WO2025057796A1 - 測定装置、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

測定装置、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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WO2025057796A1
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seed
laser
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laser light
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French (fr)
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幸央 小野田
健太朗 谷川
主 時田
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • 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
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters

Definitions

  • the technology disclosed in this specification relates to a measurement device, a measurement program, and a computer-readable recording medium on which a computer program is recorded.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • a projector that projects (irradiates) laser light onto the measurement target, and a receiver that receives the reflected light that reflects the laser light off the measurement target.
  • LiDAR outputs information about the measurement target by measuring the distance to the measurement target based on the time difference between the timing when the projector emits the laser light and the timing when the receiver receives the reflected light.
  • the projector is equipped with a fiber laser (see, for example, Patent Document 1).
  • a fiber laser has a seed laser that emits seed laser light, an optical fiber that is doped with a rare earth element and through which the seed laser light passes, and a pump laser that emits pump light that excites the rare earth element in the optical fiber.
  • the measuring device disclosed in this specification has a first seed laser that emits a first seed laser light having a first wavelength, a second seed laser that emits a second seed laser light having a second wavelength different from the first wavelength, an optical fiber doped with a rare earth element and into which the first seed laser light and the second seed laser light are input, and an excitation laser that emits excitation light that excites the rare earth element in the optical fiber, and is equipped with a light projector that emits output laser light output from the optical fiber to the outside, a light receiver that receives reflected laser light that is reflected back from the measurement object when the output laser light emitted by the light projector is emitted, and a controller.
  • the controller executes a seed laser emission process for emitting light from the first seed laser and the second seed laser for different periods of time, a first measurement process for measuring the distance to the measurement object based on a first light receiving timing at which the receiver receives a first reflected laser light, which is the output laser light output from the optical fiber in response to the input of the first seed laser light, reflected by the measurement object and returning, and a second measurement process for measuring the distance to the measurement object based on a second light receiving timing at which the receiver receives a second reflected laser light, which is the output laser light output from the optical fiber in response to the input of the second seed laser light, reflected by the measurement object and returning.
  • this measuring device a first seed laser light and a second seed laser light having different wavelengths are input to a common optical fiber with a time difference. Therefore, the receiver can distinguish between a first reflected laser light corresponding to the first seed laser light and a second reflected laser light corresponding to the second seed laser light based on the difference in wavelength. As a result, this measuring device can prevent the receiver from being unable to distinguish between multiple reflected laser lights corresponding to each of the multiple seed laser lights emitted during different periods.
  • the light receiver may have a distributor that distributes the first reflected laser light and the second reflected laser light, a first light receiving element that receives the first reflected laser light distributed by the distributor, and a second light receiving element that receives the second reflected laser light distributed by the distributor. According to this measuring device, it is possible to prevent the first reflected laser light and the second reflected laser light from being mixed and received by the light receiver, compared to a configuration that does not have a distributor, for example.
  • the time difference between the timing of emitting the first seed laser light and the timing of emitting the second seed laser light may be configured to be shorter than the round-trip time of the output laser light to travel the measurable distance of the measuring device.
  • the sampling rate can be improved by shortening the emission period of the output laser light, compared to a configuration in which, for example, after emitting the first seed laser light, the first reflected laser light is received, and then the second sheet laser light is emitted.
  • the optical fiber includes a first optical fiber into which the first seed laser light and the second seed laser light are input, and a plurality of second optical fibers
  • the pumping laser includes a first pumping laser that emits pumping light to excite the rare earth element of the first optical fiber, and a second pumping laser that emits pumping light to excite the rare earth element of the plurality of second optical fibers
  • the projector further has a splitter that splits the first output laser light output from the first optical fiber into a plurality of the first output laser lights, and each of the plurality of first output laser lights is input to each of the plurality of second optical fibers, and the plurality of second output laser lights output from each of the plurality of second optical fibers may be output to the outside.
  • the first output laser light output from the first optical fiber is split into a plurality of first output laser lights, and the split first output laser lights are further amplified in the second optical fiber.
  • the measurement device disclosed in this specification does not have the configurations (1) to (3) above, but has a seed laser that emits seed laser light, an optical fiber doped with a rare earth element and into which the seed laser light is input, and an excitation laser that emits excitation light that excites the rare earth element in the optical fiber, a light projector that emits output laser light output from the optical fiber to the outside, and a light receiver that receives reflected laser light that is reflected back from the measurement object by the output laser light emitted by the light projector, and the fiber is a first optical fiber into which the seed laser light is input and a plurality of second optical fibers.
  • the measurement program disclosed in this specification is a measurement program for causing a computer of a measurement device including a first seed laser that emits a first seed laser light having a first wavelength, a second seed laser that emits a second seed laser light having a second wavelength different from the first wavelength, a light projector having an optical fiber to which the first seed laser light and the second seed laser light are input, and a light receiver that receives reflected laser light that is the output laser light emitted by the light projector and reflected back from the object to be measured, to emit the first seed laser and the second seed laser for different periods of time.
  • the program executes a seed laser emission process for emitting a seed laser beam from the optical fiber to the target, a first measurement process for measuring the distance to the target based on a first light receiving timing at which the receiver receives a first reflected laser beam from the output laser beam output from the optical fiber by inputting the first seed laser beam, and a second measurement process for measuring the distance to the target based on a second light receiving timing at which the receiver receives a second reflected laser beam from the output laser beam output from the optical fiber by inputting the second seed laser beam.
  • This measurement program can prevent the receiver from being unable to distinguish between multiple reflected laser beams corresponding to the multiple seed laser beams emitted in different periods.
  • the measuring device 10 is mounted, for example, on a vehicle (not shown) equipped with AD or ADAS. For example, while the vehicle is traveling, the measuring device 10 assists in the detection of objects such as people and other vehicles, and provides various information to other devices and users that is useful for ensuring the safety of the driver of the vehicle and those around the vehicle, and for reducing damage to surrounding objects while the vehicle is being driven.
  • the measuring device 10 is a multi-channel LiDAR that simultaneously emits multiple output lights Lout.
  • the measuring device 10 is also a scan-type LiDAR. Specifically, the measuring device 10 scans the measurement target (not shown) so that the irradiation positions of the multiple output lights Lout move in parallel with each other.
  • the measuring device 10 includes a light projector 20 and a light receiver 30.
  • the light projector 20 includes a fiber laser 22 that outputs output light Lout, and a light projection control device 26.
  • the light projection control device 26 controls the emission of light by the fiber laser 22.
  • the light projection control device 26 also inputs a signal indicating the timing of light emission by the fiber laser 22 to a controller 40, which will be described later.
  • the light projection control device 26 periodically and repeatedly emits light from the fiber laser 22, for example, by periodically and repeatedly turning on and off the current flowing through the fiber laser 22 (seed lasers 112a to 112c, which will be described later).
  • the light projector 20 is a multi-channel light projector that simultaneously emits multiple output lights Lout (Lout1 to Lout6).
  • the fiber laser 22 has a light emitting unit 110, a first excitation laser 120a, a second excitation laser 120b, a first optical fiber F1, and multiple second optical fibers F2.
  • the light emitting unit 110 has seed lasers 112a to 112c, which will be described later, and each of the seed lasers 112a to 112c emits seed light La (La(f1) to La(f3) see FIG. 2) whose peak wavelength is within the near-infrared range, for example.
  • the first optical fiber F1 and the second optical fiber F2 are doped with a rare earth element, and the seed light La passes through them.
  • the first optical fiber F1 and the second optical fiber F2 are arranged in series.
  • the optical fibers F1 and F2 are doped with at least one of the rare earth elements, for example ytterbium (Yb) and erbium (Er).
  • the length of each of the optical fibers F1 and F2 is, for example, about 5 m.
  • the first excitation laser 120a emits a first excitation light Lb1 (e.g., 940 nm) that excites the rare earth element contained in the first optical fiber F1.
  • the second excitation laser 120b emits a second excitation light Lb2 (e.g., 940 nm) that excites the rare earth element contained in the second optical fiber F2.
  • the fiber laser 22 has a first optical isolator (ISO) 130, a first multiplexer (WDM) 140, a first seed light splitter (TAP) 150a, a pump light splitter 150b, a second optical isolator 160, second multiplexers 170a to 170c, and second seed light splitters 180a to 180c.
  • the first seed light splitter 150a is an example of a first splitter
  • the second seed light splitters 180a to 180c are an example of a second splitter.
  • the light emitting unit 110 is optically coupled to the first multiplexer 140 via a normal optical fiber (not shown) that is not doped with a rare earth element.
