【手続補正書】
【提出日】平成24年7月20日(2012.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
一定周波数間隔の光を発振する光源と、
前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレーザーと、
前記複数のCWレーザーを前記対象物へ照射する手段と、
前記複数のCWレーザーを対象物表面上で空間的に走査する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーを受光しビートを観
測する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号の
ビート信号を生成する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号の
ビート信号の位相を抽出する手段と、
前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信
号の位相を抽出する手段を備え、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーの間のビート信号の
ビート信号の位相と，前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによる
ビート信号のビート信号の位相を比較することによって前記対象物までの距離を測定する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記光源と前記複数のCWレーザーによるビートを抽出し、
複数発生する前記ビートの間のビートを抽出することにより、
前記複数のCWレーザーの間のビートの位相を抽出することを特徴とする請求項1記載の距
離測定装置。
【請求項３】
前記光源や前記複数のCWレーザーを用い、
三角測量法や飛行時間法を用い、
前記対象物までの距離を測定することを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記光源から発せられる光によって、
前記対象物までの距離を測定することを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記光源に対して一定の周波数差となるように制御された前記複数のCWレーザーの間の周
波数差を変化させることによって、
距離測定精度と距離測定レンジを変化させることを特徴とする請求項1記載の距離測定装
置。
【請求項６】
前記複数のCWレーザーを、
鏡面を有する回転多面体によって対象物表面上で空間的に走査することを特徴とする、
請求項1記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記複数のCWレーザーを、
対になった鏡を回転または振動させることによって対象物表面上で空間的に走査すること
を特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記複数のCWレーザーを、
凹面鏡と鏡面を有する回転多面体によって対象物表面上で空間的に走査することを特徴と
する請求項1記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記CWレーザーを、
2つの回転軸を持つ鏡面を回転させることによって対象物表面上で空間的に走査すること
を特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
【請求項１０】
対象物までの距離を測定する距離測定装方法であって、
一定周波数間隔の光を発振する光源と、
前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレーザーと、
前記複数のCWレーザーを前記対象物へ照射する手段と、
前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で空間的に走査する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーを受光しビートを観
測する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号の
ビート信号を生成する手段と、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号の
ビート信号の位相を抽出する手段と、
前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信
号の位相を抽出する手段を用い、
前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーの間のビート信号の
ビート信号の位相と，前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによる
ビート信号のビート信号の位相を比較することによって前記対象物までの距離を測定する
ことを特徴とする距離測定方法。
【請求項１１】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
複数の発振周波数が可変であるCWレーザーと、
前記複数のCWレーザーによるビートを取得する手段と、
前記複数のCWレーザーの発振周波数差を一定に保つ周波数安定化の手段と、
前記対象物に前記CWレーザーを照射する光学系と、
前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーを受光する光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートを抽出する手段と
、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートの位相を抽出する
手段と、
前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を備え、
前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照
射する前の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定
装置。
【請求項１２】
前記複数のCWレーザーの周波数の安定化に、
前記複数のCWレーザーによるビートを用いることを特徴とする請求項１1記載の距離測定
装置。
【請求項１３】
前記複数のCWレーザーの周波数の安定化に、
校正された周波数信号を周波数基準として用いることを特徴とする請求項11記載の距離測
定装置。
【請求項１４】
前記周波数基準に、
全地球測位システム（GPS）信号を用いることを特徴とする請求項11記載の距離測定装置
。
【請求項１５】
前記周波数基準に、
原子時計を用いることを特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項１６】
前記周波数基準に、
安定化された発振器を用いることを特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項１７】
前記複数のCWレーザーの周波数の安定化を、
前記複数のCWレーザーによるビートと周波数基準の差周波数を一定に保つことで実現する
ことを特徴とする請求項１1記載の測距装置
【請求項１８】
前記複数のCWレーザーのビートと周波数基準との差周波数が複数あることを特徴とする請
求項１1記載の距離測定装置。
【請求項１９】
前記複数のCWレーザーのビートを分周して低周波数化し、
位相比較を行うことを特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２０】
前記複数のCWレーザーのビートを、
