(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光の特徴である可干渉性を利用しながら、光学系に機械的手段を用いずに被測定物の厚み方向の距離もしくは厚みを高精度に測距する測距方法及びレーザ測距装置を提供する。【解決手段】反射部１４を階段状とすることで、測定光と参照光との光路差が段差の間隔で連続的に変化する光強度データ列を得ることができる。そして、この光強度データ列をフーリエ変換することで各干渉光の明部の位置を取得し、第１レーザ光に基づく干渉光の明部の位置と第２レーザ光に基づく干渉光の明部の位置とが一致する第１位置と第２位置とに基づいて測距を行う。よって、光学系に機械的手段を用いずに被測定物６の厚み方向の距離Ｌもしくは厚みを高精度に測距することができる。【選択図】図１
2012247324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光とを分割部で参照光と測定光とにそれぞれ分割し、反射部で反射した参照光と被測定物の測定点で反射した測定光とがそれぞれ干渉することで得られる干渉光の光強度データに基づいて被測定物の厚み方向の距離を測距する測距方法であって、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を階段状の反射部で反射させるとともに、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光を被測定物の第１測定点で反射させ、前記反射部で反射した参照光と第１測定点で反射した測定光とを複数の受光器で構成された受光部に受光させる第１照射ステップと、
前記受光部の所定の受光器の光強度データを所定の順序で配列することで第１測定点の光強度データ列を作成する第１データ列作成ステップと、
第１データ列作成ステップで得られた第１測定点の光強度データ列にフーリエ変換を施して第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、を取得する第１フーリエ変換ステップと、
第１フーリエ変換ステップで得られた両干渉光の周期、位相から両干渉光の明部の位置を算出する第１明部取得ステップと、
第１明部取得ステップで取得された明部のうち、両干渉光が同一位置で明部を取る第１位置を算出し、この第１位置から光強度データ列上の任意の基点までの第１距離データを取得する第１距離データ取得ステップと、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を前記反射部で反射させるとともに、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光を被測定物の第２測定点で反射させ、前記反射部で反射した参照光と第２測定点で反射した測定光とを前記受光部で受光させる第２照射ステップと、
前記受光部の所定の受光器の光強度データを所定の順序で配列することで第２測定点の光強度データ列を作成する第２データ列作成ステップと、
第２データ列作成ステップで得られた第２測定点の光強度データ列にフーリエ変換を施して第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、を取得する第２フーリエ変換ステップと、
第２フーリエ変換ステップで得られた両干渉光の周期、位相から両干渉光の明部の位置を算出する第２明部取得ステップと、
第２明部取得ステップで取得された明部のうち、両干渉光が同一位置で明部を取る第２位置を算出し、この第２位置から前記基点までの第２距離データを取得する第２距離データ取得ステップと、
第１距離データと第２距離データとに基づいて第１測定点と第２測定点との間の厚み方向の距離を測距する測距ステップと、
を有することを特徴とする測距方法。
【請求項２】
波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光とを分割部で参照光と測定光とにそれぞれ分割し、反射部で反射した参照光と被測定物の測定点で反射した測定光とがそれぞれ干渉することで得られる干渉光の光強度データに基づいて被測定物の厚み方向の距離を測距する測距方法であって、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を階段状の反射部で反射させ、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに分割し、第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光を被測定物の第１測定点で反射させるとともに第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光を第２測定点で反射させ、前記反射部で反射した参照光と第１測定点で反射した第１測定光と第２測定点で反射した第２測定光とを複数の受光器で構成された受光部に受光させる照射ステップと、
前記受光部の所定の受光器の光強度データを所定の順序で配列することで光強度データ列を作成するデータ列作成ステップと、
データ列作成ステップで得られた光強度データ列にフーリエ変換を施して、第１レーザ光の第１測定光と参照光による第１干渉光の周期、位相、振幅と、第１レーザ光の第２測定光と参照光による第２干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の第１測定光と参照光による第３干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の第２測定光と参照光による第４干渉光の周期、位相、振幅と、をそれぞれ取得するフーリエ変換ステップと、
取得された各干渉光の周期、位相から各干渉光の明部の位置を取得する明部取得ステップと、
取得された明部の位置のうち、第１干渉光と第３干渉光とが同一位置で明部を取る第１位置を算出し、この第１位置から光強度データ列の任意の基点までの第１距離データを取得するとともに、第２干渉光と第４干渉光とが同一位置で明部を取る第２位置を算出し、この第２位置から前記基点までの第２距離データを取得する距離データ取得ステップと、
第１距離データと第２距離データとに基づいて被測定物の第１測定点から第２測定点までの厚み方向の距離を算出する測距ステップと、
を有することを特徴とする測距方法。
【請求項３】
第２測定点が第１測定点の裏面に位置し、
第２測定光が第２測定点で反射することで、
測距ステップが被測定物の厚みを測距することを特徴とする請求項２記載の測距方法。
【請求項４】
波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光の２つをそれぞれ出射する第１レーザ照射手段と第２レーザ照射手段と、
第１レーザ光と第２レーザ光とを参照光と測定光とにそれぞれ分割する分割部と、
それぞれの参照光を反射する階段状の反射部と、
複数の受光器で構成され反射部で反射した参照光と被測定物で反射した測定光とを受光して各受光器の光強度データを出力する受光部と、
受光部からの光強度データが入力する演算部と、を有し、
請求項１記載の第１照射ステップと第１データ列作成ステップと第１フーリエ変換ステップと第１明部取得ステップと第１距離データ取得ステップと第２照射ステップと第２データ列作成ステップと第２フーリエ変換ステップと第２明部取得ステップと第２距離データ取得ステップと測距ステップとを行って、被測定物の第１測定点と第２測定点との間の厚み方向の距離を測距することを特徴とするレーザ測距装置。
【請求項５】
波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光の２つをそれぞれ出射する第１レーザ照射手段と第２レーザ照射手段と、
第１レーザ光及び第２レーザ光を参照光と測定光とにそれぞれ分割する分割部と、
それぞれの参照光を反射する階段状の反射部と、
それぞれの測定光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部と、
