする光コム発生器１０ｂと、光コム発生器１０ｂの周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器１０ｃとで構成されている。
　また、第２の形態のレーザ測距装置５０ａのレーザ光情報取得手段２６は、光周波数変調器１０ｃからの変調周波数の値からレーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得し演算部２０に出力する。
　第２の形態のレーザ測距装置５０ａも第１の形態のレーザ測距装置５０と同様、先ず、装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなるミラー９の原点位置を取得する。
　ミラー９の原点位置の取得は、先ず、調整手段制御部３８が予め設定されている信号に基づき、光路長調整手段３６を動作させミラー９を原点位置近傍に位置させる。このとき、被測定物６の第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２の位置関係に応じて、ミラー９を原点位置から若干外側もしくは内側に位置させる。次に、図２ａに示すように、表面が平滑な平板７をその平滑面に第１測定光及び第２測定光が垂直に照射されるように設置する。
　次に、レーザ照射手段１０を構成するレーザ照射装置１０ａが特定の周波数ｆ０のレーザ光を光コム発生器１０ｂに出射する。光コム発生器１０ｂは光周波数変調器１０ｃから入力する変調周波数に応じて、周波数ｆ０を中心としその上下に周波数間隔の等しい複数の光コムレーザ光を生成した上で、周波数ｆ０のレーザ光とともに分割部１２側に照射する。例えば、光周波数変調器１０ｃがｄＨｚの変調周波数を出力する場合、光コム発生器１０ｂから出射するレーザ光は、周波数ｆ０のレーザ光ＬＺ０と、光コムレーザ光としての、周波数ｆ０＋ｄ（周波数ｆ１とする。）のレーザ光ＬＺ１と、周波数ｆ０＋２ｄ（周波数ｆ２とする。）のレーザ光ＬＺ２と、・・・、周波数ｆ０＋ｎｄ（周波数ｆｎとする。）のレーザ光ＬＺｎと、周波数ｆ０－ｄ（周波数ｆ－１とする。）のレーザ光ＬＺ－１と、周波数ｆ０－２ｄ（周波数ｆ－２とする。）のレーザ光ＬＺ－２と、・・・、周波数ｆ０－ｎｄ（周波数ｆ－ｎとする。）のレーザ光ＬＺ－ｎとなる。このとき、各レーザ光の強度はほぼ、
ＬＺ１＝ＬＺ－１、ＬＺ２＝ＬＺ－２、・・・、ＬＺｎ＝ＬＺ－ｎ、となり、また、
ＬＺ０＞ＬＺ１＞ＬＺ２＞・・・＞ＬＺｎ、
ＬＺ０＞ＬＺ－１＞ＬＺ－２＞・・・＞ＬＺ－ｎ、となる。
　またこのとき、光周波数変調器１０ｃは光コム発生器１０ｂに対する変調周波数を変化させ周波数間隔を所定の範囲内で変化させる。これにより、レーザ光ＬＺ０を除く全てのレーザ光ＬＺ１、ＬＺ２、・・・、ＬＺｎ、ＬＺ－１、ＬＺ－２、・・・、ＬＺ－ｎの周波数が所定の範囲内で変化する。つまり、光周波数変調器１０ｃが出力する変調周波数をｄＨｚから（ｄ＋α）Ｈｚまで変化させると、レーザ光ＬＺ１の周波数ｆ１はｆ１＝ｆ０＋（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ２の周波数ｆ２はｆ２＝ｆ０＋２×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺｎの周波数ｆｎはｆｎ＝ｆ０＋ｎ×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ－１の周波数ｆ－１はｆ－１＝ｆ０－（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ－２の周波数ｆ－２はｆ－２＝ｆ０－２×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ－ｎの周波数ｆ－ｎはｆ－ｎ＝ｆ０－ｎ×（ｄ＋α）へ変化する。そして、光周波数変調器１０ｃは、変調周波数の値をレーザ光情報取得手段２６に出力する。尚、便宜的に光コム発生器１０ｂから出射するレーザ光ＬＺ－ｎ～ＬＺ０～ＬＺｎを総称してレーザ光ＬＺとし、光コム発生器１０ｂから出射する光コムレーザ光、レーザ光ＬＺ－ｎ～ＬＺ－１、レーザ光ＬＺ１～ＬＺｎを総称してレーザ光ＬＺ（ｎ）とする。
　レーザ光情報取得手段２６は、光周波数変調器１０ｃからの変調周波数の値から第１段の光コムレーザ光、（レーザ光ＬＺ１、ＬＺ－１）の周波数の変化量、即ち上記のαの値を取得し演算部２０に出力する。
　レーザ照射手段１０から出射したレーザ光ＬＺは、分割部１２で２分割され一方は参照光として参照ミラー１４に向かい、もう一方は測定光として測定光分割部１５に向かう。
　測定光分割部１５に向かった測定光は、測定光分割部１５にて２分割され一方は第１測定光としてミラー８ａ及びミラー９で反射された後に出射口１６ａから平板７の第１測定点Ｓ１に照射される。また、他方は第２測定光としてミラー８で反射され出射口１６ｂから平板７の第２測定点Ｓ２に照射される。
　第１測定光は第１測定点Ｓ１で反射された後、上記と同様の光路を辿って受光部１８に到達する。また、第２測定光は第２測定点Ｓ２で反射された後、上記と同様の光路を辿って受光部１８に到達する。さらに、分割部１２で分割された参照光は、参照ミラー１４にて反射された後、上記と同様の光路を辿って受光部１８に到達する。よって、受光部１８で受光される光は、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第１干渉光と、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第２干渉光と、レーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第３干渉光とが合わさった干渉光となり、受光部１８はこの干渉光の強度を電気信号に変換し強度データとして演算部２０に出力する。