  • a first optical isolator 130 is provided between the light emitting unit 110 and the first multiplexer 140.
  • the first multiplexer 140 is coupled to the input portion of the first optical fiber F1.
  • the output portion of the first optical fiber F1 is optically coupled to the first seed light splitter 150a.
  • a second optical isolator 160 is provided between the first multiplexer 140 and the first seed light splitter 150a.
  • the first seed light splitter 150a splits the seed light La amplified by the first optical fiber F1 into multiple lights (La1 to La3).
  • the first excitation laser 120a is optically coupled to the first multiplexer 140 via a normal optical fiber (not shown) that is not doped with a rare earth element.
  • the first multiplexer 140 multiplexes the seed light La emitted by the light emitting unit 110 and the first excitation light Lb1 emitted by the first excitation laser 120a.
  • the second excitation laser 120b is optically coupled to the excitation light splitter 150b via a normal optical fiber (not shown) that is not doped with a rare earth element.
  • the excitation light splitter 150b splits the second excitation light Lb2 emitted by the second excitation laser 120b into multiple lights.
  • the second multiplexers 170a to 170c are each optically coupled to the first seed light splitter 150a and the pump light splitter 150b. Each of the second multiplexers 170a to 170c combines the seed light La amplified by the first optical fiber F1 with the second pump light Lb2 emitted by the second pump laser 120b.
  • Each of the second multiplexers 170a to 170c is coupled to the input portion of the second optical fiber F2.
  • the output portion of each of the second optical fibers F2 is coupled to each of the second seed light splitters 180a to 180c.
  • the second multiplexer 170a is optically coupled to the second seed light splitter 180a via the second optical fiber F2.
  • the second multiplexer 170b is optically coupled to the second seed light splitter 180b via the second optical fiber F2.
  • the second multiplexer 170c is optically coupled to the second seed light splitter 180c via the second optical fiber F2.
  • Each of the second seed light splitters 180a to 180c splits the seed light La1 to La3, which has been further amplified by the second optical fiber F2, into multiple beams.
  • Each of the second seed light splitters 180a to 180c is coupled to the inputs of multiple third optical fibers F3.
  • the output of each of the third optical fibers F3 is directed toward the outside of the projector 20.
  • the third optical fibers F3 are normal optical fibers that are not doped with rare earth elements.
  • the rare earth element contained in the first optical fiber F1 is excited by the first excitation light Lb1 emitted by the first excitation laser 120a, and the rare earth element contained in the second optical fiber F2 is excited by the second excitation light Lb2 emitted by the second excitation laser 120b.
  • the seed light La is amplified by the first optical fiber F1 and is split into multiple lights (La1 to La3) by the first seed light splitter 150a.
  • the first seed light La1 split by the first seed light splitter 150a is amplified in the second optical fiber F2 and further split into multiple lights by the second seed light splitter 180a.
  • the multiple first seed light La1 split by the second seed light splitter 180a are each emitted to the outside of the projector 20 as a first output light Lout1 and a second output light Lout2 via a third optical fiber F3.
  • the second seed light La2 split by the first seed light splitter 150a is amplified in the second optical fiber F2 and further split into multiple lights by the second seed light splitter 180b.
  • the multiple second seed light beams La2 split by the second seed light splitter 180b are each outputted to the outside of the projector 20 as a third output light beam Lout3 and a fourth output light beam Lout4 via a third optical fiber F3.
  • the third seed light beam La3 split by the first seed light splitter 150a is amplified by the second optical fiber F2 and further split into multiple beams by the second seed light splitter 180c.
  • the multiple third seed light beams La3 split by the second seed light splitter 180c are each outputted to the outside of the projector 20 as a fifth output light beam Lout5 and a sixth output light beam Lout6 via a third optical fiber F3.
  • the light receiver 30 has six light receiving sections 32 (32a to 32c).
  • the light receiving section 32 is a receiving light source having one or more light receiving elements (not shown), or one or more light receiving element arrays (for example, light receiving elements arranged linearly (one-dimensionally) or planarly (two-dimensionally)).
  • the light receiving elements are, for example, photodiodes, SPADs (Single Photon Avalanche Diodes), balanced photodetectors, etc.
  • the light receiving section 32 photoelectrically converts the incident reflected light Lin to generate a current (hereinafter referred to as the "light receiving current") according to the intensity of the reflected light Lin.
  • the light receiving section 32 inputs a signal indicating the timing at which the light receiving element constituting the light receiving section 32 receives the reflected light Lin, and the light receiving current generated by the light receiving element to the controller 40 described below.
  • the first light receiving unit 32a is arranged to receive the first reflected light Lin1 that is the first output light Lout1 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the second light receiving unit 32b is arranged to receive the second reflected light Lin2 that is the second output light Lout2 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the third light receiving unit 32c is arranged to receive the third reflected light Lin3 that is the third output light Lout3 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the fourth light receiving unit 32d is arranged to receive the fourth reflected light Lin4 that is the fourth output light Lout4 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the fifth light receiving unit 32e is arranged to receive the fifth reflected light Lin5 that is the fifth output light Lout5 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the sixth light receiving unit 32f is arranged to receive the sixth reflected light Lin6 that is the sixth output light Lout6 emitted by the projector 20 and reflected by the measurement object and returned.
  • the projector 20 and the light receiver 30 are displaced relative to the measurement object, and the irradiation positions of the six output lights Lout1 to Lout3 on the measurement object are moved in parallel in a predetermined direction, so that information about the measurement object (such as the surface shape) can be obtained.
  • the measuring device 10 further includes a controller 40 and a communication I/F (Inter face) 50.
  • the controller 40 has, for example, a processor (CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array), DSP (Digital Signal Processor), etc.).
  • the controller 40 calculates the TOF based on a signal indicating the timing of light projection input from the light projection control device 26 and a signal indicating the timing of light reception input from the light receiving unit 32.
  • the controller 40 generates information to be used for various measurements such as detection and distance measurement of the measurement target based on the input light reception current and the calculated TOF.
  • the information is, for example, a histogram used in time-correlated single photon counting, the distance to each point of the measurement target, a point cloud (point cloud information), etc.
  • the controller 40 also controls the light projection control device 26 and the light receiving unit 32.
  • the controller 40 controls the light projection timing and light receiving timing described above, for example, by controlling the light projection control device 26 and the light receiving unit 32 so that the processing for generating the histogram is accelerated or optimized.
  • the information generated by the controller 40 is provided (transmitted) to a device that uses the information (hereinafter referred to as "various use devices 60") via the communication I/F 50.
  • the various utilization devices 60 perform, for example, the creation of environmental maps using point clouds, self-location estimation (SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)) using scan matching algorithms (NDT (Normal Distributions Transform), ICP (Iterative Closest Point), etc.).
  • SAM Simultaneous Localization and Mapping
  • NDT Normal Distributions Transform
  • ICP Iterative Closest Point
  • A-2. Configuration of the light emitting unit 110 and the light receiving unit 32: 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the light emitting unit 110. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 110 has a first seed laser 112a, a second seed laser 112b, a third seed laser 112c, and a third multiplexer 190. The first seed laser 112a, the second seed laser 112b, and the third seed laser 112c emit seed light La having different wavelengths.
  • the first seed laser 112a emits seed light La (f1) having a wavelength of, for example, 1515 nm
  • the second seed laser 112b emits seed light La (f2) having a wavelength of, for example, 1550 nm
  • the third seed laser 112c emits seed light La (f3) having a wavelength of, for example, 1585 nm.
  • the wavelength of each seed light La (f1 to f3) may be within a wavelength range (in this embodiment, 1500 nm or more and 1600 nm or less) that can be amplified by the first optical fiber F1 and the second optical fiber F2.
  • the first seed laser 112a, the second seed laser 112b, and the third seed laser 112c are all optically coupled to the third multiplexer 190 via a normal optical fiber (not shown) that is not doped with rare earth elements.
  • the third multiplexer 190 is optically coupled to the first multiplexer 140. With this configuration, the first seed laser 112a, the second seed laser 112b, and the third seed laser 112c are caused to emit light at different times, so that the light emitting unit 110 can selectively emit the seed light La(f1), the seed light La(f2), and the seed light La(f3).
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the light receiving unit 32.
  • the light receiving unit 32 has a light receiving optical system 33, a dispersive element 35, three filters 34a to 34c, and three light receiving elements 36a to 36c.
  • the dispersive element 35 is an example of a distributor.
  • the light receiving optical system 33 collects the reflected light Lin that is the output light Lout from the projector 20 reflected by the measurement target or the like and returns.
