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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022129385
(43)【公開日】2022-09-05
(54)【発明の名称】干渉法による間隔測定のための装置
(51)【国際特許分類】
G01B 9/02002 20220101AFI20220829BHJP
G01B 11/02 20060101ALI20220829BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20220829BHJP
【ＦＩ】
G01B9/02002
G01B11/02 G
G01B11/00 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022025227
(22)【出願日】2022-02-22
(31)【優先権主張番号】10 2021 201 722.3
(32)【優先日】2021-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】390014281
【氏名又は名称】ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＤＲ． ＪＯＨＡＮＮＥＳ ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(72)【発明者】
【氏名】ヘルベルト・フーバー・レンク
【テーマコード（参考）】
2F064
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F064AA04
2F064CC04
2F064EE09
2F064FF03
2F064GG02
2F064GG16
2F064GG22
2F064GG33
2F064GG34
2F064GG38
2F064GG49
2F064GG68
2F064HH06
2F064HH07
2F064JJ01
2F065AA06
2F065AA09
2F065AA22
2F065BB15
2F065DD03
2F065FF52
2F065GG04
2F065GG23
2F065HH13
2F065JJ05
2F065JJ25
2F065LL02
2F065LL33
2F065LL34
2F065LL36
2F065LL42
2F065QQ28
2F065UU05
2F065UU07
(57)【要約】
【課題】干渉法による間隔測定の装置を提示する。
【解決手段】干渉法による間隔測定の装置は少なくとも３つの異なる波長の光線束を供給する多波長光源を含む。光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する干渉計ユニットを有し、測定光線束は測定軸に沿って移動可能な測定反射器に伝播し参照光線束は固定の参照反射器に伝播し、後方反射される。後方反射された測定光線束と参照光線束とは干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。検出ユニットにより干渉光線束が分割され波長ごとに各々複数の移相された部分干渉信号が生じる。信号処理ユニットは異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から測定反射器に関する絶対位置情報を決定する。概略位置信号を生成するため本装置は変調ユニットを有し、変調ユニットが、放出された波長に位相変調を印加し、位相変調された光線束が、干渉計ユニットの方向に伝播し部分干渉信号内で間隔依存の変調を引き起こす。
【選択図】図１
【解決手段】干渉法による間隔測定の装置は少なくとも３つの異なる波長の光線束を供給する多波長光源を含む。光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する干渉計ユニットを有し、測定光線束は測定軸に沿って移動可能な測定反射器に伝播し参照光線束は固定の参照反射器に伝播し、後方反射される。後方反射された測定光線束と参照光線束とは干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。検出ユニットにより干渉光線束が分割され波長ごとに各々複数の移相された部分干渉信号が生じる。信号処理ユニットは異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から測定反射器に関する絶対位置情報を決定する。概略位置信号を生成するため本装置は変調ユニットを有し、変調ユニットが、放出された波長に位相変調を印加し、位相変調された光線束が、干渉計ユニットの方向に伝播し部分干渉信号内で間隔依存の変調を引き起こす。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
－ 少なくとも３つの異なる波長をもたらす光線束を供給する多波長光源と、
－ 前記光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する少なくとも１つの干渉計ユニットであって、前記測定光線束が、測定アーム内で測定軸に沿って移動可能な測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射され、かつ前記参照光線束が、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射され、前記測定反射器および前記参照反射器によって後方反射された前記測定光線束と前記参照光線束が干渉しながら干渉光線束内で重なり合う、少なくとも１つの干渉計ユニットと、
－ 前記干渉光線束の分割が、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる少なくとも１つの検出ユニットと、
－ 異なる波長の前記部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、前記測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために形成および適応された少なくとも１つの信号処理ユニットと
を備えた、干渉法による間隔測定のための装置において、
前記概略位置信号（ＬＧ）を生成するため、変調ユニット（１５）が、少なくとも１つの放出された波長（λｉ；ｉ＝１、２、３）に位相変調を印加し、これにより位相変調された光線束（ＳＰＭ；ＳＰＭ＿１、ＳＰＭ＿２、...ＳＰＭ＿Ｎ）が、前記少なくとも１つの干渉計ユニット（３０；３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）の方向に伝播し、かつ少なくとも１つの部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）内で、間隔依存の変調を引き起こすことを特徴とする、装置。
－ 前記光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する少なくとも１つの干渉計ユニットであって、前記測定光線束が、測定アーム内で測定軸に沿って移動可能な測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射され、かつ前記参照光線束が、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射され、前記測定反射器および前記参照反射器によって後方反射された前記測定光線束と前記参照光線束が干渉しながら干渉光線束内で重なり合う、少なくとも１つの干渉計ユニットと、
－ 前記干渉光線束の分割が、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる少なくとも１つの検出ユニットと、
－ 異なる波長の前記部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、前記測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために形成および適応された少なくとも１つの信号処理ユニットと
を備えた、干渉法による間隔測定のための装置において、
前記概略位置信号（ＬＧ）を生成するため、変調ユニット（１５）が、少なくとも１つの放出された波長（λｉ；ｉ＝１、２、３）に位相変調を印加し、これにより位相変調された光線束（ＳＰＭ；ＳＰＭ＿１、ＳＰＭ＿２、...ＳＰＭ＿Ｎ）が、前記少なくとも１つの干渉計ユニット（３０；３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）の方向に伝播し、かつ少なくとも１つの部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）内で、間隔依存の変調を引き起こすことを特徴とする、装置。
【請求項2】
前記変調ユニット（１５）が電気光学変調器（１２）および正弦波発生器（１３）を含んでおり、前記正弦波発生器（１３）が、前記電気光学変調器（１２）を規定の変調周波数（ｆＰＭ）および規定の電圧振幅（ＡＰＭ）で制御することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記正弦波発生器（１３）の前記変調周波数（ｆＰＭ）が、発生する機械的周波数および音響的周波数より大きいように選択されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記正弦波発生器（１３）の前記変調周波数（ｆＰＭ）が、周波数範囲［１００ｋＨｚ...１０ＭＨｚ］内で選択されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項5】
