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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】P2024121295
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】非接触型測距装置及び方法
(51)【国際特許分類】
G01S 17/34 20200101AFI20240830BHJP
【ＦＩ】
G01S17/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023028318
(22)【出願日】2023-02-27
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504155293
【氏名又は名称】国立大学法人島根大学
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】中村 篤志
(72)【発明者】
【氏名】古敷谷 優介
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 文彦
(72)【発明者】
【氏名】張 超
【テーマコード（参考）】
5J084
【Ｆターム（参考）】
5J084AA05
5J084AB17
5J084AD08
5J084BA03
5J084BA36
5J084BA38
5J084BA51
5J084BA60
5J084BB01
5J084BB20
5J084BB31
5J084BB34
5J084CA08
5J084CA49
5J084CA64
5J084EA07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】本開示は、ビート信号の検出時においてビート信号を発生させた周波数が、複製された複数の周波数のうちのどの周波数であるかを特定可能にすることを目的とする。
【解決手段】本開示は、周波数掃引光を被測定物に照射し、前記被測定物で反射されたプローブ光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することにより、前記被測定物までの距離を求める非接触型測距装置において、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、非接触型測距装置である。
【選択図】図１
【解決手段】本開示は、周波数掃引光を被測定物に照射し、前記被測定物で反射されたプローブ光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することにより、前記被測定物までの距離を求める非接触型測距装置において、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、非接触型測距装置である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
周波数掃引光を被測定物に照射し、前記被測定物で反射されたプローブ光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することにより、前記被測定物までの距離を求める非接触型測距装置において、
前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、
非接触型測距装置。
前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、
非接触型測距装置。
【請求項2】
前記光複製部は、周波数間隔ｆ及び周波数間隔ｆ＋Δｆの異なる２種類のスペクトルを合波することで、前記複数の周波数の光を生成し、
前記ｆが、前記Δｆの整数倍と異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触型測距装置。
前記ｆが、前記Δｆの整数倍と異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触型測距装置。
【請求項3】
前記ｆ＋Δｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域の２倍よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
【請求項4】
前記ｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
【請求項5】
前記周波数間隔ｆの光強度と、前記周波数間隔ｆ＋Δｆの光強度と、が異なる、
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触型測距装置。
【請求項6】
前記複数の周波数の光及び前記光複製部に入射されなかった前記参照光又は前記プローブ光の遅延時間または周波数をシフトさせることにより、前記複数の周波数の光を測距に利用できるようにする
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の非接触型測距装置。
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の非接触型測距装置。
【請求項7】
周波数掃引光を被測定物に照射し、前記被測定物で反射されたプローブ光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することにより、前記被測定物までの距離を求める非接触型測距方法において、
光複製部が、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する手順を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、
非接触型測距方法。
光複製部が、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する手順を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める、
非接触型測距方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、周波数掃引光を用いた非接触型測距装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
