(57)【要約】【課題】高い精度で距離を測定することができる距離測定システムを提供すること。【解決手段】距離測定システムは、入射光として波長を変化させながら光を射出し、入射光を第１入射光と第２入射光に分岐し、第１干渉計により第１入射光に基づいて第１干渉光を生成し、第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出し、第２干渉計により第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、第３入射光に基づいて第３干渉光を生成し、第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成し、第３干渉光に基づいて第２干渉計における光路差の変化を算出し、第１干渉光と、サンプリングクロックと、光路差の変化とに基づいて第１干渉計から測定対象までの距離を導出する。【選択図】図１
2015194361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光として波長を変化させながら光を射出する波長掃引光源と、
前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐する分岐部と、
前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成する第１干渉計と、
第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出する位相変調光源と、
前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成する第２干渉計と、
前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成する生成部と、
前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出する算出部と、
前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する導出部と、
を備える距離測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定システムであって、
前記算出部は、前記第３干渉光に基づいて前記位相を検出し、検出された前記位相に基づいて前記光路差の変化を算出する、
距離測定システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の距離測定システムであって、
前記導出部は、前記第１干渉光と前記サンプリングクロックに基づいた信号を抽出し、前記抽出された信号と前記光路差の変化に基づいて、前記距離を導出する、
距離測定システム。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定システムであって、
前記導出部は、前記抽出された信号をフーリエ変換した信号からピークを検出し、検出されたピークに応じて前記距離を導出する、
距離測定システム。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、
前記生成部は、前記第１入射光の波長の変化量が所定値になるたびに発した信号からなるサンプリングクロックを生成する、
距離測定システム。
【請求項６】
請求項１から５のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、
前記第２干渉計には、第２入射光が入射する側と反対側から第３入射光が入射する、
距離測定システム。
【請求項７】
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、
前記第１干渉計は、前記第１入射光を、複数に分岐された光として測定光と参照光に分岐させ、前記測定光を測定対象に照射し、前記照射した測定光の測定対象からの反射光と前記参照光とを合波させ、前記第１干渉光を生成し、
前記第２干渉計は、前記第２入射光を、第２−１入射光と第２−２入射光に分岐させ、前記第２−１入射光と前記第２−２入射光を合波させ、前記第２干渉光を生成し、さらに、前記第３入射光を、第３−１入射光と第３−２入射光に分岐し、前記第３−１入射光と前記第３−２入射光を合波し、前記第３干渉光を生成する、
距離測定システム。
【請求項８】
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、
前記第２干渉計は、正弦波位相変調干渉計と兼ねたマッハ・ツェンダー干渉計である、
距離測定システム。
【請求項９】
入射光として波長を変化させながら光を射出する波長掃引光源と、前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐する分岐部と、前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成する第１干渉計と、距離測定装置を具備する距離測定システムの前記距離測定装置であって、
距離測定装置は、
第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出する位相変調光源と、
前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成する第２干渉計と、
前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成する生成部と、
前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出する算出部と、
前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する導出部と、
を備える距離測定装置。
【請求項１０】
入射光として波長を変化させながら光を射出し、
前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐し、
第１干渉計により前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成し、
第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出し、
第２干渉計により前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成し、
前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成し、
前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出し、
前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する、