前記電気光学変調器（１２）が、組み込まれてファイバー結合された変調器として形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項6】
少なくとも１つの部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）内で、間隔依存の位相変調および振幅変調が結果として生じることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項7】
前記信号処理ユニット（５０）が、前記概略位置信号（ＬＧ）を生成するために形成および適応されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記信号処理ユニット（５０）が、
－ 少なくとも１つの評価された部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）から、変調された位相値（ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）を決定し、かつ
－ 前記変調された位相値（ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）から、位置位相振幅（Ａλｉ；ｉ＝１...３）を決定し、かつ
－ 前記位置位相振幅（Ａλｉ；ｉ＝１...３）と、前記位相変調された光線束（ＳＰＭ）に印加された光位相振幅（ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）とを使って、前記概略位置信号（ＬＧ）を決定するために形成および適応されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
－ 少なくとも１つの評価された部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）から、変調された位相値（ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）を決定し、かつ
－ 前記変調された位相値（ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）から、位置位相振幅（Ａλｉ；ｉ＝１...３）を決定し、かつ
－ 前記位置位相振幅（Ａλｉ；ｉ＝１...３）と、前記位相変調された光線束（ＳＰＭ）に印加された光位相振幅（ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）とを使って、前記概略位置信号（ＬＧ）を決定するために形成および適応されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記概略位置信号（ＬＧ）が、次式
に基づいて決定され、式中
ＬＧ：＝概略位置信号
ｃ：＝測定媒質中の光速
ｆＰＭ：＝変調周波数
Ａλｉ；ｉ＝１、２、３：＝位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３：＝光位相振幅
であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【数36】
ＬＧ：＝概略位置信号
ｃ：＝測定媒質中の光速
ｆＰＭ：＝変調周波数
Ａλｉ；ｉ＝１、２、３：＝位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３：＝光位相振幅
であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
光位相振幅確定ユニット（８０）が、前記位相変調された光線束（ＳＰＭ）に印加された前記光位相振幅（ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）を決定するために形成および適応されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項11】
加えて前記信号処理ユニット（５０）が、
－ 前記移相された電気的な部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）から、波長（λ１、λ２、λ３）ごとに、変調されていない位相値（Φλｉ；ｉ＝１、２、３）を決定し、かつ
－ 前記変調されていない位相値（Φλｉ；ｉ＝１、２、３）から、それぞれ異なる合成波長（Λｊ；ｉ＝１、２、３）に割り当てられた複数の差分位相（ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ）を形成し、かつ
－ 前記概略位置信号（ＬＧ）および前記差分位相（ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ）から、前記測定反射器（３３）に関する高分解の絶対位置情報（Ｌ）を決定する
ために形成および適応されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の装置。
－ 前記移相された電気的な部分干渉信号（Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ）から、波長（λ１、λ２、λ３）ごとに、変調されていない位相値（Φλｉ；ｉ＝１、２、３）を決定し、かつ
－ 前記変調されていない位相値（Φλｉ；ｉ＝１、２、３）から、それぞれ異なる合成波長（Λｊ；ｉ＝１、２、３）に割り当てられた複数の差分位相（ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ）を形成し、かつ
－ 前記概略位置信号（ＬＧ）および前記差分位相（ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ）から、前記測定反射器（３３）に関する高分解の絶対位置情報（Ｌ）を決定する
ために形成および適応されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の装置。
【請求項12】
－ 前記位相変調された光線束（ＳＰＭ）を複数の位相変調された部分光線束（ＳＰＭ＿Ｒ、ＳＰＭ＿ｊ；ｊ＝１、２、...Ｎ）に分ける分割素子（９０）と、
－ それぞれ異なる測定軸に割り当てられており、かつそれぞれ１つの位相変調された部分光線束（ＳＰＭ＿ｊ；ｊ＝１、２、...Ｎ）を送ることができる多数の干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）であって、各測定軸に対してそれぞれの前記測定反射器に関する絶対位置情報（Ｌ１、Ｌ２、...ＬＮ）を決定するために、各干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）にそれぞれ１つの検出ユニット（４０．１、４０．２、...４０．Ｎ）および１つの信号処理ユニット（５０．１、５０．２、...５０．Ｎ）が後置されている、多数の干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）と
を特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
－ それぞれ異なる測定軸に割り当てられており、かつそれぞれ１つの位相変調された部分光線束（ＳＰＭ＿ｊ；ｊ＝１、２、...Ｎ）を送ることができる多数の干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）であって、各測定軸に対してそれぞれの前記測定反射器に関する絶対位置情報（Ｌ１、Ｌ２、...ＬＮ）を決定するために、各干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）にそれぞれ１つの検出ユニット（４０．１、４０．２、...４０．Ｎ）および１つの信号処理ユニット（５０．１、５０．２、...５０．Ｎ）が後置されている、多数の干渉計ユニット（３０．１、３０．２、...３０．Ｎ）と
を特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項13】
部分光線束（ＳＰＭ＿Ｒ）から決定された光位相振幅（ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３）を個々の測定軸内の信号処理ユニット（５０．１、５０．２、...５０．Ｎ）にさらなる処理のために送る光位相振幅確定ユニット（８０）に送ることができる位相変調された部分光線束（ＳＰＭ＿Ｒ）を特徴とする、請求項１０または１２に記載の装置。
【請求項14】
前記干渉計ユニット（３０）が、光線分割ユニット（３１）と、少なくとも１つの測定方向（ｘ）に沿って移動可能な前記測定反射器（３３）と、前記固定の参照反射器（３４）と、光線合流ユニット（３１）とを含んでおり、前記光線分割ユニット（３１）により、前記位相変調された光線束（ＳＰＭ）の測定光線束（ＭＰＭ）と参照光線束（ＲＰＭ）とへの分割が行われ、かつ前記光線合流ユニット（３１）により、前記測定反射器および前記参照反射器（３３、３４）によって後方反射された前記測定光線束（ＭＰＭ）と前記参照光線束（ＲＰＭ）との前記干渉光線束（ＩＦＰＭ）への重ね合わせが行われることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は干渉法による間隔測定のための装置に関する。この装置はとりわけ、２つの互いに移動可能な物体の絶対間隔の決定に適している。
【背景技術】
【0002】