複数の受光器で構成され反射部で反射した参照光と被測定物の第１測定点で反射した第１測定光と被測定物の第２測定点で反射した第２測定光とを受光して各受光器の光強度データを出力する受光部と、
受光部からの光強度データが入力する演算部と、を有し、
請求項２記載の照射ステップとデータ列作成ステップとフーリエ変換ステップと明部取得ステップと距離データ取得ステップと測距ステップとを行って、被測定物の第１測定点と第２測定点との間の厚み方向の距離を測距することを特徴とするレーザ測距装置。
【請求項６】
第１測定光を出射する第１出射口と第２測定光を出射する第２出射口とが対向するように設置され、被測定物を第１出射口と第２出射口との間に配置することで被測定物の厚みを測距することを特徴とする請求項５記載のレーザ測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の干渉を用いて被測定物の厚み方向の距離もしくは厚みを高精度に測定する測距方法及びレーザ測距装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ光を用いたレーザ測距方法は、例えばレーザ光を参照光と測定光とに分割し、その参照光と被測定物で反射された測定光との時間差から両者の光路差を求めることで被測定物までの距離を測定する。このような参照光と測定光との時間差から測距を行う従来のレーザ測距方法では、その測距精度はレーザ光の波長レベル、即ちｎｍ（ナノメートル）オーダーには遠く及ばない。
【０００３】
そこで本願発明者は下記［特許文献１］に示すように、波長の異なる複数のレーザ光を用い、さらにその光路差を変化させることでレーザ光の特徴である可干渉性を利用した高精度のレーザ測距方法及びそのレーザ測距方法を行うレーザ測距装置に関する発明を行った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公報第２００８／０９９７８８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［特許文献１］に開示された発明により被測定物までの距離を高精度に測距することが可能となった。しかしながら、［特許文献１］の発明では光路差の変化をモータ等の機械的手段により行っている。よって、高精度の測距には位置精度の高い高価な機械的手段が必要となり、コストが増大するという問題点がある。また、いかに位置精度の高い機械的手段であってもバックラッシュ（逆動作）などにより誤差が生じる可能性があり、この点で更なる改善が望まれる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ光の特徴である可干渉性を利用しながら、光学系に機械的手段を用いずに被測定物の厚み方向の距離もしくは厚みを高精度に測距する測距方法及びレーザ測距装置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】
本発明は、
（１）波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光とを分割部１２で参照光と測定光とにそれぞれ分割し、反射部１４で反射した参照光と被測定物６の測定点で反射した測定光とがそれぞれ干渉することで得られる干渉光の光強度データに基づいて被測定物６の厚み方向の距離Ｌを測距する測距方法であって、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を階段状の反射部１４で反射させるとともに、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射させ、前記反射部１４で反射した参照光と第１測定点Ｓ１で反射した測定光とを複数の受光器２２で構成された受光部１８に受光させる第１照射ステップと、
前記受光部１８の所定の受光器２２の光強度データを所定の順序で配列することで第１測定点Ｓ１の光強度データ列を作成する第１データ列作成ステップと、
第１データ列作成ステップで得られた第１測定点Ｓ１の光強度データ列にフーリエ変換を施して第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、を取得する第１フーリエ変換ステップと、
第１フーリエ変換ステップで得られた両干渉光の周期、位相から両干渉光の明部の位置を算出する第１明部取得ステップと、
第１明部取得ステップで取得された明部のうち、両干渉光が同一位置で明部を取る第１位置を算出し、この第１位置から光強度データ列上の任意の基点までの第１距離データを取得する第１距離データ取得ステップと、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を前記反射部１４で反射させるとともに、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光を被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射させ、前記反射部１４で反射した参照光と第２測定点Ｓ２で反射した測定光とを前記受光部１８で受光させる第２照射ステップと、
前記受光部１８の所定の受光器２２の光強度データを所定の順序で配列することで第２測定点Ｓ２の光強度データ列を作成する第２データ列作成ステップと、
第２データ列作成ステップで得られた第２測定点Ｓ２の光強度データ列にフーリエ変換を施して第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、を取得する第２フーリエ変換ステップと、
第２フーリエ変換ステップで得られた両干渉光の周期、位相から両干渉光の明部の位置を算出する第２明部取得ステップと、
第２明部取得ステップで取得された明部のうち、両干渉光が同一位置で明部を取る第２位置を算出し、この第２位置から前記基点までの第２距離データを取得する第２距離データ取得ステップと、
第１距離データと第２距離データとに基づいて第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを測距する測距ステップと、
を有することを特徴とする測距方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光とを分割部１２で参照光と測定光とにそれぞれ分割し、反射部１４で反射した参照光と被測定物６の測定点で反射した測定光とがそれぞれ干渉することで得られる干渉光の光強度データに基づいて被測定物６の厚み方向の距離Ｌを測距する測距方法であって、
第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの参照光を階段状の反射部１４で反射させ、第１レーザ光及び第２レーザ光のそれぞれの測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに分割し、第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射させるとともに第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光を第２測定点Ｓ２で反射させ、前記反射部１４で反射した参照光と第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを複数の受光器２２で構成された受光部１８に受光させる照射ステップと、
前記受光部１８の所定の受光器２２の光強度データを所定の順序で配列することで光強度データ列を作成するデータ列作成ステップと、
データ列作成ステップで得られた光強度データ列にフーリエ変換を施して、第１レーザ光の第１測定光と参照光による第１干渉光の周期、位相、振幅と、第１レーザ光の第２測定光と参照光による第２干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の第１測定光と参照光による第３干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の第２測定光と参照光による第４干渉光の周期、位相、振幅と、をそれぞれ取得するフーリエ変換ステップと、