距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、距離測定システム、距離測定装置、及び距離測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の干渉を利用し、材料表面及び内部の断層画像を取得する技術が研究・開発されている。これに関連し、光源として波長掃引光源を利用した波長走査型光コヒーレントトモグラフィー（Swept  Source  Optical  Coherence  Tomography  :  SS-OCT）による測定対象の表面形状及び内部を測定する従来装置が知られている。
【０００３】
そのような従来装置は、波長掃引光源から射出された光を測定光と参照光とに分岐し、測定対象で反射された測定光と参照光との干渉光を検出する。そして、従来装置は、検出した干渉光を干渉信号として電気信号に変換し、変換された干渉信号のピーク周波数を検出することで、測定対象までの距離を導出する。
【０００４】
ところが、従来装置では、波長掃引光源から射出される光の波長が正弦波状に変化することに起因した誤差が生じ、干渉信号のピーク周波数を精度よく決めることができないという問題があった。この問題を解決するため、マッハ・ツェンダー（ＭＺ）干渉計やファブリ・ペロー（ＦＰ）干渉計を用いて、波長掃引光源から射出される光の波長の変化量を検出し、この変化量が所定値となるタイミングをサンプリングクロックとして利用することで、干渉光を検出するタイミングを決定し、干渉信号のピーク周波数を精度よく決める方法が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０１２４９号公報
【特許文献２】特表２０１０−５１５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのような方法では、気温等の測定環境によりサンプリングクロックの周期に誤差が生じ、干渉信号のピーク周波数の決定精度をさらに精度よく決めることが困難であり、その結果として、ピーク周波数に基づいて測定対象までの距離を高精度で導出（測定）することが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、高い精度で距離を測定することができる距離測定システム、距離測定装置、及び距離測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、入射光として波長を変化させながら光を射出する波長掃引光源と、前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐する分岐部と、前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成する第１干渉計と、第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出する位相変調光源と、前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成する第２干渉計と、前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成する生成部と、前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出する算出部と、前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する導出部と、を備える距離測定システムである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の距離測定システムであって、前記算出部は、前記第３干渉光に基づいて前記位相を検出し、検出された前記位相に基づいて前記光路差の変化を算出する、距離測定システムである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の距離測定システムであって、前記導出部は、前記第１干渉光と前記サンプリングクロックに基づいた信号を抽出し、前記抽出された信号と前記光路差の変化に基づいて、前記距離を導出する、距離測定システムである。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の距離測定システムであって、前記導出部は、前記抽出された信号をフーリエ変換した信号からピークを検出し、検出されたピークに応じて前記距離を導出する、距離測定システムである。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、前記生成部は、前記第１入射光の波長の変化量が所定値になるたびに発した信号からなるサンプリングクロックを生成する、距離測定システムである。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、前記第２干渉計には、第２入射光が入射する側と反対側から第３入射光が入射する、距離測定システムである。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、前記第１干渉計は、前記第１入射光を、複数に分岐された光として測定光と参照光に分岐させ、前記測定光を測定対象に照射し、前記照射した測定光の測定対象からの反射光と前記参照光とを合波させ、前記第１干渉光を生成し、前記第２干渉計は、前記第２入射光を、第２−１入射光と第２−２入射光に分岐させ、前記第２−１入射光と前記第２−２入射光を合波させ、前記第２干渉光を生成し、さらに、前記第３入射光を、第３−１入射光と第３−２入射光に分岐し、前記第３−１入射光と前記第３−２入射光を合波し、前記第３干渉光を生成する、距離測定システムである。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の距離測定システムであって、前記第２干渉計は、正弦波位相変調干渉計と兼ねたマッハ・ツェンダー干渉計である、距離測定システムである。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、入射光として波長を変化させながら光を射出する波長掃引光源と、前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐する分岐部と、前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成する第１干渉計と、距離測定装置を具備する距離測定システムの前記距離測定装置であって、距離測定装置は、第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出する位相変調光源と、前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成する第２干渉計と、前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成する生成部と、前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出する算出部と、前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する導出部と、を備える距離測定装置である。