汎用装置は、ＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１から知られている。２つの互いに移動可能な物体の絶対間隔を干渉法によって決定するためのこの装置は、いわゆる多波長法に基づいている。この場合、異なる波長の干渉位相の差分形成から、１つまたは複数のうなり位相が決定され、このうなり位相が、比較的大きな間隔範囲にわたっての一義的な絶対位置決定を可能にする。
【0003】
これに関し、相応の装置は、カスケード式に形成することもでき、かつ複数の異なる波長から複数のうなり位相を生成することができる。
ＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１から既知の装置は、少なくとも３つの異なる波長をもたらす光線束を供給する多波長光源を備えている。この多波長光源は、少なくとも３つの異なるブラッグ格子を含むファイバーレーザとして形成されており、これらのブラッグ格子の格子定数は、生成される波長に合わされている。さらに、光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する干渉計ユニットが意図されている。測定光線束は、測定アーム内で測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。参照光線束は、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。測定反射器および参照反射器によって後方反射された測定光線束と参照光線束とが干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。この干渉光線束の分割が検出ユニットにより、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる。信号処理ユニットにより、異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、測定反射器に関する絶対位置情報が決定される。概略位置信号の生成には飛行時間測定法が提案されており、この場合、光パルスが測定反射器に達して戻ってくる飛行時間が決定され、かつ飛行時間から概略位置信号が導き出される。このような飛行時間測定法には、各測定軸に対し、光生成、カップリングおよびデカップリング、検出、増幅、ならびに時間測定のための追加的な光学的および電子的コンポーネントが必要である。
ＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１から既知の装置は、少なくとも３つの異なる波長をもたらす光線束を供給する多波長光源を備えている。この多波長光源は、少なくとも３つの異なるブラッグ格子を含むファイバーレーザとして形成されており、これらのブラッグ格子の格子定数は、生成される波長に合わされている。さらに、光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する干渉計ユニットが意図されている。測定光線束は、測定アーム内で測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。参照光線束は、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。測定反射器および参照反射器によって後方反射された測定光線束と参照光線束とが干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。この干渉光線束の分割が検出ユニットにより、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる。信号処理ユニットにより、異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、測定反射器に関する絶対位置情報が決定される。概略位置信号の生成には飛行時間測定法が提案されており、この場合、光パルスが測定反射器に達して戻ってくる飛行時間が決定され、かつ飛行時間から概略位置信号が導き出される。このような飛行時間測定法には、各測定軸に対し、光生成、カップリングおよびデカップリング、検出、増幅、ならびに時間測定のための追加的な光学的および電子的コンポーネントが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の基礎となる課題は、できるだけ少ない追加コストで概略位置信号を生成可能な、絶対的で干渉法による間隔測定のための装置を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題は本発明により、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。
本発明による装置の有利な実施形態は、従属請求項に挙げた措置から明らかである。
本発明による装置は干渉法による間隔測定のために用いられる。この装置は、少なくとも３つの異なる波長をもたらす光線束を供給する多波長光源を含んでいる。さらに、この光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する少なくとも１つの干渉計ユニットが意図されている。測定光線束は、測定アーム内で測定軸に沿って移動可能な測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。参照光線束は、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。測定反射器および参照反射器によって後方反射された測定光線束と参照光線束とは干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。さらに少なくとも１つの検出ユニットが意図されており、この検出ユニットにより、干渉光線束の分割が、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる。少なくとも１つの信号処理ユニットは、異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために形成および適応されている。概略位置信号を生成するため、変調ユニットは、少なくとも１つの放出された波長に位相変調を印加し、これにより位相変調された光線束が、少なくとも１つの干渉計ユニットの方向に伝播し、かつ少なくとも１つの部分干渉信号内で、間隔依存の変調を引き起こす。
本発明による装置の有利な実施形態は、従属請求項に挙げた措置から明らかである。
本発明による装置は干渉法による間隔測定のために用いられる。この装置は、少なくとも３つの異なる波長をもたらす光線束を供給する多波長光源を含んでいる。さらに、この光線束を測定光線束と参照光線束とに分割する少なくとも１つの干渉計ユニットが意図されている。測定光線束は、測定アーム内で測定軸に沿って移動可能な測定反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。参照光線束は、参照アーム内で固定の参照反射器の方向に伝播し、そこで後方反射される。測定反射器および参照反射器によって後方反射された測定光線束と参照光線束とは干渉しながら干渉光線束内で重なり合う。さらに少なくとも１つの検出ユニットが意図されており、この検出ユニットにより、干渉光線束の分割が、波長ごとにそれぞれ複数の移相された部分干渉信号が結果として生じるように行われる。少なくとも１つの信号処理ユニットは、異なる波長の部分干渉信号および追加的な概略位置信号から、測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために形成および適応されている。概略位置信号を生成するため、変調ユニットは、少なくとも１つの放出された波長に位相変調を印加し、これにより位相変調された光線束が、少なくとも１つの干渉計ユニットの方向に伝播し、かつ少なくとも１つの部分干渉信号内で、間隔依存の変調を引き起こす。
【0007】
有利な一実施形態では、変調ユニットが電気光学変調器および正弦波発生器を含んでおり、この正弦波発生器が、電気光学変調器を規定の変調周波数および規定の電圧振幅で制御する。
【0008】
その際、正弦波発生器の変調周波数が、発生する機械的周波数および音響的周波数より大きいように選択されることが好ましい。
例えば、正弦波発生器の変調周波数は、周波数範囲［１００ｋＨｚ...１０ＭＨｚ］内で選択され得る。
例えば、正弦波発生器の変調周波数は、周波数範囲［１００ｋＨｚ...１０ＭＨｚ］内で選択され得る。
【0009】
電気光学変調器は、その際、組み込まれてファイバー結合された変調器として形成され得る。
少なくとも１つの部分干渉信号内で、間隔依存の位相変調および振幅変調が結果として生じることが好ましい。
少なくとも１つの部分干渉信号内で、間隔依存の位相変調および振幅変調が結果として生じることが好ましい。
【0010】
有利な一実施形態では、信号処理ユニットが、概略位置信号（ＬＧ）を生成するために形成および適応されている。
この場合、信号処理ユニットは、
－ 少なくとも１つの評価された部分干渉信号から、変調された位相値を決定し、かつ
－ 変調された位相値から、位置位相振幅を決定し、かつ
－ 位置位相振幅と、位相変調された光線束に印加された光位相振幅とを使って、概略位置信号を決定するために形成および適応され得る。
この場合、信号処理ユニットは、
－ 少なくとも１つの評価された部分干渉信号から、変調された位相値を決定し、かつ
－ 変調された位相値から、位置位相振幅を決定し、かつ
－ 位置位相振幅と、位相変調された光線束に印加された光位相振幅とを使って、概略位置信号を決定するために形成および適応され得る。