正確な測距技術は大規模構造物の形状測定のような計測において重要な技術である。このような応用は多数存在し、パラボラアンテナや建築物のような人工物の形状測定、氷床の厚み計測や森林の高さ測定に代表される自然形成物の測定、等がある。特に、建物等のヘルスモニタリングや防災を目的とした大規模構造物の計測では、遠方の測定物の位置や形状を高精細に測定する需要が存在する。
【0003】
ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ：光による検知と測距）は、レーザ光を使って被測定物までの光路長を計測する非接触型測距技術である。このような技術において、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）型ＬｉＤＡＲは単一光源で測距を行い、速度・振動検知の能力がある。ＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲでは、周波数を掃引し、戻り光との干渉により生じる周波数差（ビート周波数、ＩＦ）を距離に換算する。１００ｎｍの掃引帯域を有する光源を用いれば約１２μｍの分解能が実現できる。
【0004】
しかしながら、ＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲでは、測定距離は光源のコヒーレンス長により数十ｍに限定されている。また、得られるビート周波数が受信帯域を上回る計測はできない。これは、受信帯域が一定である限り、周波数の掃引速度と測定距離の積に上限が生じることを意味する。すなわち、受信帯域が一定ならば、測定距離又は周波数の掃引速度のいずれかを犠牲にしなければならないという課題がある。なお、測定の繰り返し周波数（リフレッシュレート）は周波数の掃引速度に比例するため、周波数の掃引速度を犠牲にすることは、リフレッシュレートを犠牲することになる。以上２つの要因により、ＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲは専ら数十ｍ程度以内の比較的短距離の測距に限定されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】永田崇弘 他，“波長掃引型光周波数コムを用いた周波数変調連続波型光距離計”，２０２２年度（第７３回）電気・情報関連学会中国支部連合大会，Ｒ２２－１１－０４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
単一光源を用いる簡便な測距装置において、周波数の掃引速度を低下させることなく測定距離の延長を実現するための技術が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。非特許文献１では、参照光又はプローブ光の一方を異なる複数の周波数の光に複製し、参照光又はプローブ光の他方と合波する。これにより、複数の周波数のビート信号を発生させ、そのうちの受信帯域に入ったビート周波数を検出する。
【0007】
しかし、非特許文献１では、複数の周波数の光が生成され、ビート信号の検出時においてビート信号を発生させた周波数がどの周波数であるかを特定することができなかった。そこで、本開示は、ビート信号の検出時においてビート信号を発生させた周波数が、複製された複数の周波数のうちのどの周波数であるかを特定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本開示は、参照光又はプローブ光の一方の周波数の光を複製し、複製した複数の周波数の光と参照光又はプローブ光の他方とを干渉させる。この複製の際に、複製した複数の周波数の間隔が非一様となるようにする。
【0009】
具体的には、本開示に係る非接触型測距装置は、周波数掃引光を被測定物に照射し、前記被測定物で反射されたプローブ光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することにより、前記被測定物までの距離を求める非接触型測距装置において、本開示に係る非接触型測距方法を実行する。
【0010】
本開示に係る非接触型測距装置は、
前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める。
前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する光複製部を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める。
【0011】
本開示に係る非接触型測距方法は、
光複製部が、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する手順を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める。
光複製部が、前記参照光又は前記プローブ光の一方を、周波数間隔が非一様な複数の周波数の光に複製する手順を備え、
前記光複製部で複製された複数の周波数の光を前記参照光又は前記プローブ光の他方と合波することで、複数のビート信号を発生させ、
前記複数のビート信号のうちの２以上の周波数を検出することで、前記被測定物までの距離を求める。
【0012】
前記光複製部は、周波数間隔ｆ及び周波数間隔ｆ＋Δｆの異なる２種類のスペクトルを合波することで、前記複数の周波数の光を生成する態様を採用しうる。
ここで、前記ｆが、前記Δｆの整数倍と異なっていてもよい。
また前記隔ｆ＋Δｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域の２倍よりも小さくてもよい。
また前記ｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域よりも小さくてもよい。
前記周波数間隔ｆの光強度と、前記周波数間隔ｆ＋Δｆの光強度と、が異なっていてもよい。
ここで、前記ｆが、前記Δｆの整数倍と異なっていてもよい。
また前記隔ｆ＋Δｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域の２倍よりも小さくてもよい。
また前記ｆが、前記ビート信号の周波数を検出する主干渉計の受信帯域よりも小さくてもよい。
前記周波数間隔ｆの光強度と、前記周波数間隔ｆ＋Δｆの光強度と、が異なっていてもよい。
【0013】
前記複数の周波数の光及び前記光複製部に入射されなかった前記参照光又は前記プローブ光の遅延時間または周波数をシフトさせることにより、前記複数の周波数の光を測距に利用できるようにする態様を採用しうる。
【0014】
なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、ビート信号の検出時においてビート信号を発生させた周波数が、複製された複数の周波数のうちのどの周波数であるかを特定可能にすることができる。このため、本開示は、単一光源を用いた簡便な構成にも関わらず、測定速度を低下させることなく、ｋｍ級の測定距離と数十μｍ級の分解能とを実現することができ、さらに、測距結果の周期的な曖昧さを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本開示に係る非接触型測距装置の構成の一例を示す図である。
【図2】従来の参照光及びプローブ光を説明する図であり、（ａ）は参照光及びプローブ光の周波数を示し、（ｂ）は干渉信号スペクトルを示す。
【図3】参照光及びプローブ光の周波数を説明する図である。
【図4】ビート周波数の一例を示す。
【図5】本開示の光複製部の構成例を示す。
【図6】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図7】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図8】本開示の参照光及び試験光の周波数を説明する図である。
【図9】本開示のビート周波数の一例を示す。
【図10】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図11】本開示のビート周波数の一例を示す。
【図12】測定対象の距離を算出するフローの一例を示す。
【図13】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図14】本開示のビート周波数の一例を示す。
【図15】本開示の光複製部の構成例を示す。
【図16】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図17】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図18】本開示のビート周波数の一例を示す。
【図19】測定対象の距離を算出するフローの一例を示す。
【図20】本開示の光複製部の構成例を示す。
【図21】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図22】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図23】本開示の参照光の周波数を説明する図である。
【図24】本開示のビート周波数の一例を示す。
【図25】測定対象の距離を算出するフローの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【0018】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１にＦＷＣＷ型ＬｉＤＡＲ方式をベースとした本開示の非接触型測距装置の実施形態を示す。１は周波数掃引光源、２は光を分波または合波するカプラ、３は光サーキュレータ、４はレンズ、５は被測定物、６は遅延器、７は光複製部、８は光９０度ハイブリッド、９はバランス型フォトデテクタ、１０はＡＤコンバータ、１１はコンピュータ等の演算部、１２はＲＦシンセサイザである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１にＦＷＣＷ型ＬｉＤＡＲ方式をベースとした本開示の非接触型測距装置の実施形態を示す。１は周波数掃引光源、２は光を分波または合波するカプラ、３は光サーキュレータ、４はレンズ、５は被測定物、６は遅延器、７は光複製部、８は光９０度ハイブリッド、９はバランス型フォトデテクタ、１０はＡＤコンバータ、１１はコンピュータ等の演算部、１２はＲＦシンセサイザである。
【0019】
光複製部７は、参照光を異なる複数の周波数の光に複製する。光９０度ハイブリッド８、バランス型フォトデテクタ９－１及び９－２、ＡＤコンバータ１０－１は、本開示の光検出部として機能する主干渉計２０を構成する。以下、「光検出部の受信帯域」を「受信帯域」と略記する。
【0020】
周波数掃引光源１は、周波数が線形に変調されたレーザ光を発振する。その周波数は、一定の掃引速度γ［Ｈｚ／ｓ］で、一定の周波数掃引時間ΔＴに、周波数掃引幅ΔＦにわたり掃引される。本実施形態では、周波数掃引光源１から出力される光をレーザ光として説明するが、コヒーレント光であればこれに限定されない。
【0021】
カプラ２－１は、周波数掃引光源１から入力された光を２つに分岐し、一方をプローブ光として光サーキュレータ３に入力し、他方を参照光として光複製部７に入力する。光サーキュレータ３は、カプラ２－１からのプローブ光をレンズ４に入力する。また、光サーキュレータ３は、レンズ４からの光を光９０度ハイブリッド８に入力する。レンズ４は、周波数掃引光源１からのプローブ光を平面波に変換する。また、レンズ４は、被測定物５からの反射されたプローブ光を集光して光サーキュレータ３に入力する。本開示では、被測定物５で反射されたプローブ光を試験光と称する場合がある。
【0022】
光複製部７は、参照光を異なる複数の周波数の光に複製する。光複製部７は、生成した複数の参照光を、主干渉計２０の参照光として光９０度ハイブリッド８に入力する。被測定物５により反射されたプローブ光は、レーザ光（参照光）と光９０度ハイブリッド８において干渉する（主干渉計）。主干渉計２０では、被測定物５から反射されたプローブ光の参照光に対する遅延時間を測定することができる。演算部１１は、この遅延時間を用いて測距を行う。図１では、演算部１１を主干渉計２０に含まれる構成としているが、主干渉計２０と演算部１１は別々でもよい。
【0023】
具体的には、光９０度ハイブリッド８は、参照光と被測定物５からの反射光とを合波したビート信号の同相成分Ｉを生成し、バランス型フォトデテクタ９－１に入力する。また、光９０度ハイブリッド８は、９０度位相シフトさせた参照光と被測定物からの反射光とを合波したビート信号の直交成分Ｑを生成し、バランス型フォトデテクタ９－２に入力する。
【0024】
バランス型フォトデテクタ９－１は、光９０度ハイブリッド８からの入力に基づき、ビート信号の同相成分Ｉのアナログ電気信号を取得し、ＡＤコンバータ１０－１に入力する。バランス型フォトデテクタ９－２は、光９０度ハイブリッド８からの入力に基づき、ビート信号の直交成分Ｑのアナログ電気信号を取得し、ＡＤコンバータ１０－１に入力する。ＡＤコンバータ１０－１は、バランス型フォトデテクタ９－１から入力されるビート信号の同相成分Ｉのアナログ電気信号及びバランス型フォトデテクタ９－２から入力されるビート信号の直交成分Ｑのアナログ電気信号をデジタル信号に変換し、演算部１１に入力する。
