距離測定装置

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特許情報

発明の名称	距離測定装置
技術分野	IT
出願日	平成26年8月27日
出願番号	特願2014-172930
公開番号	特開2016-48188
登録番号
出願人	国立大学法人電気通信大学
発明者	美濃島薫中嶋善昌
特許公報	PDFのダウンロードはこちらから
概要	【要約】【課題】　光周波数コムを利用した距離測定で、光路長差の可変範囲を拡張して高精度の測定を実現する。【解決手段】　距離測定装置は、周波数領域で一定間隔の縦モードを発生させるパルス光源と、パルス光源の繰り返し周波数を変化させる周波数制御部と、パルス光源から出力されるパルス光を基準光と測定光に分割するスプリッタと、前記基準光と測定対象物の測定面で反射された前記測定光とを検出する光検出器と、前記検出された光から前記測定面までの距離を算出する信号処理部と、を有し、周波数制御部は、前記パルス光源の前記繰り返し周波数を変化させることで、基準光と測定光の間の光路長差を実効的に変化させ、信号処理部は、前記実効的に変化された光路長差において測定面までの距離を算出する。【特許請求の範囲】【請求項１】　周波数領域で一定間隔の縦モードを発生させるパルス光源と、前記パルス光源の繰り返し周波数を変化させる周波数制御部と、前記パルス光源から出力されるパルス光を基準光と測定光に分割するスプリッタと、前記基準光と、測定対象物の測定面で反射された前記測定光とを検出する光検出器と、前記検出された光から、前記測定面までの距離を算出する信号処理部と、を有し、前記周波数制御部は、前記前記パルス光源の前記繰り返し周波数を変化させることで、前記基準光と前記測定光の光路長差を実効的に変化させ、前記信号処理部は、前記実効的に変化された光路長差において前記測定面までの距離を算出することを特徴とする距離測定装置。【請求項２】　前記基準光を反射させる基準面、をさらに有し、前記光検出器は、前記基準面で反射された第１パルス光と、前記測定面で反射された第２パルス光を検出し、前記周波数制御部は、前記第１パルス光と前記第２パルス光の干渉が観察される位置へ前記パルス光源の前記繰り返し周波数を変化させることで、前記光路長差を実効的に変化させ、前記信号処理部は、前記実効的に変化された光路長差において互いに干渉する前記第１パルス光と前記第２パルス光の間のパルス数に基づいて、前記測定面までの距離を算出することを特徴とする距離測定装置。【請求項３】　前記実効光路長差をＬ、前記縦モードの繰り返し周波数をｆrep、前記繰り返し周波数の変化量をΔｆrep、前記第１パルス光と前記第２パルス光の間のパルス数をｍ（ｍは整数）、パルス光伝搬媒体の屈折率をｎとすると、前記光路長差の変化量は、　　　ΔｎＬ＝ｍ×（ｃ／ｆrep）×（Δｆrep／ｆrep）で表されることを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。【請求項４】　前記スプリッタから前記測定面までの距離をＬ１、前記スプリッタから前記基準面までの距離をＬ２とすると、Ｌ２＞＞Ｌ１であることを特徴とする請求項２に記載の距離測定装置。【請求項５】　前記スプリッタから前記基準面までの光路を光ファイバで構成することを特徴とする請求項４に記載の距離測定装置。【請求項６】　前記周波数制御部は、前記パルス光源の前記繰り返し周波数を変化させることで、前記実効的な光路長差を変化させてビート周波数における前記基準光と前記測定光の位相差を変化させ、　前記信号処理部は、前記繰り返し周波数の変化量と前記位相差の変化量の相関関係に基づいて前記測定面までの距離を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の距離測定装置。

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