【0011】
概略位置信号が、次式
【0012】
【数1】
【0013】
に基づいて決定されることが有利であり、式中、
ＬＧ：＝概略位置信号
ｃ：＝測定媒質中の光速
ｆＰＭ：＝変調周波数
Ａλｉ；ｉ＝１、２、３：＝位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３：＝光位相振幅
である。
ＬＧ：＝概略位置信号
ｃ：＝測定媒質中の光速
ｆＰＭ：＝変調周波数
Ａλｉ；ｉ＝１、２、３：＝位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３：＝光位相振幅
である。
【0014】
さらに、光位相振幅確定ユニットが、位相変調された光線束に印加された光位相振幅を決定するために形成および適応され得ることが、可能である。
加えて、
－ 移相された電気的な部分干渉信号から、波長ごとに、変調されていない位相値を決定し、かつ
－ 変調されていない位相値から、それぞれ異なる合成波長に割り当てられた複数の差分位相を形成し、かつ
－ 概略位置信号および差分位相から、測定反射器に関する高分解の絶対位置情報を決定する
ために形成および適応されている信号処理ユニットが意図され得る。
加えて、
－ 移相された電気的な部分干渉信号から、波長ごとに、変調されていない位相値を決定し、かつ
－ 変調されていない位相値から、それぞれ異なる合成波長に割り当てられた複数の差分位相を形成し、かつ
－ 概略位置信号および差分位相から、測定反射器に関する高分解の絶対位置情報を決定する
ために形成および適応されている信号処理ユニットが意図され得る。
【0015】
さらに、
－ 位相変調された光線束を複数の位相変調された部分光線束に分ける分割素子と、
－ それぞれ１つの位相変調された部分光線束を送ることができる、それぞれ異なる測定軸を割り当てるための多数の干渉計ユニットであって、各測定軸に対してそれぞれの測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために、各干渉計ユニットにそれぞれ１つの検出ユニットおよび１つの信号処理ユニットが後置されている、多数の干渉計ユニットと
が、可能である。
－ 位相変調された光線束を複数の位相変調された部分光線束に分ける分割素子と、
－ それぞれ１つの位相変調された部分光線束を送ることができる、それぞれ異なる測定軸を割り当てるための多数の干渉計ユニットであって、各測定軸に対してそれぞれの測定反射器に関する絶対位置情報を決定するために、各干渉計ユニットにそれぞれ１つの検出ユニットおよび１つの信号処理ユニットが後置されている、多数の干渉計ユニットと
が、可能である。
【0016】
これに関し、部分光線束から決定された光位相振幅を個々の測定軸内の信号処理ユニットにさらなる処理のために送る光位相振幅確定ユニットに送ることができる位相変調された部分光線束が、意図され得る。
【0017】
好ましい一実施形態では、干渉計ユニットが、光線分割ユニットと、少なくとも１つの測定方向に沿って移動可能な測定反射器と、固定の参照反射器と、光線合流ユニットとを含んでおり、光線分割ユニットにより、位相変調された光線束の測定光線束と参照光線束とへの分割が行われ、かつ光線合流ユニットにより、測定反射器および参照反射器によって後方反射された測定光線束と参照光線束との干渉光線束への重ね合わせが行われる。
【0018】
本発明による装置では、概略位置信号を生成するためのコストがかなり低減され得ることが特に有利と実証されている。とりわけ、光パルスのカップリングおよびデカップリングのための追加的な光学コンポーネントが必要なく、光生成、検出、増幅、および時間測定のための追加的な電子コンポーネントもなくなる。
【0019】
これに加え、概略位置信号が、高分解の干渉計信号と同一のコンポーネントを使って生成されるので、異なる位置情報の時間的整合性が追加措置なしで保証されている。
さらに、この変調される多波長光源により、必要な場合には複数の測定軸をもたらすこともでき、その一方で飛行時間測定を用いて概略位置信号を生成する場合には、このために各測定軸に対して別々の光学的および電子的コンポーネントが必要である。
さらに、この変調される多波長光源により、必要な場合には複数の測定軸をもたらすこともでき、その一方で飛行時間測定を用いて概略位置信号を生成する場合には、このために各測定軸に対して別々の光学的および電子的コンポーネントが必要である。
【0020】
本発明のさらなる詳細および利点を、図と関連させた以下の本発明による装置の例示的実施形態の説明に基づいて解説する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
図１では、干渉法による間隔測定のための本発明による装置の１つの例示的実施形態を概略図において示している。この装置は、光源ユニット１０、干渉計ユニット３０、検出ユニット４０、信号処理ユニット５０、および光位相振幅確定ユニット８０を含んでいる。本発明による装置を用い、この例示的実施形態では、２つの（図では示されていない）互いに相対的に移動可能な物体の間の絶対位置情報Ｌまたは絶対間隔の高精度の決定が可能である。この例では、２つの物体の一方が、干渉計ユニット３０の一部であって測定方向ｘに沿って移動可能な測定反射器３３と結合しており、２つの物体のもう一方は、それに対して固定配置された、干渉計ユニット３０のそのほかのコンポーネントと結合している。
【0023】
この両方の物体は、例えば互いに移動可能な機械部分であることができ、これらの機械部分の絶対間隔を本発明による装置を使って決定することができる。本発明による装置によって生成された絶対位置情報Ｌに関する情報は、上位に置かれた機械制御部によってさらに処理され得る。
【0024】
さらに本発明による装置を、レーザトラッカーまたはレーザトレーサにおいて用いることもできる。この場合には、干渉計ユニット３０の固定のコンポーネントと、空間内を移動可能な測定反射器３３との絶対間隔が決定される。
【0025】
このようなシステムは、非常に様々な測定課題および／または較正課題と関連して用いられ得る。それだけでなく本発明による装置に関するなおさらなる使用可能性ももちろん存在している。
【0026】
以下に概略位置信号ＬＧの決定および絶対位置情報Ｌの確定のための本発明による手順を詳細に説明する前に、図に基づいてまずはシステム全体およびその非常に重要なコンポーネントの機能を解説する。
【0027】
本発明による装置の光源ユニット１０は多波長光源１１を含んでおり、多波長光源１１は、少なくとも３つの異なる波長λｉ（ｉ＝１、２、３）をもつ光線束Ｓを放出し、これらの波長λｉ（ｉ＝１、２、３）はそれぞれ小さなスペクトル線幅を有している。多波長光源１１として、ここでは少なくとも３つの異なるブラッグ格子を含むファイバーレーザが意図されており、これらのブラッグ格子の格子定数は、生成される波長λｉ（ｉ＝１、２、３）に合わせられている。多波長光源１１のさらなる詳細および適切な波長λｉ（ｉ＝１、２、３）の選択については、既に冒頭で言及した文献ＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１を参照するよう明示的に指摘しておく。
【0028】
多波長光源１１によってもたらされた光線束Ｓは、変調ユニット１５によって位相変調され、これに関しては少なくとも１つの放出された波長λｉ（ｉ＝１、２、３）に位相変調が印加され、ただし図示した例示的実施形態ではそれだけでなく３つすべての放出された波長λ１、λ２、λ３にこのような位相変調が印加されていることが意図されている。変調ユニット１５はこのために、電気光学変調器１２を規定の変調周波数ｆＰＭおよび規定の電圧振幅ＡＰＭで制御する正弦波発生器１３を含んでいる。電気光学変調器１２は、この例示的実施形態では、組み込まれてファイバー結合された変調器として形成されている。
【0029】
正弦波発生器１３の変調周波数ｆＰＭは、周波数範囲［１００ｋＨｚ...１０ＭＨｚ］内で選択されることが好ましく、これに関してはさらに、測定エラーを回避するため、変調周波数ｆＰＭが、システム内で発生する機械的周波数（数ｋＨｚ）および音響的周波数（数百ｋＨｚ）より大きいことが考慮される。具体的な１つの例示的実施形態では、変調周波数ｆＰＭ＝１．５６２５ＭＨｚが意図されている。
【0030】
したがって光源ユニット１０により、位相変調された光線束ＳＰＭが放出され、その際、異なる波長λｉ（ｉ＝１、２、３）が、印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を有しており、この光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）は、π（＝１８０°）の複数の倍数の範囲内にある。この後の説明の過程で、印加された位相変調が、とりわけ概略位置信号ＬＧを生成するためにどのように利用されるかがさらに詳細に解説される。
【0031】
光源ユニット１０に後置されたファイバーオプティクススプリッターの形態での光線分岐器１００により、位相変調された光線束ＳＰＭの一部分ＳＰＭ＿Ｒが分岐され、かつ光位相振幅確定ユニット８０に送られる。光位相振幅確定ユニット８０により、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が決定され、かつ信号処理ユニット５０により利用可能であり、この信号処理ユニット５０は概略位置信号ＬＧを生成するために光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を必要とする。この量の決定および処理についての詳細に関しては以下の説明も参照されたい。
【0032】