ビートの周波数と極近い周波数での信号と混合することで低周波数化し、
ビートの位相を抽出することを特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２１】
前記複数のCWレーザーに、
周波数安定化CWレーザーまたは外部共振CWレーザーまたは狭帯域発振CWレーザーを用いる
ことを特徴とする請求項１1記載の距離測定装置。
【請求項２２】
前記複数のCWレーザーを用いた三角測量法や飛行時間法により、
前記対象物までの距離を測定することを特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２３】
前記複数のCWレーザーを、
鏡面を有する回転多面体によって対象物表面上で空間的に走査することを特徴とする請求
項11記載の距離測定装置。
【請求項２４】
前記複数のCWレーザーを、
対になった鏡を回転または振動させることによって対象物表面上で空間的に走査すること
を特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２５】
前記複数のCWレーザーを、
凹面鏡と鏡面を有する回転多面体によって対象物表面上で空間的に走査することを特徴と
する請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２６】
前記CWレーザーを、
2つの回転軸を持つ鏡面を回転させることによって対象物表面上で空間的に走査すること
を特徴とする請求項11記載の距離測定装置。
【請求項２７】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
複数の発振周波数が可変であるCWレーザーと、
前記複数のCWレーザーによるビートを取得する手段と、
前記複数のCWレーザーの発振周波数差を一定に保つ周波数安定化の手段と、
前記対象物に前記CWレーザーを照射する光学系と、
前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーを受光する光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートを抽出する手段と
、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートの位相を抽出する
手段と、
前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を用い、
前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照
射する前の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定
装置。
【請求項２８】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
複数の発振周波数を有する光源CWレーザーと、
前記光源のビートを取得する手段と、
前記対象物に前記光源から発せられた光を照射する光学系と、
前記光源から発せられた光を前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光を受光する光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートを抽出する手
段と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートの位相を抽出
する手段と、
前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を備え、
前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照
射する前の光の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離
測定装置。
【請求項２９】
前記光源を、
単一周波数で発振するCWレーザーを複数台組み合わせて実現することを特徴とする請求項
28記載の距離測定装置。
【請求項３０】
前記光源を、
単一周波数で発振するCWレーザーを分割し、各々にそれぞれ異なった周波数変調を加える
ことで実現することを特徴とする請求項28記載の距離測定装置。
【請求項３１】
前記光源を、
広帯域で発光する光源から各々異なる周波数成分を抽出することによって実現することを
特徴とする請求項28記載の距離測定装置。
【請求項３２】
対象物までの距離を測定する距離測定方法であって、
複数の発振周波数を有する光源CWレーザーと、
前記光源のビートを取得する手段と、
前記対象物に前記光源から発せられた光を照射する光学系と、
前記光源から発せられた光を前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光を受光する光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートを抽出する手
段と、
前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートの位相を抽出
する手段と、
前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を用い、
前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照
射する前の光の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離
測定方法。
【請求項３３】
対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、
一定周波数間隔の光を発振する光源と、
前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレーザーと、
前記複数のCWレーザーによる光を測定光と参照光とに分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段により得た測定光を前記対象物に照射し、前記測定光による前記対象物か
らの反射光または散乱光と、前記光源からの光と、を検出する第一の検出手段と、
前記参照光と、前記光源からの光と、を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段により得られた信号に基づいて算出される、前記光源からの光と前記
測定光による反射光又は散乱光によるビート信号の位相と、前記第二の検出手段により得
られた信号に基づいて算出される、前記光源からの光と前記参照光によるビート信号の位
相と、を比較することによって前記対象物までの距離を算出する処理手段と、
を有することを特徴とする距離測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りで
ある。
（１）対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、一定周波数間隔の光を発振す
る光源と、前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレ
ーザーと、前記複数のCWレーザーを前記対象物へ照射する手段と、前記複数のCWレーザー
を対象物表面上で空間的に走査する手段と、前記光源と前記対象物で反射または散乱され
た前記複数のCWレーザーを受光しビートを観測する手段と、前記光源と前記対象物で反射
または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信号を生成する手段と
、前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号