【0025】
ここで、光複製部７を備えない従来のＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲにおける参照光とプローブ光の干渉について図２を用いて説明する。すなわち、従来のＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲは、図１の主干渉計において、カプラ２－１からの参照光が光９０度ハイブリッド８に直接入力される構成である。従来のＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲでは、カプラ２－１からの参照光と、参照光に対して被測定物５までの距離を往復した分だけ遅延したプローブ光とが到着し、その周波数差に相当する周波数を持つビート信号が発生する。以下、ビート信号の周波数をビート周波数ＩＦとする。このビート周波数ＩＦは、被測定物５から反射されたプローブ光の参照光に対する遅延時間に比例するため、測距ができる。
【0026】
ビート信号は、具体的には、光９０度ハイブリッド８から出力されるビート信号のＩ相成分およびＱ相成分を用いて複素数表示で式（１）のように表される。
（数１）
Ｉ＋ｊＱ＝ｅｘｐ（ｊγτｔ） （１）
（数１）
Ｉ＋ｊＱ＝ｅｘｐ（ｊγτｔ） （１）
【0027】
演算部１１は、ＡＤコンバータ１０－１から入力されるハイブリッド信号の同相成分Ｉ及び直交成分Ｑに基づき、式（１）からビート信号の位相を求める。ここで、τは、参照光とプローブ光との光経路差に相当するプローブ光の参照光に対する遅延時間であり、γτがビート周波数ＩＦである。
【0028】
一般に、ＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲの距離分解能Δｚは、周波数掃引幅ΔＦを用いて以下のように表される。
（数２）
Δｚ＝ｃ／（２ΔＦ） （２）
（数２）
Δｚ＝ｃ／（２ΔＦ） （２）
【0029】
つまり、距離分解能Δｚを向上するには、周波数掃引幅ΔＦを大きくする必要がある。かつ、ビート周波数ＩＦは被測定物５までの距離により変動する遅延時間τと掃引速度γに比例する。そのため、仮に受信帯域が一定であるならば、掃引速度γと距離との積に対して限界が生じることになる。具体的には、従来のＦＭＣＷ型ＬｉＤＡＲでは、図２（Ｂ）に示すように、ビート周波数ＩＦが受信帯域外となるビート信号は検知できず、受信帯域による測定距離の限界が生じる。なお、繰り返し周波数（リフレッシュレート）は、掃引速度γに比例するため、掃引速度γが制限されれば、リフレッシュレートも制限されることになる。
【0030】
本開示では、この受信帯域による測定距離の限界を排除するため、参照光経路に、すなわち、カプラ２－１と光９０度ハイブリッド８との間に、前述した光複製部７を導入する。
【0031】
図３に、光複製部７で生成される参照光の一例を示す。本実施形態に係る光複製部７は、カプラ２－１から入力された参照光の周波数を含み、複数の異なる周波数で構成される光周波数コムを生成する。図３に示す光周波数コムでは、理解が容易になるように、参照光Ｌｒｅｆ１が周波数掃引光源１が周波数を掃引するレーザ光に相当し、各時刻において、参照光Ｌｒｅｆ１を中心に両側に等間隔に離れた周波数を２つずつ含む計７つの周波数で構成される例を示す。
【0032】
本実施形態に係る光周波数コムは一例であり、周波数の数はこれに限定されない。また、光周波数コムの周波数間隔は等間隔ではなく、異なっていてもよい。なお、図３に示す数程度の複数の周波数を含む光周波数コムの生成を行う光複製部には、光複製部７に限らず、入力された光に対して側波帯を発生させうる任意の手段を採用し得る。
【0033】
本実施形態では、カプラ２－１から入力された参照光が周波数掃引光源１によって線形に掃引されるため、光周波数コムも線形に掃引される。これにより、本開示におけるカプラ２－１からの参照光は、図３に示す周波数掃引された光周波数コムとなって光９０度ハイブリッド８に入射する。
【0034】
図４に、本実施形態の主干渉計２０が検出するビート周波数の一例を示す。時刻τにおける光周波数コムを構成する参照光Ｌｒｅｆ１～Ｌｒｅｆ５とプローブ光Ｌｐとのビート周波数ＩＦ１～ＩＦ５について示す。図４に示すように、被測定物５までの伝搬により遅延を受けたプローブ光は、光周波数コムを構成する参照光のすべてと干渉し、ビート周波数ＩＦ１～ＩＦ５の複数のビート信号が発生する。
【0035】
周波数が等間隔である図３に示す光周波数コムの周波数間隔をｆとすると最小のビート周波数はｆ／２以下となる。そのため、主干渉計２０は少なくともｆ／２以下を受信帯域とすることが望ましい。光周波数コムの周波数間隔ｆを狭めると、最小のビート周波数の最大値ｆ／２が低くなるので、受信帯域が狭い主干渉計２０でも最小のビート周波数を検出可能となる。なお、周波数間隔が等間隔ではない光周波数コムの場合は、周波数間隔が最大の周波数間隔をｆとすれば等間隔の場合と同様に説明できる。
【0036】
図３では、参照光及びプローブ光の一部分を記載しているだけであり、参照光及びプローブ光はさらに高い周波数帯域側にも線形に掃引されているものとする。光複製部７において周波数掃引光源１の周波数掃引幅ΔＦよりも十分に広い周波数帯域の光周波数コムを発生すれば、被測定物５が遠方にある場合でも、バランス型フォトデテクタ９－１及び９－２などの受信帯域を拡張することなく、いずれかの光周波数コム成分との干渉を観測することができる。
【0037】
ここで、本開示では、図４に示す複数のビート周波数は、光複製部７により生成した周波数掃引光の周波数に依存する。光複製部７より生成した周波数掃引光は、元の周波数掃引光を周波数方向にシフトした光である。光複製部７では複数の周波数掃引光が生成されるため、ビート周波数ＩＦ２を生成させた周波数掃引光に周期的なあいまいさが残る。そこで、本開示では、光複製部７が、周波数間隔が非一様となるように、入射された光を異なる複数の周波数の光に複製する。演算部１１は、ビート周波数ＩＦ２及びＩＦ３の周波数差やビート周波数ＩＦ３及びＩＦ１の周波数差に基づいて、ビート周波数ＩＦ２を発生させた参照光の周波数がＬｒｅｆ２の周波数であることを判定する。
【0038】
図５に、光複製部７の構成例を示す。本実施形態では、２つの変調器７１Ａ及び７１Ｂを用いて、２種類の変調周波数で変調した参照光を生成し、カプラ７２Ｂで合波する。変調器７１Ａ及び７１Ｂには、カプラ７２Ａで１：１に分岐された参照光が入射される。変調器７１Ａにはシンセサイザ１２Ａからの変調信号を、変調器７１Ｂにはシンセサイザ１２Ｂからの変調信号を、それぞれ入力する。これにより、周波数間隔ｆの参照光と、周波数間隔ｆ＋Δｆの参照光と、が生成される。
