WO2016031424A1 - 距離測定装置、及び距離測定方法 - Google Patents

距離測定装置、及び距離測定方法 Download PDF

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WO2016031424A1
WO2016031424A1 PCT/JP2015/070464 JP2015070464W WO2016031424A1 WO 2016031424 A1 WO2016031424 A1 WO 2016031424A1 JP 2015070464 W JP2015070464 W JP 2015070464W WO 2016031424 A1 WO2016031424 A1 WO 2016031424A1
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WO
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light
unit
distance measuring
wavelength
measuring device
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/070464
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English (en)
French (fr)
Inventor
智浩 青戸
恭平 林
善之 川田
Original Assignee
株式会社東京精密
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • the present invention relates to a distance measuring device and a distance measuring method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-170963 for which it applied on August 25, 2014, and uses the content here.
  • Air fluctuation means that environmental conditions such as temperature, humidity, and atmospheric pressure fluctuate in a path through which light passes. When this air fluctuation occurs, an error occurs in the measured value.
  • a two-wavelength interferometer is used.
  • a two-wavelength interferometer uses two types of light with different wavelengths and simultaneously measures the amount of displacement of the measurement object, and performs calculations using the two measured values obtained to determine the amount of displacement of the measurement object. (See, for example, Patent Document 1).
  • the displacement D obtained by length measurement with a two-wavelength interferometer is obtained from a mathematical model according to the following equations (1) and (2), where D1 and D2 are displacement amounts measured with light of each wavelength. Can do.
  • n1 is the air refractive index at the wavelength of the laser beam corresponding to D1
  • n2 is the air refractive index at the wavelength of the laser beam corresponding to D2.
  • the value of the A coefficient is considered constant within the practical range.
  • optical elements that transmit light such as dichroic mirrors and lenses
  • dichroic mirrors and lenses are used.
  • an optical element that transmits light such as a dichroic mirror or a lens
  • the direction of the dichroic mirror is shifted.
  • the optical axes of two lights having different wavelengths, which have been aligned by the dichroic mirror are shifted, and the two light paths in the two-wavelength interferometer do not match. Therefore, an error occurs in the measured value.
  • the light is reflected on the dichroic mirror, a part of the light is reflected on the back surface of the dichroic mirror. In this case, the light reflected on the surface of the dichroic mirror and the light reflected on the back surface interfere with each other, resulting in interference fringes due to multiple reflection. Therefore, an error occurs in the length measurement value.
  • the uncertainty included in the displacement amount D1 or the displacement amount D2 is expanded to A times shown in the equation (2) by the term A (D2-D1) in the equation (1).
  • aspects of the present invention provide a distance measuring device and a distance measuring method capable of reducing measurement uncertainty in distance measurement using light interference.
  • the distance measuring device includes an emission unit that emits first light and second light having a wavelength different from the wavelength of the first light, and the emission unit.
  • Branching part for branching incident light including the first light and the second light emitted from the light into measuring light and reference light, an irradiating part for irradiating the measuring object with the measuring light, and the measuring light Is a multiplexing unit that combines the light reflected by the measurement object and the reference light as interference light, and a reflection member that emits incident light by reflection, and the interference from the light source of the first light
  • the reflecting member may be a parabolic mirror.
  • the reflecting member may be provided between the light source of the first light and the branch portion.
  • the reflecting member may be provided between the combining unit and the detecting unit.
  • the distance measuring device is a reflective diffraction grating that splits incident light, and is between the combining unit and the detecting unit. And a diffraction grating that separates the interference light into a plurality of lights having different wavelengths.
  • the emission unit may generate the second light based on the first light.
  • the emission unit may include a non-linear optical element, and the second light having a frequency higher than that of the first light. It may be generated by a non-linear optical element.
  • the distance measuring device includes a first light and a second light having different wavelengths included in the interference light emitted from the multiplexing unit.
  • a first detector that detects the second light and transmits the first light, and a second detection that detects the first light transmitted through the first detector. May be further included as the detection unit.
  • the distance measuring method emits first light and second light having a wavelength different from the wavelength of the first light, and reflects incident diverging light.
  • the incident light including the emitted first light and the second light is incident on the reflecting member that is converted into parallel light, and the incident light that is divergent light is converted into parallel light and reflected by the reflecting member.
  • the parallel light thus split is split into measurement light and reference light, the measurement light is irradiated onto the measurement object, and the measurement light is combined with the light reflected by the measurement object and the reference light as interference light.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a distance measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 1 includes a light source unit 10, an interferometer unit 20, and a detection unit 30.
  • the light source unit 10 emits two types of light having different wavelengths, and causes the emitted light to enter the interferometer unit 20 as incident light.
  • Two types of light having different wavelengths may be emitted from two light sources, or may be emitted using a light source and a nonlinear optical element.
  • a combination of two types of light having different wavelengths may be selected based on the value A shown in Equation (2).
  • the value A shown in Expression (2) may be selected according to the measurement accuracy targeted by the distance measuring device 1.
  • an example in which light having a wavelength of 1550 [nm] and light having a wavelength of 775 [nm] emitted using the light source 101 and the nonlinear optical element 102 is described.
  • a portion of the light source unit 10 that emits two types of light having different wavelengths is also referred to as an emission unit.
  • the interferometer unit 20 divides (branches) incident light emitted from the light source unit 10 into measurement light and reference light, and light in which the reference light is reflected on the reference surface and light in which the measurement light is reflected on the surface to be measured. Are superimposed (combined), and the superimposed interference light is emitted to the detection unit 30.
  • the detection unit 30 detects the interference light emitted from the interferometer unit 20 separately for each wavelength.
  • the distance measuring device 1 measures the difference between the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light by the light source unit 10, the interferometer unit 20, and the detection unit 30.
  • the light source unit 10, the interferometer unit 20, and the detection unit 30 will be described in detail.
  • the light source unit 10 includes a light source 101, a nonlinear optical element 102, and a parabolic mirror 103.
  • the emission unit includes at least the nonlinear optical element 102.
  • the light source 101 includes, for example, a semiconductor laser, and emits light having a first wavelength (hereinafter referred to as “first light”) L111 to be incident on the nonlinear optical element 102.
  • first light a first wavelength
  • This semiconductor laser emits light having a wavelength of 1550 [nm] as first light L111.
  • the first light L111 emitted from the light source 101 is condensed on the nonlinear optical element 102 using a condenser lens (not shown). Further, the first light L111 emitted from the light source 101 may be applied to the nonlinear optical element 102 using an optical fiber that maintains polarization.
  • the nonlinear optical element 102 Based on the first light L111, the nonlinear optical element 102 generates light L122 having a second wavelength (hereinafter referred to as “second light”) that is light having a wavelength different from that of the first light.
  • the nonlinear optical element 102 is also referred to as a light generation unit.
  • the nonlinear optical element 102 converts the wavelength of incident light using nonlinear optical effects such as sum frequency generation, difference frequency generation, and optical parametric oscillation.
  • the nonlinear optical element 102 is, for example, a crystal such as BBO (barium borate) or LBO (lithium triborate).
  • BBO barium borate
  • LBO lithium triborate
  • the second harmonic is light having a wavelength of 775 [nm].
  • the nonlinear optical element 102 emits, as the first light L121, light that has not been absorbed by the nonlinear optical element 102 out of the first light L111 incident on the nonlinear optical element 102. That is, the first light L121 and the second light L122 are emitted from the nonlinear optical element 102 and enter the parabolic mirror 103. At this time, the first light L121 and the second light L122 are emitted from the nonlinear optical element 102 as diverging light.
  • the second light L122 is regarded as diverging light from a point light source.
  • the first light L121 and the second light L122 are emitted from the nonlinear optical element 102 as diverging light from a point light source at the same position.
  • the parabolic mirror 103 is a reflecting member that emits the first light L121 and the second light L122 by reflection.
  • the parabolic mirror 103 reflects the incident first light L121 and emits it as the first light L131, reflects the incident second light L122 and emits it as the second light L132.
  • the parabolic mirror 103 converts the first light L121 and the second light L122, which are divergent light, into parallel light, and outputs the first light.
  • the light is emitted to the interferometer unit 20 as L131 and second light L132.
  • the parallel light does not need to be geometrically perfect parallel light, and refers to light that remains in a parallel state until the two lights emitted by the parabolic mirror 103 enter the detection unit 30. .
  • the interferometer unit 20 includes a mirror 201, a mirror 202, and a beam splitter (hereinafter abbreviated as “BS”) 203.
  • the interferometer unit 20 divides the incident light into the measurement light LM and the reference light LR, and superimposes the light reflected by the reference light LR on the reference surface and the light reflected by the measurement light LM on the surface to be measured for interference.
  • the measurement light LM includes measurement light LM1 having a first wavelength and measurement light LM2 having a second wavelength.
  • the reference light LR includes a reference light LR1 having a first wavelength and a reference light LR2 having a second wavelength.
  • the interference light LI includes an interference light LI1 having a first wavelength and an interference light LI2 having a second wavelength.
  • the mirror 201 is a measurement target.
  • the mirror 201 reflects the incident measurement light LM in a direction opposite to the incident direction.
  • the mirror 201 may be a plane mirror, but a corner cube is preferable from the viewpoint of the stability of the light path, and a hollow retroreflector is more preferable from the viewpoint of the influence of chromatic aberration and the polarization state of the light.
  • Mirror 202 is a reference surface.
  • the mirror 202 reflects the incident reference light LR in the direction opposite to the incident direction.
  • the mirror 202 may be a plane mirror, a corner cube is preferable from the viewpoint of the stability of the light path, and a hollow retroreflector is more preferable from the viewpoint of the influence of chromatic aberration and the polarization state of the light.
  • the BS 203 splits the light incident on the interferometer unit 20 into the measurement light LM and the reference light LR, respectively.
  • the BS 203 functions as a branching unit.
  • the BS 203 irradiates the mirror 201 with the measurement light LM and irradiates the mirror 202 with the reference light LR.
  • BS203 functions as an irradiation unit.
  • the BS 203 superimposes (that is, combines) the light reflected by the mirror 201 with the light reflected by the measurement light LM and the light reflected by the mirror 202 to obtain the interference light LI.
  • the BS 203 functions as a multiplexing unit.
  • the BS 203 may be any of a half mirror, a pellicle mirror, and a cube beam splitter. That is, the first light L131 incident on the BS 203 is split by the BS 203 into the measurement light LM1 having the first wavelength and the reference light LR1 having the first wavelength. The second light L132 incident on the BS 203 is split by the BS 203 into measurement light LM2 having the second wavelength and reference light LR2 having the second wavelength. The measurement light LM emitted from the BS 203 to the mirror 201 is reflected by the mirror 201 and emitted to the BS 203.
  • the reference light LR irradiated from the BS 203 to the mirror 202 is reflected by the mirror 202 and emitted to the BS 203.
  • the measurement light LM reflected by the mirror 201 and the reference light LR reflected by the mirror 202 are superimposed at the BS 203 and emitted to the detection unit 30 as interference light LI.
  • the detection unit 30 includes a dichroic mirror 301, a lens 302, a light receiving unit 303, a lens 304, and a light receiving unit 305.
  • the dichroic mirror 301 transmits the interference light LI1 having the first wavelength and emits the first light L311 to the lens 302.
  • the dichroic mirror 301 reflects the interference light LI2 having the second wavelength and reflects the interference light LI2 having the second wavelength to the lens 304. Inject as.
  • a dichroic mirror that transmits the interference light LI1 of the first wavelength and reflects the interference light LI2 of the second wavelength is taken as an example.
  • a dichroic mirror that transmits the interference light LI2 having the second wavelength and reflects the interference light LI1 having the first wavelength may be used.
  • the positions of the lens 302 and the lens 304 are interchanged, and the positions of the light receiving unit 303 and the light receiving unit 305 described later are interchanged.
  • a dichroic mirror that transmits the interference light LI1 having the first wavelength and reflects the interference light LI2 having the second wavelength will be described as an example.
  • the lens 302 condenses the first light L311 on the light receiving surface of the light receiving unit 303.
  • the light receiving unit 303 includes a detector that includes the wavelength of the first light in a sensitive wavelength region.