尚、この干渉光の強度データには、段数の異なる光コムレーザ光（例えば、レーザ光ＬＺ１とレーザ光ＬＺ２）の参照光と第１測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の参照光と第２測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の第１測定光と第２測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の第１測定光同士及び第２測定光同士の干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の参照光同士の干渉光の強度も含まれる。これらの段数の異なる光コムレーザ光の干渉光の強度はビート（うなり）となって干渉光中に現れ、このビートは測定時間内で平均化されて最終的に一定強度のバックグラウンドノイズとなる。
　演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データをレーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
　次に、演算部２０は変換ステップとして、周波数の変化量と対応した干渉光の強度データに対してフーリエ変換を行う。これにより、第１干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の参照光とレーザ光ＬＺ１の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（１）、周期ＴＳ１（１）、位相φＳ１（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の参照光とレーザ光ＬＺ２の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（２）、周期ＴＳ１（２）、位相φＳ１（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの参照光とレーザ光ＬＺｎの第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（ｎ）、周期ＴＳ１（ｎ）、位相φＳ１（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－１の参照光とレーザ光ＬＺ－１の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（－１）、周期ＴＳ１（－１）、位相φＳ１（－１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－２の参照光とレーザ光ＬＺ－２の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（－２）、周期ＴＳ１（－２）、位相φＳ１（－２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－ｎの参照光とレーザ光ＬＺ－ｎの第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（－ｎ）、周期ＴＳ１（－ｎ）、位相φＳ１（－ｎ）が取得される。
　さらに、第２干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の参照光とレーザ光ＬＺ１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（１）、周期ＴＳ２（１）、位相φＳ２（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の参照光とレーザ光ＬＺ２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（２）、周期ＴＳ２（２）、位相φＳ２（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの参照光とレーザ光ＬＺｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）、位相φＳ２（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－１の参照光とレーザ光ＬＺ－１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（－１）、周期ＴＳ２（－１）、位相φＳ２（－１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－２の参照光とレーザ光ＬＺ－２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（－２）、周期ＴＳ２（－２）、位相φＳ２（－２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－ｎの参照光とレーザ光ＬＺ－ｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（－ｎ）、周期ＴＳ２（－ｎ）、位相φＳ２（－ｎ）が取得される。