取得された各干渉光の周期、位相から各干渉光の明部の位置を取得する明部取得ステップと、
取得された明部の位置のうち、第１干渉光と第３干渉光とが同一位置で明部を取る第１位置を算出し、この第１位置から光強度データ列の任意の基点までの第１距離データを取得するとともに、第２干渉光と第４干渉光とが同一位置で明部を取る第２位置を算出し、この第２位置から前記基点までの第２距離データを取得する距離データ取得ステップと、
第１距離データと第２距離データとに基づいて被測定物６の第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの厚み方向の距離Ｌを算出する測距ステップと、
を有することを特徴とする測距方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）第２測定点Ｓ２が第１測定点Ｓ１の裏面に位置し、
第２測定光が第２測定点Ｓ２で反射することで、
測距ステップが被測定物６の厚みｔを測距することを特徴とする上記（２）記載の測距方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光の２つをそれぞれ出射する第１レーザ照射手段１０ａと第２レーザ照射手段１０ｂと、第１レーザ光と第２レーザ光とを参照光と測定光とにそれぞれ分割する分割部１２と、それぞれの参照光を反射する階段状の反射部１４と、複数の受光器２２で構成され反射部１４で反射した参照光と被測定物６で反射した測定光とを受光して各受光器２２の光強度データを出力する受光部１８と、受光部１８からの光強度データが入力する演算部２０と、を有し、
上記（１）記載の第１照射ステップと第１データ列作成ステップと第１フーリエ変換ステップと第１明部取得ステップと第１距離データ取得ステップと第２照射ステップと第２データ列作成ステップと第２フーリエ変換ステップと第２明部取得ステップと第２距離データ取得ステップと測距ステップとを行って、被測定物６の第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを測距することを特徴とするレーザ測距装置５０ａを提供することにより、上記課題を解決する。
（５）波長の異なる第１レーザ光と第２レーザ光の２つをそれぞれ出射する第１レーザ照射手段１０ａと第２レーザ照射手段１０ｂと、第１レーザ光及び第２レーザ光を参照光と測定光とにそれぞれ分割する分割部１２と、それぞれの参照光を反射する階段状の反射部１４と、それぞれの測定光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部２８と、複数の受光器２２で構成され反射部１４で反射した参照光と被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを受光して各受光器２２の光強度データを出力する受光部１８と、受光部１８からの光強度データが入力する演算部２０と、を有し、
上記（２）記載の照射ステップとデータ列作成ステップとフーリエ変換ステップと明部取得ステップと距離データ取得ステップと測距ステップとを行って、被測定物６の第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを測距することを特徴とするレーザ測距装置５０ｂ（５０ａ）を提供することにより、上記課題を解決する。
（６）第１測定光を出射する第１出射口１６ａと第２測定光を出射する第２出射口１６ｂとが対向するように設置され、被測定物６を第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に配置することで被測定物６の厚みｔを測距することを特徴とする上記（５）記載のレーザ測距装置５０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置によれば、光学系に機械的手段を用いずに被測定物の厚み方向の距離もしくは厚みを高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の受光部と反射部の配置を説明する図である。
【図３】本発明の受光器と反射面の幅の関係を説明する図である。
【図４】本発明の光強度データ列の作成を説明する図である。
【図５】本発明に係る第２のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明に係る第２の測距方法を第１のレーザ測距装置に適用した例を示す図である。
【図７】本発明に係る第３のレーザ測距装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、図１、図５、図６、図７の破線はレーザ光を示す。
【００１１】
先ず、本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置の基本原理を図１の第１の形態のレーザ測距装置５０ａ及び図２、図３、図４を用いて説明する。
【００１２】
本発明に係るレーザ測距装置５０ａは、波長の異なる２つのレーザ光（第１レーザ光、第２レーザ光）をそれぞれ出射する第１レーザ照射手段１０ａと第２レーザ照射手段１０ｂとを有している。第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂとしてはコヒーレンス長の比較的長い、ヘリウムネオンレーザや半導体励起固体レーザ、半導体ＤＦＢレーザ等を用いることが好ましい。
【００１３】
そして、第１レーザ照射手段１０ａから出射した第１レーザ光は、第１レーザ光の光路上に設けられたミラー４ａで反射され分割部１２に向う。また、第２レーザ照射手段１０ｂから出射した第２レーザ光は、第２レーザ光の光路上に設けられたハーフミラー４ｂで反射され第１レーザ光と同一光路上を通り分割部１２に向う。
【００１４】
分割部１２としては透過光路にずれが生じないキューブ型のビームスプリッタを用いることが好ましく、第１レーザ光及び第２レーザ光はこの分割部１２において参照光と測定光とに２分割される。分割部１２で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光は反射部１４にて反射される。この反射部１４の反射面は、図２（ｃ）に示すように一定の段差ｈの階段状となっている。このため、反射部１４で反射される参照光は反射する反射面１４０、１４１、・・・、１４ｎ、によってその光路長が異なる。つまり、図２（ｃ）の例では、反射面１４０で反射された参照光の光路長は反射面１４ｎで反射された参照光の光路長よりも２×ｎｈだけ長くなる。反射部１４としては鋸歯状の反射型回折格子を用い、その溝面が参照光の入射方向に垂直となるように設置することが好ましい。反射部１４に鋸歯状の反射型回折格子を用いれば、段差ｈが１００ｎｍ〜数百ｎｍで一定し、且つ段差数が数千段の反射部１４を得ることができる。そして、反射部１４で反射した参照光は分割部１２を通過して受光部１８に到達する。
【００１５】
また、分割部１２で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の測定光は被測定物６の測定点（例えば、第１測定点Ｓ１）で反射した後、分割部１２で反射され受光部１８に到達する。このとき、第１レーザ光の測定光は第１レーザ光の参照光と干渉し干渉光を形成する。また、第２レーザ光の測定光は第２レーザ光の参照光と干渉し干渉光を形成する。尚、周波数の異なる第１レーザ光と第２レーザ光との干渉光は“うなり”となり、時間平均すると一定値となる。
【００１６】
受光部１８は例えばＣＣＤやＣＭＯＳのように複数の受光器２２で構成され、受光器２２毎に光強度データを出力可能なものが用いられる。そして、受光部１８は受光器２２が受光した第１レーザ光の（参照光と測定光とによる）干渉光と第２レーザ光の（参照光と測定光とによる）干渉光とが合成された光強度データを演算部２０に出力する。
【００１７】