  • the light receiving optical system 33 is configured using optical components such as various lenses such as a collecting lens, various filters such as a wavelength filter, and a reflector (mirror).
  • the dispersive element 35 is an element that disperses the reflected light Lin that passes through the light receiving optical system 33.
  • the dispersive element 35 can be configured, for example, by a prism, a diffraction grating, a metamaterial, or the like.
  • a metamaterial is an optical element in which microstructures smaller than the wavelength of light are arranged on a substrate (e.g., a glass substrate).
  • the dispersive element 35 may be configured by a metamaterial in which microstructures are arranged three-dimensionally, or by a metamaterial (metasurface) in which microstructures are arranged two-dimensionally.
  • the three filters 34a to 34c are each disposed at a position where the reflected light Lin dispersed by the dispersion element 35 is incident.
  • the three filters 34a to 34c are bandpass filters that pass only light of different wavelength bands.
  • the first filter 34a passes the reflected light Lin (f1) corresponding to the seed light La (f1) emitted by the first seed laser 112a, but does not pass the reflected light Lin (f2) and Lin (f3) corresponding to the seed light La (f2) and La (f3) emitted by the other seed lasers 112b and 112c.
  • the passband of the first filter 34a is, for example, 1500 nm or more and 1530 nm or less.
  • the second filter 34b passes the reflected light Lin (f2) and does not pass the reflected light Lin (f1) and Lin (f3). Specifically, the pass band of the second filter 34b is, for example, 1535 nm or more and 1565 nm or less.
  • the third filter 34c passes the reflected light Lin (f3) but does not pass the reflected light Lin (f1) and Lin (f2). Specifically, the pass band of the third filter 34c is, for example, 1570 nm or more and 1600 nm or less.
  • the first light receiving element 36a receives the reflected light Lin (f1) that has passed through the first filter 34a
  • the second light receiving element 36b receives the reflected light Lin (f2) that has passed through the second filter 34b
  • the third light receiving element 36c receives the reflected light Lin (f3) that has passed through the third filter 34c.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the measurement process
  • FIG. 5 is a time chart showing the light projection timing and the light reception timing.
  • the controller 40 causes the light projector 20 to start a light projection operation (S110). Specifically, the controller 40 executes a seed laser emission process in which the first seed laser 112a, the second seed laser 112b, and the third seed laser 112c emit light for different periods.
  • the light emitter 110 alternately emits the seed light La (f1), the seed light La (f2), and the seed light La (f3) in this order with a predetermined emission time interval ⁇ T.
  • the light projector 20 emits six output lights Lout1 to Lout3 from the third optical fiber F3 in an emission pattern in which three pulse waveforms having different wavelengths (f1 to f3) are sequentially repeated.
  • the controller 40 determines whether the first reflected light Lin(f1) has been received by the first light receiving element 36a (S120). If the controller 40 determines that the first reflected light Lin(f1) has been received by the first light receiving element 36a (S120: YES), it executes a first measurement process (S130) and proceeds to S140. In the first measurement process, the distance to the measurement object is measured based on the first light receiving timing T4 at which the first reflected light Lin(f1) is received by the first light receiving element 36a. In other words, the fact that the first reflected light Lin(f1) has been received by the first light receiving element 36a means that the light receiver 30 has received the first reflected light Lin(f1) corresponding to the seed light La(f1).
  • the controller 40 measures the distance to the measurement object based on, for example, the time difference ⁇ T1 between the emission timing T1 of the seed light La (f1) and the first reception timing T4. Note that when measuring the distance to the measurement object, the emission timing of the seed light La and the time difference ⁇ T1 may be corrected, for example, taking into account the length of the optical fibers (the first optical fiber F1, the second optical fiber F2, the third optical fiber F3, etc.) included in the fiber laser 22.
  • the controller 40 determines whether the first reflected light Lin (f1) is not received by the first light receiving element 36a (S120: NO), it determines whether the second reflected light Lin (f2) is received by the second light receiving element 36b (S150). If the controller 40 determines that the second reflected light Lin (f2) is received by the second light receiving element 36b (S150: YES), it executes a second measurement process (S160) and proceeds to S140. In the second measurement process, the distance to the measurement object is measured based on the second light receiving timing T5 at which the second reflected light Lin (f2) is received by the second light receiving element 36b.
  • the controller 40 measures the distance to the measurement target based on, for example, the time difference ⁇ T2 between the emission timing T2 of the seed light La (f2) and the second reception timing T5.
  • the controller 40 determines whether the second reflected light Lin (f2) is not received by the second light receiving element 36b (S150: NO), it determines whether the third reflected light Lin (f3) is received by the third light receiving element 36c (S170). If the controller 40 determines that the third reflected light Lin (f3) is received by the third light receiving element 36c (S170: YES), it executes a third measurement process (S180) and proceeds to S140. In the third measurement process, the distance to the measurement object is measured based on the third light receiving timing T6 at which the third reflected light Lin (f3) is received by the third light receiving element 36c.
  • the controller 40 measures the distance to the measurement target based on the time difference ⁇ T3 between the emission timing T3 of the seed light La (f3) and the third reception timing T6.
  • the process proceeds to S140. If the controller 40 determines that an instruction to end measurement has not been received (S140: NO), the process returns to S120. If the controller 40 determines that an instruction to end measurement has been received (S140: YES), the process ends this measurement process.
  • the light emission time interval ⁇ T which is the time difference between each light emission timing T1 to T3, is shorter than the round trip time (the maximum time difference between the light projection timing and the light reception timing) that the output light Lout takes to travel the measurable distance of the measuring device 10.
  • the seed light La(f2) is emitted at the second light emission timing T2 without waiting for the arrival of the first light reception timing T4 of the first reflected light Lin(f1). Therefore, there is a high possibility that the second reflected light Lin(f2) will be received at 30 before the first reflected light Lin(f1).
  • the first light reception timing T4 and the second light reception timing T5 can be distinguished based on the difference in wavelength. For example, if the measurable distance is 250 m, the round trip time is 1.7 ⁇ s, if the measurable distance is 500 m, the round trip time is 3.3 ⁇ s, and if the measurable distance is 750 m, the round trip time is 5.0 ⁇ s.
  • the light emission time interval ⁇ T which is the time difference between each of the light emission timings T1 to T3 is shorter than the round trip time it takes for the output light Lout to travel back and forth over the measurable distance of the measurement device 10 (FIG. 5). Therefore, according to this embodiment, the sampling rate (measurement accuracy) can be improved by shortening the emission period of the output light Lout, compared to a configuration in which, for example, after the first light emission timing T1 of the seed light La(f1), the first reflected light Lin(f1) is received and then the seed light La(f2) is emitted.
  • the seed light La output from the first optical fiber F1 is split into multiple seed lights La (La1 to La3) by the first seed light splitter 150a, and the multiple split seed lights La (La1 to La3) are further amplified by the second optical fiber F2 (FIG. 1).
  • the second optical fiber F2 FOG. 1
  • the second seed light La2 split by the first seed light splitter 150a is amplified by the second optical fiber F2 and further split into multiple lights by the second seed light splitter 180b (FIG. 1).
  • the output light Lout can be further split into multiple lights and output while suppressing the occurrence of an output shortage of the output light Lout output from each second optical fiber F2.
  • the first excitation laser 120a and the second excitation laser 120b are separate and spaced apart from each other (FIG. 1).
  • this embodiment allows the heat generated by the excitation lasers to be dispersed more effectively than, for example, a configuration in which the first excitation laser 120a and the second excitation laser 120b are a common excitation laser.
  • the amplification degree of the first optical fiber F1 is lower than the amplification degree of the second optical fiber F2.
  • this embodiment allows the amplification of noise in the optical fiber to be suppressed more effectively than, for example, a configuration in which the amplification degree of the first optical fiber F1 is higher than the amplification degree of the second optical fiber F2.
  • the configuration of the measuring device 10 in the above embodiment is merely an example, and various modifications are possible.
  • the projector 20 may be of a scanning type equipped with a scanner (light scanning device).
  • the above embodiment illustrates a multi-channel measuring device 10 (projector 20)
  • the present invention is not limited to this, and may be of a single-channel type that emits one output laser beam.
  • the fiber laser 22 has a first optical fiber F1 and a second optical fiber F2, and is configured to amplify the seed light La in two stages, but this is not limiting, and the seed light La may be amplified in only one stage, or in three or more stages.
  • the amplification degree of the first optical fiber F1 may be the same as that of the second optical fiber F2, or may be higher than that of the second optical fiber F2.