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明は、入射光として波長を変化させながら光を射出し、前記入射光を第１入射光と第２入射光に分岐し、第１干渉計により前記第１入射光に基づいて第１干渉光を生成し、第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出し、第２干渉計により前記第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、前記第３入射光に基づいて第３干渉光を生成し、前記第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成し、前記第３干渉光に基づいて前記第２干渉計における光路差の変化を算出し、前記第１干渉光と、前記サンプリングクロックと、前記光路差の変化とに基づいて前記第１干渉計から測定対象までの距離を導出する、距離測定方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高い精度で距離を測定することができる距離測定システム、距離測定装置、及び距離測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る距離測定システム１の一例を示す構成図である。
【図２】波長掃引光源２から射出される入射光の波長の時間変化の様子の一例を示すグラフである。
【図３】制御装置９により生成されるサンプリングクロックと、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の変化との一例を示す図である。
【図４】制御装置９の機能構成の一例を示す図である。
【図５】制御装置９により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】距離導出部９７により第１干渉信号から抽出された信号であって、サンプリングクロックが示すタイミングにおける信号の一例を示す図である。
【図７】距離導出部９７により高速フーリエ変換された信号の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る距離測定システム１の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜概要＞
まず、以下に示す実施形態に係る距離測定システム１の概要を説明し、その後により詳細な実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る距離測定システム１の一例を示す構成図である。距離測定システム１は、波長掃引光源２から入射光を射出し、射出された入射光を第１入射光と第２入射光に分岐し、第１入射光を光ファイバーを介して第１干渉計３に導光する。そして、距離測定システム１は、光ファイバーを介して第２干渉計６に第２入射光を導光する。
【００２１】
第１干渉計３は、導光された第１入射光を測定光と参照光に分岐する。第１干渉計３は、分岐された測定光を測定対象Ｗに向けて照射する。測定対象Ｗに照射された測定光は、測定対象Ｗで反射されて再び第１干渉計３に入射する。第１干渉計３は、測定対象Ｗで反射された測定光と上述の参照光を合波し、第１干渉光を生成する。その後、第１干渉計３は、光ファイバーを介して第１干渉光を第１干渉信号検出部４に導光する。
【００２２】
測定対象Ｗは、例えば、シリコンウェハーや多層膜等の工業製品や生体等であり、図１に示したように、ユーザーによりコリメーター３３から距離Ｌ１だけ離れた位置に設置される。この距離Ｌ１は、ユーザーが設置する段階で未知である。距離測定システム１は、この距離Ｌ１を測定（算出又は導出）する。
【００２３】
第１干渉信号検出部４は、導光された第１干渉光を検出（受光）し、検出された第１干渉光を電気信号に変換する。そして、第１干渉信号検出部４は、第１干渉光が電気信号に変換された第１干渉信号を制御装置９に出力する。
【００２４】
また、距離測定システム１は、位相変調光源５から第３入射光を射出し、射出された第３入射光を、光ファイバーを介して第２干渉計６に導光する。この時、距離測定システム１は、第３入射光を第２干渉光が射出される側から第２干渉計６へと光ファイバーを介して導光する。
【００２５】
第２干渉計６は、導光された第２入射光を第２−１入射光と第２−２入射光に分岐する。第２干渉計６は、分岐された第２−１入射光と第２−２入射光をそれぞれ光路の異なる光ファイバーを介して導光した後、再び合波して第２干渉光を生成する。その後、第２干渉計６は、光ファイバーを介して第２干渉光を第２干渉信号検出部７に導光する。
【００２６】
また、第２干渉計６は、導光された第３入射光を第３−１入射光と第３−２入射光に分岐する。第２干渉計６は、分岐された第３−１入射光と第３−２入射光をそれぞれ光路の異なる光ファイバーを介して導光した後、再び合波して第３干渉光を生成する。その後、第２干渉計６は、光ファイバーを介して第３干渉光を第３干渉信号検出部８に導光する。
【００２７】
第２干渉信号検出部７は、導光された第２干渉光を検出し、検出された第２干渉光を電気信号に変換する。そして、第２干渉信号検出部７は、第２干渉光が電気信号に変換された第２干渉信号を制御装置９に出力する。
【００２８】
第３干渉信号検出部８は、導光された第３干渉光を検出し、検出された第３干渉光を電気信号に変換する。そして、第３干渉信号検出部８は、第３干渉光が電気信号に変換された第３干渉信号を制御装置に出力する。
【００２９】
制御装置９は、第１干渉信号検出部４から第１干渉信号を取得し、第２干渉信号検出部７から第２干渉信号を取得し、第３干渉信号検出部８から第３干渉信号をそれぞれ取得する。そして、制御装置９は、第３干渉信号に基づいて第２干渉計６が備える光ファイバーの長さの熱等の環境による変化を算出する。また、制御装置９は、第２干渉信号に基づいてサンプリングクロックを生成する。そして、制御装置９は、算出された光ファイバーの長さの変化と、生成されたサンプリングクロックと、第１干渉信号に基づいて上述の距離Ｌ１を導出する。
【００３０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示したように、距離測定システム１は、例えば、波長掃引光源２と、分岐部２１と、第１干渉計３と、第１干渉信号検出部４と、位相変調光源５と、第２干渉計６と、第２干渉信号検出部７と、第３干渉信号検出部８と、制御装置９と、光ファイバーＦ１、Ｆ２、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１３、Ｆ１４、Ｆ１５を備える。光ファイバーＦ１、Ｆ２、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１３、Ｆ１４、Ｆ１５は、例えば、シングルモード・光ファイバーである。なお、図１において、概要で説明した機能部については、説明を省略する。
【００３１】
