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公開番号2024048614
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154626
出願日2022-09-28
発明の名称光ファイバケーブル、それに接続されるコントローラ及びそれらを用いた光干渉測距センサ
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01C 3/06 20060101AFI20240402BHJP(測定;試験)
要約【課題】主干渉計に接続される第1光ファイバに対応して、適切な第2光ファイバを副干渉計に接続可能な光ファイバケーブル、それに接続されるコントローラ及びそれらを用いた光干渉測距センサを提供することである。
【解決手段】光ファイバケーブル130は、主干渉計112から入力された光をセンサヘッド120に導くとともに、当該センサヘッド120からの光を当該主干渉計112に出力する第1光ファイバ131と、副干渉計114から入力された光を伝搬させて当該副干渉計114に出力する第2光ファイバ132と、を備え、第1光ファイバ131の光路長及び第2光ファイバ132の光路長は、主干渉計112を経由する第1光路長と、副干渉計114を経由する第2光路長とが略同一となるように設定される。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
波長掃引光源を用いて計測対象物を計測するための第１干渉信号を生成する主干渉計と、前記第１干渉信号の非線形性を補正するための第２干渉信号を生成する副干渉計とを有する光干渉測距センサに用いられる光ファイバケーブルであって、
前記主干渉計に接続されることで当該主干渉計から入力された光をセンサヘッドに導くとともに、当該センサヘッドからの光を当該主干渉計に出力する第１光ファイバと、
前記副干渉計に接続されることで当該副干渉計から入力された光を伝搬させて当該副干渉計に出力する第２光ファイバと、を備え、
前記第１光ファイバの光路長及び前記第２光ファイバの光路長は、前記波長掃引光源から投光されてから前記主干渉計における受光部で受光されるまでの第１光路長と、前記波長掃引光源から投光されてから前記副干渉計における受光部で受光されるまでの第２光路長とが略同一となるように設定される、
光ファイバケーブル。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第２光ファイバには、当該第２光ファイバを伝搬する光を反射させる反射部が構成されている、
請求項１に記載の光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記反射部は、当該光ファイバケーブルの内部に配置される、
請求項２に記載の光ファイバケーブル。
【請求項４】
前記反射部は、当該光ファイバケーブルの外部に配置される、
請求項２に記載の光ファイバケーブル。
【請求項５】
計測対象物に光を照射するセンサヘッドに、光ファイバケーブルを介して接続されるコントローラであって、
波長を変化させながら光を投光する光源と、
前記光源から投光された光が供給され、前記センサヘッドにより前記計測対象物に照射して反射される測定光と、前記測定光とは少なくとも一部異なる光路を辿る参照光とに基づく第１干渉信号を生成する主干渉計と、
前記光源から投光された光が供給され、異なる光路長の光路を辿る２つの光に基づいて第２干渉信号を生成する副干渉計と、
前記第２干渉信号に基づいて前記第１干渉信号を補正しつつ、前記センサヘッドから前記計測対象物までの距離を算出する処理部と、を備え、
前記光ファイバケーブルは、
前記主干渉計に接続されることで当該主干渉計から入力された光を前記センサヘッドに導くとともに、当該センサヘッドからの光を当該主干渉計に出力する第１光ファイバと、
前記副干渉計に接続されることで当該副干渉計から入力された光を伝搬させて当該副干渉計に出力する第２光ファイバと、を備え、
前記第１光ファイバの光路長及び前記第２光ファイバの光路長は、前記光源から投光されてから前記主干渉計における受光部で受光されるまでの第１光路長と、前記光源から投光されてから前記副干渉計における受光部で受光されるまでの第２光路長とが略同一となるように設定される、
コントローラ。
【請求項６】
波長掃引光源を用いて計測対象物を計測するコントローラ、及び前記コントローラと前記計測対象物に光を照射するセンサヘッドとを接続する光ファイバケーブルを有する光干渉測距センサであって、
前記コントローラは、
波長を変化させながら光を投光する光源と、
前記光源から投光された光が供給され、前記センサヘッドにより前記計測対象物に照射して反射される測定光と、前記測定光とは少なくとも一部異なる光路を辿る参照光とに基づく第１干渉信号を生成する主干渉計と、
前記光源から投光された光が供給され、異なる光路長の光路を辿る２つの光に基づいて第２干渉信号を生成する副干渉計と、