　さらにまた、第３干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の第１測定光とレーザ光ＬＺ１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（１）、周期ＴＳ１２（１）、位相φＳ１２（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の第１測定光とレーザ光ＬＺ２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（２）、周期ＴＳ１２（２）、位相φＳ１２（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの第１測定光とレーザ光ＬＺｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（ｎ）、周期ＴＳ１２（ｎ）、位相φＳ１２（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－１の第１測定光とレーザ光ＬＺ－１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（－１）、周期ＴＳ１２（－１）、位相φＳ１２（－１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－２の第１測定光とレーザ光ＬＺ－２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（－２）、周期ＴＳ１２（－２）、位相φＳ１２（－２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ－ｎの第１測定光とレーザ光ＬＺ－ｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（－ｎ）、周期ＴＳ１２（－ｎ）、位相φＳ１２（－ｎ）が取得される。
　尚、段数の異なる光コムレーザ光の干渉光によるバックグラウンドノイズは測定時間内で平均化された一定強度のものであるから、フーリエ変換により定数となる。また、レーザ光ＬＺ０の周波数は光周波数変調器１０ｃからの変調周波数が影響せず一定であるから、これもフーリエ変換により定数となる。
　また、光コムレーザ光の正方向の段数のレーザ光ＬＺｎの周波数は光周波数変調器１０ｃの変調周波数により増加方向に変化し、光コムレーザ光の負方向の段数のレーザ光ＬＺ－ｎの周波数は光周波数変調器１０ｃの変調周波数により減少方向に変化する。しかしながら、上記のフーリエ変換で得られる正負同一段数の光コムレーザ光（レーザ光ＬＺｎとレーザ光ＬＺ－ｎ）の干渉光の縞間隔（周期）は等しくなる。つまり、レーザ光ＬＺ１の第１干渉光の周期ＴＳ１（１）と、レーザ光ＬＺ－１の第１干渉光の周期ＴＳ１（－１）とは、周期ＴＳ１（１）＝周期ＴＳ１（－１）　であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）と、レーザ光ＬＺ－ｎの第１干渉光の周期ＴＳ１（－ｎ）とは、周期ＴＳ１（ｎ）＝周期ＴＳ１（－ｎ）　である。
　また、同様にレーザ光ＬＺ１の第２干渉光の周期ＴＳ２（１）と、レーザ光ＬＺ－１の第２干渉光の周期ＴＳ２（－１）とは、周期ＴＳ２（１）＝周期ＴＳ２（－１）　であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）と、レーザ光ＬＺ－ｎの第２干渉光の周期ＴＳ２（－ｎ）とは、周期ＴＳ２（ｎ）＝周期ＴＳ２（－ｎ）　である。
　さらに、レーザ光ＬＺ１の第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）と、レーザ光ＬＺ－１の第３干渉光の周期ＴＳ１２（－１）とは、周期ＴＳ１２（１）＝周期ＴＳ１２（－１）　であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第３干渉光の周期ＴＳ１２（ｎ）と、レーザ光ＬＺ－ｎの第３干渉光の周期ＴＳ１２（－ｎ）とは、周期ＴＳ１２（ｎ）＝周期ＴＳ１２（－ｎ）　である。
　そして、段数ｎのレーザ光ＬＺｎ、ＬＺ－ｎによる第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）（＝周期ＴＳ１（－ｎ））は第１段のレーザ光ＬＺ１、ＬＺ－１の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（－１））の１／ｎとなり、段数ｎのレーザ光ＬＺｎ、ＬＺ－ｎによる第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）（＝周期ＴＳ２（－ｎ））は第１段のレーザ光ＬＺ１、ＬＺ－１の周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（－１））の１／ｎとなり、段数ｎのレーザ光ＬＺｎ、ＬＺ－ｎによる第３干渉光の周期ＴＳ１２（ｎ）（＝周期ＴＳ１２（－ｎ））は第１段のレーザ光ＬＺ１、ＬＺ－１の周期ＴＳ１２（１）（＝周期ＴＳ１２（－１））の１／ｎとなる。従って、変換ステップで得られる第１干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝ＴＳ１（－１））、周期ＴＳ１（２）（＝ＴＳ１（－２））、・・・、周期ＴＳ１（ｎ）（＝ＴＳ１（－ｎ））と第２干渉光の周期ＴＳ２（１）（＝ＴＳ２（－１））、周期ＴＳ２（２）（＝ＴＳ２（－２））、・・・、周期ＴＳ２（ｎ）（＝ＴＳ２（－ｎ））と第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）（＝ＴＳ１２（－１））、周期ＴＳ１２（２）（＝ＴＳ１２（－２））、・・・、周期ＴＳ１２（ｎ）（＝ＴＳ１２（－ｎ））とは、ＴＳ１（１）、ＴＳ１（１）／２、・・・、ＴＳ１（１）／ｎ　で表される系列とＴＳ２（１）、ＴＳ２（１）／２、・・・、ＴＳ２（１）／ｎ　で表される系列とＴＳ１２（１）、ＴＳ１２（１）／２、・・・、ＴＳ１２（１）／ｎ　で表される系列とに大別される。そして、現時点では、ミラー９の位置は原点位置近傍にあるから、第１測定光と第２測定光との光路差は参照光と第１測定光及び第２測定光との光路差よりも小さい。従って、各系列の最大の周期Ｔのうち、第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）の値は第１干渉光の周期ＴＳ１（１）と第２干渉光の周期ＴＳ２（１）の値より小さい。よって、演算部２０は周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）、周期ＴＳ１２（ｎ）から、第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）と第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）とを判別することができる。