距離測定システム１では、次にように各機能部が光ファイバーによって接続されている。波長掃引光源２と分岐部２１は、光ファイバーＦ１により接続されている。分岐部２１と第１干渉計３は、光ファイバーＦ２により接続されている。第１干渉計３と第１干渉信号検出部４は、光ファイバーＦ９により接続されている。分岐部２１と第２干渉信号検出部７は、光ファイバーＦ１０により接続されている。第２干渉計６と第２干渉信号検出部７は、光ファイバーＦ１３により接続されている。位相変調光源５と第２干渉計６は、光ファイバーＦ１４により接続されている。第２干渉計６と第３干渉信号検出部８は、光ファイバーＦ１５により接続されている。
【００３２】
また、距離測定システム１では、波長掃引光源２と制御装置９、第１干渉信号検出部４と制御装置９、第２干渉信号検出部７と制御装置９、第３干渉信号検出部８と制御装置９がそれぞれ無線又は有線によって通信可能に接続されている。
【００３３】
波長掃引光源２は、時間の経過とともに一定周期で波長を変化させながら第１干渉計３への入射光を射出する。波長掃引光源２から射出される入射光は、例えば、１［ｋＨｚ］周期毎に１５５０±５０［ｎｍ］の波長帯で波長が変化する。また、この波長は、例えば、正弦波状に変化する。ここで、図２を参照することで、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の時間変化の様子について説明する。図２は、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の時間変化の様子の一例を示すグラフである。
【００３４】
グラフＧ１の横軸は、経過時間（単位は［ｍｓｅｃ］）を表す。また、グラフＧ１の縦軸は、経過時間毎の波長掃引光源２から射出される入射光の光源波長（単位は［ｎｍ］）を表す。図２に示したように、波長掃引光源２は、１［ｍｓｅｃ］毎（１［ｋＨｚ］周期あたり）に、１５５０±５０［ｎｍ］の波長帯で波長が正弦波として変化する入射光を射出する。
【００３５】
分岐部２１は、例えば、ファイバーカプラーである。分岐部２１は、光ファイバーＦ１から導光された光を第１入射光と第２入射光に分岐し、分岐した第１入射光を、光ファイバーＦ２を介して第１干渉計３に導光するとともに、分波した第２入射光を、光ファイバーＦ１０を介して第２干渉計６に導光する。
【００３６】
第１干渉計３は、分岐部３１、３４と、サーキュレーター３２、３５と、コリメーター３３、３６と、光ファイバーＦ３〜Ｆ８を備える。光ファイバーＦ３〜Ｆ８を備える。光ファイバーＦ３〜Ｆ８は、例えば、シングルモード・光ファイバーである。
【００３７】
第１干渉計３では、次にように各機能部が光ファイバーによって接続されている。分岐部３１とサーキュレーター３２は、光ファイバーＦ３により接続されている。サーキュレーター３２コリメーター３３は、光ファイバーＦ４により接続されている。サーキュレーター３２と分岐部３４は、光ファイバーＦ５により接続されている。分岐部３１とサーキュレーター３５は、光ファイバーＦ６により接続されている。サーキュレーター３５とコリメーター３６は、光ファイバーＦ７により接続されている。サーキュレーター３５と分岐部３４は、光ファイバーＦ８により接続されている。
【００３８】
分岐部３１は、例えば、ファイバーカプラーである。分岐部３１は、光ファイバーＦ２から導光された第１入射光を測定光と参照光に分岐し、分岐した測定光を、光ファイバーＦ３を介してサーキュレーター３２に導光するとともに、分波した参照光を、光ファイバーＦ６を介して第２干渉計６に導光する。
【００３９】
サーキュレーター３２は、分岐部３１から光ファイバーＦ３を介して導光された測定光を、光ファイバーＦ４を介してコリメーター３３へ導光する。また、サーキュレーター３２は、コリメーター３３から光ファイバーＦ４を介して導光された測定光であって、測定対象Ｗで反射された測定光を、光ファイバーＦ５を介して分岐部３４に導光する。
【００４０】
コリメーター３３は、例えば、コリメーターレンズであり、入射した光を平行光へ変化させるか、又はある焦点に集光させる。コリメーター３３は、サーキュレーター３２から光ファイバーＦ４を介して導光された測定光を測定対象Ｗへ照射する。また、コリメーター３３は、測定対象Ｗで反射された測定光を集光し、集光された測定対象Ｗで反射された測定光を、光ファイバーＦ４を介してサーキュレーター３２に導光する。
【００４１】
分岐部３４は、例えば、ファイバーカプラーである。分岐部３４は、サーキュレーター３２から光ファイバーＦ５を介して測定対象Ｗで反射された測定光と、サーキュレーター３５から光ファイバーＦ８を介して導光された参照光であって、反射鏡３７で反射された参照光とを合波し、第１干渉光を生成する。そして、分岐部３４は、生成された第１干渉光を光ファイバーＦ９を介して第１干渉信号検出部４に導光する。
【００４２】
サーキュレーター３５は、分岐部３１から光ファイバーＦ６を介して導光された参照光を、光ファイバーＦ７を介してコリメーター３６に導光する。また、サーキュレーター３５は、コリメーター３６から光ファイバーＦ７を介して導光された参照光であって、反射鏡３７で反射された参照光を、光ファイバーＦ８を介して分岐部３４に導光する。
【００４３】
コリメーター３６は、例えば、コリメーターレンズであり、入射した光を平行光へ変化させるか、又はある焦点に集光させる。コリメーター３６は、サーキュレーター３５から光ファイバーＦ７を介して導光された参照光を反射鏡３７へ照射する。また、コリメーター３６は、反射鏡３７で反射された参照光を集光し、集光された反射鏡３７で反射された参照光を、光ファイバーＦ７を介してサーキュレーター３５に導光する。
反射鏡３７は、コリメーター３６から所定の距離Ｌ２だけ離れた場所に設置されており、コリメーター３６から照射された光を、コリメーター３６へ向けて反射する。
【００４４】
上記で説明した第１干渉計３には、波長掃引光源２から射出された入射光のうち、分岐部２１により分岐された第１入射光が光ファイバーＦ２を介して導光される。この導光された第１入射光は、まず第１干渉計３の分岐部３１に入射する。分岐部３１は、第１入射光を測定光と参照光に分岐させる。分岐部３１は、測定光を光ファイバーＦ３と、サーキュレーター３２と、光ファイバーＦ４とを順に介してコリメーター３３へ入射する。
【００４５】
そして、コリメーター３３は、測定光を測定対象Ｗに集光するように照射する。測定対象Ｗに照射された測定光の一部又は全部は、測定対象Ｗでコリメーター３３へ向けて反射される。コリメーター３３へ入射した測定光であって、測定対象Ｗで反射された測定光は、その後、光ファイバーＦ４と、サーキュレーター３２と、光ファイバーＦ５とを順に介して分岐部３４へ導光される。
【００４６】
一方、分岐部３１は、参照光を光ファイバーＦ６と、サーキュレーター３５と、光ファイバーＦ７とを順に介してコリメーター３６へ入射する。そして、コリメーター３６は、参照光を反射鏡３７に集光するように照射する。反射鏡３７に照射された参照光の一部又は全部は、反射鏡３７でコリメーター３６へ向けて反射される。コリメーター３６へ入射した参照光であって、反射鏡３７で反射された参照光は、その後、光ファイバーＦ７と、サーキュレーター３５と、光ファイバーＦ８とを順に介して分岐部３４へ導光される。
【００４７】
分岐部３４は、測定対象Ｗで反射された測定光と反射鏡３７で反射された参照光とを合波し、第１干渉光を生成する。そして、分岐部３４は、第１干渉光を、光ファイバーＦ９を介して第１干渉信号検出部４に導光する。
