[发明专利]光电距离测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及光电距离测量装置的领域，尤其是涉及根据权利要求1的前序部分的光电距离测量仪。

背景技术

这种光电距离测量装置例如从EP-A-1 647 838中公知。并入所述申请的整体内容以解释用于测量绝对距离的Fizeau方法的工作原理。对于本发明重要的是，在调制器中对该方法情况下输出的和返回的测量光进行调制。所述测量光由激光器、尤其是二极管激光器生成。在所述调制的频率改变的情况下，确定所检测的测量光束的强度的最小值(或者基本上含义相同地，该强度的导数的过零点)。根据最小值频率可以确定测量设备与后向反射器之间的测量段的长度。可以看出，由光学元件在测量光束中引起的附加偏振使该最小值的位置移动作为二阶误差。由此干扰该测量，并且必须采取补偿措施。偏振的干扰例如可能由于测量射束或后向反射器中的附加的射束偏转镜引起。

WO 97/18486示出一种按照Fizeau方法的光电绝对距离测量装置。在此，激光束被生成，并且通过聚焦光学单元和光学隔离器被引导到偏振分束器上以用于对激光进行线性偏振，并且随后通过光电调制器、用于除去外部附加偏振的影响的另一光电晶体、lambda/4减速器以及输出光学单元被引导到测量段上。沿着该测量段返回的光通过所提到的元件一直到达偏振分束器并且被该偏振分束器引导到检测器上。分析单元用于借助于检测器信号来确定该测量段的长度。

EP 1 744 119描述一种用于光学相干断层扫描的装置。其中使用覆盖一光学频率范围的光。所述光由宽带源生成，该宽带源例如是“边缘发射的LED(ELED)”或超发光二极管(SLD)或“荧光纤维源(EDFFS)”。来自所述源的光例如被Fabry-Perot滤波器或声光滤波器滤波，使得所述光以所选择的频率线来覆盖预先给定的频率范围。因此，宽带源的其余光被滤除。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供开始时所述类型的光电距离测量装置，该光电距离测量装置克服了上述缺陷。

该任务由具有权利要求1的特征的光电距离测量装置解决。

因此，相应的光电距离测量仪具有光源，该光源在距离测量仪中发射的光至少通过偏振分束器、光电调制器和lambda/4减速器(用于调制器折射系数的温度补偿)被引导到测量段上。沿着该测量段返回的、即反射的光至少通过减速器、光电调制器和偏振分束器而被引导到检测器。此外该距离测量仪具有分析单元以用于按照光电调制器的调制频率和检测器的信号来确定该测量段的长度。所述光源具有所发射的光的广谱。所述光源优选是超发光二极管(SLD或SLED)。使用超发光二极管而不是激光源的另一优点是，在所述光源前面不需要光隔离器，其中所述光隔离器将阻止返回的光进入到激光器中并激励发射。光隔离器是光学组件，该光学组件只允许特定偏振方向的光波在一个(通过)方向上通过，但在反方向(阻挡方向)吸收任意偏振的光。

使用宽带源的本发明与用于光电距离测量的常见构造不同，在用于光电距离测量的常见构造中，有针对性地使用具有精确控制的波长的窄带(激光)光源，以达到高的测量精度。令人惊讶地发现-如在下文中实施的那样，通过宽带测量光产生的偏差相互补偿。

光电调制器优选调制光的偏振。原则上也可以如在原来的Fizeau方法中那样使用调制幅值的调制器；但是这在实践中易受干扰的影响。

所述检测器信号优选地对应于返回的并且被调制器反向调制的信号的强度。光电调制器的调制频率处于高频范围内，即例如处于2GHz至2.5GHz的范围内。

令人惊讶地发现，在宽带光源的情况下，检测器信号的最小值的频率位置在调制频率变化的情况下不再受到测量光的偏振的影响(至少不明显地受到影响)。由此，不再需要到目前为止常见的在具有激光二极管的距离测量仪运行时所必需的补偿装置。距离测量仪的结构得到简化。

光源的最小带宽优选通过下面的与调制器参数的关系来确定：