  • the difference in amplification degree between the first optical fiber F1 and the second optical fiber F2 can be realized by adjusting, for example, the length of the fiber, the type of rare earth element, or the excitation level by the excitation laser.
  • the projector 20 does not have to include at least one of the second seed light splitters 180a-180c.
  • the number of splits by the first seed light splitter 150a and the excitation light splitter 150b is not limited to three, and may be two, or four or more.
  • the number of splits by the second seed light splitters 180a-180c may be three or more.
  • the first excitation laser 120a and the second excitation laser 120b may be a common excitation laser.
  • the light emitting unit 110 may include two seed lasers having different wavelengths, or may include four or more.
  • the light emission time interval ⁇ T may be the same as the round trip time it takes for the output light Lout to travel the measurable distance of the measurement device 10, or it may be longer than the round trip time.
  • the time difference between each of the light emission timings T1 to T3 does not have to be constant.
  • each component is merely examples, and the components may be formed from other materials.
  • Measuring device 20 Light projector 22: Fiber laser 26: Light projecting control device 30: Light receiver 32: Light receiving section 33: Light receiving optical system 34a to 34c: Filter 35: Dispersion element 36a to 36c: Light receiving element 40: Controller 110: Light emitting section 112a: First seed laser 112b: Second seed laser 112c: Third seed laser 120a: First excitation laser 120b: Second pump laser 130: First optical isolator 140: First multiplexer 150a: First seed light splitter 150b: Pump light splitter 160: Second optical isolator 170a-170c: Second multiplexer 180a-180c: Second seed light splitter 190: Third multiplexer F1: First optical fiber F2: Second optical fiber F3: Third optical fiber

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Abstract

受光器において、互いに異なる期間に発光された複数のシードレーザ光のそれぞれに対応する複数の反射レーザ光を区別できなくなることを抑制する。測定装置は、第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、光ファイバと、励起レーザとを有する投光器と、受光器と、コントローラと、を備える。コントローラは、第１のシードレーザ光に対応する第１の反射レーザ光を受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、第２のシードレーザ光に対応する第２の反射レーザ光を受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を実行する。

Description

測定装置、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
　本明細書に開示される技術は、測定装置、測定プログラム、および、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
　ＡＤ（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ　Ｄｒｉｖｉｎｇ：自動運転）やＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ－Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ：先進運転支援システム）の進展に伴い、車両の走行時における周囲環境の把握や自己位置推定に用いる測定装置の一つとして、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）の開発研究が進められている。ＬｉＤＡＲは、測定対象にレーザ光を投光（照射）する投光器と、レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射光を受光する受光器とを備える。ＬｉＤＡＲは、投光器がレーザ光を出射した投光タイミングと受光器が反射光を受光した受光タイミングとの時間差に基づき測定対象までの距離を測定することにより測定対象に関する情報を出力する。投光器は、ファイバレーザを備える（例えば、特許文献１参照）。ファイバレーザは、シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、シードレーザ光が通過する光ファイバと、光ファイバの希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有している。
国際公開第２０２０／１１７９１２号
　この種の測定装置では、受光器で受光される各反射光が、どの投光タイミングで出射したレーザ光に対応するかが不明になり、その結果、測定対象までの距離の測定精度が低下するおそれがある。特に、一の投光タイミングで出射したレーザ光が受光器で受光される前に、次の投光タイミングでのレーザ光を出射する構成とすると、受光器で受光される各反射光が、どの投光タイミングで出射したレーザ光に対応するかが不明になり易い。一方、従来の測定装置では、投光器が一の投光タイミングでレーザ光を出射した後、その一の投光タイミングで出射したレーザ光が受光器で受光された後に、次の投光タイミングでのレーザ光を出射するよう構成されている。しかし、このような構成でも、例えば複数の受光タイミングが重なる場合など、受光器で受光される各反射光が、どの投光タイミングで出射したレーザ光に対応するかが不明になり得る。
　本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
　本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本明細書に開示される測定装置は、第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、前記投光器が出射する前記出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、コントローラと、を備える。前記コントローラは、前記第１のシードレーザと前記第２のシードレーザとを互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理と、前記第１のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第１の反射レーザ光を前記受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、前記第２のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第２の反射レーザ光を前記受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を実行する。
　本測定装置では、波長が互いに異なる第１のシードレーザ光と第２のシードレーザ光とが時間差で共通の光ファイバに入力される。このため、受光器は、波長の相違に基づき、第１のシードレーザ光に対応する第１の反射レーザ光と第２のシードレーザ光に対応する第２の反射レーザ光とを区別することができる。これにより、本測定装置によれば、受光器において、互いに異なる期間に発光された複数のシードレーザ光のそれぞれに対応する複数の反射レーザ光を区別できなくなることを抑制することができる。
（２）上記測定装置において、前記受光器は、前記第１の反射レーザ光と前記第２の反射レーザ光とを振り分ける振分器と、前記振分器により振り分けられる前記第１の反射レーザ光を受光する第１の受光素子と、前記振分器により振り分けられる前記第２の反射レーザ光を受光する第２の受光素子と、を有する構成としてもよい。本測定装置によれば、例えば振分器を備えない構成に比べて、第１の反射レーザ光と第２の反射レーザ光とが受光器にて混在して受光されることを抑制することができる。
（３）上記測定装置において、前記第１のシードレーザ光の発光タイミングと前記第２のシードレーザ光の発光タイミングとの時間差は、前記測定装置の測定可能距離を前記出力レーザ光が往復する往復時間よりも短い構成としてもよい。本測定装置によれば、例えば第１のシードレーザ光の発光後、第１の反射レーザ光の受光を待ってから、第２のシートレーザ光を発光する構成に比べて、出力レーザ光の出射周期の短縮化によりサンプリングレートを向上させることができる。