位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）をもつ位相変調された光線束ＳＰＭの分岐されなかった部分は干渉計ユニット３０に達し、そこで偏光性光線分割器として作製された光線分割ユニット３１により測定光線束ＭＰＭと参照光線束ＲＰＭとに分割される。測定光線束ＭＰＭは、分割後に測定アーム内で少なくとも測定方向ｘに沿って移動可能な測定反射器３３の方向に伝播し、そこで入射方向に戻るように後方反射される。参照光線束ＲＰＭは、分割後に参照アーム内で固定の参照反射器３４の方向に伝播し、そこで同様に入射方向に戻るように後方反射される。測定反射器３３および参照反射器３４は、図示した例では再帰反射性三面鏡として形成されている。測定反射器および参照反射器３３、３４によって後方反射された測定光線束および参照光線束ＭＰＭ、ＲＰＭは、その後、偏光性光線分割器として作製された光線合流ユニット３１に達し、そこで干渉しながら干渉光線束ＩＦＰＭ内で重なり合う。図１の図示した例示的実施形態では、光線分割ユニット３１または光線合流ユニット３１として、キューブ型光線分割器の形態での１つの部品だけが意図されており、この部品内で両方のユニットが一緒に形成されている。キューブ型光線分割器の光線分割面または光線合流面３２では、位相変調された光線束ＳＰＭの測定光線束ＭＰＭと参照光線束ＲＰＭとへの分割または測定光線束ＭＰＭと参照光線束ＲＰＭとの干渉光線束ＩＦＰＭへのさらなる処理が行われる。この関連で使用した添え字ＰＭにより、間隔または絶対位置情報Ｌに依存する、参照光線束ＲＰＭと測定光線束ＭＰＭとの間のインクリメンタル型の位相差に加えて、位相差の間隔依存の変調が存在することが明瞭化されており、この後の説明の過程で、この位相差の間隔依存の変調から概略位置信号ＬＧがどのように確定されるかがさらに詳細に解説される。干渉光線束ＩＦＰＭは、干渉計ユニット３０の出力部でさらにλ／４板３５を通過し、このλ／４板３５は、干渉光線束ＩＦＰＭのｓ偏光成分とｐ偏光成分とを１つの回転する電場ベクトルへと重ね合わせ、この電場ベクトルの回転角度が評価のために考慮される。したがってこの例示的実施形態では、干渉計ユニット３０が、偏光符号化干渉計として形成されている。
【0033】
干渉計ユニット３０に関し、図１で概略的に描かれたマイケルソン干渉計の形態での形成は、決して本発明の本質ではないことを指摘しておく。それゆえこれに代わる干渉計の変形形態および／またはコンポーネントも、本発明による装置の干渉計ユニット３０において用いられ得る。よって例えば、屈折率ｎ＝２の球体を、それらの間で絶対間隔が測定される反射器として用いてもよい。さらにもちろん、それ以外の形式で形成された測定反射器および参照反射器、例えば平面鏡などを用いてもよい。同様に、測定光線束と参照光線束との分割および合流のために光線分割ユニットと光線合流ユニットとを別々に備えたマッハツェンダー干渉計を使用してもよいであろう、等。
【0034】
干渉計ユニット３０によって生成された干渉光線束ＩＦＰＭは、その後、検出ユニット４０の方向に伝播する。このユニットにより、出力側では、位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）ごとにそれぞれ複数の電気的な移相された部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が、詳しくは、位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）ごとに３つずつの１２０°移相された部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が結果として生じるように、干渉光線束ＩＦＰＭの分割またはさらなる処理が行われる。この場合、３つの位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を有するこの例では、検出ユニット４０の出力部では全部で９つの部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が存在し、これらの部分干渉信号が続いて位置測定のためにさらに処理される。検出ユニット４０の構造可能性に関しては、以下の図２の説明を参照されたい。
【0035】
図２に示しているように、干渉計ユニットによって生成され、λ／４板３５の通過後には回転する直線偏光電場から成っている干渉光線束ＩＦＰＭが、検出ユニット４０に当たる。そこでは、第１の分割素子４１および後置の偏光素子４３により、干渉光線束ＩＦＰＭの、３つの互いに移相された干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０への分割が行われる。この場合、第１の分割素子４１は、そこに入射する干渉光線束ＩＦＰＭを最初に３つの空間的に分離した干渉光線束に分割する反射性位相格子として形成されている。偏光素子４３は、それぞれ６０°相互に回転した偏光方向をもつ３つの直線偏光フィルターを含んでおり、かつ分割素子４１によって分離された３つの干渉光線束を、それぞれ１２０°移相された３つの部分干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０に変換する。第１の分割素子４１および偏光素子４３による３つの移相された部分干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０への分割は、図平面に垂直に行われており、つまり図２の表示では、偏光素子４３の後に存在している３つの分割され移相された部分干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０を個々には認識できない。３つの移相された部分干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０はその後、同様に反射性位相格子の形態で形成された第２の分割素子４２に当たる。第２の分割素子４２により、３つの移相された部分干渉光線束ＩＦＰＭ９０、ＩＦＰＭ２１０、ＩＦＰＭ３３０の波長依存の分割が生じ、したがってその後は、波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）ごとにそれぞれ３つの移相された部分干渉光線束が、つまり図２で個々には示していない全部で９つの部分干渉光線束が存在している。部分干渉光線束はその後、偏向素子４４および結像光学系４５を経て検出器アレイ４６に達し、検出器アレイ４６は、ここでは９つの電気光学検出素子４６．１～４６．３を含んでおり、これに関し図２の表示では電気光学検出素子の一部しか認識できない。結像光学系４５は、ここでは単レンズとしてまたはレンズアレイとして形成されており、その代わりに偏向素子４４と組み合わせて１つだけの部品で形成されていてもよい。検出器アレイ４６またはその検出素子４６．１～４６．９により、９つの部分干渉光線束が捕捉され、かつ９つの電気的な部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）に変換され、これらの部分干渉信号はその後、信号処理ユニット内でさらに処理される。これに関し図２では、全部で９つの生成された部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）のうち３つの部分干渉信号Ｓλ１＿９０、Ｓλ２＿９０、Ｓλ３＿９０しか示されていない。
【0036】
続いて、部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）のさらなる処理が、図１では概略的にのみ示唆された信号処理ユニット５０内で行われる。信号処理ユニット５０は、異なる位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）から、移動可能な測定反射器３３に関する１つの概略位置信号ＬＧを生成するために、および多波長うなり法により、段階的に絶対位置情報Ｌを確定するために適応されている。
【0037】
以下に、本発明に基づく概略位置信号ＬＧを決定するための手順を解説する。これに関して重要なのは、光線束Ｓに印加された位相変調であり、この位相変調は、評価される干渉計ユニット３０の位置信号内で、位相および振幅の間隔依存の変調を引き起こす。つまり、電気光学変調器１２の制御信号に関する変調の振幅も位相も、間隔に依存している。この場合、概略位置信号ＬＧの決定は、実質的に、干渉計ユニット３０、検出ユニット４０、および信号処理ユニット５０の既存のハードウェアコンポーネントによって行われ得る。図１の例示的実施形態ではこれに加えて光位相振幅確定ユニット８０だけがさらに意図されており、光位相振幅確定ユニット８０は、異なる波長λｉ（ｉ＝１、２、３）での、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を確定するために用いられ、この光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が、概略位置信号ＬＧを決定するために考慮される。
【0038】
概略位置信号ＬＧを決定するための本発明による手順を以下に詳細に解説する。
参照光線束ＲＰＭ内の波長λｉ；ｉ＝１、２、３の１つの、変調ユニット１５によって生成された時間依存の変調された位相成分ＰλｉＲ（ｔ）を
参照光線束ＲＰＭ内の波長λｉ；ｉ＝１、２、３の１つの、変調ユニット１５によって生成された時間依存の変調された位相成分ＰλｉＲ（ｔ）を
【0039】
【数2】
【0040】
と仮定する。