  • the light receiving unit 303 detects the first light L311 collected on the light receiving surface of the light receiving unit 303 by the lens 302.
  • the lens 304 condenses the second light L 312 on the light receiving surface of the light receiving unit 305.
  • the light receiving unit 305 includes a detector that includes the wavelength of the second light in a wavelength region having sensitivity.
  • the light receiving unit 305 detects the second light L312 collected by the lens 304 on the light receiving surface of the light receiving unit 305.
  • the lens 302 and the lens 304 may be omitted depending on the relationship between the light receiving surface of the light receiving unit and the beam diameter of the interference light.
  • the difference between the optical path length of the measurement light LM and the optical path length of the reference light LR is obtained from the interference signal of the first light L311 detected by the light receiving unit 303.
  • a difference between the optical path length of the measurement light LM and the optical path length of the reference light LR is obtained from the interference signal of the second light L312 detected by the light receiving unit 305.
  • the difference between the optical path length of the measurement light LM and the optical path length of the reference light LR is the difference between the distance GM between the BS 203 and the mirror 201 and the distance GR between the BS 203 and the mirror 202.
  • FIG. 2 is a diagram showing a light path in the distance measuring apparatus 1 shown in FIG.
  • the configuration of the distance measuring device 1 shown in FIG. 2 is the same as that shown in FIG. In FIG. 2, attention is focused on the first light, and the second light is omitted and not shown.
  • the second light path in the distance measuring device 1 shown in FIG. 1 is reflected by the dichroic mirror 301 and is incident on the light receiving unit 305 via the lens 304.
  • the light having the first wavelength shown in FIG. In other respects, it is the same.
  • the first light L111 emitted from the light source 101 is applied to the nonlinear optical element 102.
  • the first light L111 is condensed on the nonlinear optical element 102 by a lens (not shown).
  • the first light L111 may be collected on the nonlinear optical element 102 by a lens, a parabolic mirror, an ellipsoidal mirror (not shown), or the like.
  • the light L111 may be transmitted through air even in an optical fiber.
  • the light L111 is incident on the nonlinear optical element 102 by bonding the optical fiber to the nonlinear optical element 102. Also good.
  • the first light L121 is emitted from the nonlinear optical element 102 and enters the parabolic mirror 103.
  • the first light L121 is divergent light including light rays L121a and L121b.
  • the first light L121 is converted into parallel light by the parabolic mirror 103 and emitted to the BS 203.
  • the first light L131 emitted from the parabolic mirror 103 is parallel light including light rays L131a and L131b.
  • the first light L131 incident on the BS 203 is split by the BS 203 into measurement light LM1 having the first wavelength and reference light LR1 having the first wavelength.
  • the measurement light LM1 having the first wavelength is parallel light including the light beams LM1a and LM1b.
  • the reference light LR1 having the first wavelength is parallel light including the light beams LR1a and LR1b.
  • the measurement light LM1 having the first wavelength divided by the BS 203 is reflected by the mirror 201 and emitted to the BS 203.
  • the measurement light LM1 having the first wavelength reflected by the mirror 201 is parallel light.
  • the reference light LR1 having the first wavelength divided by the BS 203 is reflected by the mirror 202 and emitted to the BS 203.
  • the reference light LR1 having the first wavelength reflected by the mirror 202 is parallel light.
  • the measurement light LM1 having the first wavelength reflected by the mirror 201 and the reference light LR1 having the first wavelength reflected by the mirror 202 are superimposed by the BS 203, and are transmitted to the dichroic mirror 301 as interference light LI1 having the first wavelength. It is injected.
  • the first wavelength interference light LI1 is parallel light including the light beams LI1a and LI1b.
  • the interference light LI1 having the first wavelength incident on the dichroic mirror 301 passes through the dichroic mirror 301 and enters the lens 302 as the first light L311.
  • the first light L311 emitted from the dichroic mirror 301 is parallel light including light rays L311a and L311b.
  • the first light L311 incident on the lens 302 is converted into convergent light by the lens 302 and collected on the light receiving surface of the light receiving unit 303.
  • the divergent light emitted from the nonlinear optical element 102 in the light source unit 10 is converted into parallel light by the parabolic mirror 103 and enters the interferometer unit 20.
  • the parallel light incident on the interferometer unit 20 is irradiated to the detection unit 30 as parallel light.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state in which the parabolic mirror 103 of the distance measuring device 1 illustrated in FIG. 1 converts divergent light into parallel light.
  • the parabolic mirror 103 is a reflecting mirror whose reflecting surface is a part of the parabolic surface.
  • the parabolic mirror 103 is a parabolic mirror in the case where the focal point P10 of the paraboloid is the position P on the Z axis. This position P is a position on the Z axis where the length from the origin O is the length P.
  • the reflecting surface of the parabolic mirror 103 is a part of the parabolic surface 401.
  • the focal length of the parabolic mirror 103 is P.
  • the parabolic mirror 103 converts divergent light from a point light source installed at the focal point P10 into parallel light and emits it. That is, the parabolic mirror 103 reflects the light L51 that has entered the parabolic mirror 103 through the focal point P10 as light L53, and reflects the incident light L52 as light L54.
  • the parabolic mirror 103 converts the incident parallel light into convergent light that converges at the focal point and emits it. Since the parabolic mirror 103 is a reflective optical element and has no chromatic aberration, it can simultaneously convert a plurality of lights having different wavelengths from diverging light to parallel light, or from parallel light to diverging light.
  • the nonlinear optical element 102 emits the first light L121 and the second light L122 as diverging light from a point light source at the same position. Therefore, when the position that can be regarded as the point light source of the diverging light of the first light L121 and the second light L122 in the nonlinear optical element 102 and the focal point P10 of the parabolic mirror 103 coincide, the parabolic mirror 103 is The first light L121 and the second light L122 are converted into parallel light and emitted.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a distance measuring device DM using a conventional two-wavelength interferometer.
  • the distance measuring device DM includes a light source unit LS, an interferometer unit IF, and a detection unit PD.
  • the interferometer unit IF has the same configuration as the interferometer unit 20 of the distance measuring device 1 of FIG.
  • the detection unit PD has the same configuration as the detection unit 30 of the distance measuring device 1 in FIG.
  • the light source unit LS includes a light source 101, a nonlinear optical element 102, a BS 111, a lens 112, a dichroic mirror 113, a mirror 114, and a dichroic mirror 115.
  • the light source 101 emits the first light L811.
  • the BS 111 splits the first light L811 emitted from the light source 101 into two lights, a first light L821 and a first light L831.
  • the BS 111 irradiates the mirror 114 with the first light L821.
  • the BS 111 irradiates the nonlinear optical element 102 with the first light L831.
  • the first light L831 is applied to the nonlinear optical element 102 using a lens or the like (not shown).
  • the nonlinear optical element 102 generates a second light L842 that is the second harmonic of L831 based on the incident first light L831.
  • the nonlinear optical element 102 emits the first light L841 and the second light L842 as divergent light.
  • the lens 112 converts the second light L842 incident as diverging light into parallel light and emits it. At this time, the lens 112 cannot simultaneously convert the first light L841 and the second light L842 having greatly different wavelengths into parallel light due to the chromatic aberration of the lens 112.
  • the dichroic mirror 113 transmits the first light L841 emitted from the lens 112, reflects the second light L842 emitted from the lens 112, and emits it as the second light L852.
  • the mirror 114 reflects and emits the first light L821 emitted from the BS111.
  • the dichroic mirror 115 transmits the first light L821 and emits it as the first light L861, and reflects the second light L852 and emits it as the second light L862.
  • the dichroic mirror 115 aligns the optical axes of the first light L861 and the second light L862, emits the first light L861 and the second light L862 as coaxial light, and enters the interferometer unit IF.
  • the second light L842 incident on the dichroic mirror 113 is reflected by the dichroic mirror 113.
  • a part of the second light L842 is reflected by the surface of the dichroic mirror 113 and emitted as the second light L882.
  • a part of the second light L842 passes through the inside of the dichroic mirror 113 and is reflected by the back surface of the dichroic mirror 113 (the surface opposite to the surface on which the second light L842 enters), and the surface of the dichroic mirror 113 To the second light L892.
  • the second light L892 includes light reflected a plurality of times inside the dichroic mirror 113. Therefore, interference fringes are generated due to the interference of the second lights L882 and L892 included in the second light L852. This interference fringe due to multiple reflection becomes an error in the measured value of D1 or D2 in the equation (1).
  • a part of the second light L852 includes light reflected on the back surface through the inside of the dichroic mirror 115. Therefore, in the second light L862, interference due to multiple reflection of the dichroic mirror 115 occurs.
  • the distance measuring device 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is different from the distance measuring device DM as an example of a conventional device in the light source unit.
  • a parabolic mirror 103 is used, and the number of transmissive optical elements such as lenses and dichroic mirrors used is smaller than that of the conventional apparatus. Generation of interference fringes, lens wavefront aberration, and the like is suppressed. Further, even when a temperature drift or the like occurs in the parabolic mirror 103 or its fixture, the optical axes of L12 and L22 emitted from the parabolic mirror 103 remain the same. Therefore, the distance measuring device 1 can suppress the error of the length measurement value as compared with the conventional device.
  • the parabolic mirror 103 Since the parabolic mirror 103 has almost no chromatic aberration, it can simultaneously collect or collimate a plurality of lights having different wavelengths. Therefore, the parabolic mirror 103 simultaneously performs the functions performed by the lens 112, the dichroic mirror 113, and the dichroic mirror 115 in the conventional apparatus. In other words, the use of the parabolic mirror 103 eliminates the need for collimating a plurality of lights having different wavelengths into light of different wavelengths. Therefore, the distance measuring device 1 is realized by optical elements that are fewer in number than the conventional device, and the size of the device can be easily reduced.
  • a slight error (nanometer level) that is not a problem in the one-wavelength interferometer is A times (the first wavelength 1550 [nm] and the second wavelength 775 [nm]) according to the equation (1). Therefore, it is difficult to manufacture a practical two-wavelength interferometer due to the influence of alignment by the dichroic mirror and errors due to interference fringes.
  • the two-wavelength interferometer is multiplied by A by the equation (1), resulting in a large measurement error. You can reduce the number of causative children.
  • FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of the distance measuring device 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 2 shown in FIG. 4 is different from the distance measuring device 1 according to the first embodiment in that a light source unit 11 and a detecting unit 31 are provided instead of the light source unit 10 and the detecting unit 30. is there.
  • the distance measuring device 2 includes a light source unit 11, an interferometer unit 20, and a detection unit 31.
  • the light source unit 11 has the same configuration as that of the light source unit LS of the distance measuring device DM shown in FIG.
  • the emission unit may be the light source unit 11.
  • the emission unit may be the dichroic mirror 115.
  • the emission unit may include all of the nonlinear optical element 102, BS 111, lens 112, dichroic mirror 113, mirror 114, and dichroic mirror 115.
  • the interferometer unit 20 has the same configuration as the interferometer unit 20 of the distance measuring device 1 shown in FIG.
  • the detection unit 31 includes a light receiving unit 303, a light receiving unit 305, a diffraction grating 311, a parabolic mirror 312, and a parabolic mirror 313.
  • the diffraction grating 311 is an optical element that splits incident interference light.
  • the diffraction grating 311 corresponds to light having a first wavelength (in this specific example, light having a wavelength of 1550 [nm]) and light having a second wavelength (in this specific example, light having a wavelength of 775 [nm]). It is a reflection type diffraction grating.
  • the diffraction grating 311 is, for example, an optical element in which linear irregularities are arranged in parallel on the surface at a cycle of 500 per 1 mm.
  • the angle at which the incident light is diffracted and emitted by the diffraction grating depends on the wavelength of the light, the incident angle of the incident light, and the grating interval of the diffraction grating. For this reason, the diffraction grating 311 emits light including light of different wavelengths divided into light of each wavelength. That is, the interference light LI emitted from the interferometer unit 20 and incident on the diffraction grating 311 is divided into the first light L321 and the second light L322, and is emitted in different directions.
  • the parabolic mirror 312 is a reflecting member that emits the first light L321 by reflection.
  • the parabolic mirror 312 condenses the first light L321 emitted from the diffraction grating 311 on the light receiving surface of the light receiving unit 303.