ここで、本願の測距方法で用いる光強度データ列に関して説明を行う。本願の測距方法で用いる光強度データ列は受光器２２の光強度データを配列して作成する。ただし、複数の反射面で反射した参照光が入射する受光器２２の光強度データは光強度データ列の作成に用いることができない。例えば、図３（ｃ）の受光器２２０に入射する参照光は一つの反射面１４０で反射したもののみであるから、光強度データ列の作成に用いることができる（以後、光強度データ列の作成に使用可能な受光器をデータ受光器と記載する）。しかしながら、受光器２２１には反射面１４０で反射した参照光と反射面１４１で反射した参照光とが入射する。このように複数の反射面で反射した参照光が入射する受光器２２の光強度データは参照光の光路長との対応が取れないため、光強度データ列の作成に用いることができない（以後、光強度データ列の作成に使用できない受光器を除外受光器とする）。従って、受光部１８におけるデータ受光器の割合は多いことが好ましく、このためには、受光器２２の列と反射部１４の反射面の列とを図２(ａ)、図２（ｂ）に示すように、極力平行となるように配置することが好ましい。
【００１８】
次に、反射部１４を構成する反射面の幅ｄ１と受光部１８を構成する受光器２２の幅ｄ２の条件について説明する。先ず、ｄ１＜ｄ２の場合を考える。この場合、受光器２２の幅ｄ２よりも反射面の幅ｄ１の幅の方が小さいから、図３（ａ）に示すように、全ての受光器２２には必ず複数の反射面からの参照光が入射する。よって、全ての受光器２２は除外受光器となる。従って、この構成では測距に必要な光強度データ列を作成することができない。
【００１９】
次に、ｄ１＝ｄ２の場合を考える。この場合、図３（ｂ）に示すように、理想的な状態では受光器２２ｎと反射面１４ｎとを一対一対応させることが可能である。しかしながら、反射面の幅ｄ１と受光器２２の幅ｄ２とを高精度に一致させ、且つ反射面と受光器２２とが一対一対応するように反射部１４と受光部１８とを配置することは現実には難しく、この条件がクリアできない場合には、ｄ１＜ｄ２の場合と同様、全ての受光器２２が除外受光器となる。よって、この構成は現実的には困難である。ただし、前記の条件がクリアできれば本願の測距方法及びレーザ測距装置には理想的な構成となる。
【００２０】
次に、ｄ１＝（２×ｄ２）の場合を考える。この場合、図３（ｃ）に示すように、データ受光器（図３（ｃ）における受光器２２０、受光器２２２、受光器２２４、・・・）と除外受光器（図３（ｃ）における受光器２２１、受光器２２３、受光器２２５、・・・）とが交互に位置することとなる。従って、データ受光器の判別ができれば光強度データ列を作成することが可能である。ただし、この構成では基本的に全ての受光器２２の光強度データが異なるため、入力する光強度データのみからではデータ受光器と除外受光器とを判別することが難しい。よって、この構成は現実的には不適である。また、ｄ２＜ｄ１＜（２×ｄ２）の範囲も同様の理由により不適である。ただし、データ受光器の判別が可能であればこの構成も使用可となる。
【００２１】
次に、（２×ｄ２）＜ｄ１の場合を考える。ここで例えば、図３（ｄ）に示すような（２×ｄ２）＜ｄ１＜（３×ｄ２）の場合、反射面１４０で反射された参照光は受光器２２０、受光器２２１、及び受光器２２２に入射する。このとき受光器２２０、受光器２２１は、反射面１４０のみで反射した参照光が入射するからデータ受光器となる。尚、受光器２２０、受光器２２１は出力する光強度データの値も同等となる。また、受光器２２２は反射面１４０で反射した参照光と反射面１４１で反射した参照光とが入射するから除外受光器となる。そして、図３（ｄ）の例では、受光器２２３から受光器２２１２まではデータ受光器と除外受光器とが交互に位置し、受光器２２１３と受光器２２１４とが同等の光強度データを出力するデータ受光器となり、その後はこれらの配列が繰り返される。つまり、図３（ｄ）の例では隣接する同等の光強度データを出力する２つの受光器２２はデータ受光器であり、この２つの受光器２２から次の（同等の光強度データを出力する隣接した）２つの受光器２２までの間はデータ受光器と除外受光器とが交互に位置する。よって、この同等の光強度データを出力する２つの受光器２２に着目すれば、入力する光強度データからデータ受光器と除外受光器とを判別することができる。よって、この構成は本願の測距方法及びレーザ測距装置に使用可能である。
【００２２】
このことは（３×ｄ２）≦ｄ１の場合も同様である。例えば図３（ｅ）に示すような場合、受光器２２０、受光器２２１、及び受光器２２２が同等の光強度データを出力する隣接した３つのデータ受光器となり、受光器２２３が除外受光器となり、受光器２２４及び受光器２２５が同等の光強度データを出力するデータ受光器となり、受光器２２６が除外受光器となる。そして、同等の光強度データを出力する２つのデータ受光器と除外受光器とが交互に位置し、この配列は次の同等の光強度データを出力する隣接した３つのデータ受光器（受光器２２１９、受光器２２２０、及び受光器２２２１）まで繰り返される。そして、その後はこれらの配列が繰り返される。よって、同等の光強度データを出力する隣接した２つ乃至３つの受光器２２に着目すれば、受光器２２の出力する光強度データからデータ受光器と除外受光器とを判別することができる。尚、上記のデータ受光器と除外受光器との配列順は一例であり、反射面の幅ｄ１と受光器２２の幅ｄ２とによって変化する。
【００２３】
以上のことから、本願の測距方法及びレーザ測距装置に好ましい反射面の幅ｄ１と受光器２２の幅ｄ２の条件は、
（２×ｄ２）＜ｄ１  となる。
【００２４】
次に、光強度データ列の作成について説明する。前述のように受光部１８は各受光器２２の光強度データを演算部２０に出力し、演算部２０はデータ受光器の光強度データに基づいて光強度データ列を作成する。光強度データ列の作成は図３（ｄ）の場合、例えば以下のようにして行う。先ず、基点となる受光器２２の光強度データを配列する。ここでは、受光器２２０（もしくは受光器２２１）の光強度データを基点として配列する。次に、基点のデータから距離ｈ離れた光強度データとして受光器２２３のデータを配列する。次に、距離２ｈ離れた光強度データとして受光器２２５のデータを配列する。次に、距離３ｈ離れた光強度データとして受光器２２７のデータを配列する。次に、距離４ｈ離れた光強度データとして受光器２２９のデータを配列する。次に、距離５ｈ離れた光強度データとして受光器２２１１のデータを配列する。次に、距離６ｈ離れた光強度データとして受光器２２１３（もしくは受光器２２１４）のデータを配列する。以下、同様に繰り返し、このデータ列を光強度データ列とする。尚、演算部２０はデータ受光器の判別をその都度行っても良いが、反射部１４と受光部１８とが一度固定されればデータ受光器の位置も固定するため、データ受光器とその配列順を予めメモリ等に記憶しておき演算部２０はこのメモリに記憶された位置の受光器２２の光強度データを記憶された順に配列することで光強度データ列を作成することが好ましい。
【００２５】
ここで、測定光と参照光との光路差に連続的な変化が存在している場合、それらの干渉光にはこの光路差に応じた周期的な干渉縞が生じる。よって、照射するレーザ光が一つで、ｄ１、ｄ２、段差ｈが極めて微小な理想的な場合、光強度データ列は図４（ａ）に示すように明暗を周期的に繰り返すものとなる。そして、この明暗の周期は照射するレーザ光の波長（周波数）により決定する。
【００２６】
ただし、現実にはｄ１、ｄ２、段差ｈに所定の値が存在するため、演算部２０が作成する光強度データ列は例えば図４（ｂ）に示すようなものとなる。尚、図４では照射するレーザ光を１つとしているが、実際には２つのレーザ光（第１レーザ光及び第２レーザ光）を照射するため、得られる光強度データ列は少なくとも第１レーザ光の参照光と測定光との干渉光と第２レーザ光の参照光と測定光との干渉光が合わさった更に複雑なものとなる。
【００２７】