以下では、ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）により、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅を表しており、ｆPMは、電気光学変調器１２の変調周波数を示している。
以下では、ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）により、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅を表しており、ｆPMは、電気光学変調器１２の変調周波数を示している。
【0041】
測定光線束ＭＰＭ内の時間依存の変調された位相成分ＰλｉＭ（ｔ）は、参照光線束ＲＰＭ内の位相位置に対し、測定アーム内での通過長さ２×Ｌに必要な光飛行時間だけ遅れているので、これに関しては
【0042】
【数3】
【0043】
となる。
この式中では、ｃにより、測定媒質中での光の速度を表しており、Ｌは、測定反射器３３に関する絶対位置情報または図１で示唆された測定反射器３３と光線分割ユニット３１との間の絶対距離を示している。
この式中では、ｃにより、測定媒質中での光の速度を表しており、Ｌは、測定反射器３３に関する絶対位置情報または図１で示唆された測定反射器３３と光線分割ユニット３１との間の絶対距離を示している。
【0044】
したがって、参照光線束ＲＰＭと測定光線束ＭＰＭとの間の時間依存の変調された位相差ΔＰλｉ（ｔ）は、
【0045】
【数4】
【0046】
となる。
三角関数の式
三角関数の式
【0047】
【数5】
【0048】
を使って、およびこの式中のパラメータａ、ｂ、α、β、ｘを以下のように置き換えることにより
【0049】
【数6】
【0050】
および
【0051】
【数7】
【0052】
絶対位置情報Ｌに依存する位置位相振幅Ａλｉが、
【0053】
【数8】
【0054】
でもたらされる。
この式は、
この式は、
【0055】
【数9】
【0056】
へと簡略化され得る。
次式
次式
【0057】
【数10】
【0058】
の適用により、最終的に位置位相振幅Ａλｉに関し
【0059】
【数11】
【0060】
が導かれる。
したがって、電気光学変調器１２の制御信号に関する時間依存の位相差の位相位置δλｉ（ｉ＝１、２、３）は、
したがって、電気光学変調器１２の制御信号に関する時間依存の位相差の位相位置δλｉ（ｉ＝１、２、３）は、
【0061】
【数12】
【0062】
に基づいてもたらされる。
この式はさらに、
この式はさらに、
【0063】
【数13】
【0064】
へと簡略化され得る。
この場合、さらなる変形により
この場合、さらなる変形により
【0065】
【数14】
【0066】
となる。
これにより、干渉計内では、測定光線束ＭＰＭと参照光線束ＲＰＭとの間のインクリメンタル型の間隔依存の位相差に加えて、正弦状で時間および長さに依存する位相差ΔＰλｉ（ｔ）；ｉ＝１、２、３が、次式
これにより、干渉計内では、測定光線束ＭＰＭと参照光線束ＲＰＭとの間のインクリメンタル型の間隔依存の位相差に加えて、正弦状で時間および長さに依存する位相差ΔＰλｉ（ｔ）；ｉ＝１、２、３が、次式
【0067】
【数15】
【0068】
に基づいて導かれる。
検出ユニット４０では、上で解説したように個々の波長λｉ（ｉ＝１、２、３）が分離され、かつ波長λｉ（ｉ＝１、２、３）ごとに３つの電気的な１２０°移相された部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が生成される。これらの信号は信号処理ユニット５０により利用可能である。
検出ユニット４０では、上で解説したように個々の波長λｉ（ｉ＝１、２、３）が分離され、かつ波長λｉ（ｉ＝１、２、３）ごとに３つの電気的な１２０°移相された部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が生成される。これらの信号は信号処理ユニット５０により利用可能である。
【0069】
信号処理ユニット５０では部分干渉信号Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が最初に増幅器５１．１～５１．３によって増幅され、かつＡ／Ｄ変換器５２．１～５２．３によってデジタル化される。その後、各位相変調された波長λｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）に対し、位相計算ユニット５３．１～５３．３により、変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の計算が行われる。位相値ΦλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）はそれぞれ、光の位相変調により、変調周波数ｆＰＭおよび位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）で変調された成分または正弦状で時間および長さに依存する位相差ΔＰλｉ（ｔ）；ｉ＝１、２、３を有している。復調ユニット５３ａ．１～５３ａ．３では、位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）が決定され、かつ変調されていない位相値Φλｉ（ｉ＝１、２、３）が生じる。その後、概略位置決定ユニット５６では、位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）から絶対的な概略位置信号ＬＧが決定され、絶対的な概略位置信号ＬＧが位置決定ユニット５５に送られる。
【0070】
続いて、その先の絶対位置情報Ｌの決定が、変調されていない位相値Φλｉ（ｉ＝１、２、３）および概略位置信号ＬＧから、既にＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１で提案された手順に基づいて行われ、この関連ではこの文献を参照するよう明示的に指摘しておく。これについては、変調されていない位相値Φλｉ（ｉ＝１、２、３）から、差分位相計算ユニット５４．１～５４．３により、様々な合成波長に帰属する差分位相ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦが確定され、かつ位置決定ユニット５５に送られる。
【0071】
その後、位置決定ユニット５５では、送られた信号ＬＧならびにΔΦ、ΔΦ２３、およびΦλ３に基づいて、カスケード式の形態で絶対位置情報Ｌの決定が行われる。これについてもＤＥ１０２０１７２１３２５８Ａ１でのこの手順の詳細な説明を参照するよう明示的に指摘しておく。
【0072】
以下では、復調ユニット５３ａ．１～５３ａ．３内で、変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）から位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）がどのように決定されるかを解説する。この位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）は概略位置信号ＬＧの決定に使用され、このために概略位置決定ユニット５６に送られる。
【0073】
信号処理ユニット５０内の各位相計算ユニット５３．１～５３．３が、各サンプリング時点ｎに対し、変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）をもたらす。図４では例示的に、測定反射器３３が一定速度で移動する際の、サンプリング時点ｎでの、サンプリングされた変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）および変調されていない位相値Φλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）を示している。サンプリング周波数ｆＡは、この例ではｆＡ＝３２・ｆＰＭに基づいて選択された。
【0074】
ここで一般的には、
【0075】
【数16】
【0076】
式中、
【0077】
【数17】
【0078】
が適用されるべきである。
こうして次式
こうして次式
【0079】
【数18】
【0080】
を使って、各サンプリング時点ｎでの複素振幅に関する同相値Ｉλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）および直角位相値Ｑλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が計算され得る。この場合、同相値Ｉλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が複素振幅の実部を、および直角位相値Ｑλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が複素振幅の虚部を意味している。図５では、複素数平面、つまりいわゆるＩＱ平面において３２個のサンプリング値によって一例を示している。したがってサンプリング時点ｎでの位置位相振幅Ａλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）は
【0081】
【数19】
【0082】
である。
同様に、サンプリング時点ｎでの電気光学変調器１２の制御信号に関する変調の位相位置δλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が、
同様に、サンプリング時点ｎでの電気光学変調器１２の制御信号に関する変調の位相位置δλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が、
【0083】
【数20】
【0084】