　次に、演算部２０は判定ステップとして、先ず変換ステップで得られた第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期のうち所定のレーザ光ＬＺｎによる干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）を選択する。また、演算部２０は、変換ステップで得られた第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期のうち所定のレーザ光ＬＺｎによる干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）を選択する。尚、干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）の選択はレーザ光ＬＺ１もしくはレーザ光ＬＺ－１の干渉光のものを選択することが好ましい。前述のように、変換ステップで得られるそれぞれのレーザ光ＬＺ（ｎ）の干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）、周期ＴＳ１２（ｎ）は、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列と周期ＴＳ１２（１）／ｎの系列（ｎ＝１、２、３、・・・ｎ）とに分けることができる。そして、第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）は、第１干渉光及び第２干渉光の周期ＴＳ１（１）、ＴＳ２（１）よりも小さいから、よって周期ＴＳ１２（１）／ｎの系列と周期ＴＳ１（１）／ｎの系列及び周期ＴＳ２（１）／ｎの系列とは判別することができる。さらに、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列中で最大の周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列中で最大の周期ＴＳ２（ｎ）とを選択すれば、それは即ちレーザ光ＬＺ１もしくはレーザ光ＬＺ－１による第１干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（－１））及び第２干渉光の周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（－１））となる。これにより、第１干渉光、第２干渉光を構成する複数の干渉光の周期のうちレーザ光ＬＺ１（レーザ光ＬＺ－１）による干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（－１））、周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（－１））を選択することができる。また、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列中でｎ番目に大きな周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列中でｎ番目に大きな周期ＴＳ２（ｎ）とを選択すれば、それは即ち段数ｎのレーザ光ＬＺｎ（レーザ光ＬＺ－ｎ）による第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）（＝周期ＴＳ１（－ｎ））及び段数ｎのレーザ光ＬＺｎ（レーザ光ＬＺ－ｎ）による第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）（＝周期ＴＳ２（－ｎ））となる。
　次に、演算部２０は判定ステップとして、変換ステップで得られた周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致するか否かを評価する。そして、周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致しない場合、演算部２０は移動ステップと取得ステップと変換ステップと判定ステップとを、判定ステップで周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致するまで繰り返す。尚、このとき、レーザ照射手段１０は出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で繰り返し変化させ続ける。
　また、演算部２０は判定ステップで周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致すると、そのときの光路長調整手段３６の位置情報、つまりミラー９の位置情報を調整手段制御部３８から取得して、原点位置情報として演算部２０内のメモリ等に記録する。このとき、測定光分割部１５の分割点からミラー８の反射点までの距離Ｌｄとミラー８ａの反射点からミラー９の反射点までの距離Ｌｃとは等しく、よって装置内部における第１測定光と第２測定光との光路差がなくなる。
　次に、図２ｂに示すように、被測定物６を所定の位置に配置する。このとき、レーザ測距装置５０ａから出射する第１測定光が被測定物６の第１測定面に、第２測定光が被測定物６の第２測定面に照射されるようにする。