この光強度データ列に対し各光強度データの基点からの距離（ｎ×ｈ）に基づくフーリエ変換を施すと、この光強度データ列に含まれる各干渉光の明暗の周期、位相、振幅が取得できる。上記の場合、第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅とが取得できる。そして、この両干渉光の周期、位相により、両干渉光の全ての明部の位置が算出可能となる。ここで、参照光の光路長と測定光の光路長とが等しく両者に光路差が存在しない場合、どのような発振波長を有するレーザ光であってもその参照光と測定光とは強め合いその干渉光は明部をとる。さらに、この両干渉光が同時に明部を取る位置の前後では双方の干渉光の他の明部の位置が対称性を示す。反対に参照光と測定光とに光路差が存在する場合には、異なる発振波長を有するレーザ光の干渉光が同一位置で明部を取る光路差の値は現実には存在しない。よって、第１レーザ光の測定光と参照光とによる干渉光と第２レーザ光の測定光と参照光とによる干渉光が同一位置で明部を取る位置は測定光と参照光との光路長が等しい位置にしか存在しない。本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置では、フーリエ変換により算出された第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相とから、この一点しか存在しない両干渉光が同時に明部を取る位置を算出し、この位置に基づいて被測定物６の厚み方向の距離もしくは厚みを測定するものである。以上が本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置の基本原理である。
【００２８】
次に、本発明に係る第１の測距方法及び第１の形態のレーザ測距装置５０ａの動作を説明する。先ず、図１（ａ）に示すように、測定光が第１測定点Ｓ１に照射されるよう被測定物６を設置する。次に、第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂを動作させ第１レーザ光及び第２レーザ光を同時に照射する。照射された第１レーザ光及び第２レーザ光は分割部１２で参照光と測定光とに２分割される。
【００２９】
分割部１２で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光は階段状の反射部１４にて反射され、分割部１２を通過して受光部１８に到達する。また、分割部１２で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の測定光は出射口１６から出射し、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した後、分割部１２で反射され受光部１８に到達する。受光部１８は反射部１４で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光と被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の測定光とを受光する（第１の測距方法における第１照射ステップ）。このとき、第１レーザ光の参照光と第１レーザ光の測定光とは干渉し干渉光を形成する。また、第２レーザ光の参照光と第２レーザ光の測定光とは干渉し干渉光を形成する。尚、測距時に参照光と測定光との光路差がコヒーレンス長の範囲内となるように、測定光の光路長と参照光の光路長とは略同等とすることが好ましい。
【００３０】
受光部１８は各受光器２２の光強度データを演算部２０に出力する。演算部２０は各受光器２２のうち所定のデータ受光器の光強度データを所定の順序で配列し、第１測定点Ｓ１の光強度データ列を作成する（第１の測距方法における第１データ列作成ステップ）。
【００３１】
次に演算部２０は、第１データ列作成ステップで得られた第１測定点Ｓ１の光強度データ列に対して基点からの距離（ｎ×ｈ）に基づくフーリエ変換を施す。これにより、第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅とが取得される（第１の測距方法における第１フーリエ変換ステップ）。
【００３２】
次に演算部２０は、第１フーリエ変換ステップで算出された第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相に基づいて、この干渉光の明部の位置を算出する。また、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相に基づいて、この干渉光の明部の位置を算出する（第１の測距方法における第１明部取得ステップ）。
【００３３】
次に演算部２０は、双方の干渉光が同一の位置で明部を取る第１位置を算出する。このとき、この第１位置の前後で双方の干渉光の他の明部の位置関係が対称となることを確認することが好ましい。次に演算部２０は、この第１位置から基点までの第１距離データＬａを取得する。尚、ここでの基点は前述の光強度データ列の作成時の基点と同じとしても良いし、光強度データ列上の任意の点を基点に設定しても良い。また、第１距離データＬａ及び後述の第２距離データＬｂは、基点よりも第１位置（第２位置）の方が分割部１２から見て遠方に位置する場合を正とする。このことは、後述の第２、第３の測距方法においても同様である。（第１の測距方法における第１距離データ取得ステップ）。
【００３４】
次に、レーザ測距装置５０ａもしくは被測定物６を平行移動させ、図１（ｂ）に示すように、測定光が第２測定点Ｓ２に照射されるよう被測定物６を位置させる。
【００３５】
次に、第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂを動作させ第１レーザ光及び第２レーザ光を同時に照射する。これにより、受光部１８は反射部１４で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光と被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の測定光とを受光する（第１の測距方法における第２照射ステップ）。
【００３６】
そして、受光部１８は各受光器２２の光強度データを演算部２０に出力する。演算部２０は各受光器２２のうち所定のデータ受光器の光強度データを所定の順序で配列し、第２測定点Ｓ２の光強度データ列を作成する（第１の測距方法における第２データ列作成ステップ）。
【００３７】
次に演算部２０は、第２データ列作成ステップで得られた第２測定点Ｓ２の光強度データ列に対して基点からの距離（ｎ×ｈ）に基づくフーリエ変換を施す。これにより、第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅と、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相、振幅とが取得される（第１の測距方法における第２フーリエ変換ステップ）。
【００３８】
次に演算部２０は、第１フーリエ変換ステップで算出された第１レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相に基づいて、この干渉光の明部の位置を算出する。また、第２レーザ光の測定光と参照光による干渉光の周期、位相に基づいて、この干渉光の明部の位置を算出する（第１の測距方法における第２明部取得ステップ）。
【００３９】
次に演算部２０は、双方の干渉光が同一の位置で明部を取る第２位置を算出する。このとき、この第２位置の前後で双方の干渉光の他の明部の位置関係が対称となることを確認することが好ましい。次に演算部２０は、この第２位置から先の第１距離データ取得ステップで設定した基点までの第２距離データＬｂを取得する。（第１の測距方法における第２距離データ取得ステップ）。
【００４０】
ここで、第１距離データＬａは第１測定点Ｓ１で反射された測定光に基づくものであるから、よってレーザ光の光路上に仮想的に設定された基点から第１測定点Ｓ１までの片道分の光路長と対応する。また、第２距離データＬｂは第２測定点Ｓ２で反射された測定光に基づくものであるから、よって上記の基点から第２測定点Ｓ２までの片道分の光路長と対応する。従って、第１距離データＬａと第２距離データＬｂの差は第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との厚み方向の距離Ｌに相当する。よって演算部２０は、第２距離データＬｂから第１距離データＬａを減算することで、第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを算出する（第１の測距方法における測距ステップ）。尚、距離Ｌが負の場合には、第２測定点Ｓ２のほうが第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０ａ側に位置していることを示している。以上が本発明に係る第１の測距方法及び第１の形態のレーザ測距装置５０ａの動作である。