第１干渉信号検出部４は、光ファイバーＦ９を介して導光された第１干渉光を検出し、検出した第１干渉光を電気信号に変換する。第１干渉信号検出部４は、この電気信号を第１干渉信号として制御装置９に出力する。
【００４８】
位相変調光源５は、例えば、図示しない光源と、図示しない発振器を備える電気変調器を具備し、光源から射出される光の位相を、電気変調器が備える発振器によって時間の経過とともに一定周期で変調させる。そして、位相変調光源５は、時間の経過とともに一定周期で位相が変化する光を、第３入射光として第２干渉計６へ射出する。
【００４９】
第２干渉計６は、分岐部５１、５２と、光ファイバーＦ１１、Ｆ１２を備える。光ファイバーＦ１１、Ｆ１２は、例えば、互いに異なる光路長を持つシングルモード・光ファイバーである。
【００５０】
分岐部５１は、例えば、ファイバーカプラーである。分岐部５１は、光ファイバーＦ１０を介して導光された第２入射光を、第２−１入射光と第２−２入射光に分岐し、分岐した第２−１入射光を、光ファイバーＦ１１を介して分岐部５２に導光するとともに、分岐した第２−２入射光を、光ファイバーＦ１２を介して分岐部５２に導光する。また、分岐部５１は、光ファイバーＦ１１を介して導光された第３−１入射光と、光ファイバーＦ１２を介して導光された第３−２入射光を合波し、第３干渉光を生成する。分岐部５１は、生成された第３干渉光を、光ファイバーＦ１５を介して第３干渉信号検出部８に導光する。
【００５１】
分岐部５２は、例えば、ファイバーカプラーである。分岐部５２は、光ファイバーＦ１１を介して導光された第２−１入射光と、光ファイバーＦ１２を介して導光された第２−２入射光とを合波し、第２干渉光を生成する。分岐部５２は、生成された第２干渉光を、光ファイバーＦ１３を介して第２干渉信号検出部７に導光する。また、分岐部５２は、位相変調光源５から光ファイバーＦ１４を介して導光された第３入射光を、第３−１入射光と第３−２入射光に分岐し、分岐した第３−１入射光を、光ファイバーＦ１１を介して分岐部５１に導光する。また、分岐部５２は、第３−２入射光を、光ファイバーＦ１２を介して分岐部５１に導光する。
【００５２】
上記で説明した第２干渉計６には、波長掃引光源２から射出された入射光のうち、分岐部２１により分岐された第２入射光が光ファイバーＦ１０を介して導光される。この導光された第２入射光は、まず第２干渉計６の分岐部５１に入射する。分岐部５１は、第２入射光を第２−１入射光と第２−２入射光に分岐させる。分岐された第２−１入射光と第２−２入射光は、互いに異なる光路長の光ファイバーにより導光され、分岐部５２で合波されて第２干渉光にされる。そして、分岐部５２は、第２干渉光を、光ファイバーＦ１３を介して第２干渉信号検出部７に導光する。
【００５３】
また、第２干渉計６には、位相変調光源５から射出された第３入射光が光ファイバーＦ１４を介して導光される。この導光された第３入射光は、まず第２干渉計６の分岐部５２に入射する。分岐部５２は、第３入射光を第３−１入射光と第３−２入射光に分岐させる。分岐された第３−１入射光と第３−２入射光は、互いに異なる光路長の光ファイバーにより導光され、分岐部５１で合波されて第３干渉光にされる。そして、分岐部５１は、第３干渉光を、光ファイバーＦ１５を介して第３干渉信号検出部８に導光する。
【００５４】
第２干渉信号検出部７は、光ファイバーＦ１３を介して導光された第２干渉光を検出し、検出した第２干渉光を電気信号に変換する。第２干渉信号検出部７は、この電気信号を第２干渉信号として制御装置９に出力する。
第３干渉信号検出部８は、光ファイバーＦ１５を介して導光された第３干渉光を検出し、検出した第３干渉光を電気信号に変換する。第３干渉信号検出部８は、この電気信号を第３干渉信号として制御装置９に出力する。
【００５５】
制御装置９は、第１干渉信号検出部４から第１干渉信号を取得し、第２干渉信号検出部７から第２干渉信号を取得し、第３干渉信号検出部８から第３干渉信号をそれぞれ取得する。そして、制御装置９は、第３干渉信号に基づいて第２干渉計６が備える光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２のうち一方又は両方の長さが熱等の環境によって変化することによる光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の間の光路差の変化量を算出する。
【００５６】
また、制御装置９は、第２干渉信号に基づいてサンプリングクロックを生成する。ここで、図３を参照して、制御装置９により生成されるサンプリングクロックについて説明する。図３は、制御装置９により生成されるサンプリングクロックと、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の変化との一例を示す図である。図３（Ａ）には、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の変化の一部を示す。図３（Ａ）の縦軸は、波長掃引光源２の光源波長（単位は［ｎｍ］）であり、横軸は経過時間（単位は［ｍｓｅｃ］）である。また、図３（Ｂ）には、図３（Ａ）に示した波長掃引光源２から射出される入射光の波長の変化に応じたサンプリングクロックを示す。図３（Ｂ）の縦軸は、サンプリングクロックを表す信号（単位は、例えば、［ｍＡ］）であり、横軸は経過時間（単位は［ｍｓｅｃ］）である。
【００５７】
制御装置９は、第２干渉信号に基づいて、波長掃引光源２から射出される入射光の波長の変化量を算出し、算出された変化量が所定値になるたびに図３（Ｂ）に示したようなサンプリングクロックを生成する。そして、制御装置９は、生成されたサンプリングクロックに基づいて、第１干渉信号からサンプリングクロックが示すタイミング（サンプリングクロックを表す信号が１［ｍＡ］の時）の信号を抽出し、抽出された信号と、第３干渉信号に基づいて算出された光路差の変化量とに基づいて上述の距離Ｌ１を導出する。
【００５８】
次に、図４を参照することで、制御装置９の機能構成について説明する。図４は、制御装置９の機能構成の一例を示す図である。制御装置９は、例えば、制御部９０と、記憶部９８とを備える。また、制御部９０は、例えば、装置制御部９１と、第１干渉信号取得部９２と、第２干渉信号取得部９３と、第３干渉信号取得部９４と、サンプリングクロック生成部９５と、誤差算出部９６と、距離導出部９７を備える。
【００５９】
装置制御部９１は、波長掃引光源２が入射光を射出するように波長掃引光源２を制御する。また、装置制御部９１は、位相変調光源５が第３入射光を射出するように位相変調光源５を制御する。
【００６０】
また、装置制御部９１は、第１干渉信号検出部４が第１干渉光を検出し、第１干渉信号を制御装置９に出力するように第１干渉信号検出部４を制御する。また、装置制御部９１は、第２干渉信号検出部７が第２干渉光を検出し、第２干渉信号を制御装置９に出力するように第２干渉信号検出部７を制御する。また、装置制御部９１は、第３干渉信号検出部８が第３干渉光を検出し、第３干渉信号を制御装置９に出力するように第３干渉信号検出部８を制御する。
【００６１】