　ここで、レーザ照射手段１０からレーザ光ＬＺが出射すると、測定光分割部１５で２分割されたレーザ光ＬＺの第１測定光は被測定物６の第１測定面上の第１測定点Ｓ１で反射される。また、レーザ光ＬＺの第２測定光は被測定物６の第２測定面上の第２測定点Ｓ２で反射される。よって、受光部１８が受光する光は、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光と被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射されたレーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第１干渉光と、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射されたレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第２干渉光と、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射されたレーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射されたレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第３干渉光とが合わさった干渉光となり、受光部１８はこの干渉光の強度を電気信号に変換し強度データとして演算部２０に出力する。尚、この干渉光の強度データには、段数の異なる光コムレーザ光の干渉光の強度も含まれる。これらの段数の異なる光コムレーザ光の干渉光は測定時間内で平均化されて最終的に一定強度のバックグラウンドノイズとなる。そして、ミラー９が原点位置にあるとき、第１測定光と第２測定光との光路差は第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌの２倍に相当する。
　次に、演算部２０は取得ステップと変換ステップと判定ステップと移動ステップとを同様に行い、判定ステップで周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致するまで繰り返す。尚、このとき、レーザ照射手段１０は出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で繰り返し変化させ続ける。また、予め第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを大まかに測定しておき、第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、その大まかな距離Ｌ’の測定誤差範囲より若干ミラー８ａ側に光路長調整手段３６を移動させておくことが好ましい。また、第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にあるときは、その大まかな距離Ｌ’の測定誤差範囲より若干外側に光路長調整手段３６を移動させておくことが好ましい。
　演算部２０は判定ステップで周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致すると、そのときの光路長調整手段３６の位置情報、つまりミラー９の位置情報を調整手段制御部３８から取得する。周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致するときとは、第１測定光と第２測定光との光路差が等しいときであるから、よって被測定物６の第１測定点Ｓ１が第２測定点Ｓ２よりもレーザ測距装置５０側にある場合、このときのミラー９の位置は原点位置から距離Ｌだけ外側に離れた位置となる。また、被測定物６の第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０側にある場合、このときのミラー９の位置は原点位置から距離Ｌだけミラー８ａ側に近づいた位置となる。いずれにしろ、光路長調整手段３６（ミラー９）の原点位置からこの点までの移動量は距離Ｌと等しくなる。
　よって、演算部２０は算出ステップとして周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）とが一致した時の位置情報と原点位置情報とから光路長調整手段３６、即ちミラー９の原点位置からの移動量を算出する。そしてこの移動量を第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌとする。これにより、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。
　次に、本発明に係る第３の形態のレーザ測距装置５０ｂを説明する。図３に示す本発明に係る第３の形態のレーザ測距装置５０ｂは、レーザ測距装置５０、５０ａの構成のうち参照ミラー１４を用いない例である。尚、図５中ではレーザ光の光路に関与する部分のみ記載する。
　第３の形態のレーザ測距装置５０ｂでは参照ミラー１４が存在しないため、受光部１８は第１測定光と第２測定光との第３干渉光のみを受光する。そして、判定ステップでは、前述した第３干渉光の周期ＴＳ１２を用いた手法で第１測定光と第２測定光との光路差が等しいことを判定する。この構成によれば、第１干渉光及び第２干渉光に対するフーリエ変換がされないため、変換ステップにおける演算部２０の負荷を軽減することができる。
　尚、本発明に係るレーザ測距装置５０ｂにおける第１測定光と第２測定光の光路は図４に示すようにしても良い。尚、図４では第１測定光と第２測定光の光路に関与する部分のみを簡略化して示す。図４（ａ）に示すレーザ測距装置５０ｂの変形例は、分割部１２の反射光を測定光として用いた例である。また、図４（ｂ）、（ｃ）に示すレーザ測距装置５０ｂの変形例は、分割部１２を用いずに第１測定光と第２測定光との光路を構成した例である。