（４）上記測定装置において、前記光ファイバは、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される第１の光ファイバと、複数の第２の光ファイバとを含み、前記励起レーザは、前記第１の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第１の励起レーザと、前記複数の第２の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第２の励起レーザとを含み、前記投光器は、さらに、前記第１の光ファイバから出力される第１の出力レーザ光を複数の前記第１の出力レーザ光に分波する分波器を有し、前記複数の第１の出力レーザ光のそれぞれが前記複数の第２の光ファイバのそれぞれに入力され、前記複数の第２の光ファイバのそれぞれから出力される複数の第２の出力レーザ光を外部に出射するよう構成されている構成としてもよい。本測定装置では、第１の光ファイバから出力される第１の出力レーザ光が、複数の第１の出力レーザ光に分波され、分波された複数の第１の出力レーザ光が第２の光ファイバでさらに増幅される。これにより、本測定装置によれば、例えば第２の光ファイバによる増幅がされない構成に比べて、各第２の光ファイバから出力される第２の出力レーザ光の出力不足が生じることを抑制することができる。
　なお、本明細書に開示される測定装置として、上記（１）～（３）の構成を備えず、シードレーザ光を発するシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記シードレーザ光が入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、前記投光器が出射する前記出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器とを備える測定装置であって、前記ファイバは、前記シードレーザ光が入力される第１の光ファイバと、複数の第２の光ファイバとを含み、前記励起レーザは、前記第１の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第１の励起レーザと、前記複数の第２の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第２の励起レーザとを含み、前記投光器は、さらに、前記第１の光ファイバから出力される第１の出力レーザ光を複数の前記第１の出力レーザ光に分波する分波器を有し、前記複数の第１の出力レーザ光のそれぞれが前記複数の第２の光ファイバのそれぞれに入力され、前記複数の第２の光ファイバのそれぞれから出力される複数の第２の出力レーザ光を外部に出射するよう構成されてもよい。この構成であれば、各第２の光ファイバから出力される第２の出力レーザ光の出力不足が生じるという課題を解決することができる。
（５）上記測定装置において、前記投光器は、さらに、前記複数の第２の出力レーザ光の少なくとも１つを分波する第２の分波器を有し、前記第２の分波器により分波された複数の前記第２の出力レーザ光を外部に出射するよう構成されている構成としてもよい。本測定装置では、各第２の光ファイバから出力される第２の出力レーザ光の出力不足が生じることを抑制しつつ、第２の出力レーザ光をさらに複数に分波して出力することができる。
（６）上記測定装置において、前記第１の励起レーザと前記第２の励起レーザとは、別体であり、互いに離間して配置されている構成としてもよい。本測定装置では、例えば第１の励起レーザと第２の励起レーザとが共通の励起レーザである構成に比べて、励起レーザによる発熱を分散させることができる。
（７）上記測定装置において、前記第１の光ファイバの増幅度は、前記第２の光ファイバの増幅度よりも低い構成としてもよい。本測定装置では、例えば第１の光ファイバの増幅度が第２の光ファイバの増幅度よりも高い構成に比べて、光ファイバのノイズの増幅を抑制することができる。
（８）本明細書に開示される測定プログラムは、第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される光ファイバとを有する投光器と、前記投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、を備える測定装置が有するコンピュータに、前記第１のシードレーザと前記第２のシードレーザとを互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理と、前記第１のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第１の反射レーザ光を前記受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、前記第２のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第２の反射レーザ光を前記受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を実行させる。本測定プログラムによれば、受光器において、互いに異なる期間に発光された複数のシードレーザ光のそれぞれに対応する複数の反射レーザ光を区別できなくなることを抑制することができる。
　なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、測定装置、投光器、測定方法、測定プログラム、その測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等の形態で実現することができる。
実施形態における測定装置の構成を概略的に示すブロック図 発光部の構成を概略的に示す説明図 受光部の構成を概略的に示す説明図 測定処理を示すフローチャート 投光タイミングおよび受光タイミングを示すタイムチャート
Ａ．実施形態：Ａ－１．測定装置１０の構成：
　図１は、本実施形態における測定装置１０の構成を概略的に示すブロック図である。測定装置１０は、投光器２０が出力光Ｌｏｕｔを発した投光タイミングと受光器３０が反射光Ｌｉｎを受光した受光タイミングとの差（レーザ光の飛行時間　以下、「ＴＯＦ」（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）という）を測定して測定対象に関する情報を取得する。
　測定装置１０は、例えば、ＡＤやＡＤＡＳが実装される車両（図示しない）に搭載される。測定装置１０は、例えば、車両の走行中において、人や他の車両等の物体の検出を補助するとともに、車両の運転者や車両の周囲に存在する者の安全確保、車両の運転中に周囲に存在する物体に与える損傷を低減するために有用な各種の情報を他の装置やユーザに提供する。
　測定装置１０は、複数の出力光Ｌｏｕｔを同時期に発する多チャンネルのＬｉＤＡＲである。また、測定装置１０は、スキャン走査方式のＬｉＤＡＲである。具体的には、測定装置１０は、複数の出力光Ｌｏｕｔの照射位置が測定対象（図示しない）上を互いに平行移動するように走査する。図１に示すように、測定装置１０は、投光器２０と、受光器３０とを備えている。
　投光器２０は、出力光Ｌｏｕｔを出力するファイバレーザ２２と投光制御装置２６とを備えている。投光制御装置２６は、ファイバレーザ２２の発光制御を行う。また、投光制御装置２６は、ファイバレーザ２２が発光した投光タイミングを示す信号を、後述のコントローラ４０に入力する。投光制御装置２６は、例えば、ファイバレーザ２２（後述のシードレーザ１１２ａ～１１２ｃ）に流す電流のオンオフを周期的に繰り返す制御を行うことにより、ファイバレーザ２２を周期的に繰り返し発光させる。
　投光器２０は、複数の出力光Ｌｏｕｔ（Ｌｏｕｔ１～Ｌｏｕｔ６）を同時期に発する多チャンネル式の投光器である。具体的には、ファイバレーザ２２は、発光部１１０と、第１の励起レーザ１２０ａと、第２の励起レーザ１２０ｂと、第１の光ファイバＦ１と、複数本の第２の光ファイバＦ２とを有している。
　発光部１１０は、後述のシードレーザ１１２ａ～１１２ｃを有し、各シードレーザ１１２ａ～１１２ｃは、例えばピーク波長が近赤外線の範囲に含まれるシード光Ｌａ（Ｌａ（ｆ１）～Ｌａ（ｆ３）　図２参照）を発する。
　第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とは、希土類元素がドープされ、シード光Ｌａが通過する。第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とは、直列に配置されている。光ファイバＦ１，Ｆ２は、希土類元素として、例えばイッテルビウム（Ｙｂ）とエルビウム（Ｅｒ）との少なくとも一方がドープされている。各光ファイバＦ１，Ｆ２の長さは、例えば約５ｍである。
　第１の励起レーザ１２０ａは、第１の光ファイバＦ１が有する希土類元素を励起させる第１の励起光Ｌｂ１（例えば９４０ｎｍ）を発する。第２の励起レーザ１２０ｂは、第２の光ファイバＦ２が有する希土類元素を励起させる第２の励起光Ｌｂ２（例えば９４０ｎｍ）を発する。
　より具体的には、ファイバレーザ２２は、第１の光アイソレータ（ＩＳＯ）１３０と、第１の合波器（ＷＤＭ）１４０と、第１のシード光分波器（ＴＡＰ）１５０ａと、励起光分波器１５０ｂと、第２の光アイソレータ１６０と、第２の合波器１７０ａ～１７０ｃと、第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃとを有している。第１のシード光分波器１５０ａは、第１の分波器の一例であり、第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃは、第２の分波器の一例である。
　発光部１１０は、希土類元素がドープされていない通常の光ファイバ（図示しない）を介して第１の合波器１４０と光学的に結合されている。発光部１１０と第１の合波器１４０との間には、第１の光アイソレータ１３０が設けられている。第１の合波器１４０は、第１の光ファイバＦ１の入力部と結合している。第１の光ファイバＦ１の出力部は、第１のシード光分波器１５０ａに光学的に結合されている。第１の合波器１４０と第１のシード光分波器１５０ａとの間には、第２の光アイソレータ１６０が設けられている。第１のシード光分波器１５０ａは、第１の光ファイバＦ１により増幅されたシード光Ｌａを複数の光（Ｌａ１～Ｌａ３）に分波する。
　第１の励起レーザ１２０ａは、希土類元素がドープされていない通常の光ファイバ（図示しない）を介して第１の合波器１４０と光学的に結合している。第１の合波器１４０は、発光部１１０が発したシード光Ｌａと、第１の励起レーザ１２０ａが発した第１の励起光Ｌｂ１とを合波する。第２の励起レーザ１２０ｂは、希土類元素がドープされていない通常の光ファイバ（図示しない）を介して励起光分波器１５０ｂに光学的に結合している。励起光分波器１５０ｂは、第２の励起レーザ１２０ｂが発した第２の励起光Ｌｂ２を複数の光に分波する。
　複数の第２の合波器１７０ａ～１７０ｃは、それぞれ、第１のシード光分波器１５０ａと励起光分波器１５０ｂとに光学的に結合されている。各第２の合波器１７０ａ～１７０ｃは、第１の光ファイバＦ１により増幅されたシード光Ｌａと、第２の励起レーザ１２０ｂが発した第２の励起光Ｌｂ２とを合波する。