【００４１】
次に、本発明に係る第２の測距方法及び第２のレーザ測距装置５０ｂの動作を図５を用いて説明する。尚、本発明に係る第２の測距方法では、レーザ測距装置５０ｂの装置内部において第１測定光と第２測定光とに光路差が存在する場合には、予めその光路差を取得しておく必要がある。ここでは先ず、装置内部において第１測定光と第２測定光とに光路差が存在しない例を説明する。
【００４２】
先ず始めに、図５（ａ）に示すように、第１測定点Ｓ１に第１測定光が、第２測定点Ｓ２に第２測定光が垂直に照射するように被測定物６を設置する。
【００４３】
次に、第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂを動作させ第１レーザ光及び第２レーザ光を同時に照射する。
【００４４】
ここでレーザ測距装置５０ｂは、第１の形態のレーザ測距装置５０ａに加えて、測定光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部２８を有している。尚、測定光分割部２８は透過光量と反射光量との比が５０：５０以外のものを用いる。このようにすることで、第１測定光の光量と第２測定光の光量とに差が生じ、後述のフーリエ変換ステップで取得される第１測定光の干渉光の周期、位相、振幅と第２測定光の干渉光の周期、位相、振幅とをその光量、即ち振幅の値から判別することができる。
【００４５】
測定光分割部２８にて分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光は、ミラー８ａ、ミラー８ｂで反射され第１出射口１６ａから被測定物６に出射する。また、測定光分割部２８で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光はミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから被測定物６に出射する。第１出射口１６ａから出射した第１測定光は被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射され、ミラー８ｂ、ミラー８ａ、測定光分割部２８、分割部１２を経由して受光部１８に到達する。また、第２出射口１６ｂから出射した第２測定光は被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射され、ミラー８ｃ、測定光分割部２８、分割部１２を経由して受光部１８に到達する。
【００４６】
これにより、受光部１８は反射部１４で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光と、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光と、被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射した第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光と、を受光する。このとき、第１レーザ光の参照光と第１レーザ光の第１測定光とは干渉し第１干渉光を形成する。また、第１レーザ光の参照光と第１レーザ光の第２測定光とは干渉し第２干渉光を形成する。また、第２レーザ光の参照光と第２レーザ光の第１測定光とは干渉し第３干渉光を形成する。また、第２レーザ光の参照光と第２レーザ光の第２測定光とは干渉し第４干渉光を形成する。受光部１８は各受光器２２の光強度データを演算部２０に出力する（第２の測距方法における照射ステップ）。
【００４７】
演算部２０は受光器２２のうち所定のデータ受光器の光強度データを所定の順序で配列し、第１干渉光と第２干渉光と第３干渉光と第４干渉光とが含まれた光強度データ列を作成する（第２の測距方法におけるデータ列作成ステップ）。
【００４８】
次に演算部２０は、データ列作成ステップで得られた光強度データ列に対して基点からの距離（ｎ×ｈ）に基づくフーリエ変換を施す。これにより、第１干渉光の周期、位相、振幅と、第２干渉光の周期、位相、振幅と、第３干渉光の周期、位相、振幅と、第４干渉光の周期、位相、振幅とが取得される（第２の測距方法におけるフーリエ変換ステップ）。尚、測定光同士の干渉光には干渉縞は形成されずフーリエ変換により一定値となる。また、周波数の異なる第１レーザ光と第２レーザ光の干渉光は“うなり”となり、時間平均によりこれも一定値となる。
【００４９】
次に演算部２０は、各干渉光の周期、位相に基づき、光強度データ列上の任意の基点からの第１干渉光、第２干渉光、第３干渉光、第４干渉光の明部の位置をそれぞれ取得する。（第２の測距方法における明部取得ステップ）。
【００５０】
ここで、フーリエ変換ステップで得られた各干渉光の周期は干渉光の明暗の縞の周期に相当する。そして、干渉光の明暗の縞の周期はレーザ光の周波数と対応する。よって、演算部２０はフーリエ変換ステップで得られた周期の値により、第１レーザ光による干渉光（第１干渉光、第２干渉光）の周期、位相、振幅と、第２レーザ光による干渉光（第３干渉光、第４干渉光）の周期、位相、振幅とを判別することができる。また、測定光分割部２８には透過光量と反射光量との比が５０：５０以外のものを使用するから、第１測定光による干渉光（第１干渉光、第３干渉光）の振幅（強度）と第２測定光による干渉光（第２干渉光、第４干渉光）の振幅（強度）とは異なる値を示す。よって、演算部２０はこの振幅の値から、第１レーザ光による干渉光（第１干渉光、第２干渉光）のうち、第１測定光による第１干渉光と第２測定光による第２干渉光とを特定することができる。また、第２レーザ光による干渉光（第３干渉光、第４干渉光）のうち、第１測定光による第３干渉光と第２測定光による第４干渉光とを特定することができる。
【００５１】
次に演算部２０は、第１干渉光及び第３干渉光の明部の位置を比較して、同一の位置で第１干渉光も第３干渉光も明部を取る第１位置を算出する。このとき、この第１位置の前後で双方の干渉光の他の明部の位置関係が対称となることを確認することが好ましい。次に、演算部２０はこの第１位置から基点までの第１距離データＬａを取得する。尚、ここでの基点は前述の光強度データ列の作成時の基点と同じとしても良いし、光強度データ列上の任意の点を基点に設定しても良い。ここで得られる第１距離データＬａはレーザ光の光路上に仮想的に設定された基点から第１測定点Ｓ１までの片道分の光路長に対応する。
【００５２】
また、演算部２０は、第２干渉光及び第４干渉光の明部の位置を比較して、同一の位置で第２干渉光も第４干渉光も明部を取る第２位置を取得する。このとき、この第２位置の前後で双方の干渉光の他の明部の位置関係が対称となることを確認することが好ましい。次に、演算部２０はこの第２位置から上記の基点までの第２距離データＬｂを取得する。ここで得られる第２距離データＬｂは基点から第２測定点Ｓ２までの片道分の光路長に対応する。（第２の測距方法における距離データ取得ステップ）。
【００５３】
上記のように、第１距離データＬａは基点から第１測定点Ｓ１までの片道分の光路長と対応し、第２距離データＬｂは同じ基点から第２測定点Ｓ２までの片道分の光路長と対応する。よって演算部２０は、第２距離データＬｂから第１距離データＬａを減算することで、第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを算出する（第２の測距方法における測距ステップ）。尚、距離Ｌが負の場合には、第２測定点Ｓ２のほうが第１測定点Ｓ１よりもレーザ測距装置５０ｂ側に位置していることを示している。以上が本発明に係る第２の測距方法及び第２の形態のレーザ測距装置５０ｂの動作である。
【００５４】
