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公開番号2024059119
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2022166575
出願日2022-10-18
発明の名称測定装置
出願人株式会社ミツトヨ
代理人弁理士法人創光国際特許事務所,個人,個人,個人
主分類G01B 11/24 20060101AFI20240423BHJP(測定;試験)
要約【課題】光学式距離計のS/Nを向上させて測定対象物までの距離を精度よく測定できるようにする。
【解決手段】レーザ光を出力するレーザ装置と、前記レーザ装置が出力する前記レーザ光の一部を参照光とし、残りの少なくとも一部を測定光として分岐させる分岐部と、前記測定光を計測対象物に照射して反射された前記測定光と、前記参照光とを合波する合波部と、合波された光を検出して電気信号に変換する検出部と、検出された前記電気信号を解析して前記計測対象物までの距離を算出する算出部と、前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光強度レベルを変更する光強度変更部と、検出された前記電気信号に基づいて前記光強度変更部を制御し、前記参照光の光強度レベルと前記測定光の光強度レベルとの比を調節する制御部とを備える、測定装置を提供する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力する前記レーザ光の一部を参照光とし、残りの少なくとも一部を測定光として分岐させる分岐部と、
前記測定光を計測対象物に照射して反射された前記測定光と、前記参照光とを合波する合波部と、
合波された光を検出して電気信号に変換する検出部と、
検出された前記電気信号を解析して前記計測対象物までの距離を算出する算出部と、
前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光強度レベルを変更する光強度変更部と、
検出された前記電気信号に基づいて前記光強度変更部を制御し、前記参照光の光強度レベルと前記測定光の光強度レベルとの比を調節する制御部と
を備える、測定装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記光強度変更部は、前記分岐部から検出部までの前記参照光が通過する光路に設けられ、前記参照光の光強度レベルを変更する第１参照光変更部を有する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記光強度変更部は、前記分岐部から検出部までの前記測定光が通過する光路に設けられ、前記測定光の光強度レベルを変更する第１測定光変更部を有する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記レーザ装置を制御して、前記レーザ光の光強度レベルを更に調節する、請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光路長を変更する光路長変更部を更に備え、
前記制御部は、前記光路長変更部を制御して、前記検出部が検出する前記電気信号の周波数が予め定められた周波数帯域の周波数となるように前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光路長を調節する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記光路長変更部は、前記分岐部から前記検出部までの前記参照光が通過する光路に設けられ、前記参照光の光路長を変更する第２参照光変更部を有する、請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記光路長変更部は、前記分岐部から前記検出部までの前記測定光が通過する光路に設けられ、前記測定光の光路長を変更する第２測定光変更部を有する、請求項５に記載の測定装置。
【請求項８】
前記光路長変更部は、
第１方向に移動する移動部と、
前記移動部に設けられ、前記第１方向の第１向きに入射する光を前記第１向きとは反対側の第２向きに反射させる第１ミラー部と、
前記分岐部から前記検出部までの前記参照光が通過する光路に設けられ、前記参照光を前記第１方向の前記第１向きから前記第１ミラー部に入射させ、前記第１ミラー部から反射された前記参照光を前記参照光の光路へと出射させる第２ミラー部と、
前記移動部に設けられ、前記第１方向の前記第２向きに入射する光を前記第１向きに反射させる第３ミラー部と、
前記分岐部から前記検出部までの前記測定光が通過する光路に設けられ、前記測定光を前記第１方向の前記第２向きから前記第３ミラー部に入射させ、前記第３ミラー部から反射された前記測定光を前記測定光の光路へと出射させる第４ミラー部と
を有する、請求項５に記載の測定装置。
【請求項９】
前記光路長変更部が変更した光路長の距離を測定する変更距離測定部を更に備え、
前記算出部は、測定された光路長の距離と検出された前記電気信号の解析結果とに基づき、前記計測対象物までの距離を算出する、
請求項５に記載の測定装置。
【請求項１０】
レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力する前記レーザ光の一部を参照光とし、残りの少なくとも一部を測定光として分岐させる分岐部と、
前記測定光を計測対象物に照射して反射された前記測定光と、前記参照光とを合波する合波部と、
合波された光を検出して電気信号に変換する検出部と、
検出された前記電気信号を解析して前記計測対象物までの距離を算出する算出部と、
前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光路長を変更する光路長変更部と、
前記光路長変更部を制御して、前記検出部が検出する前記電気信号の周波数が予め定められた周波数帯域の周波数となるように前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光路長を調節する制御部と
を備える、測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
共振器内に周波数シフタが設けられ、時間の経過とともに発振周波数が線形に変化する複数の縦モードレーザを出力する周波数シフト帰還レーザ（ＦＳＦＬ：Frequency Shifted Feedback Laser）が知られている。また、このような周波数シフト帰還レーザを備え、測定対象物までの距離を測定するＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）法を用いた光学式の距離計が知られている（例えば、特許文献１および非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３５８３９０６号明細書
【非特許文献】
【０００４】
原武文，「ＦＳＦレーザによる距離センシングとその応用」，オプトニューズ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．３，２０１２年，ｐｐ．２５－３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような光学式距離計は、測定対象物から反射された光を測定光として用いているので、測定対象物の表面の反射率等に応じてＳ／Ｎが変化してしまい、測定精度が低下してしまうことがあった。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、光学式距離計のＳ／Ｎを向上させて測定対象物までの距離を精度よく測定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様においては、レーザ光を出力するレーザ装置と、前記レーザ装置が出力する前記レーザ光の一部を参照光とし、残りの少なくとも一部を測定光として分岐させる分岐部と、前記測定光を計測対象物に照射して反射された前記測定光と、前記参照光とを合波する合波部と、合波された光を検出して電気信号に変換する検出部と、検出された前記電気信号を解析して前記計測対象物までの距離を算出する算出部と、前記参照光および前記測定光の少なくとも一方の光強度レベルを変更する光強度変更部と、検出された前記電気信号に基づいて前記光強度変更部を制御し、前記参照光の光強度レベルと前記測定光の光強度レベルとの比を調節する制御部とを備える、測定装置を提供する。
【０００８】
前記光強度変更部は、前記分岐部から検出部までの前記参照光が通過する光路に設けられ、前記参照光の光強度レベルを変更する第１参照光変更部を有してもよい。
【０００９】
前記光強度変更部は、前記分岐部から検出部までの前記測定光が通過する光路に設けられ、前記測定光の光強度レベルを変更する第１測定光変更部を有してもよい。
【００１０】
前記制御部は、前記レーザ装置を制御して、前記レーザ光の光強度レベルを更に調節してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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