から計算され得る。
この場合、δ’λｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）は、サンプリング時点ｎでのＩλｉ（ｎ）およびＱλｉ（ｎ）から成るフェーザの角度を意味している。
この場合、δ’λｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）は、サンプリング時点ｎでのＩλｉ（ｎ）およびＱλｉ（ｎ）から成るフェーザの角度を意味している。
【0085】
Ａλｉ（ｎ）およびδλｉ（ｎ）を上述の式に基づいて計算し得るためには、追加的な条件が満たされていなければならない。よってサンプリングは、時間的に等距離で、およびすべての信号に同時に行わなければならない。さらに、サンプリング周波数ｆＡおよび変調周波数ｆＰＭは互いに位相固定されていなければならず、これは、例えば共通の参照周波数から両方の周波数を導き出すことで保証され得る。
【0086】
これに加え、異なるサンプリング時点での複数の複素振幅値の適切な平均化法により、雑音が低減され得る。
次に、復調ユニット５３ａ．１～５３ａ．３により、差分位相計算ユニット５４．１～５４．３でのさらなる処理に必要な変調されていない位相値Φλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が、変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）からどのように得られるかを解説する。
次に、復調ユニット５３ａ．１～５３ａ．３により、差分位相計算ユニット５４．１～５４．３でのさらなる処理に必要な変調されていない位相値Φλｉ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）が、変調された位相値ΦλｉＰＭ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）からどのように得られるかを解説する。
【0087】
例えば、変調されていない位相値Φλｉｆ（ｎ）（ｉ＝１、２、３）は、各サンプリング時点ｎに対し、例えば下記の規則
【0088】
【数21】
【0089】
によって確定され得る。
以下では、今度は、概略位置決定ユニット５６に送られる振幅値Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）またはＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）からの、必要な概略位置信号ＬＧの決定を説明する。
以下では、今度は、概略位置決定ユニット５６に送られる振幅値Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）またはＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）からの、必要な概略位置信号ＬＧの決定を説明する。
【0090】
次式
【0091】
【数22】
【0092】
をＬに基づいて解くことにより、概略位置信号ＬＧに関し、下記の式
【0093】
【数23】
【0094】
が導かれる。
この式が、概略位置決定ユニット５６内で概略位置信号ＬＧを決定するために考慮される。
この式が、概略位置決定ユニット５６内で概略位置信号ＬＧを決定するために考慮される。
【0095】
原理的には、概略位置信号ＬＧの確定には１つだけの波長λｉ（ｉ＝１、２、３）の位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）で十分であろう。しかしながら３つすべての波長λｉ（ｉ＝１、２、３）の位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）を評価し、それを基に、得られた概略位置の算術平均値を出すのが有利であることが実証されており、こうすることで概略位置信号ＬＧの雑音が低減され得る。
【0096】
位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）の概略位置信号ＬＧに対する関係性を表す式、つまり
【0097】
【数24】
【0098】
から明らかなのは、位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）からの概略位置信号ＬＧの一義的な決定は、サインの独立変数が０～π／２の間にある範囲でのみ可能ということである。
【0099】
したがって
【0100】
【数25】
【0101】
それゆえ
【0102】
【数26】
【0103】
が適用される。
しかしながら概略位置信号ＬＧを位相角δλｉから決定してもよい。次式
しかしながら概略位置信号ＬＧを位相角δλｉから決定してもよい。次式
【0104】
【数27】
【0105】
を、測定長さまたは絶対位置情報Ｌに基づいて解くことにより、
【0106】
【数28】
【0107】
から概略位置信号ＬＧが計算され得る。
当然のことながら、非常に小さな位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）の場合は位相決定が不可能なので、位相角δλｉからの概略位置信号ＬＧの決定は、
ＬＧ＞０～ＬＧ＜ｃ／２ｆＰＭの値に対してのみ可能である。最も正確な位相決定は、ＬＧ＝ｃ／ｆＰＭの範囲辺りで可能である。なぜならここでは位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）が最大になるからである。
当然のことながら、非常に小さな位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）の場合は位相決定が不可能なので、位相角δλｉからの概略位置信号ＬＧの決定は、
ＬＧ＞０～ＬＧ＜ｃ／２ｆＰＭの値に対してのみ可能である。最も正確な位相決定は、ＬＧ＝ｃ／ｆＰＭの範囲辺りで可能である。なぜならここでは位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）が最大になるからである。
【0108】
したがってこの場合、測定長さに応じて、概略位置信号ＬＧが位置位相振幅Ａλｉまたは位相角δλｉのいずれかから決定され得る。
これにより概略位置信号ＬＧに関する一義的な測定範囲が、例えば
これにより概略位置信号ＬＧに関する一義的な測定範囲が、例えば
【0109】
【数29】
【0110】
に拡張され得る。
既に上で挙げた式
既に上で挙げた式
【0111】
【数30】
【0112】
から概略位置信号ＬＧを決定するには、個々の波長の、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を正確に知る必要がある。図１の例示的実施形態では、これらの量の決定は、光位相振幅確定ユニット８０を使った連続測定によって行われる。光位相振幅確定ユニット８０は、図１の表示に対する代替策として、光源ユニットに組み込まれていてもよい。
【0113】
以下に図６での表示に基づいて、この例示的実施形態で使用される光位相振幅確定ユニット８０の構造および機能原理を解説する。
既に言及したように、光線分岐器１００により、位相変調された光線束ＳＰＭから光出力の一部分がデカップリングされ、かつ光線束ＳＰＭ＿Ｒとして光位相振幅確定ユニット８０に送られる。光位相振幅確定ユニット８０は、図６での表示によれば、参照干渉計ユニット６０、検出ユニット４０．Ｒ、および信号処理ユニット７０を含んでいる。参照干渉計ユニット６０の機能方式は、原理的には図１からの干渉計ユニット３０の機能方式に相応している。ただしここでは測定光線束ＭＰＭ＿Ｒが、ファイバーカップラー６６により、光路長が２×ＬＲの参照ファイバー６８にカップリングされ、かつファイバーコリメータ６７により再びデカップリングされ、これに関しＬＲは、参照干渉計ユニット６０内での測定光線束と参照光線束との光路長差に相当する。その代わりに、参照干渉計ユニット６０に必要な、測定光線束ＭＰＭ＿Ｒと参照光線束ＲＰＭ＿Ｒの間の十分に一定の光路長差が、別のやり方で調整されてもよい。参照干渉計ユニット６０には検出ユニット４０．Ｒおよび信号処理ユニット７０が後置されており、この検出ユニット４０．Ｒおよび信号処理ユニット７０により、個々の波長の位置位相振幅Ａλｉ＿Ｒ（ｉ＝１、２、３）が確定される。これはここでは、信号処理ユニット５０内での位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）の確定に倣って行われる。このために使用される信号処理ユニット７０の構造を図７に示しており、それに関し意図されているこの信号処理ユニット７０によって行われる信号処理は、上で既に信号処理ユニット５０と関連して図３に基づいて解説した手順に実質的に相応している。
既に言及したように、光線分岐器１００により、位相変調された光線束ＳＰＭから光出力の一部分がデカップリングされ、かつ光線束ＳＰＭ＿Ｒとして光位相振幅確定ユニット８０に送られる。光位相振幅確定ユニット８０は、図６での表示によれば、参照干渉計ユニット６０、検出ユニット４０．Ｒ、および信号処理ユニット７０を含んでいる。参照干渉計ユニット６０の機能方式は、原理的には図１からの干渉計ユニット３０の機能方式に相応している。ただしここでは測定光線束ＭＰＭ＿Ｒが、ファイバーカップラー６６により、光路長が２×ＬＲの参照ファイバー６８にカップリングされ、かつファイバーコリメータ６７により再びデカップリングされ、これに関しＬＲは、参照干渉計ユニット６０内での測定光線束と参照光線束との光路長差に相当する。その代わりに、参照干渉計ユニット６０に必要な、測定光線束ＭＰＭ＿Ｒと参照光線束ＲＰＭ＿Ｒの間の十分に一定の光路長差が、別のやり方で調整されてもよい。参照干渉計ユニット６０には検出ユニット４０．Ｒおよび信号処理ユニット７０が後置されており、この検出ユニット４０．Ｒおよび信号処理ユニット７０により、個々の波長の位置位相振幅Ａλｉ＿Ｒ（ｉ＝１、２、３）が確定される。これはここでは、信号処理ユニット５０内での位置位相振幅Ａλｉ（ｉ＝１、２、３）の確定に倣って行われる。このために使用される信号処理ユニット７０の構造を図７に示しており、それに関し意図されているこの信号処理ユニット７０によって行われる信号処理は、上で既に信号処理ユニット５０と関連して図３に基づいて解説した手順に実質的に相応している。