尚、レーザ測距装置５０ｂの装置内部において第１測定光と第２測定光とに光路差が存在する場合には、予めその光路差の片道分（１／２）にあたる距離Ｌｄの値を取得する。ここで、レーザ測距装置５０ｂに好適な距離Ｌｄの取得方法を説明する。ここでの距離Ｌｄの取得方法はレーザ測距装置５０ｂに好適なものではあるが、この手法に限定されるものではない。また、距離Ｌｄは一度取得してメモリ等に記憶しておけば、その都度測定する必要は無い。
【００５５】
先ず、図５（ｂ）に示すように、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとを表面が平滑な平板５で塞ぐ。このとき、第１出射口１６ａから平板５までの距離と第２出射口１６ｂから平板５までの距離とは等しい。そして、第１測定光を平板５の第１測定点Ｓ１’で反射させ、第２測定光を平板５の第２測定点Ｓ２’で反射させた上で、第２の測距方法における照射ステップ〜距離データ取得ステップを行う。これにより得られる第１距離データＬａ’は基点から平板５の第１測定点Ｓ１’までの片道分の光路長と対応する。また、第２距離データＬｂ’は基点から平板５の第２測定点Ｓ２’までの片道分の光路長と対応する。ここで、第１測定点Ｓ１’と第２測定点Ｓ２’とは第１出射口１６ａ、第２出射口１６ｂから等距離にあるから、よって、このときの第２距離データＬｂ’と第１距離データＬａ’との差は、第１測定光と第２測定光との装置内部における片道分の光路差即ち距離Ｌｄに相当する。以上が測距装置５０ｂに好適な距離Ｌｄの取得方法である。尚、距離Ｌｄは、図５（ｂ）においては測定光分割部２８とミラー８ｃとの間の距離に相当する。
【００５６】
そして、例えば図５（ｂ）に示す測距装置５０ｂの場合、被測定物６を測距する際の測距ステップにおいて、第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを、
Ｌ＝Ｌｂ−Ｌａ−Ｌｄ  の式で算出する。
また、装置内部において第１測定光の光路長の方が第２測定光の光路長より長い場合には、距離Ｌを、
Ｌ＝Ｌｂ−（Ｌａ−Ｌｄ）  の式で算出する。
【００５７】
尚、第１の形態のレーザ測距装置５０ａにより第２の測距方法を行うことも可能である。この場合、図６（ａ）に示すように、測定光が被測定物６の第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２とに同時に照射されるように被測定物６を配置する。そして、第１測定点Ｓ１（の面）に照射される一部の測定光が一方の第１測定光となる。また、第２測定点Ｓ２（の面）に照射される一部の測定光が他方の第２測定光となる。よって、第１測定点Ｓ１の面と第２測定点Ｓ２の面との境界が、測定光を第１測定光と第２測定光とに分割する測定光分割部２８としての機能を果たす。受光部１８における第１測定光と第２測定光との判別は、例えば次のようにして行えば良い。
【００５８】
先ず、基点となる受光器２２から所定のデータ受光器の光強度データを所定の順序で配列し光強度データ列を作成する。次に、受光部１８を幾つかの区域に区分する。これに伴い、作成された光強度データ列もこの区域毎に区分される。このとき、各区域は第１測定光が受光する領域Ａ内の区域と、第２測定光が受光する領域Ｂ内の区域と、第１測定光と第２測定光とが受光しさらに１測定光と第２測定光との境界が含まれる領域Ｃの区域のいずれかとなる。次に、各区域のそれぞれの光強度データ列に対して、基点からの距離を加味した上でのフーリエ変換を行う。ここで、領域Ａ内は参照光と第１測定光とが入射しているから、この区域の光強度データ列にフーリエ変換をした値（周期、位相、振幅）は全て同一となる。また、領域Ｂ内は参照光と第２測定光とが入射しているから、この区域の光強度データ列にフーリエ変換をした値（周期、位相、振幅）は全て同一となる。しかしながら、領域Ｃ内では参照光と第１測定光とが入射する区域と、参照光と第２測定光とが入射する区域とが混在するため、この区域の光強度データ列にフーリエ変換した値（周期、位相、振幅）は、全て同一とはならない。よって、これらの値（周期、位相、振幅）により第１測定光が入射する受光部１８の部分（領域Ａ）と第２測定光が入射する受光部１８の部分（領域Ｂ）とを判別することができる。そして、以後は前述の第２の測距方法と同様にして第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌを算出する。
【００５９】
また、領域Ａと領域Ｂの判別は以下のようにして行っても良い。先ず、図６（ａ）に示すように被測定物６を配置する。次に、第１レーザ光又は第２レーザ光のいずれか一方のみを照射する。このとき得られる光強度データ列は第１測定光と第２測定光との境界において不連続となる。そして、この不連続部分の受光器２２の位置を記録しておく。次に、第２の測距方法における照射ステップとデータ列作成ステップとを行う。ただし、光強度データ列の作成は、前述の不連続部分の受光器２２を除き、その前後で分けて行う。このようにして不連続部分の前後で作成された光強度データ列は、一方が第１測定光が受光する領域Ａの光強度データ列となり、他方が第２測定光が受光する領域Ｂの光強度データ列となる。そして、フーリエ変換ステップにおいて、この２つの光強度データ列にフーリエ変換を施すことで第１干渉光〜第４干渉光の周期、位相、振幅が取得される。ただし、この時のフーリエ変換は２つの光強度データ列の基点を同一とし、その基点からの距離を加味した上で行わなければならない。
【００６０】
さらに、第１の形態のレーザ測距装置５０ａにより第２の測距方法を行う場合、図６（ｂ）に示すように第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２とが紙面の法線方向に位置するように被測定物６を配置してもよい。この場合、予め第１レーザ光又は第２レーザ光の一方もしくは双方を照射して受光部１８の光強度データの紙面の法線方向における不連続部分を確認しておく。そして、データ列作成ステップにおいてこの不連続部分よりも（紙面の法線方向の）奥側と手前側でそれぞれ光強度データ列を作成する。このようにして不連続部分の奥側と手前側とで作成された光強度データ列は、一方が第１測定光が受光する領域Ａの光強度データ列となり、他方が第２測定光が受光する領域Ｂの光強度データ列となる。尚、受光部１８、反射部１４等の設置状態によっては、奥側の光強度データ列の基点と手前側の光強度データ列の基点とにズレが生じる可能性がある。このような場合、前述の平板５を用いた距離Ｌｄの取得方法と同様のステップを行うことで、両光強度データ列の基点のズレを距離Ｌｄとして取得することができる。そして、測距ステップ時にこの距離Ｌｄを用いて基点のズレを補正することができる。
【００６１】
次に、本発明に係る第３の測距方法及び第３のレーザ測距装置５０ｃの動作を図７を用いて説明する。尚、第３の形態のレーザ測距装置５０ｃは被測定物６の一面側に位置する第１測定点Ｓ１と、当該第１測定点Ｓ１の裏面に位置する第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離を測距することで、被測定物６の厚みｔを測距するものである。従って、その構成は第１測定光と第２測定光との光学経路が異なる以外、第２の形態のレーザ測距装置５０ｂと基本的に同等である。
【００６２】
そして、第３の形態のレーザ測距装置５０ｃでは、測定光分割部２８にて分割された第１測定光は、ミラー８ａ、ミラー８ｂ、ミラー８ｄで反射され第１出射口１６ａから第２出射口１６ｂに向けて出射する。また、測定光分割部２８で分割された第２測定光はミラー８ｃ、ミラー８ｅで反射され第２出射口１６ｂから第１出射口１６ａに向けて出射する。尚、測定光分割部２８は第２の形態のレーザ測距装置５０ｂと同様、透過光量と反射光量との比が５０：５０以外のものを用いる。
【００６３】