のビート信号の位相を抽出する手段と、前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数の
CWレーザーによるビート信号のビート信号の位相を抽出する手段を備え、前記光源と前記
対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーの間のビート信号のビート信号の位
相と，前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによるビート信号のビ
ート信号の位相を比較することによって前記対象物までの距離を測定することを特徴とす
る距離測定装置である。
（２）対象物までの距離を測定する距離測定方法であって、一定周波数間隔の光を発振する光源と、前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレーザーと、前記複数のCWレーザーを前記対象物へ照射する手段と、前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で空間的に走査する手段と、前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーを受光しビートを観測する手段と、前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信号を生成する手段と、前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信号の位相を抽出する手段と、前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信号の位相を抽出する手段を用い、前記光源と前記対象物で反射または散乱された前記複数のCWレーザーの間のビート信号のビート信号の位相と，前記光源と前記対象物へ照射する前の前記複数のCWレーザーによるビート信号のビート信号の位相を比較することによって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定方法である。
（３）対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、複数の発振周波数が可変であ
るCWレーザーと、前記複数のCWレーザーによるビートを取得する手段と、前記複数のCWレーザーの発振周波数差を一定に保つ周波数安定化の手段と、前記対象物に前記CWレーザー
を照射する光学系と、前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーを受光する光学系と、前記対象
物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートを抽出する手段と、前記対
象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートの位相を抽出する手段と
、前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を備え、前記対象物からの
反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照射する前の位相の
差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定装置である。
（４）対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、複数の発振周波数が可変であ
るCWレーザーと、前記複数のCWレーザーによるビートを取得する手段と、前記複数のCWレーザーの発振周波数差を一定に保つ周波数安定化の手段と、前記対象物に前記CWレーザー
を照射する光学系と、前記複数のCWレーザーを前記対象物表面上で走査させる光学系と、
前記対象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーを受光する光学系と、前記対象
物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートを抽出する手段と、前記対
象物から反射または散乱した前記複数のCWレーザーの間のビートの位相を抽出する手段と
、前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を用い、前記対象物からの
反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象物へ照射する前の位相の
差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とする距離測定装置である。
（５）対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、複数の発振周波数を有する光
源CWレーザーと、前記光源のビートを取得する手段と、前記対象物に前記光源から発せら
れた光を照射する光学系と、前記光源から発せられた光を前記対象物表面上で走査させる
光学系と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光を受光する光学
系と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートを抽出
する手段と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビート
の位相を抽出する手段と、前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を
備え、前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象
物へ照射する前の光の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とす
る距離測定装置である。
（６）対象物までの距離を測定する距離測定方法であって、複数の発振周波数を有する光
源CWレーザーと、前記光源のビートを取得する手段と、前記対象物に前記光源から発せら
れた光を照射する光学系と、前記光源から発せられた光を前記対象物表面上で走査させる
光学系と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光を受光する光学
系と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビートを抽出
する手段と、前記対象物から反射または散乱した前記光源から発せられた光の間のビート
の位相を抽出する手段と、前記抽出した位相から前記対象物までの距離を算出する手段を
用い、前記対象物からの反射光または散乱光の少なくともどちらか一方の位相と前記対象
物へ照射する前の光の位相の差によって前記対象物までの距離を測定することを特徴とす
る距離測定方法である。
（７）対象物までの距離を測定する距離測定装置であって、一定周波数間隔の光を発振す
る光源と、前記光源の周波数に対して一定の周波数差となるように制御された複数のCWレ
ーザーと、前記複数のCWレーザーによる光を測定光と参照光とに分岐する光分岐手段と、
前記光分岐手段により得た測定光を前記対象物に照射し、前記測定光による前記対象物か
らの反射光または散乱光と、前記光源からの光と、を検出する第一の検出手段と、前記参
照光と、前記光源からの光と、を検出する第二の検出手段と、前記第一の検出手段により
得られた信号に基づいて算出される、前記光源からの光と前記測定光による反射光又は散
乱光によるビート信号の位相と、前記第二の検出手段により得られた信号に基づいて算出
される、前記光源からの光と前記参照光によるビート信号の位相と、を比較することによ
って前記対象物までの距離を算出する処理手段と、を有することを特徴とする距離測定装
置である。