【0039】
ここで、ｆはΔｆの整数倍とは異なる値であり、ｆ＋Δｆは受信帯域ＢＷの２倍より小さくする。すなわち以下の関係を有する。
ｆ＋Δｆ＜２×ＢＷ （３）
ｆ＋Δｆ＜２×ＢＷ （３）
【0040】
図６及び図７に、光複製部７で生成される参照光の一例を示す。図中において破線は変調器７１Ａからの参照光ＲＡを示し、一点鎖線は変調器７１Ｂからの参照光ＲＢを示す。周波数掃引光源１の周波数ｆ０の長波長側と短波長側の両側に変調器７１Ａからの参照光ＲＡが現れ、その両側に変調器７１Ｂからの参照光ＲＢが現れる。参照光ＲＡとＲＢとの周波数間隔は、Δｆ、２Δｆ、３Δｆ、４Δｆ、・・・ｎΔｆのように、周波数ｆ０から離れるにしたがって大きくなる。参照光ＲＢとＲＡとの周波数間隔は、ｆ－Δｆ、ｆ－２Δｆ、ｆ－３Δｆ、ｆ－４Δｆ、・・・、ｆ－ｎΔｆのように、周波数ｆ０から離れるにしたがって小さくなる。
【0041】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に、試験光と参照光の関係の一例を示す。測定対象５との距離がゼロの場合、図８（ａ）に示すように、試験光が参照光ＲＢの一つと重なるようにする。重ならない場合は、試験光と参照光ＲＢの周波数差ｆｂを距離算出時に補正すればよい。測定対象５が遠くにあるほど、図８（ｂ）に示すように、試験光の時間τが右側にシフトしていく。
【0042】
周波数掃引光源１の周波数掃引速度がγ（Ｈｚ／ｓ）であるとき、時間τは以下で表される。
τ＝ｆｂ／γ （４）
τ＝ｆｂ／γ （４）
【0043】
測定対象までの距離ｚ（ｍ）は次式を用いて求めることができる。
ｚ＝ｃｆｂ／２γ （５）
ただし、ｃは光速 （ｍ／ｓ）である。
ｚ＝ｃｆｂ／２γ （５）
ただし、ｃは光速 （ｍ／ｓ）である。
【0044】
図９に、測定されるビート周波数の一例を示す。ビート周波数の受信帯域幅がＢＷのとき、ｆ＋Δｆは受信帯域幅ＢＷの２倍より小さくする。すなわち以下が成立するようにする。
（ｆ＋Δｆ）／２＜ＢＷ （６）
（ｆ＋Δｆ）／２＜ＢＷ （６）
【0045】
図１０及び図１１に、ビート周波数の測定例を示す。図１１に示す（１）～（４）は、試験光が図１０に示す（１）～（４）の周波数シフト量である場合のビート周波数のパターンを示す。また周波数ｎｆよりも大きい周波数シフト量の光は、フィルタで除去する。ここで、ｎは次式を満たす整数とする。
ｎ＜ｆ／Δｆ＋１ （７）
ｎ＜ｆ／Δｆ＋１ （７）
【0046】
本実施形態では、試験光のビート周波数に応じて、図１１（１）～図１１（４）に示すように、一つ又は二つのビート周波数ν１又はν２が測定される。例えば測定されるビート周波数を小さいものから順にν１、ν２と定義する。測定されるビート周波数の関係は４パターンである。そこで、本実施形態では、図１２に示すフローに基づいて、測定対象の距離ｚを算出する。
【0047】
ビート周波数が１つであるかを判定し（Ｓ１０１）、１つである場合は図１１（１）に示すパターン１であると判定する。なお、測定レンジぎりぎりの遠方にある場合もビート周波数が１つしか測定されないが、この場合は測定レンジ外として扱うことができる。
【0048】
ビート周波数が２つ測定されると、それらの周波数差Δνを算出する。
Δν＝ｆのとき、図１１（２）に示すパターン２であると判定する。
ΔνがΔｆ の整数倍のとき、図１１（４）に示すパターン４であると判定する。
ΔνがΔｆ の整数倍でないとき、図１１（３）に示すパターン３であると判定する。
Δν＝ｆのとき、図１１（２）に示すパターン２であると判定する。
ΔνがΔｆ の整数倍のとき、図１１（４）に示すパターン４であると判定する。
ΔνがΔｆ の整数倍でないとき、図１１（３）に示すパターン３であると判定する。
【0049】
測定対象までの距離ｚ（ｍ）を算出する際、周波数差ｆｂを以下のように設定する。
パターン１又は２のとき、測定されたビート周波数ν１をｆｂに設定する（Ｓ１１１）。
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ１１２）。
ｆｂ＝（Δν／Δｆ）・ｆ－ν１ （７）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ１１３）。
ｆｂ＝｛（ｆ－Δν）／Δｆ＋１｝・ｆ－ν２ （８）
パターン１又は２のとき、測定されたビート周波数ν１をｆｂに設定する（Ｓ１１１）。
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ１１２）。
ｆｂ＝（Δν／Δｆ）・ｆ－ν１ （７）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ１１３）。
ｆｂ＝｛（ｆ－Δν）／Δｆ＋１｝・ｆ－ν２ （８）
【0050】
図１３及び図１４に、ｆ＝１５ＭＨｚ、Δｆ＝２ＭＨｚ、ＢＷ＝１０ＭＨｚとした場合の具体的な算出例を示す。本実施形態では、ｎ・ｆ＝１０５であり、これより大きい周波数シフト量の光は、フィルタで除去する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（１）の位置にあるとき、パターン１に相当するため、ステップＳ１１１を実行し、ｆｂを設定する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（２）の位置にあるとき、Δν＝４＝２Δｆであり、パターン４に相当する。このため、ステップＳ１１２を実行し、ｆｂ＝３０－ν１を設定する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（３）の位置にあるとき、Δν＝７であり、パターン３に相当するため、ステップＳ１１３を実行し、ｆｂ＝７５－ν２を設定する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（１）の位置にあるとき、パターン１に相当するため、ステップＳ１１１を実行し、ｆｂを設定する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（２）の位置にあるとき、Δν＝４＝２Δｆであり、パターン４に相当する。このため、ステップＳ１１２を実行し、ｆｂ＝３０－ν１を設定する。
試験光の周波数シフト量が図１３に示す（３）の位置にあるとき、Δν＝７であり、パターン３に相当するため、ステップＳ１１３を実行し、ｆｂ＝７５－ν２を設定する。
【0051】