  • the parabolic mirror 313 is a reflecting member that emits the second light L322 by reflection.
  • the parabolic mirror 313 collects the second light L322 emitted from the diffraction grating 311 on the light receiving surface of the light receiving unit 305.
  • the first light L321 emitted from the diffraction grating 311 is converted from parallel light into convergent light by the parabolic mirror 312, condensed on the light receiving unit 303, and detected by the light receiving unit 303.
  • the second light L322 emitted from the diffraction grating 311 is converted from parallel light into convergent light by the parabolic mirror 313, condensed on the light receiving unit 305, and detected by the light receiving unit 305.
  • a parabolic mirror installed between the BS 203 and the diffraction grating 311 is used, and the interference light LI1 of the first wavelength and the second wavelength of the second wavelength are used.
  • the interference light LI2 may be converted from parallel light into convergent light.
  • a spherical diffraction grating is used to separate and collect the interference light LI1 having the first wavelength and the interference light LI2 having the second wavelength. You may do light.
  • the distance measuring device 2 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is different from the distance measuring device DM as an example of a conventional device in the detection unit.
  • a diffraction grating 311, a parabolic mirror 312 and a parabolic mirror 313 are used, and the number of transmissive optical elements such as lenses and dichroic mirrors used is the conventional number. It is smaller than the apparatus, and the occurrence of interference fringes due to multiple reflections, lens wavefront aberrations, and the like is suppressed.
  • the detection unit 31 uses a reflective diffraction grating 311 in place of the dichroic mirror 301 in the conventional apparatus, thereby suppressing the occurrence of interference fringes due to multiple reflection caused by the use of the dichroic mirror. .
  • parabolic mirrors 312 and 313 are used instead of the lenses 302 and 304 in the conventional apparatus, respectively, thereby suppressing interference fringes due to multiple reflection caused by the use of the lens and the wavefront aberration of the lens.
  • the distance measuring device 2 can suppress the error of the length measurement value as compared with the conventional device.
  • the two-wavelength interferometer is multiplied by A by the equation (1), resulting in a large measurement error. You can reduce the number of causative children.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of the distance measuring device 3 according to the third embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 3 shown in FIG. 5 is different from the distance measuring device 2 in that a detecting unit 32 is provided instead of the detecting unit 31.
  • the light emitting unit may be the emitting unit.
  • the emission unit may be the dichroic mirror 115.
  • the emission unit may include all of the nonlinear optical element 102, BS 111, lens 112, dichroic mirror 113, mirror 114, and dichroic mirror 115.
  • the detection unit 32 includes a parabolic mirror 321, a light receiving unit 322, and a light receiving unit 323.
  • the parabolic mirror 321 is a reflecting member that emits the first wavelength interference light LI1 and the second wavelength interference light LI2 by reflection.
  • the parabolic mirror 321 emits the interference light LI emitted from the BS 203 of the interferometer unit 20 to the light receiving unit 322. That is, the interference light LI that has entered the parabolic mirror 321 as parallel light is converted by the parabolic mirror 321 into convergent light that converges to the focal point of the parabolic mirror 321, and the first light L 341 and the second light L 341
  • the light L342 enters the light receiving unit 322.
  • the first light L341 and the second light L342 emitted from the parabolic mirror 321 are coaxial lights.
  • the light receiving unit 322 transmits the first light L341 and detects the second light L342.
  • the light receiving unit 322 is also referred to as a first detection unit.
  • the light receiving unit 323 detects the first light L341 transmitted through the light receiving unit 322.
  • the light receiving unit 323 is also referred to as a second detection unit.
  • the material of the detector of the light receiving unit 322 is, for example, Si, and the detector of the light receiving unit 323
  • the material is, for example, InGaAs (indium gallium arsenide).
  • the light receiving parts 322 and 323 may be arranged in the front and rear in the light path, or may be stacked.
  • the light receiving unit 322 absorbs light of the second wavelength (in this specific example, light of wavelength 775 [nm]) and also has light of the first wavelength (in this specific example, wavelength of 1550 [nm]). In order to transmit light), it is not necessary to perform spectroscopic analysis before the light is incident on the light receiving unit 322.
  • the first light 341 passes through the light receiving unit 322, enters the light receiving unit 323, and is absorbed by the light receiving unit 323. .
  • the second light L342 is absorbed by the light receiving unit 322.
  • the second light L342 is almost entirely absorbed by the light receiving unit 322. Therefore, the second light L342 that has not been absorbed by the light receiving unit 322 enters the light receiving unit 323 and is not included in the measurement value of the first light L341 by the light receiving unit 323.
  • the detection unit 32 can independently detect the first light L341 and the second light L342. Moreover, since the surface accuracy of Si is ensured with nanometer (nm) accuracy by the semiconductor processing technology, the disturbance of the wavefront of the first light L341 transmitted through the light receiving part 322 whose detector material is Si is usually It becomes smaller than the optical parts.
  • the distance measuring device 3 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is different from the distance measuring device DM as an example of a conventional device in the detection unit.
  • a parabolic mirror 321, a light receiving unit 322, and a light receiving unit 323 are used, and the number of transmissive optical elements such as lenses and dichroic mirrors used is larger than that of the conventional device. The occurrence of interference fringes due to multiple reflection, lens wavefront aberration, and the like is suppressed.
  • the interference light LI is collected by the parabolic mirror 321 and it is not necessary to use the lenses 302 and 304 in the conventional apparatus. For this reason, interference fringes due to multiple reflection caused by the use of the lens and wavefront aberration of the lens are suppressed.
  • the use of the dichroic mirror 301 in the conventional apparatus is suppressed by arranging the light receiving unit 322 and the light receiving unit 323 side by side before and after the light path. Therefore, the generation of interference fringes due to multiple reflection caused by the use of the dichroic mirror is suppressed.
  • the distance measuring device 3 can suppress the error of the length measurement value as compared with the conventional device.
  • the two-wavelength interferometer is multiplied by A by the equation (1), resulting in a large measurement error. You can reduce the number of causative children.
  • the detection unit 32 of the distance measuring device 3 fewer optical elements are used than the detection unit PD of the conventional device, and the detection unit 32 can be downsized. In addition, the light path in the detection unit 32 can be adjusted more easily than the conventional apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing a specific example of the material of the photodetector and the corresponding detection wavelength (wavelength region having sensitivity).
  • the material of the photodetector of the light receiving unit is used in combination in accordance with the wavelength of the interference light to be detected. For example, when the first light is 1550 [nm] and the second light is 775 [nm], a detector made of Si is used for the light receiving unit 322, and a detector made of InGaAs is used. You may use for the light-receiving part 323.
  • a detector made of Si is used for the light receiving unit 322
  • InGaAs is used. You may use for the light-receiving part 323.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of the distance measuring device 4 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 4 shown in FIG. 7 is different from the distance measuring device 1 in that a light source unit 12 is provided instead of the light source unit 10.
  • the light source unit 12 includes a light source 101, a nonlinear optical element 102, a parabolic mirror 103, an optical fiber 121, and an optical fiber 122.
  • the emission unit includes at least the nonlinear optical element 102.
  • the optical fiber 121 is an optical fiber that propagates the first light L191 in a single mode.
  • the optical fiber 121 is, for example, a single mode fiber, a polarization maintaining fiber, or a photonic crystal fiber.
  • the optical fiber 121 guides the first light L 191 emitted from the light source 101 to the nonlinear optical element 102.
  • the nonlinear optical element 102 generates the second light L202 based on the first light L191.
  • the optical fiber 122 is an optical fiber that propagates the first light L201 and the second light L202 in a single mode.
  • the optical fiber 121 is, for example, a single mode fiber, a polarization maintaining fiber, or a photonic crystal fiber.
  • the optical fiber 122 guides the first light L201 and the second light L202 emitted from the nonlinear optical element 102, and emits them to the parabolic mirror 103.
  • the first light L201 and the second light L202 emitted from the end face of the optical fiber 122 are divergent light having a divergence angle corresponding to the numerical aperture of the optical fiber 122.
  • the parabolic mirror 103 is installed so that the focal position of the parabolic mirror 103 matches the position of the end face of the optical fiber 122. Therefore, the parabolic mirror 103 converts divergent light emitted from the end face of the optical fiber 122 into parallel light. That is, the first light L201 and the second light L202 emitted as divergent light from the optical fiber 122 are emitted as the first light L211 and the second light L212, which are parallel lights, by the parabolic mirror 103. .
  • the light L191 emitted from the light source 101 may be incident (coupled) to the optical fiber 121 by a lens, a parabolic mirror, or the like (not shown).
  • the light L191 emitted from the optical fiber 121 may be applied to the nonlinear optical element 102 using a lens, a parabolic mirror, or the like (not shown).
  • L201 and L202 emitted from the nonlinear optical element 102 may be incident on the optical fiber 122 using a lens, a parabolic mirror, or the like (not shown).
  • the light source 101 can be installed at a position away from the interferometer unit 20 and the detection unit 30 by increasing the lengths of the optical fibers 121 and 122. . Therefore, the distance measuring device 4 can suppress the occurrence of an error in the length measurement value due to the thermal drift in the optical component due to the heat from the light source 101, as compared with the conventional device.
  • the first light L 201 and the second light L 202 are guided by the same optical fiber 122, converted into parallel light by the parabolic mirror 103, and are coaxial. It is emitted as parallel light. Therefore, compared to the case where a dichroic mirror or lens is used in the light source unit, the optical axis shift between the first light and the second light caused by drift or the like, interference fringes due to multiple reflection, and the like are suppressed.
  • the two-wavelength interferometer is multiplied by A by the equation (1), resulting in a large measurement error. You can reduce the number of causative children.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the distance measuring device 5 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 5 shown in FIG. 8 is different from the distance measuring device 1 in that a light source unit 13 is provided instead of the light source unit 10.
  • the light source unit 13 includes a light source 101, a nonlinear optical element 102, a parabolic mirror 103, a splitter 131, an optical fiber 132, a multiplexer 133, an optical fiber 134, an optical fiber 135, an optical fiber 136, and an optical fiber 137.
  • the emission unit may be the multiplexer 133.
  • the emission unit may be the nonlinear optical element 102, the divider 131, and the multiplexer 133.
  • the emission unit may be the light source 101, the nonlinear optical element 102, the divider 131, and the multiplexer 133.
  • the splitter 131 splits the first light L221 into first light L231 and L241.
  • the divider 131 is an optical coupler or the like.
  • the optical fiber 132 is an optical fiber that propagates the first light L221 in a single mode.
  • the optical fiber 132 is, for example, a single mode fiber, a polarization maintaining fiber, or a photonic crystal fiber.
  • the multiplexer 133 superimposes the first light L241 and the second light L252.
  • the multiplexer 133 is, for example, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler or a WDM (Wavelength Division Multiplexing) filter.
  • the optical fiber 134 is an optical fiber that propagates the first light L231 in a single mode.
  • the optical fiber 135 is an optical fiber that propagates the first light L241 in a single mode.
  • the optical fibers 134 and 135 are, for example, a single mode fiber, a polarization maintaining fiber, or a photonic crystal fiber.
  • the optical fiber 134 guides the first light L231 split by the splitter 131 to the nonlinear optical element 102.
  • the optical fiber 135 guides the first light L241 split by the splitter 131 to the multiplexer 133.
  • the optical fiber 136 is an optical fiber that propagates the second light L252 in a single mode.
  • the optical fiber 136 guides the second light L252 emitted from the nonlinear optical element 102 to the multiplexer 133.
  • the nonlinear optical element 102 emits light having the first wavelength together with the second light L252.
  • the light of the first wavelength may be cut by a color filter or the like between the nonlinear optical element 102 and the multiplexer 133, or the second wavelength without propagating the light of the first wavelength.
  • An optical fiber that propagates light of a wavelength in a single mode may be selected.
  • the optical fiber 137 is an optical fiber that propagates the first light L241 and the second light L252 in a single mode.
  • the optical fiber 137 is, for example, a single mode fiber, a polarization maintaining fiber, or a photonic crystal fiber.