前記第２干渉信号に基づいて前記第１干渉信号を補正しつつ、前記センサヘッドから前記計測対象物までの距離を算出する処理部と、を備え、
前記光ファイバケーブルは、
前記主干渉計に接続されることで当該主干渉計から入力された光をセンサヘッドに導くとともに、当該センサヘッドからの光を当該主干渉計に出力する第１光ファイバと、
前記副干渉計に接続されることで当該副干渉計から入力された光を伝搬させて当該副干渉計に出力する第２光ファイバと、を備え、
前記第１光ファイバの光路長及び前記第２光ファイバの光路長は、前記光源から投光されてから前記主干渉計における受光部で受光されるまでの第１光路長と、前記光源から投光されてから前記副干渉計における受光部で受光されるまでの第２光路長とが略同一となるように設定される、
光干渉測距センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブル、それに接続されるコントローラ及びそれらを用いた光干渉測距センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、非接触で計測対象物までの距離を計測する光測距センサが普及している。例えば、光測距センサとして、波長掃引光源から投光される光から、参照光と測定光とに基づく干渉光を生成し、当該干渉光に基づいて計測対象物までの距離を計測する光干渉測距センサが知られている。
【０００３】
このような光干渉測距センサでは、干渉計の出力信号に対して波長掃引の非線形を補正する線形化処理が行われる。例えば、特許文献１に記載されている光周波数領域反射測定装置では、遅延時間差を与えて干渉させ補助干渉信号を出力する補助干渉計、及び異なる遅延時間を持つ複数の線形化部を有し、補助干渉信号を用いて測定干渉信号に対して、波長掃引の非線形を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－１８１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、波長掃引光源を用いて計測対象物を計測する光干渉測距センサにおいて、センサヘッドに繋がる光ファイバには、様々な長さや種類のものがあり、使用状況に応じてユーザがその長さや種類を選択し、付け替えたりする場合がある。この場合、特許文献１に記載されている光周波数領域反射測定装置では、測定干渉信号を生成する主干渉計での光路長（ユーザによって付け替えられた光ファイバ）に応じて、補助干渉信号を生成する補助干渉計での光路長を調整しなければ、波長掃引の非線形を適切に補正できない。
【０００６】
すなわち、例えば、ユーザによって主干渉計での光路長が変更された場合、それに応じて補助干渉計での光路長も調整しなければならず、特許文献１では、このような状況への対策に関して考慮されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、主干渉計に接続される第１光ファイバに対応して、適切な第２光ファイバを副干渉計に接続可能な光ファイバケーブル、それに接続されるコントローラ及びそれらを用いた光干渉測距センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る光ファイバケーブルは、波長掃引光源を用いて計測対象物を計測するための第１干渉信号を生成する主干渉計と、第１干渉信号の非線形性を補正するための第２干渉信号を生成する副干渉計とを有する光干渉測距センサに用いられる光ファイバケーブルであって、主干渉計に接続されることで当該主干渉計から入力された光をセンサヘッドに導くとともに、当該センサヘッドからの光を当該主干渉計に出力する第１光ファイバと、副干渉計に接続されることで当該副干渉計から入力された光を伝搬させて当該副干渉計に出力する第２光ファイバと、を備え、第１光ファイバの光路長及び第２光ファイバの光路長は、波長掃引光源から投光されてから主干渉計における受光部で受光されるまでの第１光路長と、波長掃引光源から投光されてから副干渉計における受光部で受光されるまでの第２光路長とが略同一となるように設定される。
【０００９】
この態様によれば、主干渉計に接続される第１光ファイバと、副干渉計に接続される第２光ファイバとを備え、第１光ファイバの光路長及び第２光ファイバの光路長は、主干渉計を経由する第１光路長と副干渉計を経由する第２光路長とが略同一となるように設定されているため、主干渉計に接続される第１光ファイバに対応して、副干渉計に適切な第２光ファイバを接続することができる。その結果、波長掃引の非線形を適切に補正して、高精度に計測対象物を計測することができる。
【００１０】
上記態様において、第２光ファイバには、当該第２光ファイバを伝搬する光を反射させる反射部が構成されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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