【0114】
信号処理ユニット７０ではその後、個々の波長λｉ（ｉ＝１、２、３）の、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が決定され、このために最初に式
【0115】
【数31】
【0116】
が、ＡλｉＰＭに基づいて解かれる。
続いて、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が、次式
続いて、変調ユニット１５によって印加された光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）が、次式
【0117】
【数32】
【0118】
から計算でき、かつ光位相振幅確定ユニット８０の出力部で、さらなる処理のために提供され得る。
参照干渉計ユニット６０内で、部品公差およびアライメント公差による補間誤差を最小限に抑えるため、信号調整を実施することが有利である。これに関しては、参照干渉計ユニット６０内での光路長差ＬＲが、少なくとも半波長分は変えられなければならない。これは、例えば参照ファイバー６８にかけられる力の変化によって、または参照ファイバー６８の温度の変化によって行われ得る。
参照干渉計ユニット６０内で、部品公差およびアライメント公差による補間誤差を最小限に抑えるため、信号調整を実施することが有利である。これに関しては、参照干渉計ユニット６０内での光路長差ＬＲが、少なくとも半波長分は変えられなければならない。これは、例えば参照ファイバー６８にかけられる力の変化によって、または参照ファイバー６８の温度の変化によって行われ得る。
【0119】
本発明による装置は、例えば、多数のレーザトラッカーから成る絶対測長のための測定構成において用いられ得る。このような測定構成を用いて、既知のマルチラテレーション法により、空間内の１つの物体の絶対位置または絶対姿勢が決定され得る。相応の測定構成を図８に非常に概略化した形態で示している。この場合、光源ユニット１０によって生成された位相変調された光線束ＳＰＭは、最初にファイバースプリッターの形態での分割素子９０に達する。分割素子９０により、複数の位相変調された部分光線束ＳＰＭ＿ＲおよびＳＰＭ＿ｊ（ｊ＝１、２、...Ｎ）への分割が行われる。その後、部分光線束ＳＰＭ＿Ｒは光位相振幅確定ユニット８０に送られ、残りの部分光線束ＳＰＭ＿ｊ（ｊ＝１、２、...Ｎ）は、それぞれ異なる測定軸またはレーザトラッカーに割り当てられた多数のＮ個の干渉計ユニット３０．１...３０．Ｎに送られる。各干渉計ユニット３０．１...３０．Ｎには、上で解説した例示的実施形態に倣ってそれぞれ１つの検出ユニット４０．１...４０．Ｎおよび１つの信号処理ユニット５０．１...５０．Ｎが後置されており、これにより、各測定軸に対し、それぞれの測定反射器に関する絶対位置情報Ｌ１...ＬＮが決定される。
【0120】
本発明による装置の解説した例示的実施形態および変形形態だけでなく、本発明の枠内ではもちろんまだこれ以外の形態可能性が存在している。
すなわち、上で解説した光位相振幅確定ユニットを使った光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の継続的な決定の代わりに、位相変調によって印加された振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を、測定動作前に適切な方法で１回だけ確定し、その後、これらの量を定数として信号処理ユニットにさらなる処理のために利用可能である。このような確定は、例えば製造の際に行うことができ、後に定期的な再較正が行われ得る。
すなわち、上で解説した光位相振幅確定ユニットを使った光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の継続的な決定の代わりに、位相変調によって印加された振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を、測定動作前に適切な方法で１回だけ確定し、その後、これらの量を定数として信号処理ユニットにさらなる処理のために利用可能である。このような確定は、例えば製造の際に行うことができ、後に定期的な再較正が行われ得る。
【0121】
さらに、位相変調によって印加された振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）を測定動作中に決定することもできる。このためには、少なくとも２つの異なる長さまたは絶対位置Ｌ＿１およびＬ＿２が調整されなければならない。両方の絶対位置Ｌ＿１とＬ＿２との間の移動中に干渉計内での光線中断が起こってはならず、したがって、変調されていない位相値Φλｉの測定は妨げられないままである。帰属の変調されていない位相値Φλｉ＿１（ｉ＝１、２、３）およびΦλｉ＿２（ｉ＝１、２、３）ならびに位置位相振幅Ａλｉ＿１（ｉ＝１、２、３）およびＡλｉ＿２（ｉ＝１、２、３）が測定および保存される。この場合、下記の連立方程式
【0122】
【数33】
【0123】
が立てられ得る。
これに加え、
これに加え、
【0124】
【数34】
【0125】
が設定され得る。
式中、Ｌ＿０は、インクリメンタル型位置情報と絶対位置情報との間の未知の差である。
式中、Ｌ＿０は、インクリメンタル型位置情報と絶対位置情報との間の未知の差である。
【0126】
この場合、連立方程式
【0127】
【数35】
【0128】
が結果として導かれる。
この連立方程式は、２つの未知数Ｌ＿０およびＡλｉＰＭしか内包しておらず、未知数Ｌ＿０およびＡλｉＰＭに基づいて適切な方法で解かれ得る。測定動作中にこの手順を繰り返し適用でき、したがって光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の緩やかな変化の補正にも適用され得る。
この連立方程式は、２つの未知数Ｌ＿０およびＡλｉＰＭしか内包しておらず、未知数Ｌ＿０およびＡλｉＰＭに基づいて適切な方法で解かれ得る。測定動作中にこの手順を繰り返し適用でき、したがって光位相振幅ＡλｉＰＭ（ｉ＝１、２、３）の緩やかな変化の補正にも適用され得る。
【符号の説明】
【0129】
１２ 電気光学変調器
１３ 正弦波発生器
１５ 変調ユニット
３０；３０．１、３０．２、...３０．Ｎ 干渉計ユニット
３１ 光線分割ユニット、光線合流ユニット
３３ 測定反射器
３４ 参照反射器
５０；５０．１、５０．２、...５０．Ｎ 信号処理ユニット
４０；４０．１、４０．２、...４０．Ｎ 検出ユニット
８０ 光位相振幅確定ユニット
９０ 分割素子
ＡＰＭ 電圧振幅
Ａλｉ；ｉ＝１...３ 位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１...３ 光位相振幅
ｆＰＭ 変調周波数
ＩＦＰＭ 干渉光線束
Ｌ；Ｌ１、Ｌ２、...ＬＮ 絶対位置情報
ＬＧ 概略位置信号
ＭＰＭ 測定光線束
ＲＰＭ 参照光線束
ＳＰＭ 位相変調された光線束
ＳＰＭ＿Ｒ、ＳＰＭ＿ｊ；ｊ＝１、２、...Ｎ 位相変調された部分光線束
Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ 部分干渉信号
ｘ 測定方向
ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ 差分位相
λｉ；ｉ＝１、２、３ 波長
Λｊ；ｉ＝１、２、３ 合成波長
Φλｉ；ｉ＝１、２、３ 変調されていない位相値
ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３ 変調された位相値
１３ 正弦波発生器
１５ 変調ユニット
３０；３０．１、３０．２、...３０．Ｎ 干渉計ユニット
３１ 光線分割ユニット、光線合流ユニット
３３ 測定反射器
３４ 参照反射器
５０；５０．１、５０．２、...５０．Ｎ 信号処理ユニット
４０；４０．１、４０．２、...４０．Ｎ 検出ユニット
８０ 光位相振幅確定ユニット
９０ 分割素子
ＡＰＭ 電圧振幅
Ａλｉ；ｉ＝１...３ 位置位相振幅
ＡλｉＰＭ；ｉ＝１...３ 光位相振幅
ｆＰＭ 変調周波数
ＩＦＰＭ 干渉光線束
Ｌ；Ｌ１、Ｌ２、...ＬＮ 絶対位置情報
ＬＧ 概略位置信号
ＭＰＭ 測定光線束
ＲＰＭ 参照光線束
ＳＰＭ 位相変調された光線束
ＳＰＭ＿Ｒ、ＳＰＭ＿ｊ；ｊ＝１、２、...Ｎ 位相変調された部分光線束
Ｓ９０λｉＰＭ、Ｓ２１０λｉＰＭ、Ｓ３３０λｉＰＭ；ｉ＝１、２、３；Ｓ９０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ２１０λｉＰＭ＿ｊ、Ｓ３３０λｉＰＭ＿ｊ；ｉ＝１、２、３；ｊ＝１、２、...Ｎ 部分干渉信号
ｘ 測定方向
ΔΦ１２、ΔΦ２３、およびΔΦ 差分位相
λｉ；ｉ＝１、２、３ 波長
Λｊ；ｉ＝１、２、３ 合成波長
Φλｉ；ｉ＝１、２、３ 変調されていない位相値
ΦλｉＰＭ；ｉ＝１、２、３ 変調された位相値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【外国語明細書】