　各第２の合波器１７０ａ～１７０ｃは、第２の光ファイバＦ２の入力部と結合している。各第２の光ファイバＦ２の出力部は、各第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃと結合している。具体的には、第２の合波器１７０ａは、第２の光ファイバＦ２を介して第２のシード光分波器１８０ａと光学的に結合している。第２の合波器１７０ｂは、第２の光ファイバＦ２を介して第２のシード光分波器１８０ｂと光学的に結合している。第２の合波器１７０ｃは、第２の光ファイバＦ２を介して第２のシード光分波器１８０ｃと光学的に結合している。
　各第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃは、第２の光ファイバＦ２によりさらに増幅されたシード光Ｌａ１～Ｌａ３を複数の光に分波する。各第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃは、複数の第３の光ファイバＦ３の入力部と結合している。各第３の光ファイバＦ３の出力部は、投光器２０の外部に向けられている。なお、第３の光ファイバＦ３は、希土類元素がドープされていない通常の光ファイバである。
　このような構成により、ファイバレーザ２２では、第１の励起レーザ１２０ａが発した第１の励起光Ｌｂ１により第１の光ファイバＦ１が有する希土類元素を励起させ、第２の励起レーザ１２０ｂが発した第２の励起光Ｌｂ２により第２の光ファイバＦ２が有する希土類元素を励起させる。その励起状態の第１の光ファイバＦ１に、発光部１１０のシード光Ｌａを入射させることで、シード光Ｌａが、第１の光ファイバＦ１で増幅され、第１のシード光分波器１５０ａによって複数の光（Ｌａ１～Ｌａ３）に分波される。
　第１のシード光分波器１５０ａによって分波された第１のシード光Ｌａ１は、第２の光ファイバＦ２で増幅され、第２のシード光分波器１８０ａによってさらに複数の光に分波される。第２のシード光分波器１８０ａによって分波された複数の第１のシード光Ｌａ１は、それぞれ、第３の光ファイバＦ３を介して、第１の出力光Ｌｏｕｔ１および第２の出力光Ｌｏｕｔ２として投光器２０の外部に出射される。第１のシード光分波器１５０ａによって分波された第２のシード光Ｌａ２は、第２の光ファイバＦ２で増幅され、第２のシード光分波器１８０ｂによってさらに複数の光に分波される。第２のシード光分波器１８０ｂによって分波された複数の第２のシード光Ｌａ２は、それぞれ、第３の光ファイバＦ３を介して、第３の出力光Ｌｏｕｔ３および第４の出力光Ｌｏｕｔ４として投光器２０の外部に出射される。第１のシード光分波器１５０ａによって分波された第３のシード光Ｌａ３は、第２の光ファイバＦ２で増幅され、第２のシード光分波器１８０ｃによってさらに複数の光に分波される。第２のシード光分波器１８０ｃによって分波された複数の第３のシード光Ｌａ３は、それぞれ、第３の光ファイバＦ３を介して、第５の出力光Ｌｏｕｔ５および第６の出力光Ｌｏｕｔ６として投光器２０の外部に出射される。
　受光器３０は、６つの受光部３２（３２ａ～３２ｃ）を備えている。受光部３２は、一つまたは複数の受光素子（図示しない）、もしくは一つまたは複数の受光素子アレイ（例えば、受光素子が線状（一次元的）や面状（二次元的）に配置されたもの）を有する受光源である。受光素子は、例えば、フォトダイオード、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｄｉｏｄｅ）、バランス型光検出器等である。受光部３２は、入射する反射光Ｌｉｎを光電変換することにより、反射光Ｌｉｎの強度に応じた電流（以下、「受光電流」という）を生成する。受光部３２は、受光部３２を構成する受光素子が反射光Ｌｉｎを受光した受光タイミングを示す信号や、受光素子が生成した受光電流を後述のコントローラ４０に入力する。
　第１の受光部３２ａは、投光器２０が出射した第１の出力光Ｌｏｕｔ１が測定対象で反射して戻ってきた第１の反射光Ｌｉｎ１を受光するように配置されている。第２の受光部３２ｂは、投光器２０が出射した第２の出力光Ｌｏｕｔ２が測定対象で反射して戻ってきた第２の反射光Ｌｉｎ２を受光するように配置されている。第３の受光部３２ｃは、投光器２０が出射した第３の出力光Ｌｏｕｔ３が測定対象で反射して戻ってきた第３の反射光Ｌｉｎ３を受光するように配置されている。第４の受光部３２ｄは、投光器２０が出射した第４の出力光Ｌｏｕｔ４が測定対象で反射して戻ってきた第４の反射光Ｌｉｎ４を受光するように配置されている。第５の受光部３２ｅは、投光器２０が出射した第５の出力光Ｌｏｕｔ５が測定対象で反射して戻ってきた第５の反射光Ｌｉｎ５を受光するように配置されている。第６の受光部３２ｆは、投光器２０が出射した第６の出力光Ｌｏｕｔ６が測定対象で反射して戻ってきた第６の反射光Ｌｉｎ６を受光するように配置されている。本実施形態では、投光器２０と受光器３０とが測定対象に対して相対的に変位することにより、測定対象上における６つの出力光Ｌｏｕｔ１～Ｌｏｕｔ３の照射位置が、所定の方向に平行移動することにより、測定対象の情報（表面形状等）を取得することができる。
　測定装置１０は、さらに、コントローラ４０と通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒ　ｆａｃｅ）５０とを備えている。
　コントローラ４０は、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等）を有している。コントローラ４０は、投光制御装置２６から入力される投光タイミングを示す信号と受光部３２から入力される受光タイミングを示す信号とに基づきＴＯＦを求める。コントローラ４０は、入力される受光電流や求めたＴＯＦに基づき、測定対象の検出や測距等の各種測定に用いる情報を生成する。当該情報は、例えば、時間相関単一光子計数法（Ｔｉｍｅ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ｃｏｕｎｔｉｎｇ）で用いるヒストグラム（ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）、測定対象の各点（ポイント）までの距離、ポイントクラウド（点群情報：ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ）等である。また、コントローラ４０は、投光制御装置２６や受光部３２を制御する。コントローラ４０は、例えば、投光制御装置２６や受光部３２を制御することにより、ヒストグラムの生成にかかる処理が高速化もしくは最適化されるように、前述した投光タイミングや受光タイミングを制御する。コントローラ４０によって生成された情報は、通信Ｉ／Ｆ５０を介して当該情報を利用する装置（以下、「各種利用装置６０」という）に提供（送信）される。
　各種利用装置６０は、例えば、ポイントクラウドによる環境地図の作成、スキャンマッチングアルゴリズム（ＮＤＴ（Ｎｏｒｍａｌ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＩＣＰ(Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ　Ｃｌｏｓｅｓｔ　Ｐｏｉｎｔ)等）を用いた自己位置推定（ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ））等を行う。
Ａ－２．発光部１１０および受光部３２の構成：
　図２は、発光部１１０の構成を概略的に示す説明図である。図２に示すように、発光部１１０は、第１のシードレーザ１１２ａと、第２のシードレーザ１１２ｂと、第３のシードレーザ１１２ｃと、第３の合波器１９０とを有している。第１のシードレーザ１１２ａと第２のシードレーザ１１２ｂと第３のシードレーザ１１２ｃとは、波長が互いに異なるシード光Ｌａを発する。第１のシードレーザ１１２ａは、例えば１５１５ｎｍの波長のシード光Ｌａ（ｆ１）を発し、第２のシードレーザ１１２ｂは、例えば１５５０ｎｍの波長のシード光Ｌａ（ｆ２）を発し、第３のシードレーザ１１２ｃは、例えば１５８５ｎｍの波長のシード光Ｌａ（ｆ３）を発する。なお、各シード光Ｌａ（ｆ１～ｆ３）の波長は、第１の光ファイバＦ１および第２の光ファイバＦ２で増幅可能な波長範囲（本実施形態では、１５００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下）であればよい。
　第１のシードレーザ１１２ａと第２のシードレーザ１１２ｂと第３のシードレーザ１１２ｃとは、いずれも、希土類元素がドープされていない通常の光ファイバ（図示しない）を介して第３の合波器１９０に光学的に結合されている。第３の合波器１９０は、第１の合波器１４０と光学的に結合されている。このような構成により、第１のシードレーザ１１２ａと第２のシードレーザ１１２ｂと第３のシードレーザ１１２ｃとを互いに異なる時期に発光させることにより、発光部１１０は、シード光Ｌａ（ｆ１）とシード光Ｌａ（ｆ２）とシード光Ｌａ（ｆ３）とを選択的に発することができる。
　図３は、受光部３２の構成を概略的に示す説明図である。図３に示すように、受光部３２は、受光光学系３３と、分散素子３５と、３つのフィルタ３４ａ～３４ｃと、３つの受光素子３６ａ～３６ｃとを有している。分散素子３５は、振分器の一例である。
　受光光学系３３は、投光器２０からの出力光Ｌｏｕｔが測定対象等で反射して戻ってくる反射光Ｌｉｎを集光する。受光光学系３３は、例えば、集光レンズ等の各種レンズ、波長フィルタ等の各種フィルタ、反射鏡（ミラー）等の光学部品を用いて構成される。分散素子３５は、受光光学系３３を通過した反射光Ｌｉｎを分散させる素子である。分散素子３５は、例えばプリズム、回折格子、メタマテリアル等によって構成することができる。メタマテリアルは、基板（例えばガラス基板）に光の波長よりも小さい微小構造体を配置した光学素子である。分散素子３５は、微小構造体を３次元配置したメタマテリアルで構成してもよいし、微小構造体を２次元配置したメタマテリアル（メタサーフェス）で構成してもよい。
　３つのフィルタ３４ａ～３４ｃは、分散素子３５により分散された反射光Ｌｉｎが入射する位置にそれぞれ配置されている。３つのフィルタ３４ａ～３４ｃは、互いに異なる波長帯の光のみを通過させるバンドパスフィルタである。第１のフィルタ３４ａは、第１のシードレーザ１１２ａが発するシード光Ｌａ（ｆ１）に対応する反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を通過させ、他のシードレーザ１１２ｂ，１１２ｃが発するシード光Ｌａ（ｆ２），Ｌａ（ｆ３）に対応する反射光Ｌｉｎ（ｆ２），Ｌｉｎ（ｆ３）を通過させない。具体的には、第１のフィルタ３４ａの通過帯域は、例えば１５００ｎｍ以上、１５３０ｎｍ以下である。第２のフィルタ３４ｂは、反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を通過させ、反射光Ｌｉｎ（ｆ１），Ｌｉｎ（ｆ３）を通過させない。具体的には、第２のフィルタ３４ｂの通過帯域は、例えば１５３５ｎｍ以上、１５６５ｎｍ以下である。第３のフィルタ３４ｃは、反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を通過させ、反射光Ｌｉｎ（ｆ１），Ｌｉｎ（ｆ２）を通過させない。具体的には、第３のフィルタ３４ｃの通過帯域は、例えば１５７０ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下である。