また、装置制御部９１は、図示しない計時部を備えており、波長掃引光源２からの入射光の射出のタイミングと、位相変調光源５からの第３入射光の射出のタイミングを同期させる。また、装置制御部９１は、第１干渉信号検出部４から第１干渉信号を取得するタイミングと、第２干渉信号検出部７から第２干渉信号を取得するタイミングと、第３干渉信号検出部８から第３干渉信号を取得するタイミングを同期させる。
【００６２】
第１干渉信号取得部９２は、第１干渉信号検出部４から第１干渉信号を取得し、取得した第１干渉信号を、取得した時刻とともに記憶部９８に記憶させる。
第２干渉信号取得部９３は、第２干渉信号検出部７から第２干渉信号を取得し、取得した第２干渉信号を、取得した時刻とともに記憶部９８に記憶させる。
第３干渉信号取得部９４は、第３干渉信号検出部８から第３干渉信号を取得し、取得した第３干渉信号を、取得した時刻とともに記憶部９８に記憶させる。
【００６３】
サンプリングクロック生成部９５は、記憶部９８から時刻毎の第２干渉信号を読み込む。そして、サンプリングクロック生成部９５は、読み込まれた第２干渉信号に基づいて、サンプリングクロックを生成する。
【００６４】
誤差算出部９６は、記憶部９８から時刻毎の第３干渉信号を読み込む。そして、誤差算出部９６は、記憶部９８から読み込まれた第３干渉信号に基づいて、光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の間の光路差の変化量であって、熱等の環境による変化量（誤差）を算出する。以下、この変化量を、光路差の誤差と称する。
【００６５】
距離導出部９７は、記憶部９８から第１干渉信号を読み込み、読み込まれた第１干渉信号から、サンプリングクロック生成部９５により生成されたサンプリングクロックが示すタイミングにおける信号を抽出する。そして、距離導出部９７は、抽出された信号と、誤差算出部９６により算出された誤差とに基づいて、上述の距離Ｌ１を導出する。
【００６６】
記憶部９８は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やＳＳＤ（Solid  State  Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read−Only  Memory）、ＲＯＭ（Read−Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを含み、制御装置９が距離Ｌ１を導出するための各種情報を格納する。なお、記憶部９８は、制御装置９に内蔵されるものに代えて、外付け型の記憶装置でもよい。
【００６７】
以下、図５を参照することにより、制御装置９の各機能部が行う処理について説明する。図５は、制御装置９により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、装置制御部９１は、波長掃引光源２から入射光を射出させ、位相変調光源５から第３入射光を射出させる（ステップＳ１００）。この際、装置制御部９１は、計時部により波長掃引光源２と位相変調光源５の射出タイミングを同期させる。
【００６８】
次に、第１干渉信号取得部９２は、第１干渉信号検出部４から第１干渉信号を取得し、取得された時刻とともに記憶部９８に記憶させる。また、第２干渉信号取得部９３は、第２干渉信号検出部７から第２干渉信号を取得し、取得された時刻とともに記憶部９８に記憶させる。また、第３干渉信号取得部９４は、第３干渉信号検出部８から第３干渉信号を取得し、取得された時刻とともに記憶部９８に記憶させる（ステップＳ１１０）。
【００６９】
次に、サンプリングクロック生成部９５は、記憶部９８から第２干渉信号を読み込み、読み込んだ第２干渉信号に基づいてサンプリングクロックを生成する（ステップＳ１２０）。次に、誤差算出部９６は、記憶部９８から第３干渉信号を読み込み、読み込んだ第３干渉信号に基づいて前述の光路差の誤差を算出する（ステップＳ１３０）。ここで、誤差算出部９６による光路差の誤差を算出する処理について説明する。
【００７０】
光路差の誤差を算出する処理を説明するため、まず、位相変調光源５により射出される第３入射光について説明する。位相変調光源５は、例えば、光源から以下の式（１）の余弦波で表される光を電気変調器に射出することで、式（２）に示したように光の位相を変調させる。
【００７１】
【数１】
2015194361.tif 000003
【００７２】
【数２】
2015194361.tif 000004
【００７３】
ここで、ω０は、位相変調光源５の光源から射出される光の角振動数を示す。また、ｔは、位相変調光源５から光が射出されてからの経過時間を示す。上記の式（２）の正弦波を表す項は、電気変調器によって変調された光の位相を示し、ωｍは、電気変調器の発振器による位相変調の各振動数を示す。また、ｍｐは、位相変調の大きさを決める係数である。位相変調光源５は、上記の式（２）によって表される光を第３入射光として第２干渉計６に光ファイバーＦ１４を介して導光する。
【００７４】
そして、第２干渉計６は、導光された第３入射光から第３干渉光を生成し、生成された第３干渉光を第３干渉信号検出部８に光ファイバーＦ１５を介して導光する。第３干渉光は、以下の式（３）によって表される。
【００７５】
【数３】
2015194361.tif 000005
【００７６】
ここで、ＡとＢは、位相変調光源５から射出される光の振幅や、第２干渉計６の光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の光路差等によって決まる係数である。なお、ある環境下での光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の光路差は、予めキャリブレーション等によって決められているものとする。また、φは、式（１）におけるω０ｔを置き換えたものである。上記の式（３）をベッセル関数による級数展開を施したものが以下の式（４）である。
【００７７】
【数４】
2015194361.tif 000006
【００７８】
ここで、添え字の付いたＪは、ベッセル関数を表す。上記の式（４）の級数のうち、正弦関数の最初の２項と、余弦関数の最初の２項を抽出したものが以下の式（５）である。
【００７９】
【数５】
2015194361.tif 000007
【００８０】
第３干渉光を電気信号に変換した第３干渉信号は、上記の式（５）によって表される光の波の成分を含んでいる。誤差算出部９６は、記憶部９８から第３干渉信号を読み込み、読み込んだ第３干渉信号に基づいて、前述の光路差の誤差を算出する。光路差の誤差の算出は、正弦波位相変調干渉計における光路長の算出手法と同様の手法によって行う。より具体的には、誤差算出部９６は、ロックインアンプを用いて、第３干渉信号から上記の式（５）のφの値であって、第３干渉信号が取得された時刻毎のφの値を算出し、算出された時刻毎のφを積算し、積算されたφに第３入射光の波長λ＝２πｃ／ω０を乗算することで、光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の光路差の誤差Δｍを算出する。
【００８１】
