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公開番号2025064069
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173505
出願日2023-10-05
発明の名称光干渉測距センサ
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01C 3/06 20060101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】1つの投光チャネルに対応する受光チャネルを複数設けた光干渉測距センサであって、外乱に対する耐性を向上させることの可能な光干渉測距センサを提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る光干渉測距センサは、波長を変化させながら光を投光する光源と、測定光と参照光とに基づく干渉光を生成する干渉計と、干渉計から干渉光を受光して電気信号に変換する受光部と、センサヘッドから計測対象物までの距離を算出する処理部と、を備える光干渉測距センサであって、干渉計は、光源から供給された光をセンサヘッドに向かって伝搬させてセンサヘッドから計測対象物に照射するように構成された投光チャネルと、測定光を受光して受光部に向かって伝搬させるように構成された複数の受光チャネルと、を含み、投光チャネル及び複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかのチャネルは、更に参照光を伝搬させる。
【選択図】図5A
特許請求の範囲【請求項１】
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、センサヘッドにより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干渉光を生成する干渉計と、
前記干渉計から前記干渉光を受光して電気信号に変換する受光部と、
前記電気信号に基づいて、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、
を備える光干渉測距センサであって、
前記干渉計は、前記光源から供給された光を前記センサヘッドに向かって伝搬させて前記センサヘッドから前記計測対象物に照射するように構成された投光チャネルと、前記計測対象物によって反射された前記測定光を受光して前記受光部に向かって伝搬させるように構成された複数の受光チャネルと、を含み、
前記投光チャネル及び前記複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかのチャネルは、更に前記参照光を伝搬させる、
光干渉測距センサ。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記投光チャネル内を伝搬する前記光の一部を反射することにより前記参照光を生成する参照光生成部、を更に有する、請求項１に記載の光干渉測距センサ。
【請求項３】
前記参照光生成部は、前記参照光を、前記投光チャネル内を前記受光部に向かって伝搬させるように構成される、請求項２に記載の光干渉測距センサ。
【請求項４】
前記参照光生成部は、前記投光チャネル内における前記光の光路に設けられた部分反射鏡である、請求項３に記載の光干渉測距センサ。
【請求項５】
前記参照光生成部は、前記参照光を、前記複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかの受光チャネル内を前記受光部に向かって伝搬させるように構成される、請求項２に記載の光干渉測距センサ。
【請求項６】
前記参照光生成部は、前記投光チャネル内における前記光の光路に設けられ、前記投光チャネル内を伝搬する前記光を前記いずれかの受光チャネルに向けて反射する反射面である、請求項５に記載の光干渉測距センサ。
【請求項７】
前記複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかの受光チャネルは、前記光源から供給された光を前記センサヘッドに向かって伝搬させるように、更に構成され、
前記少なくともいずれかの受光チャネル内を伝搬する前記光の一部を反射することにより前記参照光を生成する参照光生成部、を更に有する、請求項１に記載の光干渉測距センサ。
【請求項８】
前記参照光生成部は、前記少なくともいずれかの受光チャネル内における前記光の光路に設けられた部分反射鏡である、請求項７に記載の光干渉測距センサ。
【請求項９】
前記少なくともいずれかの受光チャネルは、前記光源から供給され前記センサヘッドに向かって伝搬する前記光の少なくとも一部を遮光する遮光部を備える、請求項７に記載の光干渉測距センサ。
【請求項１０】
前記投光チャネル及び前記複数の受光チャネルのうちの前記少なくともいずれかのチャネルは、前記測定光及び前記参照光を伝搬させるための光ファイバによって構成される、請求項１に記載の光干渉測距センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉測距センサに関する。
続きを表示（約 1,700 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】
例えば、非特許文献１には、マッハツェンダ型の光干渉測距センサにおいて、スペックル対策等のために、１チャネルの投光チャネルによって投光された測定光を複数の受光チャネルで受光する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Thomas Klein他著「Joint aperture detection for speckle reduction and increased collection efficiency in ophthalmic MHz OCT」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１に記載のようにマッハツェンダ型の光干渉測距センサでは、振動や温度などの外乱が加わった場合に、参照光と計測光とで偏光等が変わってしまい、測定誤差が発生し得る。
【０００６】
そこで、本発明は、１つの投光チャネルに対応する受光チャネルを複数設けた光干渉測距センサであって、外乱に対する耐性を向上させることの可能な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】
【０００７】
本発明の一態様に係る光干渉測距センサは、波長を変化させながら光を投光する光源と、光源から投光された光が供給され、センサヘッドにより計測対象物に照射して反射される測定光と、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干渉光を生成する干渉計と、干渉計から干渉光を受光して電気信号に変換する受光部と、電気信号に基づいて、センサヘッドから計測対象物までの距離を算出する処理部と、を備え、干渉計は、光源から供給された光をセンサヘッドに向かって伝搬させてセンサヘッドから計測対象物に照射するように構成された投光チャネルと、計測対象物によって反射された測定光を受光して受光部に向かって伝搬させるように構成された複数の受光チャネルと、を含み、投光チャネル及び複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかのチャネルは、更に参照光を伝搬させる。この態様によれば、１つの投光チャネルに対して複数の受光チャネルが設けられるためにスペックル対策を行うことが可能となり、更に、投光チャネル及び複数の受光チャネルのうちの少なくともいずれかのチャネル内を参照光が伝搬するため、振動や温度変化等の外乱が測定光及び参照光に対する影響が同程度となり、当該外乱の影響を低減することが可能となる。
【０００８】
上記態様において、投光チャネル内を伝搬する光の一部を反射することにより参照光を生成する参照光生成部、を更に有してもよい。この態様によれば、投光チャネル内を参照光が伝搬するため、振動や温度変化等の外乱が測定光及び参照光に対する影響が同程度となり、当該外乱の影響を低減することが可能となる。
【０００９】
上記態様において、参照光生成部は、参照光を、投光チャネル内を受光部に向かって伝搬させるように構成されてもよい。この態様によれば、投光チャネル内を受光部に向かって参照光が伝搬するため、振動や温度変化等の外乱が測定光及び参照光に対する影響が同程度となり、当該外乱の影響を低減することが可能となる。
【００１０】
上記態様において、参照光生成部は、投光チャネル内における光の光路に設けられた部分反射鏡であってもよい。この態様によれば、部分反射鏡が、投光チャネル内を伝搬する光の一部を測定光として透過させつつ、及び投光チャネル内を伝搬する光の他の一部を参照光として反射することが可能となり、簡素な構成で参照光を生成させることが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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