　第１の受光素子３６ａは、第１のフィルタ３４ａを通過した反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を受光し、第２の受光素子３６ｂは、第２のフィルタ３４ｂを通過した反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を受光し、第３の受光素子３６ｃは、第３のフィルタ３４ｃを通過した反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を受光する。
Ａ－３．測定処理：
　図４は、測定処理を示すフローチャートであり、図５は、投光タイミングおよび受光タイミングを示すタイムチャートである。図４に示すように、測定処理が開始されると、コントローラ４０は、投光器２０に投光動作を開始させる（Ｓ１１０）。具体的には、コントローラ４０は、第１のシードレーザ１１２ａと第２のシードレーザ１１２ｂと第３のシードレーザ１１２ｃとを、互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理を実行する。本実施形態では、図５に示すように、発光部１１０が、シード光Ｌａ（ｆ１）とシード光Ｌａ（ｆ２）とシード光Ｌａ（ｆ３）とを、この順で所定の発光時間間隔ΔＴを開けて交互に繰り返し発光する。これにより、投光器２０は、６つの出力光Ｌｏｕｔ１～Ｌｏｕｔ３のそれぞれについて、互いに波長（ｆ１～ｆ３）が異なる３つのパルス波形が順次繰り返される発光パターンで第３の光ファイバＦ３から出射されることになる。
　次に、コントローラ４０は、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を第１の受光素子３６ａが受光したか否かを判断する（Ｓ１２０）。コントローラ４０は、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を第１の受光素子３６ａが受光したと判断した場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、第１の測定処理を実行し（Ｓ１３０）、Ｓ１４０に進む。第１の測定処理では、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を第１の受光素子３６ａが受光した第１の受光タイミングＴ４に基づき測定対象との距離を測定する。すなわち、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を第１の受光素子３６ａが受光したことは、シード光Ｌａ（ｆ１）に対応する第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を受光器３０が受光したことを意味する。従って、コントローラ４０は、例えばシード光Ｌａ（ｆ１）の発光タイミングＴ１と第１の受光タイミングＴ４との時間差ΔＴ１に基づき測定対象との距離を測定する。なお、測定対象との距離の測定にあたり、例えばファイバレーザ２２が備える光ファイバ（第１の光ファイバＦ１、第２の光ファイバＦ２、第３の光ファイバＦ３等）の長さ分を踏まえて、シード光Ｌａの発光タイミングや時間差ΔＴ１を補正してもよい。
　コントローラ４０は、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）を第１の受光素子３６ａが受光していないと判断した場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を第２の受光素子３６ｂが受光したか否かを判断する（Ｓ１５０）。コントローラ４０は、第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を第２の受光素子３６ｂが受光したと判断した場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、第２の測定処理を実行し（Ｓ１６０）、Ｓ１４０に進む。第２の測定処理では、第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を第２の受光素子３６ｂが受光した第２の受光タイミングＴ５に基づき測定対象との距離を測定する。すなわち、第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を第２の受光素子３６ｂが受光したことは、シード光Ｌａ（ｆ２）に対応する第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を受光器３０が受光したことを意味する。従って、コントローラ４０は、例えばシード光Ｌａ（ｆ２）の発光タイミングＴ２と第２の受光タイミングＴ５との時間差ΔＴ２に基づき測定対象との距離を測定する。
　コントローラ４０は、第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）を第２の受光素子３６ｂが受光していないと判断した場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を第３の受光素子３６ｃが受光したか否かを判断する（Ｓ１７０）。コントローラ４０は、第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を第３の受光素子３６ｃが受光したと判断した場合（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、第３の測定処理を実行し（Ｓ１８０）、Ｓ１４０に進む。第３の測定処理では、第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を第３の受光素子３６ｃが受光した第３の受光タイミングＴ６に基づき測定対象との距離を測定する。すなわち、第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を第３の受光素子３６ｃが受光したことは、シード光Ｌａ（ｆ３）に対応する第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を受光器３０が受光したことを意味する。従って、コントローラ４０は、例えばシード光Ｌａ（ｆ３）の発光タイミングＴ３と第３の受光タイミングＴ６との時間差ΔＴ３に基づき測定対象との距離を測定する。
　コントローラ４０は、第３の反射光Ｌｉｎ（ｆ３）を第３の受光素子３６ｃが受光していないと判断した場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１４０に進む。コントローラ４０は、測定終了指示を受けていないと判断した場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、Ｓ１２０に戻り、測定終了指示を受けたと判断した場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、本測定処理を終了する。
　本実施形態では、図５に示すように、各発光タイミングＴ１～Ｔ３の時間差である発光時間間隔ΔＴは、測定装置１０の測定可能距離を出力光Ｌｏｕｔが往復する往復時間（投光タイミングと受光タイミングとの最大時間差）よりも短い。例えば、シード光Ｌａ（ｆ１）の第１の発光タイミングＴ１の後、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）の第１の受光タイミングＴ４の到来を待たずに、第２の発光タイミングＴ２でシード光Ｌａ（ｆ２）が発せられる。このため、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）よりも先に第２の反射光Ｌｉｎ（ｆ２）が３０で受光される可能性が高くなる。しかし、本実施形態によれば、波長の相違に基づき、第１の受光タイミングＴ４と第２の受光タイミングＴ５とを区別することができる。なお、例えば測定可能距離が２５０ｍである場合、往復時間は１．７μｓであり、測定可能距離が５００ｍである場合、往復時間は３．３μｓであり、測定可能距離が７５０ｍである場合、往復時間は５．０μｓである。
Ａ－４．本実施形態の効果：
　本実施形態に係る測定装置１０では、波長が互いに異なる３つのシード光Ｌａ（ｆ１～ｆ３）が時間差で共通の光ファイバＦ１，Ｆ２に入力される（図２、図５）。このため、受光器３０は、波長の相違に基づき、３つのシード光Ｌａ（ｆ１～ｆ３）のそれぞれに対応する反射光Ｌｉｎ（ｆ１～ｆ３）を区別することができる。これにより、本実施形態によれば、受光器３０において、互いに異なる期間に発光された複数のシード光Ｌａ（ｆ１～ｆ３）のそれぞれに対応する複数の反射光Ｌｉｎ（ｆ１～ｆ３）を区別できなくなることを抑制することができる。
　本実施形態では、各発光タイミングＴ１～Ｔ３の時間差である発光時間間隔ΔＴは、測定装置１０の測定可能距離を出力光Ｌｏｕｔが往復する往復時間よりも短い（図５）。このため、本実施形態によれば、例えばシード光Ｌａ（ｆ１）の第１の発光タイミングＴ１の後、第１の反射光Ｌｉｎ（ｆ１）の受光を待ってから、シード光Ｌａ（ｆ２）を発する構成に比べて、出力光Ｌｏｕｔの出射周期の短縮化によりサンプリングレート（測定精度）を向上させることができる。
　本実施形態では、第１の光ファイバＦ１から出力されるシード光Ｌａが、第１のシード光分波器１５０ａにより複数のシード光Ｌａ（Ｌａ１～Ｌａ３）に分波され、分波された複数のシード光Ｌａ（Ｌａ１～Ｌａ３）が第２の光ファイバＦ２でさらに増幅される（図１）。これにより、本実施形態によれば、例えば第２の光ファイバＦ２による増幅がされない構成に比べて、各第２の光ファイバから出力される出力光Ｌｏｕｔの出力不足が生じることを抑制することができる。要するに、本実施形態によれば、共通の発光源（発光部１１０）から複数の出力光Ｌｏｕｔを同時に出射する多チャンネル化を実現しつつ、各出力光Ｌｏｕｔの出力不足の抑制することができる。また、本実施形態によれば、発光源の増加に伴う測定装置１０（投光器２０）の構造の複雑化、装置の大型化やコストアップを抑制できる。
　本実施形態では、第１のシード光分波器１５０ａによって分波された第２のシード光Ｌａ２は、第２の光ファイバＦ２で増幅され、第２のシード光分波器１８０ｂによってさらに複数の光に分波される（図１）。これにより、本実施形態によれば、各第２の光ファイバＦ２から出力される出力光Ｌｏｕｔの出力不足が生じることを抑制しつつ、出力光Ｌｏｕｔをさらに複数に分波して出力することができる。