　また、レーザ照射手段１０がレーザ照射装置１０ａと光コム発生器１０ｂと光周波数変調器１０ｃとで構成されるレーザ測距装置５０ａ、５０ｂでは、図５に示す第４の形態のレーザ測距装置５０ｃ、５０ｄのように、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の光路上に所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する周知の光バンドパスフィルタを設けても良い。
　設置する光バンドパスフィルタに例えばレーザ光ＬＺ１の周波数ｆ１の周波数変化範囲のレーザ光のみを透過するものを用いた場合、この光バンドパスフィルタをレーザ照射手段１０と分割部１２との間の光路上（図５（ａ）、（ｂ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ１）、もしくは分割部１２と受光部１８との間の光路上（図５（ａ）、（ｂ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ２）に設置すれば、レーザ測距装置５０ｃの受光部１８はレーザ光ＬＺ１のみの第１干渉光及び第２干渉光及び第３干渉光を受光する。また、レーザ測距装置５０ｄの受光部１８はレーザ光ＬＺ１による第３干渉光のみを受光する。よって、光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
　また、この光バンドパスフィルタを分割部１２と参照ミラー１４との間の光路上（図５（ａ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ３）に設置すれば、受光部１８が受光する第１干渉光及び第２干渉光は、レーザ光ＬＺ１のみのものとなるため、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
　さらに、この光バンドパスフィルタを分割部１２と測定光分割部１５との間の光路上（図５（ａ）、（ｂ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ４）に設置すれば、レーザ測距装置５０ｃの受光部１８が受光する第１測定光、第２測定光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなる。また、レーザ測距装置５０ｄの受光部１８はレーザ光ＬＺ１による第３干渉光のみを受光する。よって、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
　また、この光バンドパスフィルタを測定光分割部１５と第１測定点Ｓ１との間の光路上（図５（ａ）、（ｂ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ５）に設置すれば、レーザ測距装置５０ｃの受光部１８が受光する第１干渉光及び第３干渉光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなる。また、レーザ測距装置５０ｄの受光部１８が受光する第３干渉光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなる。よって、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
　さらに、この光バンドパスフィルタを測定光分割部１５と第２測定点Ｓ２との間の光路上（図５（ａ）、（ｂ）中の光バンドパスフィルタＢＰＦ６）に設置すれば、レーザ測距装置５０ｃの受光部１８が受光する第２干渉光及び第３干渉光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなる。また、レーザ測距装置５０ｄの受光部１８が受光する第３干渉光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなる。よって、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
　尚、光バンドパスフィルタが複数の光コムレーザ光を透過する場合であっても、受光部１８が受光するレーザ光の数は光バンドパスフィルタを設置しないときと比較して著しく減少するため、演算部２０の処理に対する負荷は大幅に軽減される。
　以上のように、本発明に係るレーザ測距方法及びレーザ測距装置によれば、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させた上で、レーザ光を第１測定光と第２測定光とに分割し、第１測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１に第２測定光を被測定物６の第２測定点Ｓ２に同時に照射する。そして、第１測定光もしくは第２測定光の光路長を変化させ、第１測定光と第２測定光との光路差が等しくなるときの移動量に基づいて第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離Ｌを算出する。これにより、第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。従って、第１測定点Ｓ１までの距離もしくは第２測定点Ｓ２までの距離よりも実用的な第１測定点Ｓ１、第２測定点Ｓ２間の距離Ｌを高精度に測距することができる。
　尚、上記で示したレーザ測距装置５０、５０ａ～５０ｄは本発明に好適な例であるから、レーザ光情報取得手段２６やレーザ測距装置の各部の構成、レーザ測距装置内の各光路等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
　　　　　　６　　　被測定物
　　　　　　１０　　レーザ照射手段
　　　　　　１０ａ　レーザ照射装置
　　　　　　１０ｂ　光コム発生器
　　　　　　１０ｃ　光周波数変調器
　　　　　　１５　　測定光分割部
　　　　　　１８　　受光部
　　　　　　２０　　演算部