  • the optical fiber 137 guides the first wavelength light L 241 and the second wavelength light L 252 superimposed by the multiplexer 133 and emits the light to the parabolic mirror 103.
  • the parabolic mirror 103 is installed so that the focal position of the parabolic mirror coincides with the end face of the optical fiber 137, and converts the light emitted from the optical fiber 137 as divergent light into parallel light. That is, the first wavelength light L241 and the second wavelength light L252 emitted as divergent light from the end face of the optical fiber 137 are converted into coaxial parallel light by the parabolic mirror 103, and the first light.
  • the light is emitted as L261 and second light L262 to the interferometer unit 20.
  • the first light L221 emitted from the light source 101 may be incident on the optical fiber 132 using a lens (not shown) or the like.
  • the first light L231 emitted from the optical fiber 134 may be applied to the nonlinear optical element 102 using a lens (not shown) or the like.
  • the second light L252 emitted from the nonlinear optical element 102 may be incident on the optical fiber 136 using a lens (not shown) or the like.
  • the first light L 241 and the second light L 252 are guided by the same optical fiber 137 and emitted as coaxial parallel light by the parabolic mirror 103. Is done. Therefore, compared to the case where a dichroic mirror is used in the light source unit, an optical axis shift between the first light and the second light caused by drift or the like, interference fringes due to multiple reflection, and the like are suppressed.
  • the distance measuring device 5 can suppress the occurrence of an error in the length measurement value due to the thermal drift in the optical component due to the heat from the light source 101, as compared with the conventional device. Therefore, in spite of the measurement error level that can be ignored in the conventional one-wavelength interferometer, the double-wavelength interferometer is multiplied by A according to the equation (1), so that the causative factors leading to a large measurement error can be reduced. .
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of the distance measuring device 6 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the distance measuring device 6 shown in FIG. 9 is different from the distance measuring device 2 in that a detecting unit 33 is provided instead of the detecting unit 31.
  • the emission unit may be the light source unit 11.
  • the emission unit may be the dichroic mirror 115.
  • the emission unit may include all of the nonlinear optical element 102, the BS 111, the lens 112, the dichroic mirror 113, the mirror 114, and the dichroic mirror 115.
  • the detection unit 33 includes a parabolic mirror 331, a splitter 332, an optical fiber 333, a light receiving unit 334, a light receiving unit 335, an optical fiber 336, and an optical fiber 337.
  • the parabolic mirror 331 is a reflecting member that emits the interference light LI1 having the first wavelength and the interference light LI2 having the second wavelength by reflection.
  • the parabolic mirror 331 converts the interference light LI incident as parallel light into convergent light that converges on the focal point of the parabolic mirror 331 and emits the converged light. That is, the interference light LI emitted as parallel light from the interferometer unit 20 is converted into the first light L351 and the second light L352 by the parabolic mirror 331.
  • the first light L351 and the second light L352 are coaxial lights that are collected at the focal point of the parabolic mirror 331.
  • the divider 332 divides the first light L351 and the second light L352 into light for each wavelength.
  • the divider 332 is, for example, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) coupler or a WDM (Wavelength Division Multiplexing) filter.
  • the optical fiber 333 is an optical fiber that propagates the first light L351 and the second light L352.
  • the optical fiber 333 is an optical fiber that allows the first light L351 and the second light L352 to be simultaneously incident and propagated efficiently.
  • the optical fiber 333 is, for example, a multimode fiber having a large core diameter.
  • the optical fiber 333 is installed so that the end surface of the optical fiber 333 coincides with the focal point of the parabolic mirror 331. That is, the first light L351 and the second light L352 emitted from the parabolic mirror 331 are simultaneously incident on the optical fiber 333 efficiently.
  • the first light L351 and the second light L352 emitted from the parabolic mirror 331 are more It is efficiently incident on the optical fiber 333.
  • the first light L351 and the second light L352 incident on the optical fiber 333 are guided to the splitter 332 by the optical fiber 333, and are split into the first light L361 and the second light L362 by the splitter 332.
  • the light receiving unit 334 includes a detector that includes the wavelength of the first light in a wavelength region having sensitivity.
  • the light receiving unit 334 detects the first light L361.
  • the light receiving unit 335 includes a detector that includes the wavelength of the second light in a wavelength region having sensitivity.
  • the light receiving unit 335 detects the second light L362.
  • the optical fiber 336 is an optical fiber that can propagate the first light L361.
  • the optical fiber 337 is an optical fiber that can propagate the second light L362.
  • the optical fiber 337 guides the second light L362 to the light receiving unit 335. That is, the first light L361 emitted from the splitter 332 is guided to the light receiving unit 334 by the optical fiber 336 and detected by the light receiving unit 334.
  • the second light L362 emitted from the splitter 332 is guided to the light receiving unit 335 by the optical fiber 337 and detected by the light receiving unit 335.
  • a parabolic mirror 331 In the detection unit 33 of the distance measuring device 6, a parabolic mirror 331, an optical fiber 333, and the like are used, and the number of transmissive optical elements such as dichroic mirrors and lenses used is smaller than that of the conventional device. Therefore, the occurrence of interference fringes, lens wavefront aberrations, and the like due to multiple reflections is suppressed. In addition, by using the parabolic mirror 331, deviation of the optical axes of the first light and the second light caused by the influence of drift of the optical element or the like is suppressed.