　本実施形態では、第１の励起レーザ１２０ａと第２の励起レーザ１２０ｂとは、別体であり、互いに離間して配置されている（図１）。これにより、本実施形態によれば、例えば第１の励起レーザ１２０ａと第２の励起レーザ１２０ｂとが共通の励起レーザである構成に比べて、励起レーザによる発熱を分散させることができる。また、本実施形態では、第１の光ファイバＦ１の増幅度は、第２の光ファイバＦ２の増幅度よりも低い。これにより、本実施形態によれば、例えば第１の光ファイバＦ１の増幅度が第２の光ファイバＦ２の増幅度よりも高い構成に比べて、光ファイバのノイズの増幅を抑制することができる。
Ｂ．変形例：
　本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
　上記実施形態における測定装置１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、投光器２０は、スキャナ（光走査装置）を備えるスキャニング方式でもよい。また、上記実施形態では、多チャンネルの測定装置１０（投光器２０）を例示したが、これに限らず、１つの出力レーザ光を出射する単チャンネル式でもよい。
　上記実施形態において、ファイバレーザ２２は、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２とを有し、シード光Ｌａを二段階、増幅させる構成であったが、これに限らず、シード光Ｌａを一段階だけ増幅させる構成でもよいし、シード光Ｌａを三段階以上、増幅させる構成でもよい。また、上記実施形態において、第１の光ファイバＦ１の増幅度が、第２の光ファイバＦ２の増幅度と同じでもよいし、第２の光ファイバＦ２の増幅度よりも高くてもよい。なお、第１の光ファイバＦ１と第２の光ファイバＦ２との増幅度の相違は、例えばファイバの長さ、希土類元素の種類や励起レーザによる励起レベルなどを調整することにより実現できる。
　上記実施形態において、投光器２０は、第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃの少なくとも１つを備えなくてもよい。第１のシード光分波器１５０ａと励起光分波器１５０ｂによる分波数は、３つ限らず、２つでもよいし、４つ以上でもよい。また、第２のシード光分波器１８０ａ～１８０ｃによる分波数は、３つ以上でもよい。また、上記実施形態において、第１の励起レーザ１２０ａと第２の励起レーザ１２０ｂとは、共通の励起レーザでもよい。上記実施形態において、発光部１１０は、波長が互いに異なるシードレーザを２つ備えてもよいし、４つ以上備えてもよい。
　上記実施形態の測定処理において、発光時間間隔ΔＴは、測定装置１０の測定可能距離を出力光Ｌｏｕｔが往復する往復時間と同じでもよいし、往復時間よりも長くてもよい。また、各発光タイミングＴ１～Ｔ３の時間差は、一定でなくてもよい。
　上記実施形態において、各部材の形成材料は、あくまで一例であり、他の材料により形成されてもよい。
　本国際出願は、２０２３年９月１４日に出願された日本国特許出願である特願２０２３－１４８９５３号に基づく優先権を主張するものであり、当該日本国特許出願である特願２０２３－１４８９５３号の全内容は、本国際出願に援用される。
　本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示を目的として提示したものである。それらは、網羅的であったり、記載した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではない。数多くの変形や変更が、上記の記載内容に照らして可能であることは当業者に自明である。
１０：測定装置　２０：投光器　２２：ファイバレーザ　２６：投光制御装置　３０：受光器　３２：受光部　３３：受光光学系　３４ａ～３４ｃ：フィルタ　３５：分散素子　３６ａ～３６ｃ：受光素子　４０：コントローラ　１１０：発光部　１１２ａ：第１のシードレーザ　１１２ｂ：第２のシードレーザ　１１２ｃ：第３のシードレーザ　１２０ａ：第１の励起レーザ　１２０ｂ：第２の励起レーザ　１３０：第１の光アイソレータ　１４０：第１の合波器　１５０ａ：第１のシード光分波器　１５０ｂ：励起光分波器　１６０：第２の光アイソレータ　１７０ａ～１７０ｃ：第２の合波器　１８０ａ～１８０ｃ：第２のシード光分波器　１９０：第３の合波器　Ｆ１：第１の光ファイバ　Ｆ２：第２の光ファイバ　Ｆ３：第３の光ファイバ

Claims (9)

  1. 　第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、希土類元素がドープされ、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される光ファイバと、前記光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する励起レーザとを有し、前記光ファイバから出力される出力レーザ光を外部に出射する投光器と、
    　前記投光器が出射する前記出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、
    　コントローラと、を備える測定装置であって、
    　前記コントローラは、
    　　前記第１のシードレーザと前記第２のシードレーザとを互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理と、
    　　前記第１のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第１の反射レーザ光を前記受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、
    　　前記第２のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第２の反射レーザ光を前記受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を実行する、測定装置。
  2. 　請求項１に記載の測定装置であって、
    　前記受光器は、
    　　前記第１の反射レーザ光と前記第２の反射レーザ光とを振り分ける振分器と、
    　　前記振分器により振り分けられる前記第１の反射レーザ光を受光する第１の受光素子と、
    　　前記振分器により振り分けられる前記第２の反射レーザ光を受光する第２の受光素子と、を有する、測定装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記第１のシードレーザ光の発光タイミングと前記第２のシードレーザ光の発光タイミングとの時間差は、前記測定装置の測定可能距離を前記出力レーザ光が往復する往復時間よりも短い、測定装置。
  4. 　請求項１に記載の測定装置であって、
    　前記光ファイバは、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される第１の光ファイバと、複数の第２の光ファイバとを含み、
    　前記励起レーザは、前記第１の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第１の励起レーザと、前記複数の第２の光ファイバの前記希土類元素を励起させる励起光を発する第２の励起レーザとを含み、
    　前記投光器は、さらに、前記第１の光ファイバから出力される第１の出力レーザ光を複数の前記第１の出力レーザ光に分波する分波器を有し、前記複数の第１の出力レーザ光のそれぞれが前記複数の第２の光ファイバのそれぞれに入力され、前記複数の第２の光ファイバのそれぞれから出力される複数の第２の出力レーザ光を外部に出射するよう構成されている、測定装置。
  5. 　請求項４に記載の測定装置であって、
    　前記投光器は、さらに、前記複数の第２の出力レーザ光の少なくとも１つを分波する第２の分波器を有し、前記第２の分波器により分波された複数の前記第２の出力レーザ光を外部に出射するよう構成されている、測定装置。
  6. 　請求項４または請求項５に記載の測定装置であって、
    　前記第１の励起レーザと前記第２の励起レーザとは、別体であり、互いに離間して配置されている、測定装置。
  7. 　請求項４または請求項５に記載の測定装置であって、
    　前記第１の光ファイバの増幅度は、前記第２の光ファイバの増幅度よりも低い、測定装置。
  8. 　第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される光ファイバとを有する投光器と、前記投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、を備える測定装置が有するコンピュータに、
    　　前記第１のシードレーザと前記第２のシードレーザとを互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理と、
    　　前記第１のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第１の反射レーザ光を前記受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、
    　　前記第２のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第２の反射レーザ光を前記受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を実行させる、測定プログラム。
  9. 　第１の波長を有する第１のシードレーザ光を発する第１のシードレーザと、前記第１の波長とは異なる第２の波長を有する第２のシードレーザ光を発する第２のシードレーザと、前記第１のシードレーザ光と前記第２のシードレーザ光とが入力される光ファイバとを有する投光器と、前記投光器が出射する出力レーザ光が測定対象に反射して戻ってくる反射レーザ光を受光する受光器と、を備える測定装置を制御するためのコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    　　前記第１のシードレーザと前記第２のシードレーザとを互いに異なる期間に発光させるシードレーザ発光処理と、
    　　前記第１のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第１の反射レーザ光を前記受光器が受光した第１の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第１の測定処理と、
    　　前記第２のシードレーザ光の入力により前記光ファイバから出力される前記出力レーザ光が前記測定対象に反射して戻ってくる第２の反射レーザ光を前記受光器が受光した第２の受光タイミングに基づき前記測定対象との距離を測定する第２の測定処理と、を前記測定装置に実行させる、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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