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距離測定装置および距離測定方法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P06P004160
整理番号 NU-0055
掲載日 2007年1月19日
出願番号 特願2005-177482
公開番号 特開2006-126168
登録番号 特許第4830096号
出願日 平成17年6月17日(2005.6.17)
公開日 平成18年5月18日(2006.5.18)
登録日 平成23年9月30日(2011.9.30)
優先権データ
  • 特願2004-286458 (2004.9.30) JP
発明者
  • 西澤 典彦
  • 後藤 俊夫
出願人
  • 学校法人名古屋大学
発明の名称 距離測定装置および距離測定方法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

【課題】 対象物までの距離を高い精度で迅速に測定する。
【解決手段】 超短パルスファイバレーザ22からのパルス光を光分岐器24により参照光Aと信号光とに分岐し、信号光についてはスキャニングミラー装置28により対象物10に照射してその反光である散乱光を受光し、参照光Aについては光路長調整部30により光路長を変更する。そして、光路長が変更された参照光Aと散乱光Bとの干渉の程度を干渉信号として差動検出器40により検出し、干渉信号が最大となる光路長に対応する光路長調整部30の調整値からスキャニングミラー装置28から対象物10までの距離を演算することにより、対象物10のパルス光が照射された位置のまでの距離を測定する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来、この種の距離測定手法としては、画像処理を用いて対象物までの距離を測定するものが考えられている。この手法では、異なる2方向から撮影した対象物の画像を撮影方向を用いて画像処理することにより、基準位置から対象物の表面までの距離を演算している。



また、短い間隔のパルス光に関する技術としては、パルス光の強度に応じてパルス光の波長を変更するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術は、偏波保持型の光ファイバが光の強度に応じて波長を変更する特性に基づく。

【特許文献1】特許第3390755号公報

産業上の利用分野


本発明は、距離測定装置および距離測定方法に関し、詳しくは、対象物までの距離を測定する距離測定装置および距離測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
短い間隔でパルス光を発生する短パルス光源と、
前記短パルス光源からのパルス光の強度を調整する強度調整部と入力されたパルス光の強度に応じて波長を変更してパルス光を出力する波長変更部とを有する波長変更手段と、
前記波長変更手段により波長が変更されたパルス光を信号光と参照光とに分岐する光分岐手段と、
該光分岐手段により分岐された信号光を前記対象物に照射すると共に該対象物から該信号光の照射により反射される散乱光を受光する照射受光手段と、
前記光分岐手段により分岐された参照光を入力すると共に前記参照光の波長に応じて伝搬時間を調整して出力する伝搬時間調整手段と、
前記伝搬時間調整手段により伝搬時間が調整された参照光と前記照射受光手段により受光された散乱光との重ね合わせに基づいて干渉信号を生成する干渉信号生成手段と、
前記伝搬時間調整手段により調整された伝搬時間と前記干渉信号生成手段により生成された干渉信号とに基づいて前記信号光の照射地点から前記対象物までの距離を演算する距離演算手段と、
を備える距離測定装置。

【請求項2】
請求項1記載の距離測定装置であって、
前記強度調整部は、音響光学変調器であり、
前記波長変更部は、偏波保持型の光ファイバである
距離測定装置。

【請求項3】
前記波長変更手段は、前記短パルス光源のパルス間隔に比して長い周期をもって順次波長を変更する手段である請求項1または2記載の距離測定装置。

【請求項4】
前記伝搬時間調整手段は、偏波保持型の光ファイバを有する手段である請求項1ないし3いずれか記載の距離測定装置。

【請求項5】
前記伝搬時間調整手段は、前記光ファイバに入力される参照光の光路長または前記光ファイバから出力された参照光の光路長を調整する光路長調整手段を有する手段である請求項4記載の距離測定装置。

【請求項6】
前記干渉信号生成手段は、前記参照光と前記散乱光との和としての和光の電解振幅の2乗と前記参照光と前記散乱光との差としての差光の電解振幅の2乗との差を得る作動検出により干渉信号を生成する手段である請求項1ないし5いずれか記載の距離測定装置。

【請求項7】
前記短パルス光源は、出力パルスの中心波長が1560nm近傍でパルス幅がピコ秒ないしフェムト秒単位のパルス光を出力することを特徴とする請求項1ないし6いずれか記載の距離測定装置。

【請求項8】
前記照射受光手段は、前記信号光により所定範囲内が走査されるよう該信号光を照射する手段である請求項1ないし7いずれか記載の距離測定装置。

【請求項9】
請求項1ないし8いずれか記載の距離測定装置であって、
前記伝搬時間調整手段により伝搬時間が調整された参照光を所定の周波数帯の変調光に変調する変調手段を備え、
前記干渉信号生成手段は、前記変調された変調光を前記参照光として用いて干渉信号を生成する手段である
距離測定装置。

【請求項10】
前記変調手段は、音響光学変調器または電気光学変調器である請求項9記載の距離測定装置。

【請求項11】
前記距離演算手段は、前記生成された干渉信号のうち前記所定の周波数帯の信号を通過するバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを通過した信号を2乗検波する2乗検波部とを有し、該2乗検波された信号に基づいて前記信号光の照射地点から前記対象物までの距離を演算する手段である請求項9または10記載の距離測定装置。

【請求項12】
対象物までの距離を測定する距離測定方法であって、
短い間隔のパルス光の強度を調整すると共にパルス光の強度に応じて波長を変更し、
該波長を変更したパルス光を信号光と参照光とに分岐し、
該分岐した信号光を前記対象物に照射すると共に該対象物から該信号光の照射により反射される散乱光を受光し、
前記分岐した参照光の波長に応じて伝搬時間を調整し、
該伝搬時間調整した参照光と前記受光した散乱光との重ね合わせに基づいて干渉信号を生成し、
前記調整した伝搬時間と前記生成した干渉信号とに基づいて前記信号光の照射地点から前記対象物までの距離を演算する
距離測定方法。
産業区分
  • その他通信
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005177482thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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