  • the detection unit 33 by increasing the lengths of the optical fibers 333, 336 and 337, the light receiving units 334 and 335 can be installed at positions away from the interferometer unit 20. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an error in the length measurement value due to the thermal drift of the optical component due to the heat from the light receiving unit 334 or 335. Therefore, in spite of the measurement error level that can be ignored with a single-wavelength interferometer in the past, the double-wavelength interferometer is multiplied by A according to the equation (1), thereby reducing the causative factors leading to a large measurement error. Can do.
  • a program for realizing the length measurement function in the apparatus described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the program is read into a computer system and executed. It may be.
  • the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” means a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD (Compact Disk) -ROM, or a storage device such as a hard disk built in the computer system.
  • “computer-readable recording medium” means a volatile memory (RAM) inside a computer system that becomes a server or client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
  • the above program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium.
  • the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
  • the above program may be for realizing a part of the functions described above.
  • the program may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
  • a method / program for realizing the length measurement function in the apparatus described above is, for example, a sine wave phase modulation method or a quadrant detector method.
  • the present invention relates to a distance measuring apparatus and a distance measuring method capable of reducing measurement uncertainty in distance measurement using light interference.

Abstract

　距離測定装置は、第１の光と、第１の光の波長とは異なる波長の第２の光とを射出する射出部と、射出部が射出する第１の光と第２の光とを含む入射光を、測定光と参照光とに分岐させる分岐部と、測定光を測定対象に照射する照射部と、測定光が測定対象によって反射された光と参照光とを干渉光として合波させる合波部と、入射する光を反射によって射出する反射部材であって、第１の光の光源から干渉光を検出する検出部までの間に設けられ、入射する平行光を反射して収束光にする、又は、入射する発散光を反射して平行光にする、反射部材と、を備える。

Description

距離測定装置、及び距離測定方法
　本発明は、距離測定装置、及び距離測定方法に関する。
　本願は、２０１４年８月２５日に出願された日本国特願２０１４－１７０９６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、高精度に長さを測定するために、レーザ干渉計が利用されている。レーザ干渉計による測長では、測定値の不確かさの低減が課題となっている。測定値の不確かさの原因の一つには、空気揺らぎがある。空気揺らぎとは、光が通過する経路において温度、湿度、大気圧などの環境条件が揺らぐことである。この空気揺らぎが生じると、測定値に誤差が生じる。レーザ干渉計の測定値に対する空気揺らぎの影響を低減させるために、２波長干渉計が利用されている。
　２波長干渉計では、波長の互いに異なる２種類の光を使用して、同時に測定対象の変位量をそれぞれ測定し、得られた２つの測定値を用いて演算を行い、測定対象の変位量を得る（例えば特許文献１参照）。２波長干渉計による測長で得られる変位量Ｄは、各波長の光で測定した変位量をそれぞれＤ１、Ｄ２とすると、次に示す式（１）、式（２）による数学モデルから求めることができる。
　Ｄ＝Ｄ２－Ａ（Ｄ２－Ｄ１）　　　　・・・（１）
　Ａ＝（ｎ２－１）／（ｎ２－ｎ１）　・・・（２）
ここで、ｎ１はＤ１に対応するレーザ光の波長における空気屈折率であり、ｎ２はＤ２に対応するレーザ光の波長における空気屈折率である。Ａ係数の値は、実用的な範囲では一定とみなされる。式（１）におけるＡ（Ｄ２－Ｄ１）の項によって空気屈折率の補正を行うことで、光が通過する経路の温度、湿度、大気圧などを計測せずに、空気揺らぎの影響による測定の不確かさを低減させることができる。
日本国特開２００９－３００２６３号公報
　このような干渉計においては、ダイクロイックミラー、レンズなどの光を透過させる光学素子が使用される。しかしながら、ダイクロイックミラー、レンズなどの光を透過させる光学素子を使用すると、光の光軸ずれ、多重反射による干渉縞などにより測長値に誤差が生じるという問題があった。
　具体的には、ダイクロイックミラー本体又は固定治具にドリフト（例えば、温度ドリフト）が発生すると、ダイクロイックミラーの方向がずれる。この場合、ダイクロイックミラーによって光軸が合わせられていた、波長の異なる２つの光の光軸がずれて、２波長干渉計における２つの光の経路が一致しなくなる。そのため、測定値に誤差が生じる。さらに、ダイクロイックミラーに光が反射される際に、光の一部がダイクロイックミラーの裏面で反射されることが生じる。この場合、ダイクロイックミラーの表面で反射された光と、裏面で反射された光とが干渉し、多重反射による干渉縞が生じる。そのため、測長値に誤差が生じる。
　また、レンズを光が透過する際に、光の一部は、レンズの表面あるいは裏面で反射される。そのため、レンズを透過する際にレンズの表面又は裏面で反射された光と、レンズの表面又は裏面で反射されずにレンズを透過した光とが干渉して、多重反射による干渉縞が発生する。したがって、レンズを使用すると、測長値に誤差が生じる。
　レンズ内部に温度分布などが存在する場合、レンズ内部に屈折率分布が生じる。この場合、レンズを透過した光は、レンズ内部の屈折率分布によって波面が揺らぐ（レンズの波面収差）。そのため、干渉計の測長値に誤差が生じる。
　さらに、２波長干渉計による測長では、式（１）におけるＡ（Ｄ２－Ｄ１）の項により、変位量Ｄ１又は変位量Ｄ２に含まれる不確かさが式（２）に示すＡ倍に拡大される。
　本発明の態様は、光の干渉を用いた距離計測における測定の不確かさを低減させ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。
　（１）本発明の第１の態様に係る距離測定装置は、第１の光と、前記第１の光の波長とは異なる波長の第２の光とを射出する射出部と、前記射出部が射出する前記第１の光と前記第２の光とを含む入射光を、測定光と参照光とに分岐させる分岐部と、前記測定光を測定対象に照射する照射部と、前記測定光が前記測定対象によって反射された光と前記参照光とを干渉光として合波させる合波部と、入射する光を反射によって射出する反射部材であって、前記第１の光の光源から前記干渉光を検出する検出部までの間に設けられ、入射する平行光を反射して収束光にする、又は、入射する発散光を反射して平行光にする、反射部材と、を備える。
　（２）上記（１）の態様において、前記反射部材は、放物面鏡であってもよい。
　（３）上記（１）または（２）の態様において、前記反射部材は、前記第１の光の光源から前記分岐部までの間に設置されていてもよい。
　（４）上記（１）から（３）のいずれか一項の態様において、前記反射部材は、前記合波部から前記検出部までの間に設置されていてもよい。
　（５）上記（１）から（４）のいずれか一項の態様において、距離測定装置は、入射する光を分光する反射型回折格子であって、前記合波部と前記検出部までの間に設けられ、前記干渉光を波長が互いに異なる複数の光に分光する回折格子をさらに備えてもよい。
　（６）上記（１）から（５）のいずれか一項の態様において、前記射出部は、前記第２の光を前記第１の光に基づいて発生させてもよい。
　（７）上記（１）から（６）のいずれか一項の態様において、前記射出部は、非線形光学素子を含んでもよく、前記第１の光より高い周波数である前記第２の光を前記非線形光学素子によって発生させてもよい。
　（８）上記（１）から（７）のいずれか一項の態様において、距離測定装置は、前記合波部から射出される干渉光に含まれる波長が互いに異なる第１の光と第２の光とのうち、前記第２の光を検出して前記第１の光を透過させる第１の検出部と、前記第１の検出部を透過した前記第１の光を検出する第２の検出部とを前記検出部としてさらに備えてもよい。
　（９）本発明の第９の態様に係る距離測定方法は、第１の光と、前記第１の光の波長とは異なる波長の第２の光とを射出し、入射する発散光を反射して平行光にする反射部材に、射出された前記第１の光と前記第２の光とを含む入射光を入射し、発散光である前記入射光を平行光にし、前記反射部材によって反射された平行光を測定光と参照光とに分岐し、前記測定光を測定対象に照射し、前記測定光が前記測定対象によって反射された光と前記参照光とを干渉光として合波する。
　本発明の態様により、光の干渉を用いた距離計測における測定の不確かさを低減させることが可能となる。
本発明の第１実施形態にかかる距離測定装置の一例を示す構成図である。 図１に示した距離測定装置における光の経路を示した図である。 図１に示した距離測定装置の放物面鏡が発散光を平行光に変換する様子の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る距離測定装置の一例を示す構成図である。 本発明の第３実施形態に係る距離測定装置の一例を示す構成図である。 光検出器の材料及び対応する検出波長の具体例を示した図である。 本発明の第４実施形態に係る距離測定装置の一例を示す構成図である。 本発明の第５実施形態に係る距離測定装置の一例を示す構成図である。 本発明の第６実施形態に係る距離測定装置の一例を示す構成図である。 従来の２波長干渉計を用いた距離測定装置の一例を示す図である。
　＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態にかかる距離測定装置１の一例を示す構成図である。距離測定装置１は、光源部１０、干渉計部２０及び検出部３０を備える。
　光源部１０は、互いに異なる波長の２種類の光を射出し、射出した光を干渉計部２０への入射光として入射させる。互いに異なる波長の２種類の光は、２台の光源からそれぞれ射出されてもよいし、光源と非線形光学素子を用いて射出されてもよい。互いに異なる波長の２種類の光の組み合わせは、式（２）に示すＡの値に基づいて選択されてもよい。式（２）に示すＡの値は、距離測定装置１が目標とする測定精度に応じて選択されてもよい。ここでは、光源１０１と非線形光学素子１０２を用いて射出される、波長１５５０［ｎｍ］の光及び波長７７５［ｎｍ］の光を用いる例について説明する。光源部１０のうち、互いに異なる波長の２種類の光を射出する部分を、射出部とも称する。
　干渉計部２０は、光源部１０から射出された入射光を測定光と参照光に分割（分岐）し、参照光が参照面に反射された光と測定光が被測定面に反射された光とを重ね合わせ（合波し）、重ね合わされた干渉光を検出部３０へ射出する。
　検出部３０は、干渉計部２０から射出された干渉光を、波長ごとに分離して検出する。
　このように距離測定装置１は、光源部１０、干渉計部２０及び検出部３０により、測定光の光路長と参照光の光路長との間の差を測長する。以下、光源部１０、干渉計部２０及び検出部３０について詳細に説明する。
　光源部１０は、光源１０１、非線形光学素子１０２及び放物面鏡１０３を備える。距離測定装置１において、射出部は、少なくとも非線形光学素子１０２を含む。
　光源１０１は、例えば半導体レーザを備え、第１の波長の光（以下、「第１の光」という。）Ｌ１１１を射出して、非線形光学素子１０２に入射させる。この半導体レーザは、波長１５５０[ｎｍ]の光を第１の光Ｌ１１１として射出する。光源１０１から射出された第１の光Ｌ１１１は、集光レンズ（不図示）を用いて非線形光学素子１０２に集光される。また、光源１０１から射出された第１の光Ｌ１１１は、偏光を保持する光ファイバを用いて非線形光学素子１０２に照射されてもよい。