ビート周波数が２つ見える限界は、１０２＋１０＝１１２ＭＨｚである。このとき、測定できる最大の距離は、
ｃ／２γ×１１２×１０６
＝５６ｃ／γ×１０６ （ｍ） （９）
である。ΔＴ＝２ｍｓ、ΔＦ＝５ＧＨｚである場合、分解能は３ｃｍ、測定距離は６７２０ｍになる。
ｃ／２γ×１１２×１０６
＝５６ｃ／γ×１０６ （ｍ） （９）
である。ΔＴ＝２ｍｓ、ΔＦ＝５ＧＨｚである場合、分解能は３ｃｍ、測定距離は６７２０ｍになる。
【0052】
（第２の実施形態）
図１５に、本実施形態の光複製部７の構成例を示す。本実施形態では、カプラ７２Ｂの後段に周波数シフタ７５を備える。
図１５に、本実施形態の光複製部７の構成例を示す。本実施形態では、カプラ７２Ｂの後段に周波数シフタ７５を備える。
【0053】
図１６に、参照光と試験光の関係の一例を示す。図１６（ａ）に示すように、試験光は、測定対象までの距離がゼロの時は周波数掃引光源１からの参照光とほぼ一致し、距離が遠くなるほど右側にシフトする。このため、試験光より上側の参照光は使うことができず無駄になる。
【0054】
本実施形態では、図１６（ｂ）に示すように、周波数シフタ７５により参照光全体の周波数を下側にシフトすることにより、参照光全体を測距に使えるようにする。なお、試験光の周波数を上側にシフトすることで実現しても良い。
【0055】
図１７及び図１８に、ビート周波数の測定例を示す。本実施形態では、ｆが主干渉計２０の受信帯域ＢＷよりも小さい。このとき、試験光のビート周波数に応じて、図１８（１）及び図１８（２）に示すように、二つ又は三つ以上のビート周波数が測定される。測定されるビート周波数を小さいものから順にν１、ν２、ν３と定義する。測定されるビート周波数の関係は５パターンである。
（１）ビート周波数が二つだけ測定され、その差がｆである。
（２）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν１／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν２）／Δｆ＝ａ－１が成立する。
（３）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν１／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν２）／Δｆ＝ａが成立する。
（４）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν２／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν１）／Δｆ＝ａ－１が成立する。
（５）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν２／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν１）／Δｆ＝ａが成立する。
そこで、本実施形態では、図１９に示すフローに基づいて、測定対象の距離ｚを算出する。測定対象までの距離ｚ（ｍ）を算出する際、周波数差ｆｂを以下のように設定する。
（１）ビート周波数が二つだけ測定され、その差がｆである。
（２）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν１／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν２）／Δｆ＝ａ－１が成立する。
（３）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν１／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν２）／Δｆ＝ａが成立する。
（４）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν２／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν１）／Δｆ＝ａ－１が成立する。
（５）ビート周波数が三つ以上測定され、Δν２／Δｆ＝ａ（整数）であり、（ｆ－Δν１）／Δｆ＝ａが成立する。
そこで、本実施形態では、図１９に示すフローに基づいて、測定対象の距離ｚを算出する。測定対象までの距離ｚ（ｍ）を算出する際、周波数差ｆｂを以下のように設定する。
【0056】
ビート周波数が２つであるかを判定し（Ｓ２０１）、２つである場合は図１８（１）に示すパターン１であると判定する。さらに２つのビート周波数ν１及びν２での強度Ｉ１及びＩ２を比較する（Ｓ２０４）。
強度Ｉ２が強度Ｉ１よりも大きいとき（Ｓ２０４においてＹｅｓ）、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１１）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν２ （２１）
強度Ｉ１が強度Ｉ２よりも大きいとき（Ｓ２０４においてＮｏ）、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１２）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （２２）
強度Ｉ２が強度Ｉ１よりも大きいとき（Ｓ２０４においてＹｅｓ）、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１１）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν２ （２１）
強度Ｉ１が強度Ｉ２よりも大きいとき（Ｓ２０４においてＮｏ）、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１２）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （２２）
【0057】
ビート周波数が３つ以上であるとき（Ｓ２０１においてＮｏ）、ビート周波数ν１及びν２の差Δν１を算出し、Δν１／Δｆが整数であるかを判定する（Ｓ２０２）。整数の場合、ビート周波数ν２及びν３の差Δν２を算出し、整数ａを用いて、（ｆ－Δν２）／Δｆ＝ａ－１が成立するかを判定する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５においてＹｅｓのときパターン２であると判定し、ステップＳ２０５においてＮｏのときパターン３であると判定する。
