[發明專利]測量裝置和測量方法

在審

• 申請號: 202110538600.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113686246A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 加藤隆介;高橋知隆
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

測量裝置(100)包括激光器裝置(111)、將激光束分成參考光和測量光的分支部(120)、將測量光會聚到待測量對象(10)上的會聚部(140)、調節會聚部(140)會聚測量光的焦點位置的控制部(160)，以及距離計算部(117)，該距離計算部基于參考光和測量光之間的光程差來計算距待測量對象(10)的距離，其中，會聚部(140)包括第一透鏡(141)和對應性計算部(145)，該對應性計算部基于第一透鏡(141)的位置和距待測量對象(10)的距離來計算會聚部(140)的焦點位置和第一透鏡(141)的位置之間的對應性。

技術領域

本發明涉及一種測量裝置和測量方法。

背景技術

已知一種測量裝置，該測量裝置用于基于從將光照射到待測量對象到接收從待測量對象反射的光的時間來測量距待測量對象的距離。另外，作為這樣的測量裝置的光源，已知一種頻移反饋激光器(FSFL)，其在諧振器中設置有移頻器并輸出多個縱模激光，所述多個縱模激光隨著時間經過而其振蕩頻率線性變化。此外，使用這種FSFL的光學測距儀是已知的(例如，參見專利文獻1：日本專利號3583906，非專利文獻1：Takefumi Hara,“DistanceSensing by FSF Laser and Its Application,”Optonews,Vol.7,No.3,2012,pp.25-31and 2，以及非專利文獻2：Takefumi Hara et al.,Ultra-high-precision opticalmeasurement technology by frequency shift feedback laser,applied physics,Vol.74,No.6,2005)。

發明內容

本發明要解決的問題

在這種測量裝置中，可以使用將測量光聚焦到待測量對象的一部分上的會聚器透鏡來提高反射光的利用效率。在這種情況下，如果會聚器透鏡的焦點位置與待測量對象的一部分匹配，則反射光的接收光強增加。另一方面，例如，如果會聚器透鏡的焦點位置由于待測量對象的移動、待測量對象的幾何形狀等而偏差待測量對象，則反射光的接收光強根據偏差量而減小。因此，必須使用自動聚焦操作等來調節光學系統，以便減少會聚器透鏡的焦點位置的偏差的影響。

鑒于這些方面做出了本發明，并且本發明的目的是要快速調節光學系統，以便提高在諸如光學測距儀的測量裝置中接收反射光的效率。

解決該問題的手段

本發明的第一方面提供了一種測量裝置，包括輸出激光束的激光器裝置；分支部，將激光束分成：(i)參考光，其是激光束的一部分，用于照射到參考表面，和(ii)測量光，其是激光束的剩余部分的至少一部分，用于照射到待測量對象；會聚部，將測量光會聚到待測量對象上；控制部，調節會聚部會聚光的焦點位置；距離計算部，基于由參考表面反射的參考光和由待測量對象反射的測量光之間的光程差計算距待測量對象的距離，其中所述會聚部包括測量光進入其中的第一透鏡、在光軸方向上移動第一透鏡的移動部、檢測第一透鏡的位置的位置檢測部、將從第一透鏡發射的測量光向待測量對象照射的第二透鏡；對應性計算部，其在所述會聚部聚焦在所述待測量對象上時，基于所述第一透鏡的位置和由所述距離計算部計算的距所述待測量對象的距離來計算所述會聚部的焦點位置和所述第一透鏡的位置之間的對應性，其中，所述控制部控制所述移動部并移動所述第一透鏡，以調節所述第二透鏡會聚所述測量光的焦點位置。

對應性計算部可以在會聚部分別聚焦在待測量對象上的第一位置和第二位置時，基于第一透鏡的位置之間的差和距離計算部計算的距離之間的差來計算對應性。

控制部可以使第一透鏡移動，以滿足由對應性計算部計算出的以下等式的關系式，其中，f₁是第一透鏡的焦距，f₂是第二透鏡的焦距，d是第一透鏡和第二透鏡的透鏡間距離，z是從第二透鏡到會聚部會聚光的焦點的會聚距離