　　　　　　２６　　レーザ光情報取得手段
　　　　　　３６　　光路長調整手段
　　　　　　３８　　調整手段制御部
　　　　　　５０、５０ａ～５０ｄ　　レーザ測距装置
　　　　　　ＢＰＦ１～ＢＰＦ６　　光バンドパスフィルタ
　　　　　　Ｓ１　　第１測定点
　　　　　　Ｓ２　　第２測定点
　　　　　　Ｌ　　　（第１、第２測定点間の）距離

Claims (4)

  1. 　レーザ光を被測定物の測定点で反射させて測定点間の距離を測距するレーザ測距方法において、
    　前記レーザ光を少なくとも第１測定光と第２測定光とに分割するとともに、第１測定光もしくは第２測定光の装置内部における光路長を変化可能な光路長調整手段と、当該光路長調整手段の位置を制御するとともに光路長調整手段の位置情報を取得する調整手段制御部と、を備え、
    　光路長調整手段の位置を装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなる原点位置に位置させた上で、
    　レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物の第１測定点で第２測定光を被測定物の第２測定点でそれぞれ反射させ、第１測定点で反射した第１測定光と第２測定点で反射した第２測定光とを少なくとも含む干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
    　取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
    　変換ステップで得られた周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しいか否かを判定する判定ステップと、
    　判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しくない場合に光路長調整手段の位置を変化させる移動ステップと、
    　判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しい場合に光路長調整手段の位置情報を調整手段制御部から取得して、当該位置情報と前記原点位置とに基づいて第１測定点から第２測定点までの距離を算出する算出ステップと、
    を有することを特徴とするレーザ測距方法。
  2. 　出力するレーザ光に対する周波数可変機能を備えたレーザ照射手段と、
    　当該レーザ照射手段から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得するレーザ光情報取得手段と、
    　前記レーザ光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部と、
    　第１測定光もしくは第２測定光の装置内部における光路長を変化させる光路長調整手段と、
    　当該光路長調整手段の位置を制御するとともに光路長調整手段の位置情報を取得する調整手段制御部と、
    　被測定物の第１測定点で反射した第１測定光と被測定物の第２測定点で反射した第２測定光とを少なくとも受光して受光した光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
    　前記レーザ光情報取得手段からの周波数の変化量と前記受光部からの信号と前記調整手段制御部からの位置情報が入力する演算部と、を備え、
    　当該演算部が、
    　レーザ光情報取得手段からのレーザ光の周波数の変化量と受光部からの信号とに基づいて、レーザ照射手段がレーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行ったときに、第１測定点で反射した第１測定光と第２測定点で反射した第２測定光とを少なくとも含む干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
    　取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
    　変換ステップで得られた周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しいか否かを判定する判定ステップと、
    　判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しくない場合に光路長調整手段の位置を変化させる移動ステップと、
    　判定ステップにおいて第１測定光と第２測定光との光路差が等しい場合に光路長調整手段の位置情報を調整手段制御部から取得して、当該位置情報と装置内部における第１測定光と第２測定光との光路長が等しくなる原点位置とに基づいて第１測定点から第２測定点までの距離を算出する算出ステップと、
    を行うことを特徴とするレーザ測距装置。
  3. レーザ照射手段が、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置と、当該レーザ照射装置から出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光とする光コム発生器と、当該光コム発生器の周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器と、から構成されることを特徴とする請求項２記載のレーザ測距装置。
  4. レーザ照射手段から出射するレーザ光のうち所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する光バンドパスフィルタをレーザ光の光路上に設けたことを特徴とする請求項３記載のレーザ測距装置。
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