パターン２のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１３）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν１／Δｆ）ｆ－ν１ （２３）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１４）。
ｆｂ＝（ｎ＋Δν１／Δｆ）ｆ－ν１ （２４）
パターン２のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１３）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν１／Δｆ）ｆ－ν１ （２３）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１４）。
ｆｂ＝（ｎ＋Δν１／Δｆ）ｆ－ν１ （２４）
【0058】
整数ａを用いて、（ｆ－Δν１）／Δｆ＝ａ－１が成立するかを判定する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０３においてＹｅｓのときパターン４であると判定し、ステップＳ２０３においてＮｏのときパターン５であると判定する。
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１５）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν１／Δｆ）ｆ－ν２ （２５）
パターン５のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１６）。
ｆｂ＝（ｎ＋Δν１／Δｆ）ｆ－ν２ （２６）
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１５）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν１／Δｆ）ｆ－ν２ （２５）
パターン５のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ２１６）。
ｆｂ＝（ｎ＋Δν１／Δｆ）ｆ－ν２ （２６）
【0059】
したがって、本実施形態では、５パターンのビート周波数の関係に基づいて、周波数差ｆｂを適切に設定し、測定対象までの距離ｚを算出することができる。
【0060】
（第３の実施形態）
図２０に、本実施形態の光複製部７の構成例を示す。本実施形態では、カプラ７２Ｂの後段に遅延線７６を備える。
図２０に、本実施形態の光複製部７の構成例を示す。本実施形態では、カプラ７２Ｂの後段に遅延線７６を備える。
【0061】
図２１に、参照光と試験光の関係の一例を示す。図２１（ａ）に示すように、試験光は、測定対象までの距離がゼロの時は周波数掃引光源１からの参照光とほぼ一致し、距離が遠くなるほど右側にシフトする。このため、試験光より上側の参照光は使うことができず無駄になる。本実施形態では、図２１（ｂ）に示すように、遅延線７６により参照光全体を遅延させることにより、参照光全体を測距に使えるようにする。
【0062】
本実施形態でのビート周波数の測定例は第２の実施形態と同様に、５パターンのビート周波数の関係に基づいて、周波数差ｆｂを適切に設定し、測定対象までの距離ｚを算出することができる。
【0063】
（第４の実施形態）
前述の実施形態ではカプラ７２Ｂにおいて参照光ＲＢとＲＡの結合比が等しい例を示したが、これらの結合比は異なってもよい。本実施形態では、参照光ＲＡとＲＢの強度比が６０％対４０％である例を示す。
前述の実施形態ではカプラ７２Ｂにおいて参照光ＲＢとＲＡの結合比が等しい例を示したが、これらの結合比は異なってもよい。本実施形態では、参照光ＲＡとＲＢの強度比が６０％対４０％である例を示す。
【0064】
図２２に、光複製部７で生成される参照光の一例を示す。図中において破線は変調器７１Ａからの参照光ＲＡを示し、一点鎖線は変調器７１Ｂからの参照光ＲＢを示す。本実施形態では、周波数間隔ｆの光強度と周波数間隔ｆ＋Δｆの光強度とが異なり、参照光ＲＡの強度が参照光ＲＢの強度よりも高い。このため、強度に基づいて、参照光ＲＡ及びＲＢを識別することができる。
【0065】
図２３及び図２４に、ビート周波数の測定例を示す。図２４に示す横軸は全てビート周波数である。測定されるビート周波数を小さいものから順にν１、ν２と定義し、それらの強度をＩ１、Ｉ２とする。測定されるビート周波数の関係は７パターンである。そこで、本実施形態では、図２５に示すフローに基づいて、測定対象の距離ｚを算出する。
【0066】
ビート周波数が１つであるかを判定し（Ｓ３０１）、１つである場合は図２４（１）に示すパターン１であると判定する。
ビート周波数が２つ測定されると（Ｓ３０１においてＮｏ）、それらの強度を比較する（Ｓ３０２）。Ｉ１＜Ｉ２のとき（Ｓ３０２においてＹｅｓ）、ν１及びν２の周波数差Δνがｆであるかを判定する（Ｓ３０３）。
Δν＝ｆのとき（Ｓ３０３においてＹｅｓ）、図２４（２）に示すパターン２であると判定する。
Δν≠ｆのとき（Ｓ３０３においてＮｏ）、ΔνがΔｆの整数倍であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
ΔνがΔｆの整数倍のとき（Ｓ３０４においてＹｅｓ）、図２４（４）に示すパターン４であると判定する。
ΔνがΔｆの整数倍でないとき（Ｓ３０４においてＮｏ）、図２４（５）に示すパターン５であると判定する。
ビート周波数が２つ測定されると（Ｓ３０１においてＮｏ）、それらの強度を比較する（Ｓ３０２）。Ｉ１＜Ｉ２のとき（Ｓ３０２においてＹｅｓ）、ν１及びν２の周波数差Δνがｆであるかを判定する（Ｓ３０３）。
Δν＝ｆのとき（Ｓ３０３においてＹｅｓ）、図２４（２）に示すパターン２であると判定する。
Δν≠ｆのとき（Ｓ３０３においてＮｏ）、ΔνがΔｆの整数倍であるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
ΔνがΔｆの整数倍のとき（Ｓ３０４においてＹｅｓ）、図２４（４）に示すパターン４であると判定する。
ΔνがΔｆの整数倍でないとき（Ｓ３０４においてＮｏ）、図２４（５）に示すパターン５であると判定する。
【0067】
Ｉ１＞Ｉ２のとき（Ｓ３０２においてＮｏ）、ν１及びν２の周波数差Δνがｆであるかを判定する（Ｓ３０５）。
Δν＝ｆのとき（Ｓ３０５においてＹｅｓ）、図２４（３）に示すパターン３であると判定する。
Δν≠ｆのとき（Ｓ３０５においてＮｏ）、ΔνがΔｆの整数倍であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。