第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとは対向する位置に設けられ、被測定物６は、図７（ａ）に示されるように、この第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に配置される。尚、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に何も存在しない無測定物状態の場合には、第１出射口１６ａから出射した第１測定光は、第２出射口１６ｂから再度レーザ測距装置５０ｃ内に入射してミラー８ｅ、ミラー８ｃで反射され測定光分割部２８に帰還する。また、第２出射口１６ｂから出射した第２測定光は第１出射口１６ａから再度レーザ測距装置５０ｃ内に入射してミラー８ｄ、ミラー８ｂ、ミラー８ａで反射され測定光分割部２８に帰還する。よって、無測定物状態においては第１測定光と第２測定光とは同じ光路を互いに逆方向に進んで測定光分割部２８に帰還することとなる。尚、測距時等に参照光と各測定光との光路差がコヒーレンス長の範囲内となるようにし、測定光分割部２８から第１出射口１６ａまでの第１測定光の光路長と測定光分割部２８から第２出射口１６ｂまでの第２測定光の光路長とを略同等とし、さらに参照光の光路長と測定光の光路長との光路差を略同等とすることが好ましい。
【００６４】
また、本発明に係る第３の測距方法及び第３のレーザ測距装置５０ｃでは第１基準距離データＬａｓ及び第２基準距離データＬｂｓを取得する必要がある。第１基準距離データＬａｓ及び第２基準距離データＬｂｓの取得は例えば以下のようにして行う。
【００６５】
先ず、図７（ｂ）に示すように、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの略中間位置に厚みｔａが既知のブロックゲージ７を設置する。このとき、第１出射口１６ａからブロックゲージ７までの距離と第２出射口１６ｂからブロックゲージ７までの距離とはほぼ等しい。尚、ブロックゲージ７の厚みｔａは被測定物６の厚みｔよりも薄いことが好ましい。
【００６６】
次に、第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂを動作させ第１レーザ光及び第２レーザ光を同時に照射する。これにより、第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光はブロックゲージ７の第１測定点Ｓ１’で反射する。また、第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光は第１測定点Ｓ１’の裏面に位置する第２測定点Ｓ２’で反射する（照射ステップ）。そして、この状態で第２の測距方法におけるデータ列作成ステップ〜距離データ取得ステップと同等のステップを行う。尚、距離データ取得ステップにおける基点は基本的に任意の位置とすることができる。ただし、ここで設定した基点は被測定物６の測距時に変化させることはできない。そして、これにより得られる第１距離データＬａが第１基準距離データＬａｓとなり、第２距離データＬｂが第２基準距離データＬｂｓとなる。この第１基準距離データＬａｓは基点からブロックゲージ７の第１測定点Ｓ１’までの片道分の光路長に対応する。また、第２基準距離データＬｂｓは同じ基点からブロックゲージ７の第２測定点Ｓ２’までの片道分の光路長に対応する。以上が測距装置５０ｃに好適な第１基準距離データＬａｓ及び第２基準距離データＬｂｓの取得方法である。
【００６７】
次に、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に被測定物６を配置する。次に、第１レーザ照射手段１０ａ、第２レーザ照射手段１０ｂを動作させ第１レーザ光及び第２レーザ光を同時に照射する。これにより、第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光は反射部１４で反射され受光部１８に到達する。また、測定光分割部２８で分割された第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光は第１出射口１６ａから出射した後、被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射され、ミラー８ｄ、ミラー８ｂ、ミラー８ａ、測定光分割部２８、分割部１２を経由して受光部１８に到達する。また、第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光は第２出射口１６ｂから出射した後、被測定物６の第１測定点Ｓ１の裏面に位置する第２測定点Ｓ２で反射され、ミラー８ｅ、ミラー８ｃ、測定光分割部２８、分割部１２を経由して受光部１８に到達する。受光部１８は、第１レーザ光及び第２レーザ光の参照光と、第１レーザ光及び第２レーザ光の第１測定光と、第１レーザ光及び第２レーザ光の第２測定光とを受光する。このとき、第１レーザ光の参照光と第１レーザ光の第１測定光とは干渉し第１干渉光を形成する。また、第１レーザ光の参照光と第１レーザ光の第２測定光とは干渉し第２干渉光を形成する。また、第２レーザ光の参照光と第２レーザ光の第１測定光とは干渉し第３干渉光を形成する。また、第２レーザ光の参照光と第２レーザ光の第２測定光とは干渉し第４干渉光を形成する。そして、受光部１８は各受光器２２の光強度データを演算部２０に出力する（第３の測距方法における照射ステップ）。
【００６８】
次に、演算部２０は第２の測距方法と同様のデータ列作成ステップとフーリエ変換ステップと明部取得ステップと距離データ取得ステップとを行う。これにより第１測定点Ｓ１に関する第１距離データＬａと第２測定点Ｓ２に関する第２距離データＬｂとが取得される。
【００６９】
このときの第１距離データＬａは、第１基準距離データＬａｓ、第２基準距離データＬｂｓ取得時と同じ基点から第１測定点Ｓ１までの第１測定光の片道分の光路長に対応する。また、このときの第２距離データＬｂは、これと同じ基点から第２測定点Ｓ２までの第２測定光の片道分の光路長に対応する。次に演算部２０は、第１距離データＬａ、第２距離データＬｂ、第１基準距離データＬａｓ、第２基準距離データＬｂｓ、ブロックゲージ７の厚みｔａ、に基づいて、第１測定点Ｓ１と第２測定点Ｓ２との間の厚み方向の距離Ｌ、即ち被測定物６の厚みｔを例えば以下のようにして算出する（第３の測距方法における測距ステップ）。
ｔ＝（Ｌａ−Ｌａｓ）＋（Ｌｂ−Ｌｂｓ）＋ｔａ
以上が本発明に係る第３の測距方法及び第３の形態のレーザ測距装置５０ｃの動作である。
【００７０】
以上のように、本発明に係る測距方法及びレーザ測距装置によれば、反射部１４を階段状とすることで、測定光と参照光との光路差が段差ｈの間隔で連続的に変化する光強度データ列を得ることができる。そして、この光強度データ列をフーリエ変換することで各干渉光の明部の位置を取得し、第１レーザ光に基づく干渉光の明部の位置と第２レーザ光に基づく干渉光の明部の位置とが一致する第１位置と第２位置とを取得する。そしてさらに、この第１位置と第２位置とに基づいて測距を行うため、光学系に機械的手段を用いずに被測定物６の厚み方向の距離Ｌもしくは厚みｔを高精度に測距することができる。
【００７１】
尚、上記のレーザ測距装置５０ａ〜５０ｃの光路は一例であるから、これに限定されるものではない。また、レーザ測距装置５０ａ〜５０ｃの参照光の光路長と各測定光の光路長とは略同等とすることが好ましいが、これに限定されるものではない。さらに、レーザ測距装置５０ａ〜５０ｃの各部の構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
６      被測定物
１０ａ  第１レーザ照射手段
１０ｂ  第２レーザ照射手段
１２    分割部
１４    反射部
１６ａ  第１出射口
１６ｂ  第２出射口
１８    受光部
２０    演算部
２２、２２１〜２２ｎ    受光器
２８    測定光分割部
５０ａ〜５０ｃ    レーザ測距装置
Ｓ１    第１測定点
Ｓ２    第２測定点
Ｌ      （厚み方向の）距離
ｔ      （被測定物の）厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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