　非線形光学素子１０２は、第１の光Ｌ１１１に基づいて、第１の光とは異なる波長の光である第２の波長の光（以下、「第２の光」という。）Ｌ１２２を発生させる。この非線形光学素子１０２は、光発生部とも称する。また、非線形光学素子１０２は、和周波発生、差周波発生、光パラメトリック発振などの非線形光学効果を利用して、入射した光の波長を変換する。非線形光学素子１０２は、例えば、ＢＢＯ（バリウムボレート）、ＬＢＯ（リチウムトリボレート）等の結晶である。非線形光学素子１０２は、例えば、第１の光Ｌ１１１の２倍の周波数の第２次高調波を発生する。第１の光が波長１５５０[ｎｍ]の光である場合、その第２次高調波は、波長７７５ [ｎｍ]の光である。また、非線形光学素子１０２は、非線形光学素子１０２に入射した第１の光Ｌ１１１のうち、非線形光学素子１０２に吸収されなかった光を第１の光Ｌ１２１として射出する。
　すなわち、第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２は、非線形光学素子１０２から射出され、放物面鏡１０３に入射する。このとき、第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２は、発散光として非線形光学素子１０２から射出される。非線形光学素子１０２において、第１の光Ｌ１１１が集光されて第２の光Ｌ１２２が発生する部分の径が小さく、発生する第２の光Ｌ１２２の発散角が比較的大きい場合、第２の光Ｌ１２２は、点光源からの発散光と見立てられる。第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２は、同じ位置にある点光源からの発散光として非線形光学素子１０２から射出される。
　放物面鏡１０３は、第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２を反射によって射出する反射部材である。放物面鏡１０３は、入射した第１の光Ｌ１２１を反射して第１の光Ｌ１３１として射出し、入射した第２の光Ｌ１２２を反射して第２の光Ｌ１３２として射出する。図２及び図３を参照して後に詳述するように、放物面鏡１０３は、発散光である第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２を平行光に変換して、第１の光Ｌ１３１及び第２の光Ｌ１３２として干渉計部２０に射出する。ここで平行光とは、幾何学的に完全な平行光である必要はなく、放物面鏡１０３が射出する２つの光が検出部３０に入射するまで平行な状態を保っている光をいう。
　干渉計部２０は、ミラー２０１、ミラー２０２及びビームスプリッター（以下、「ＢＳ」と略す。）２０３を備える。干渉計部２０は、入射した光を測定光ＬＭと参照光ＬＲに分割し、参照光ＬＲが参照面に反射された光及び測定光ＬＭが被測定面に反射された光を重ね合わせて干渉光ＬＩとして射出する。測定光ＬＭは、第１の波長の測定光ＬＭ１と第２の波長の測定光ＬＭ２とを含む。参照光ＬＲは、第１の波長の参照光ＬＲ１と第２の波長の参照光ＬＲ２とを含む。干渉光ＬＩは、第１の波長の干渉光ＬＩ１と第２の波長の干渉光ＬＩ２とを含む。
　ミラー２０１は、測定対象である。ミラー２０１は、入射した測定光ＬＭを、入射してきた方向と逆の方向へ反射する。ミラー２０１は、平面鏡であってもよいが、光の経路の安定性の観点からコーナーキューブが好ましく、色収差及び光の偏光状態の影響の観点から中空リトロリフレクターなどがより好ましい。
　ミラー２０２は、参照面である。ミラー２０２は、入射した参照光ＬＲを入射してきた方向と逆の方向へ反射する。ミラー２０２は、平面鏡であってもよいが、光の経路の安定性の観点からコーナーキューブが好ましく、色収差及び光の偏光状態の影響の観点から中空リトロリフレクターなどがより好ましい。
　ＢＳ２０３は、干渉計部２０に入射した光をそれぞれ、測定光ＬＭと参照光ＬＲとに分岐させる。このように、ＢＳ２０３は、分岐部として機能する。また、ＢＳ２０３は、測定光ＬＭをミラー２０１に照射し、参照光ＬＲをミラー２０２に照射する。このように、ＢＳ２０３は、照射部として機能する。また、ＢＳ２０３は、測定光ＬＭがミラー２０１に反射された光と参照光ＬＲがミラー２０２に反射された光とを重ね合わせて（すなわち、合波して）、干渉光ＬＩとする。このように、ＢＳ２０３は、合波部として機能する。
　ＢＳ２０３は、ハーフミラー、ペリクルミラー、キューブ型ビームスプリッターのいずれであってもよい。
　すなわち、ＢＳ２０３へ入射した第１の光Ｌ１３１は、ＢＳ２０３によって、第１の波長の測定光ＬＭ１と第１の波長の参照光ＬＲ１とに分割される。ＢＳ２０３に入射した第２の光Ｌ１３２は、ＢＳ２０３によって、第２の波長の測定光ＬＭ２と第２の波長の参照光ＬＲ２とに分割される。ＢＳ２０３からミラー２０１へ照射された測定光ＬＭは、ミラー２０１に反射されてＢＳ２０３へ射出される。ＢＳ２０３からミラー２０２へ照射された参照光ＬＲは、ミラー２０２に反射されてＢＳ２０３へ射出される。ミラー２０１に反射された測定光ＬＭ及びミラー２０２に反射された参照光ＬＲは、ＢＳ２０３において重ね合わされて干渉光ＬＩとして検出部３０へ射出される。
　検出部３０は、ダイクロイックミラー３０１、レンズ３０２、受光部３０３、レンズ３０４及び受光部３０５を備える。
　ダイクロイックミラー３０１は、第１の波長の干渉光ＬＩ１を透過させてレンズ３０２に第１の光Ｌ３１１として射出するとともに、第２の波長の干渉光ＬＩ２を反射してレンズ３０４に第２の光Ｌ３１２として射出する。
　ここでは、第１の波長の干渉光ＬＩ１を透過させて、第２の波長の干渉光ＬＩ２を反射させるダイクロイックミラーを例にした。しかし、第２の波長の干渉光ＬＩ２を透過させて、第１の波長の干渉光ＬＩ１を反射させるダイクロイックミラーを用いても良い。ただし、その場合は、レンズ３０２とレンズ３０４の位置が入れ替えられ、また、後述する受光部３０３と受光部３０５の位置が入れ替えられる。以下は第１の波長の干渉光ＬＩ１を透過させて、第２の波長の干渉光ＬＩ２を反射させるダイクロイックミラーを例として説明する。
　レンズ３０２は、第１の光Ｌ３１１を受光部３０３の受光面に集光する。
　受光部３０３は、感度をもつ波長領域に第１の光の波長を含む検出器を備えている。受光部３０３は、レンズ３０２によって受光部３０３の受光面に集光された第１の光Ｌ３１１を検出する。
　レンズ３０４は、第２の光Ｌ３１２を受光部３０５の受光面に集光する。
　受光部３０５は、感度をもつ波長領域に第２の光の波長を含む検出器を備えている。受光部３０５は、レンズ３０４によって受光部３０５の受光面に集光された第２の光Ｌ３１２を検出する。
　なお、受光部の受光面と干渉光のビーム径との大きさの関係によっては、レンズ３０２及びレンズ３０４は、省略されてもよい。
　受光部３０３によって検出された第１の光Ｌ３１１の干渉信号から、測定光ＬＭの光路長と参照光ＬＲの光路長との間の差が求められる。受光部３０５によって検出された第２の光Ｌ３１２の干渉信号から、測定光ＬＭの光路長と参照光ＬＲの光路長との間の差が求められる。測定光ＬＭの光路長と参照光ＬＲの光路長との間の差とは、ＢＳ２０３とミラー２０１との間の距離ＧＭ及びＢＳ２０３とミラー２０２との間の距離ＧＲの間の差である。
　次に、図２を参照して、２つの波長のうち１つの波長の光について、その光の詳細な経路について説明する。
　図２は、図１に示した距離測定装置１における光の経路を示した図である。図２に示した距離測定装置１の構成は、図１に示したものと同じである。図２では、第１の光に着目し、第２の光については省略して図示していない。図１に示した距離測定装置１における第２の光の経路は、ダイクロイックミラー３０１によって反射されてレンズ３０４を介して受光部３０５に入射する点で、図２に示した第１の波長の光の経路と異なり、その他の点では同一である。
　光源１０１から射出された第１の光Ｌ１１１は、非線形光学素子１０２に照射される。
　第１の光Ｌ１１１は、レンズ（不図示）によって非線形光学素子１０２に集光される。また、第１の光Ｌ１１１は、レンズ、放物面鏡、楕円面鏡等（不図示）、等によって非線形光学素子１０２に集光されてもよい。光Ｌ１１１は光ファイバ中でも空気中を伝達させても良いが、光ファイバ（不図示）の場合は、光ファイバを非線形光学素子１０２に接着することで、光Ｌ１１１を非線形光学素子１０２に入射させてもよい。
　第１の光Ｌ１２１は、非線形光学素子１０２から射出され、放物面鏡１０３へ入射する。第１の光Ｌ１２１は、光線Ｌ１２１ａ及びＬ１２１ｂを含む発散光である。
　第１の光Ｌ１２１は、放物面鏡１０３によって平行光に変換されてＢＳ２０３へ射出される。放物面鏡１０３から射出される第１の光Ｌ１３１は、光線Ｌ１３１ａ及びＬ１３１ｂを含む平行光である。
　ＢＳ２０３に入射した第１の光Ｌ１３１は、ＢＳ２０３によって第１の波長の測定光ＬＭ１及び第１の波長の参照光ＬＲ１に分割される。第１の波長の測定光ＬＭ１は、光線ＬＭ１ａ及びＬＭ１ｂを含む平行光である。第１の波長の参照光ＬＲ１は、光線ＬＲ１ａ及びＬＲ１ｂを含む平行光である。
　ＢＳ２０３によって分割された第１の波長の測定光ＬＭ１は、ミラー２０１に反射されてＢＳ２０３に射出される。ミラー２０１に反射された第１の波長の測定光ＬＭ１は、平行光である。
　ＢＳ２０３によって分割された第１の波長の参照光ＬＲ１は、ミラー２０２に反射されてＢＳ２０３に射出される。ミラー２０２に反射された第１の波長の参照光ＬＲ１は、平行光である。
　ミラー２０１に反射された第１の波長の測定光ＬＭ１とミラー２０２に反射された第１の波長の参照光ＬＲ１とは、ＢＳ２０３によって重ね合わされ、第１の波長の干渉光ＬＩ１としてダイクロイックミラー３０１に射出される。第１の波長の干渉光ＬＩ１は、光線ＬＩ１ａ及びＬＩ１ｂを含む平行光である。
　ダイクロイックミラー３０１に入射した第１の波長の干渉光ＬＩ１は、ダイクロイックミラー３０１を透過して第１の光Ｌ３１１としてレンズ３０２に入射する。ダイクロイックミラー３０１から射出される第１の光Ｌ３１１は、光線Ｌ３１１ａ及びＬ３１１ｂを含む平行光である。
　レンズ３０２に入射した第１の光Ｌ３１１は、レンズ３０２によって収束光に変換されて受光部３０３の受光面に集光される。
　このように、光源部１０において非線形光学素子１０２から射出された発散光は、放物面鏡１０３によって平行光に変換されて干渉計部２０に入射する。レンズなどによって収束光又は発散光に変換されることがない限り、干渉計部２０に入射した平行光は、平行光のまま検出部３０へ照射される。
　次に、放物面鏡１０３が、発散光を平行光に変換する仕組みについて説明する。
　図３は、図１に示した距離測定装置１の放物面鏡１０３が発散光を平行光に変換する様子の一例を示す図である。
　放物面鏡１０３は、反射面が放物面の一部である反射鏡である。図３の例では、放物面鏡１０３は、放物面の焦点Ｐ１０がＺ軸上の位置Ｐである場合の放物面鏡である。この位置Ｐとは、原点Ｏからの長さが長さＰであるＺ軸上の位置である。この場合、放物面鏡１０３の反射面は、放物面４０１の一部である。放物面４０１は、Ｙ軸４０２及びＺ軸４０３に対してＹ２＝４ＰＺであらわされる。放物面鏡１０３の焦点距離は、Ｐである。
　放物面鏡１０３は、焦点Ｐ１０に設置された点光源からの発散光を平行光に変換して射出する。すなわち、放物面鏡１０３は、焦点Ｐ１０を通過して放物面鏡１０３に入射した光Ｌ５１を光Ｌ５３として反射し、入射した光Ｌ５２を光Ｌ５４として反射する。また、光の逆進の原理から、放物面鏡１０３に入射した光Ｌ５３は、放物面鏡１０３の焦点Ｐ１０を通過する光Ｌ５１に変換されて射出され、放物面鏡１０３に入射した光Ｌ５４は、焦点Ｐ１０を通過する光Ｌ５２に変換されて射出される。このように、放物面鏡１０３は、入射した平行光を焦点に収束する収束光に変換して射出する。
　放物面鏡１０３は、反射型の光学素子であり色収差が無いため、波長の異なる複数の光を同時に発散光から平行光に変換し、又は平行光から発散光に変換できる。非線形光学素子１０２は、第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２を同じ位置にある点光源からの発散光として射出する。そのため、非線形光学素子１０２における第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２の発散光の点光源とみなせる位置と放物面鏡１０３の焦点Ｐ１０とが一致している場合、放物面鏡１０３は、第１の光Ｌ１２１及び第２の光Ｌ１２２を平行光に変換して射出する。
　ここで、従来の技術による２波長干渉計について説明する。
　図１０は、従来の２波長干渉計を用いた距離測定装置ＤＭの一例を示す図である。この図において、図１に示す距離測定装置１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　距離測定装置ＤＭは、光源部ＬＳ、干渉計部ＩＦ及び検出部ＰＤを備える。干渉計部ＩＦは、図１の距離測定装置１の干渉計部２０と同じ構成である。検出部ＰＤは、図１の距離測定装置１の検出部３０と同じ構成である。
　光源部ＬＳは、光源１０１、非線形光学素子１０２、ＢＳ１１１、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１３、ミラー１１４及びダイクロイックミラー１１５を備える。
　光源１０１は、第１の光Ｌ８１１を射出する。
　ＢＳ１１１は、光源１０１から射出された第１の光Ｌ８１１を第１の光Ｌ８２１及び第１の光Ｌ８３１の二つの光に分割する。ＢＳ１１１は、第１の光Ｌ８２１をミラー１１４に照射する。ＢＳ１１１は、第１の光Ｌ８３１を非線形光学素子１０２に照射する。このとき、第１の光Ｌ８３１は、レンズ等（不図示）を用いて非線形光学素子１０２に照射される。
　非線形光学素子１０２は、入射した第１の光Ｌ８３１に基づいて、Ｌ８３１の第２次高調波である第２の光Ｌ８４２を発生する。非線形光学素子１０２は、第１の光Ｌ８４１及び第２の光Ｌ８４２を発散光として射出する。
　レンズ１１２は、発散光として入射した第２の光Ｌ８４２を平行光に変換して射出する。このとき、レンズ１１２は、レンズ１１２の色収差のために、波長が大きく異なる第１の光Ｌ８４１及び第２の光Ｌ８４２を同時に平行光に変換できない。
　ダイクロイックミラー１１３は、レンズ１１２から射出された第１の光Ｌ８４１を透過させるとともに、レンズ１１２から射出された第２の光Ｌ８４２を反射させて第２の光Ｌ８５２として射出する。
　ミラー１１４は、ＢＳ１１１から射出された第１の光Ｌ８２１を反射して射出する。
　ダイクロイックミラー１１５は、第１の光Ｌ８２１を透過させて第１の光Ｌ８６１として射出するとともに、第２の光Ｌ８５２を反射させて第２の光Ｌ８６２として射出する。
　ダイクロイックミラー１１５は、第１の光Ｌ８６１及び第２の光Ｌ８６２の光軸を合わせて、同軸の光として第１の光Ｌ８６１及び第２の光Ｌ８６２を射出し、干渉計部ＩＦに入射させる。
　次に、ダイクロイックミラー１１３において第２の光Ｌ８４２が多重反射されることについて説明する。