ΔνがΔｆの整数倍のとき（Ｓ３０６においてＹｅｓ）、図２４（７）に示すパターン７であると判定する。
ΔνがΔｆの整数倍でないとき（Ｓ３０６においてＮｏ）、図２４（６）に示すパターン６であると判定する。
Δν＝ｆのとき（Ｓ３０５においてＹｅｓ）、図２４（３）に示すパターン３であると判定する。
Δν≠ｆのとき（Ｓ３０５においてＮｏ）、ΔνがΔｆの整数倍であるか否かを判定する（Ｓ３０６）。
ΔνがΔｆの整数倍のとき（Ｓ３０６においてＹｅｓ）、図２４（７）に示すパターン７であると判定する。
ΔνがΔｆの整数倍でないとき（Ｓ３０６においてＮｏ）、図２４（６）に示すパターン６であると判定する。
【0068】
パターン１のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１１）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （３１）
パターン２のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１２）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν２ （３２）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１３）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （３３）
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１４）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν／Δｆ）ｆ－ν２ （３４）
パターン５のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１５）。
ｆｂ＝｛ｎ＋（ｆ－Δν）／Δｆ＋１）ｆ－ν２ （３５）
パターン６のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１６）。
ｆｂ＝｛ｎ－（ｆ－Δν）／Δｆ－１）ｆ－ν１ （３６）
パターン７のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１７）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν／Δｆ）ｆ－ν１ （３７）
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （３１）
パターン２のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１２）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν２ （３２）
パターン３のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１３）。
ｆｂ＝ｎｆ－ν１ （３３）
パターン４のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１４）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν／Δｆ）ｆ－ν２ （３４）
パターン５のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１５）。
ｆｂ＝｛ｎ＋（ｆ－Δν）／Δｆ＋１）ｆ－ν２ （３５）
パターン６のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１６）。
ｆｂ＝｛ｎ－（ｆ－Δν）／Δｆ－１）ｆ－ν１ （３６）
パターン７のとき、次式を用いてｆｂを設定する（Ｓ３１７）。
ｆｂ＝（ｎ－Δν／Δｆ）ｆ－ν１ （３７）
【0069】
したがって、本実施形態では、７パターンのビート周波数の関係に基づいて、周波数差ｆｂを適切に設定し、測定対象までの距離ｚを算出することができる。
【0070】
なお、上述の全ての実施形態において光複製部７は主干渉計２０手前のプローブ光経路、すなわち、光サーキュレータ３と光９０度ハイブリッド８との間に配置してもよい。この場合、光複製部７には、被測定物５で反射されたプローブ光が入力される。そのため、光複製部７は、被測定物５で反射されたプローブ光の周波数を含み、複数の異なる周波数で構成される光周波数コムを生成することになる。一方で、参照光は１つの光となる。この場合において、プローブ光に基づく光周波数コムのうち、参照光の周波数と近い周波数の光と参照光との干渉によるビート信号の周波数を計測することで、図１に示す構成と同様の効果を得ることができる。
【0071】
以上のように、光複製部７の導入により、周波数の掃引速度を低下させることなく、受信帯域による測定距離の限界を排除することができる。また光、強度が周波数に対して非一様となるように、入射された光を異なる複数の周波数の光に複製することで、測距結果の周期的な曖昧さを緩和することができる。
【0072】
また、本実施形態に係る主干渉計２０では、光９０度ハイブリッド８を用いてハードウェアベースで処理する構成としたが、ソフトウェアベースで処理してもよい。
【0073】
本実施形態に係る演算部１１はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本開示に係る非接触型測距装置及び方法は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【0075】
１：周波数掃引光源
２：カプラ
３：光サーキュレータ
４：レンズ
５：被測定物
６：遅延器
７：光複製部
８：光９０度ハイブリッド
９：バランス型フォトデテクタ
１０：ＡＤコンバータ
１１：演算部
１２、１２Ａ、１２Ｂ：ＲＦシンセサイザ
１３、１３Ａ、１３Ｂ：アンプ
２０：主干渉計
７１Ａ、７１Ｂ：変調器
７２Ａ、７２Ｂ：カプラ
７５：周波数シフタ
７６：遅延線
２：カプラ
３：光サーキュレータ
４：レンズ
５：被測定物
６：遅延器
７：光複製部
８：光９０度ハイブリッド
９：バランス型フォトデテクタ
１０：ＡＤコンバータ
１１：演算部
１２、１２Ａ、１２Ｂ：ＲＦシンセサイザ
１３、１３Ａ、１３Ｂ：アンプ
２０：主干渉計
７１Ａ、７１Ｂ：変調器
７２Ａ、７２Ｂ：カプラ
７５：周波数シフタ
７６：遅延線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】