次に、距離導出部９７は、記憶部９８から第１干渉信号を読み込み、読み込んだ第１干渉信号と、サンプリングクロック生成部９５により生成されたサンプリングクロックと、誤差算出部９６により算出された光路差の誤差Δｍに基づいて距離Ｌ１を導出する（ステップＳ１４０）。ここで、距離導出部９７により距離Ｌ１を導出する処理について説明する。
【００８２】
距離導出部９７は、記憶部９８から読み込んだ第１干渉信号から、サンプリングクロック生成部９５により生成されたサンプリングクロックが示すタイミングにおける信号を抽出する。ここで、図６を参照して、距離導出部９７により第１干渉信号から抽出された信号であって、サンプリングクロックが示すタイミングにおける信号について説明する。図６は、距離導出部９７により第１干渉信号から抽出された信号であって、サンプリングクロックが示すタイミングにおける信号の一例を示す図である。
【００８３】
グラフＧ２の縦軸は、距離導出部９７により第１干渉信号から抽出された信号であって、サンプリングクロックが示すタイミングにおける信号の振幅（単位は、例えば、［Ｖ］）であり、横軸は、波長掃引光源２から射出された入射光（すなわち、測定光及び参照光）の周波数（単位は［ＴＨｚ］）である。距離導出部９７により第１干渉信号からサンプリングクロックに基づいて抽出された信号（サンプル）は、各サンプル間における前記の入射光の周波数差が一定であるため、グラフＧ２のように横軸を入射光の周波数にした時に正弦波として表すことができる。
【００８４】
距離導出部９７は、グラフＧ２のように表される信号であって、距離導出部９７により第１干渉信号からサンプリングクロックに基づいて抽出された信号に対して高速フーリエ変換（Fast  Fourier  Transform、FFT）を施し、高速フーリエ変換された信号を生成する。ここで、図７を参照して、高速フーリエ変換された信号について説明する。図７は、距離導出部９７により高速フーリエ変換された信号の一例を示す図である。
【００８５】
図７におけるグラフＧ３の縦軸は、高速フーリエ変換された信号（周波数スペクトル）の振幅（単位は、例えば、［Ｗ／Ｈｚ］）を示し、横軸は、正規化長さ（無次元量）を示す。正規化長さとは、以下の式（６）に示したように、前述した距離Ｌ１を、第２干渉計６の光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の光路差Ｄによって正規化した無次元量（すなわち、正規化長さ）Ｄ０を示す。
【００８６】
【数６】
2015194361.tif 000008
【００８７】
ここで、光路差Ｄは、以下の式（７）に示したように第２干渉計６のキャリブレーションによってある環境下で決められた光ファイバーＦ１１と光ファイバーＦ１２の光路差ｄｍに対して、誤差算出部９６により算出された誤差Δｍを加算したものである。
【００８８】
【数７】
2015194361.tif 000009
【００８９】
グラフＧ３のピーク位置は、上記の式（６）に示した正規化長さＤ０上に現れる。従って、距離導出部９７は、高速フーリエ変換された信号からピーク位置Ｐを検出し、検出されたピーク位置に対応する正規化長さＤ０を導出する。そして、距離導出部９７は、導出された正規化長さＤ０から式（６）及び式（７）に基づいて、距離Ｌ１を算出する。
【００９０】
なお、光ファイバーＦ１〜Ｆ１５は、シングルモード・光ファイバーに代えて、中空光ファイバーやマルチモード・光ファイバー等であってもよい。
【００９１】
また、第１干渉計３は、光ファイバーＦ３〜Ｆ８と、分岐部３１、３４と、サーキュレーター３２、３５と、コリメーター３３、３６と、反射鏡３７とを備える構成として説明したが、これに代えて、例えば、さらに光ファイバーＦ１と、光ファイバーＦ２と、光ファイバーＦ９と、分岐部２１とのうちの一部又は全部を備える構成であってもよい。
【００９２】
また、第２干渉計６は、光ファイバーＦ１１、Ｆ１２と、分岐部５１、５２を備える構成として説明したが、これに代えて、例えば、さらに光ファイバーＦ１０と、光ファイバーＦ１３と、光ファイバーＦ１４と、光ファイバーＦ１５と、位相変調光源５と、第２干渉信号検出部７と、第３干渉信号検出部８とのうちの一部又は全部を備える構成であってもよい。
【００９３】
また、波長掃引光源２が掃引する入射光の波長帯は、１５５０±５０［ｎｍ］に限られず、他の波長帯で掃引されてもよい。
また、第１干渉計３は、波長掃引光源２と第１干渉信号検出部４のうち一方又は両方を備える構成であってもよい。また、第２干渉計６は、第２干渉信号検出部７と、第３干渉信号検出部８と、位相変調光源５のうち一部又は全部を備える構成であってもよい。
【００９４】
また、第１干渉信号取得部９２は、取得された第１干渉信号を、取得された時刻と対応付けて記憶部９８に記憶する構成としたが、これに代えて、取得された第１干渉信号と、第１干渉信号を取得する時間間隔と対応付けて記憶部９８に記憶する構成であってもよい。
【００９５】
また、第２干渉信号取得部９３は、取得された第２干渉信号を、取得された時刻と対応付けて記憶部９８に記憶する構成としたが、これに代えて、取得された第２干渉信号と、第２干渉信号を取得する時間間隔と対応付けて記憶部９８に記憶する構成であってもよい。
【００９６】
また、第３干渉信号取得部９４は、取得された第３干渉信号を、取得された時刻と対応付けて記憶部９８に記憶する構成としたが、これに代えて、取得された第３干渉信号と、第３干渉信号を取得する時間間隔と対応付けて記憶部９８に記憶する構成であってもよい。
また、制御部９０が行う処理は、図５に示したフローチャートにおいて、ステップ１２０とステップ１３０との順序が逆であってもよく、同時に行われてもよい。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態に係る距離測定システム１は、入射光として波長を変化させながら光を射出し、入射光を第１入射光と第２入射光に分岐し、第１干渉計３により第１入射光に基づいて第１干渉光を生成し、第３入射光として正弦波状に位相を変調させながら光を射出し、第２干渉計６により第２入射光に基づいて第２干渉光を生成するとともに、第３入射光に基づいて第３干渉光を生成し、第２干渉光に基づいてサンプリングクロックを生成し、第３干渉光に基づいて第２干渉計における光路差の誤差を算出し、第１干渉光と、サンプリングクロックと、光路差の誤差とに基づいて第１干渉計３のコリメーター３３から測定対象Ｗまでの距離Ｌ１を導出する。これにより、距離測定システム１は、高い精度で距離を測定することができる。
【００９８】
距離測定システム１は、第３干渉光に基づいて第３入射光の位相を検出し、検出された位相に基づいて光路差の誤差を算出する。また、距離測定システム１は、第１干渉光とサンプリングクロックに基づいた信号を抽出し、抽出された信号と光路差の誤差に基づいて距離Ｌ１を導出する。これにより、距離測定システム１は、熱等の環境による第２干渉計６の光路差の誤差を補正し、距離Ｌ１を導出することができる。
【００９９】
また、距離測定システム１は、第１干渉光とサンプリングクロックに基づいて抽出された信号をフーリエ変換した信号からピーク位置を検出し、検出されたピーク位置に応じて距離Ｌ１を導出する。これにより、距離測定システム１は、サンプリングクロックを用いない場合に比べて、より高い精度で距離Ｌ１を導出することができる。