　ダイクロイックミラー１１３に入射した第２の光Ｌ８４２は、ダイクロイックミラー１１３によって反射される。このとき、第２の光Ｌ８４２の一部は、ダイクロイックミラー１１３の表面で反射されて第２の光Ｌ８８２として射出される。また、第２の光Ｌ８４２の一部は、ダイクロイックミラー１１３の内部を通ってダイクロイックミラー１１３の裏面（第２の光Ｌ８４２が入射した面と反対の面）で反射されて、ダイクロイックミラー１１３の表面から第２の光Ｌ８９２として射出される。この第２の光Ｌ８９２には、ダイクロイックミラー１１３の内部において複数回反射された光も含まれる。そのため、第２の光Ｌ８５２に含まれる第２の光Ｌ８８２及びＬ８９２の干渉により、干渉縞が発生する。
　この多重反射による干渉縞は、式（１）のＤ１又はＤ２の測定値の誤差となる。
　ダイクロイックミラー１１５に第２の光Ｌ８５２が反射されて射出された光Ｌ８６２においても、第２の光Ｌ８５２の一部がダイクロイックミラー１１５の内部を通って裏面で反射された光を含んでいる。そのため、第２の光Ｌ８６２において、ダイクロイックミラー１１５の多重反射による干渉が発生している。
　図１に示した本発明の第１実施形態の距離測定装置１は、従来の装置の一例の距離測定装置ＤＭとは、光源部が異なっている。距離測定装置１の光源部１０では、放物面鏡１０３が使用され、レンズ、ダイクロイックミラーなどの透過型の光学素子が使用されている数は従来の装置よりも少なくなっており、多重反射による干渉縞、レンズの波面収差などの発生が抑制されている。また、放物面鏡１０３又はその固定治具に温度ドリフトなどが生じた場合であっても、放物面鏡１０３から射出されるＬ１２及びＬ２２の光軸は、一致したままである。したがって、距離測定装置１は、従来の装置に比べて、測長値の誤差を抑制することができる。
　放物面鏡１０３は、色収差がほとんどないため、互いに異なる波長の複数の光を同時に集光又はコリメートすることができる。そのため、放物面鏡１０３は、従来の装置においてレンズ１１２とダイクロイックミラー１１３及びダイクロイックミラー１１５が果たしていた機能を同時に果たす。すなわち、放物面鏡１０３を用いることで、互いに異なる波長の複数の光を波長ごとの光に分割してコリメートする手間が不要になる。したがって、距離測定装置１は、従来の装置よりも数の少ない光学素子によって実現され、装置の小型化が容易になる。
　また、２波長干渉計では、１波長干渉計では問題にならないわずかな誤差（ナノメータレベル）も式（１）によりＡ倍（第１の波長１５５０[ｎｍ]と第２の波長７７５[ｎｍ]ではＡ＝１４０程度）されてしまうため、上記ダイクロイックミラーによるアライメントや干渉縞による誤差が影響し、実用的な２波長干渉計の製作が困難であった。
　つまり、本実施形態の距離測定装置では、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　＜第２実施形態＞
　図４は、本発明の第２実施形態に係る距離測定装置２の一例を示す構成図である。図４に示す距離測定装置２が、第１実施形態に係る距離測定装置１と異なる点は、光源部１０及び検出部３０にかえて、光源部１１及び検出部３１が設けられている点である。
　距離測定装置２は、光源部１１、干渉計部２０及び検出部３１を備える。
　光源部１１は、図１０に示した距離測定装置ＤＭの光源部ＬＳと同一の構成であり、その説明を省略する。距離測定装置２において、射出部は、光源部１１であってもよい。距離測定装置２において、射出部は、ダイクロイックミラー１１５であってもよい。距離測定装置２において、射出部は、非線形光学素子１０２、ＢＳ１１１、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１３、ミラー１１４及びダイクロイックミラー１１５の全てを含んでいてもよい。干渉計部２０は、図１に示した距離測定装置１の干渉計部２０と同一の構成であり、その説明を省略する。
　検出部３１は、受光部３０３、受光部３０５、回折格子３１１、放物面鏡３１２、放物面鏡３１３を備える。
　回折格子３１１は、入射された干渉光を分光する、光学素子である。回折格子３１１は、第１の波長の光（この具体例では、波長１５５０［ｎｍ］の光）及び第２の波長の光（この具体例では、波長７７５［ｎｍ］の光）に対応している反射型回折格子である。回折格子３１１は、例えば、直線状の凹凸が１ｍｍあたり５００本の周期で平行に表面に並べられた光学素子である。入射した光が回折格子によって回折されて射出される際の角度は、光の波長、入射光の入射角度及び回折格子の格子間隔に依存する。そのため、回折格子３１１は、異なる波長の光を含む光を、波長ごとの光に分けて射出する。すなわち、干渉計部２０から射出されて回折格子３１１に入射した干渉光ＬＩは、第１の光Ｌ３２１及び第２の光Ｌ３２２に分けられて、互いに異なる方向へ射出される。
　放物面鏡３１２は、第１の光Ｌ３２１を反射によって射出する反射部材である。放物面鏡３１２は、回折格子３１１から射出された第１の光Ｌ３２１を、受光部３０３の受光面に集光する。放物面鏡３１３は、第２の光Ｌ３２２を反射によって射出する反射部材である。放物面鏡３１３は、回折格子３１１から射出された第２の光Ｌ３２２を、受光部３０５の受光面に集光する。すなわち、回折格子３１１から射出された第１の光Ｌ３２１は、放物面鏡３１２によって平行光から収束光に変換されて受光部３０３に集光され、受光部３０３によって検出される。回折格子３１１から射出された第２の光Ｌ３２２は、放物面鏡３１３によって平行光から収束光に変換されて受光部３０５に集光され、受光部３０５によって検出される。
　また、放物面鏡３１２及び放物面鏡３１３にかえて、ＢＳ２０３及び回折格子３１１の間に設置された放物面鏡を用いて、第１の波長の干渉光ＬＩ１及び第２の波長の干渉光ＬＩ２を平行光から収束光に変換してもよい。
　また、回折格子３１１、放物面鏡３１２及び放物面鏡３１３にかえて、球面回折格子を用いて、第１の波長の干渉光ＬＩ１及び第２の波長の干渉光ＬＩ２について、分光及び集光を行ってもよい。
　図４に示した本発明の第２実施形態の距離測定装置２は、従来の装置の一例の距離測定装置ＤＭとは、検出部が異なっている。距離測定装置２の検出部３１においては、回折格子３１１、放物面鏡３１２及び放物面鏡３１３が使用され、レンズ、ダイクロイックミラーなどの透過型の光学素子が使用されている数は従来の装置よりも少なくなっており、多重反射による干渉縞、レンズの波面収差などの発生が抑制されている。
　具体的には、検出部３１において、従来の装置におけるダイクロイックミラー３０１のかわりに反射型の回折格子３１１を使用することで、ダイクロイックミラーの使用により生じる多重反射による干渉縞の発生が抑制されている。
　また、検出部３１において、従来の装置におけるレンズ３０２及び３０４のかわりに、それぞれ放物面鏡３１２及び３１３を使用することで、レンズの使用により生じる多重反射による干渉縞、レンズの波面収差が抑制されている。
　したがって、距離測定装置２は、従来の装置に比べて、測長値の誤差を抑制することができる。
　つまり、本実施形態の距離測定装置では、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　＜第３実施形態＞
　図５は、本発明の第３実施形態に係る距離測定装置３の一例を示す構成図である。この図において、図４に示す距離測定装置２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図５に示す距離測定装置３が距離測定装置２と異なる点は、検出部３１にかえて、検出部３２が設けられている点である。距離測定装置３において、射出部は、光源部１１であってもよい。距離測定装置３において、射出部は、ダイクロイックミラー１１５であってもよい。距離測定装置３において、射出部は、非線形光学素子１０２、ＢＳ１１１、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１３、ミラー１１４及びダイクロイックミラー１１５の全てを含んでいてもよい。
　検出部３２は、放物面鏡３２１、受光部３２２及び受光部３２３を備える。
　放物面鏡３２１は、第１の波長の干渉光ＬＩ１及び第２の波長の干渉光ＬＩ２を反射によって射出する反射部材である。放物面鏡３２１は、干渉計部２０のＢＳ２０３から射出された干渉光ＬＩを受光部３２２へ射出する。すなわち、放物面鏡３２１に平行光として入射した干渉光ＬＩは、放物面鏡３２１によって放物面鏡３２１の焦点に収束する収束光に変換されて、第１の光Ｌ３４１及び第２の光Ｌ３４２として、受光部３２２に入射する。また、放物面鏡３２１から射出される第１の光Ｌ３４１及び第２の光Ｌ３４２は、同軸の光である。
　受光部３２２は、第１の光Ｌ３４１を透過させるとともに、第２の光Ｌ３４２を検出する。この受光部３２２は、第１の検出部とも称する。受光部３２３は、受光部３２２を透過した第１の光Ｌ３４１を検出する。この受光部３２３は、第２の検出部とも称する。第１の光が波長１５５０［ｎｍ］の光であり、第２の光が波長７７５［ｎｍ］である場合、受光部３２２の検出器の材料は例えばＳｉであり、受光部３２３の検出器の材料は例えばInGaAs（インジウムガリウムヒ化物）である。受光部３２２及び３２３は、光の経路に前後に並べられていてもよく、積層化されていてもよい。このように、受光部３２２が第２の波長の光（この具体例では、波長７７５［ｎｍ］の光）を吸収するとともに第１の波長の光（この具体例では、波長１５５０［ｎｍ］の光）を透過させるため、受光部３２２に光を入射させる前にあらかじめ分光する必要がない。
　すなわち、受光部３２２に入射した第１の光Ｌ３４１及び第２の光Ｌ３４２のうち、第１の光３４１は、受光部３２２を透過して受光部３２３に入射し、受光部３２３に吸収される。このとき、受光部３２２に入射した第１の光Ｌ３４１及び第２の光Ｌ３４２のうち、第２の光Ｌ３４２は、受光部３２２に吸収される。第２の光Ｌ３４２は、受光部３２２においてほとんど全て吸収される。そのため、受光部３２２に吸収されなかった第２の光Ｌ３４２が受光部３２３に入射して、受光部３２３による第１の光Ｌ３４１の計測値に含まれることはない。したがって、検出部３２は、第１の光Ｌ３４１及びの第２の光Ｌ３４２を独立に検出できる。また、半導体加工技術により、Ｓｉの面精度はナノメーター（ｎｍ）の精度で確保されるため、検出器材料がＳｉである受光部３２２を透過した第１の光Ｌ３４１の波面の乱れは、通常の光学部品よりも小さくなる。
　図５に示した本発明の第３実施形態の距離測定装置３は、従来の装置の一例の距離測定装置ＤＭとは、検出部が異なっている。距離測定装置３の検出部３２においては、放物面鏡３２１、受光部３２２及び受光部３２３が使用され、レンズ、ダイクロイックミラーなどの透過型の光学素子が使用されている数は従来の装置よりも少なくなっており、多重反射による干渉縞、レンズの波面収差などの発生が抑制されている。
　具体的には、検出部３２において、干渉光ＬＩは放物面鏡３２１によって集光されており、従来の装置におけるレンズ３０２及び３０４を使用する必要がない。そのため、レンズの使用により生じる多重反射による干渉縞、レンズの波面収差が抑制されている。
　また、受光部３２２及び受光部３２３を光の経路の前後に並べて設置することにより、従来の装置におけるダイクロイックミラー３０１の使用が抑えられている。そのため、ダイクロイックミラーの使用により生じる多重反射による干渉縞の発生が抑制されている。
　したがって、距離測定装置３は、従来の装置に比べて、測長値の誤差を抑制することができる。
　つまり、本実施形態の距離測定装置では、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　距離測定装置３の検出部３２においては、従来の装置の検出部ＰＤよりも使用されている光学素子が少なく、検出部３２を小型化できる。
　また、検出部３２における光の経路の調整が従来の装置よりも容易になる。
　図６は、光検出器の材料及び対応する検出波長（感度をもつ波長領域）の具体例を示した図である。受光部の光検出器の材料は、検出する干渉光の波長に合わせた組み合わせで使用される。
　例えば、第１の光が１５５０[ｎｍ]であって、第２の光が７７５[ｎｍ]である場合では、材料がＳｉの検出器を受光部３２２に用いるとともに、材料がInGaAsの検出器を受光部３２３に用いてもよい。
　＜第４実施形態＞
　図７は、本発明の第４実施形態に係る距離測定装置４の一例を示す構成図である。この図において、図１に示す距離測定装置１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す距離測定装置４が距離測定装置１と異なる点は、光源部１０にかえて、光源部１２が設けられている点である。
　光源部１２は、光源１０１、非線形光学素子１０２、放物面鏡１０３、光ファイバ１２１及び光ファイバ１２２を備える。距離測定装置４において、射出部は、少なくとも非線形光学素子１０２を含む。
　光ファイバ１２１は、第１の光Ｌ１９１を単一モードで伝搬させる光ファイバである。
　光ファイバ１２１は、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバである。光ファイバ１２１は、光源１０１から射出された第１の光Ｌ１９１を非線形光学素子１０２に導光する。非線形光学素子１０２は、第１の光Ｌ１９１に基づいて、第２の光Ｌ２０２を発生する。
　光ファイバ１２２は、第１の光Ｌ２０１及び第２の光Ｌ２０２をそれぞれ単一モードで伝搬させる光ファイバである。光ファイバ１２１は、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバである。光ファイバ１２２は、非線形光学素子１０２から射出された、第１の光Ｌ２０１と第２の光Ｌ２０２とを導光し、放物面鏡１０３へ射出する。光ファイバ１２２の端面から射出される第１の光Ｌ２０１及び第２の光Ｌ２０２は、光ファイバ１２２の開口数に対応する発散角をもつ発散光である。
　放物面鏡１０３は、放物面鏡１０３の焦点の位置と光ファイバ１２２の端面の位置とが一致するように設置されている。そのため、放物面鏡１０３は、光ファイバ１２２の端面から射出される発散光を平行光に変換する。すなわち、光ファイバ１２２から発散光として射出された第１の光Ｌ２０１及び第２の光Ｌ２０２は、放物面鏡１０３によって平行光である第１の光Ｌ２１１及び第２の光Ｌ２１２として射出される。
　光源１０１から射出された光Ｌ１９１は、レンズ、放物面鏡等（不図示）によって光ファイバ１２１へ入射（結合）されてもよい。光ファイバ１２１から射出された光Ｌ１９１は、レンズ、放物面鏡等（不図示）を用いて非線形光学素子１０２へ照射されてもよい。
　非線形光学素子１０２から射出されたＬ２０１及びＬ２０２は、レンズ、放物面鏡等（不図示）を用いて光ファイバ１２２へ入射されてもよい。
　このように、図７に示した距離測定装置４において、光ファイバ１２１及び１２２の長さを長くとることによって、光源１０１を干渉計部２０及び検出部３０から離れた位置に設置することができる。そのため、距離測定装置４は、従来の装置に比べて、光源１０１からの熱によって光学部品に熱ドリフトが生じて測長値に誤差が生じることを抑制できる。
　また、距離測定装置４の光源部１２においては、第１の光Ｌ２０１及び第２の光Ｌ２０２は、同一の光ファイバ１２２によって導光され、放物面鏡１０３によって平行光に変換され、同軸の平行光として射出される。