【０１００】
また、距離測定システム１は、第１入射光の波長の変化量が所定値になるたびに発した信号からなるサンプリングクロックを生成する。これにより、距離測定システム１は、波長掃引光源２から射出された入射光の波長が線形変化している場合に得られる干渉信号を抽出することができる。
【０１０１】
また、距離測定システム１は、前記第２干渉計６に対して、第２入射光が入射する側と反対側から第３入射光を入射させる。これにより、距離測定システム１は、第２干渉計６を、２つの異なる目的のための干渉計として利用することができる。
【０１０２】
また、距離測定システム１は、第２干渉計６を、正弦波位相変調干渉計と兼ねたマッハ・ツェンダー干渉計として用いる。これにより、距離測定システム１は、マッハ・ツェンダー干渉計から得られる第２干渉光によってサンプリングクロックを生成し、正弦波位相変調干渉計によって得られる第３干渉光によって光路差の誤差を算出することができる。
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図面を参照して説明する。第２実施形態に係る距離測定システム１は、図１に示した反射鏡３７で反射された参照光と、測定対象Ｗで反射された測定光の２つの光を干渉させる構成に代えて、コリメーター３９によって端面反射された参照光と、測定対象Ｗで反射された測定光を干渉させる構成となっている。
【０１０３】
図８は、第２実施形態に係る距離測定システム１の一例を示す構成図である。一部の構成については、図１及び図４を援用し、同じ機能部に対して同一の符号を付して説明する。距離測定システム１は、例えば、波長掃引光源２と、分岐部２１と、第１干渉計３ａと、第１干渉信号検出部４と、位相変調光源５と、第２干渉計６と、第２干渉信号検出部７と、第３干渉信号検出部８と、制御装置９と、光ファイバーＦ１、Ｆ２、Ｆ９、Ｆ１０、Ｆ１３、Ｆ１４、Ｆ１５を備える。
【０１０４】
第１干渉計３ａは、例えば、接続部３８と、サーキュレーター３２ａと、コリメーター３９と、接続部４０を備える。
接続部３８は、例えば、ファイバーコネクタであり、光ファイバー同士を、光損失を低く抑えながら接続する。接続部３８は、分岐部２１から光ファイバーＦ２を介して導光された第１入射光を、光ファイバーＦ３を介してサーキュレーター３２ａに導光する。
【０１０５】
サーキュレーター３２ａは、光ファイバーＦ３を介して導光された第１入射光を、光ファイバーＦ４を介してコリメーター３９に導光する。また、サーキュレーター３２ａは、光ファイバーＦ４で合波された第１干渉光であって、光ファイバーＦ４を介して導光された第１干渉光を、光ファイバーＦ５を介して接続部４０に導光する。
【０１０６】
コリメーター３９は、光ファイバーＦ４を介して導光された第１入射光のうちの一部を透過し、透過された第１入射光を測定光として測定対象Ｗに照射する。また、コリメーター３９は、測定対象Ｗから反射された測定光を集光し、再び光ファイバーＦ４を介してサーキュレーター３２ａに導光する。また、コリメーター３９は、第１入射光のうちの残りの一部を参照光として反射し、光ファイバーＦ４を介してサーキュレーター３２ａに導光する。この際、光ファイバーＦ４の内部では、測定光と参照光が合波され、第１干渉光が生成される。
【０１０７】
接続部４０は、例えば、ファイバーコネクタであり、光ファイバー同士を、光損失を低く抑えながら接続する。接続部４０は、サーキュレーター３２ａから光ファイバーＦ５を介して導光された第１干渉光を、光ファイバーＦ９を介して第１干渉信号検出部４に導光する。
【０１０８】
このように、本実施形態における距離測定システム１は、図１に示した反射鏡３７で反射された参照光と、測定対象Ｗで反射された測定光の２つの光を干渉させる構成に代えて、コリメーター３９によって端面反射された参照光と、測定対象Ｗで反射された測定光を干渉させる構成としたため、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０９】
また、距離測定システム１は、第１実施形態と同様の効果に加えて、第１実施形態における光ファイバーＦ３、Ｆ４、Ｆ５の長さと、第１実施形態における光ファイバーＦ６、Ｆ７、Ｆ８の長さとが気温等によって伸縮することによる光路長の差異（誤差）の発生を抑制することができる。さらに、距離測定システム１は、図１に示した構成と比べて、設備コストを削減することができる。
【０１１０】
なお、コリメーター３３、３６のそれぞれは、コリメーターレンズに代えて、光を平行光にする凹面鏡や凸面鏡等の他の何らかの手段であってもよい。
また、測定対象Ｗにおいて、距離Ｌ１を測定したい点が複数ある場合は、図５に示したステップＳ１００からステップＳ１４０を、測定したい点の数だけ繰り返すとしてもよい。その場合、距離測定システム１は、測定光の照射方向を測定したい点に向けて変更可能であるとし、測定方向を示す情報も対応付けて記憶部９８に記憶するようにする。
【０１１１】
また、第１干渉計３は、測定対象Ｗで反射された測定光と、反射鏡３７で反射された参照光を干渉させることで第１干渉光を発生させる構成に代えて、例えば、光ファイバーＦ６が分岐部３４に直接接続され、分岐部３４で測定光と参照光を干渉させる構成等としてもよい。
【０１１２】
なお、以上に説明した装置（例えば、距離測定システム１）における任意の機能部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating  System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１１３】
また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact  Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１１４】
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１  距離測定システム、２  波長掃引光源、３、３ａ  第１干渉計、４  第１干渉信号検出部、５  位相変調光源、６  第２干渉信号検出部、７  第２干渉信号検出部、８  第３干渉信号検出部、９  制御装置、２１、３１、３４、５１、５２  分岐部、３２、３２ａ、３５  サーキュレーター、３３、３６、３９  コリメーター、３７  反射鏡、３８、４０  接続部、９０  制御部、９１  装置制御部、９２  第１干渉信号取得部、９３  第２干渉信号取得部、９４  第３干渉信号取得部、９５  サンプリングクロック生成部、９６  誤差算出部、９７  距離導出部、９８  記憶部
【図１】
2015194361.tif 000010
【図２】
2015194361.tif 000011
【図３】
2015194361.tif 000012
【図４】
2015194361.tif 000013
【図５】
2015194361.tif 000014
【図６】
2015194361.tif 000015
【図７】
2015194361.tif 000016
【図８】
2015194361.tif 000017