　そのため、光源部においてダイクロイックミラー、レンズを使用した場合よりも、ドリフトなどによって生じる第１の光と第２の光との光軸ずれ、多重反射による干渉縞などが抑制される。
　つまり、本実施形態の距離測定装置では、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　＜第５実施形態＞
　図８は、本発明の第５実施形態に係る距離測定装置５の一例を示す構成図である。この図において、図１に示す距離測定装置１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図８に示す距離測定装置５が距離測定装置１と異なる点は、光源部１０にかえて、光源部１３が設けられている点である。
　光源部１３は、光源１０１、非線形光学素子１０２、放物面鏡１０３、分割器１３１、光ファイバ１３２、合波器１３３、光ファイバ１３４、光ファイバ１３５、光ファイバ１３６及び光ファイバ１３７を備える。距離測定装置５において、射出部は、合波器１３３であってもよい。距離測定装置５において、射出部は、非線形光学素子１０２、分割器１３１及び合波器１３３であってもよい。距離測定装置５において、射出部は、光源１０１、非線形光学素子１０２、分割器１３１及び合波器１３３であってもよい。
　分割器１３１は、第１の光Ｌ２２１を第１の光Ｌ２３１及びＬ２４１に分割する。分割器１３１は、光カプラーなどである。
　光ファイバ１３２は、第１の光Ｌ２２１を単一モードで伝搬させる光ファイバである。
　光ファイバ１３２は、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバである。
　合波器１３３は、第１の光Ｌ２４１と第２の光Ｌ２５２とを重ね合わせる。合波器１３３は、例えば、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラーやＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルターである。
　光ファイバ１３４は、第１の光Ｌ２３１を単一モードで伝搬させる光ファイバである。
　光ファイバ１３５は、第１の光Ｌ２４１を単一モードで伝搬させる光ファイバである。光ファイバ１３４及び１３５は、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバである。光ファイバ１３４は、分割器１３１によって分割された第１の光Ｌ２３１を非線形光学素子１０２に導光する。光ファイバ１３５は、分割器１３１によって分割された第１の光Ｌ２４１を、合波器１３３に導光する。
　光ファイバ１３６は、第２の光Ｌ２５２を単一モードで伝搬させる光ファイバである。
　光ファイバ１３６は、非線形光学素子１０２から射出された第２の光Ｌ２５２を合波器１３３に導光する。非線形光学素子１０２からは、第２の光Ｌ２５２とともに第１の波長の光が射出される。この第１の波長の光については、非線形光学素子１０２から合波器１３３までの間において、カラーフィルターなどによってカットされてもよいし、第１の波長の光を伝搬せずに、第２の波長の光を単一モードで伝搬する光ファイバを選択してもよい。
　光ファイバ１３７は、第１の光Ｌ２４１及び第２の光Ｌ２５２を、それぞれ単一モードで伝搬させる光ファイバである。光ファイバ１３７は、例えば、シングルモードファイバ、偏波保持ファイバ、フォトニック結晶ファイバである。光ファイバ１３７は、合波器１３３によって重ね合わされた第１の波長の光Ｌ２４１及び第２の波長の光Ｌ２５２を導光し、放物面鏡１０３に射出する。
　放物面鏡１０３は、放物面鏡の焦点位置が、光ファイバ１３７の端面と一致するように設置されており、光ファイバ１３７から発散光として射出された光を平行光に変換する。
　すなわち、光ファイバ１３７の端面から発散光として射出された第１の波長の光Ｌ２４１及び第２の波長の光Ｌ２５２は、放物面鏡１０３によって同軸の平行光に変換されて、第１の光Ｌ２６１及び第２の光Ｌ２６２として干渉計部２０に射出する。
　光源１０１から射出された第１の光Ｌ２２１は、レンズ（不図示）などを用いて光ファイバ１３２へ入射されてもよい。光ファイバ１３４から射出された第１に光Ｌ２３１は、レンズ（不図示）などを用いて非線形光学素子１０２に照射されてもよい。非線形光学素子１０２から射出された第２の光Ｌ２５２は、レンズ（不図示）などを用いて光ファイバ１３６に入射されてもよい。
　このように、距離測定装置５の光源部１３においては、第１の光Ｌ２４１及び第２の光Ｌ２５２は、同一の光ファイバ１３７によって導光され、放物面鏡１０３によって同軸の平行光として射出される。そのため、光源部においてダイクロイックミラーを使用した場合よりも、ドリフトなどによって生じる第１の光と第２の光との光軸ずれ、多重反射による干渉縞などが抑制される。
　また、光ファイバ１３２、１３４、１３５、１３６及び１３７の長さを長くとることによって、光源１０１を干渉計部２０及び検出部３０から離れた位置に設置することができる。
　そのため、距離測定装置５は、従来の装置に比べて、光源１０１からの熱によって光学部品に熱ドリフトが生じて測長値に誤差が生じることを抑制できる。
　したがって、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　＜第６実施形態＞
　図９は、本発明の第６実施形態に係る距離測定装置６の一例を示す構成図である。この図において、図４に示す距離測定装置２と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図９に示す距離測定装置６が距離測定装置２と異なる点は、検出部３１にかえて、検出部３３が設けられている点である。距離測定装置６において、射出部は、光源部１１であってもよい。距離測定装置６において、射出部は、ダイクロイックミラー１１５であってもよい。距離測定装置６において、射出部は、非線形光学素子１０２、ＢＳ１１１、レンズ１１２、ダイクロイックミラー１１３、ミラー１１４及びダイクロイックミラー１１５の全てを含んでいてもよい。
　検出部３３は、放物面鏡３３１、分割器３３２、光ファイバ３３３、受光部３３４、受光部３３５、光ファイバ３３６及び光ファイバ３３７を備える。
　放物面鏡３３１は、第１の波長の干渉光ＬＩ１及び第２の波長の干渉光ＬＩ２を反射によって射出する反射部材である。放物面鏡３３１は、平行光として入射した干渉光ＬＩを、放物面鏡３３１の焦点に収束する収束光に変換して射出する。
　すなわち、干渉計部２０から平行光として射出された干渉光ＬＩは、放物面鏡３３１によって第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２に変換される。第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２は、放物面鏡３３１の焦点に集光される同軸の光である。
　分割器３３２は、第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２を、波長ごとの光に分割する。分割器３３２は、例えばＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）カプラーやＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）フィルターである。
　光ファイバ３３３は、第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２を伝搬させる光ファイバである。光ファイバ３３３は、第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２を同時に効率よく入射させて、伝搬させることができる光ファイバである。光ファイバ３３３は、例えば、コア径の大きいマルチモードファイバである。光ファイバ３３３は、光ファイバ３３３の端面が放物面鏡３３１の焦点と一致するように設置されている。
　すなわち、放物面鏡３３１から射出される第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２は、同時に効率良く光ファイバ３３３に入射される。放物面鏡３３１から射出された第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２の収束角と光ファイバ３３３の開口数を一致させることで、第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２は、より効率よく光ファイバ３３３に入射される。光ファイバ３３３に入射した第１の光Ｌ３５１及び第２の光Ｌ３５２は、光ファイバ３３３によって分割器３３２に導光され、分割器３３２によって第１の光Ｌ３６１と第２の光Ｌ３６２とに分割される。
　受光部３３４は、感度をもつ波長領域に第１の光の波長を含む検出器を備えている。受光部３３４は、第１の光Ｌ３６１を検出する。受光部３３５は、感度をもつ波長領域に第２の光の波長を含む検出器を備えている。受光部３３５は、第２の光Ｌ３６２を検出する。
　光ファイバ３３６は、第１の光Ｌ３６１を伝搬させることができる光ファイバである。
　光ファイバ３３７は、第２の光Ｌ３６２を伝搬させることができる光ファイバである。光ファイバ３３７は、第２の光Ｌ３６２を受光部３３５に導光する。
　すなわち、分割器３３２から射出された第１の光Ｌ３６１は、光ファイバ３３６によって受光部３３４に導光され、受光部３３４によって検出される。分割器３３２から射出された第２の光Ｌ３６２は、光ファイバ３３７によって受光部３３５に導光され、受光部３３５によって検出される。
　距離測定装置６の検出部３３においては、放物面鏡３３１、光ファイバ３３３等が使用され、ダイクロイックミラー、レンズなどの透過型の光学素子が使用されている数は従来の装置よりも少なくなっており、多重反射による干渉縞、レンズの波面収差などの発生が抑制されている。また、放物面鏡３３１を使用することにより、光学素子のドリフトの影響などによって生じる第１の光及び第２の光の光軸のずれなどが抑制される。
　また、検出部３３において、光ファイバ３３３、３３６及び３３７の長さを長くとることで、受光部３３４及び３３５は干渉計部２０から離れた位置に設置されることができる。そのため、受光部３３４又は３３５からの熱により光学部品の熱ドリフトが生じて測長値に誤差が生じることが抑制される。
　したがって、つまり、従来、１波長干渉計では無視できる測定誤差レベルにも関わらず、２波長干渉計では式（１）によりＡ倍されてしまうため、大きな測定誤差へとつながった原因子を減らすことができる。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
　なお、以上に説明した装置（例えば、距離測定装置１）における測長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。
　なお、以上に説明した装置（例えば、距離測定装置１）における測長の機能を実現するための手法・プログラムは、例えば、正弦波位相変調法や４分割ディテクタ法である。
　本発明は、光の干渉を用いた距離計測における測定の不確かさを低減させることができる距離測定装置、及び距離測定方法に関する。
１、２、３、４、５、６　距離測定装置、１０、１１、１２、１３　光源部、２０　干渉計部、３０、３１、３２、３３　検出部、１０１　光源、１０２　非線形光学素子、１０３　放物面鏡、１１１　ビームスプリッター、１１２　レンズ、１１３、１１５　ダイクロイックミラー、１１４　ミラー、１２１、１２２、１３２、１３４、１３５、１３６、１３７　光ファイバ、１３１　分割器、１３３　合波器、２０１、２０２　ミラー、２０３　ビームスプリッター、３０１　ダイクロイックミラー、３０２、３０４　レンズ、３０３、３０５　受光部、３１１　回折格子、３１２、３１３、３２１、３３１　放物面鏡、３２２、３２３　受光部、３３２　分割器、３３３、３３６、３３７　光ファイバ、３３４、３３５　受光部、４０１　放物面、４０２　Ｙ軸、４０３　Ｚ軸

Claims (9)

  1. 　第１の光と、前記第１の光の波長とは異なる波長の第２の光とを射出する射出部と、
    　前記射出部が射出する前記第１の光と前記第２の光とを含む入射光を、測定光と参照光とに分岐させる分岐部と、
    　前記測定光を測定対象に照射する照射部と、
    　前記測定光が前記測定対象によって反射された光と前記参照光とを干渉光として合波させる合波部と、
    　入射する光を反射によって射出する反射部材であって、前記第１の光の光源から前記干渉光を検出する検出部までの間に設けられ、入射する平行光を反射して収束光にする、又は、入射する発散光を反射して平行光にする、反射部材と、
    　を備える距離測定装置。
  2. 　前記反射部材は、放物面鏡である、
    　請求項１に記載の距離測定装置。
  3. 　前記反射部材は、前記第１の光の光源から前記分岐部までの間に設置されている、
    　請求項１または２に記載の距離測定装置。
  4. 　前記反射部材は、前記合波部から前記検出部までの間に設置されている、
    　請求項１から３のうちいずれか１項に記載の距離測定装置。
  5. 　入射する光を分光する反射型回折格子であって、前記合波部と前記検出部までの間に設けられ、前記干渉光を波長が互いに異なる複数の光に分光する回折格子をさらに備える、
    　請求項１から４のうちいずれか１項に記載の距離測定装置。
  6. 　前記射出部は、前記第２の光を前記第１の光に基づいて発生させる、
    　請求項１から５のうちいずれか１項に記載の距離測定装置。
  7. 　前記射出部は、非線形光学素子を含み、前記第１の光より高い周波数である前記第２の光を前記非線形光学素子によって発生させる、
    　請求項１から６のうちいずれか１項に記載の距離測定装置。
  8. 　前記合波部から射出される干渉光に含まれる波長が互いに異なる第１の光と第２の光とのうち、前記第２の光を検出して前記第１の光を透過させる第１の検出部と、前記第１の検出部を透過した前記第１の光を検出する第２の検出部とを前記検出部としてさらに備える、
    　請求項１から７のうちいずれか１項に記載の距離測定装置。
  9. 　第１の光と、前記第１の光の波長とは異なる波長の第２の光とを射出し、
    　入射する発散光を反射して平行光にする反射部材に、射出された前記第１の光と前記第２の光とを含む入射光を入射し、発散光である前記入射光を平行光にし、
    　前記反射部材によって反射された平行光を測定光と参照光とに分岐し、
    　前記測定光を測定対象に照射し、
    　前記測定光が前記測定対象によって反射された光と前記参照光とを干渉光として合波する、
    　距離測定方法。
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