JP2000121322A - Laser length measuring machine - Google Patents

Laser length measuring machine

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JP2000121322A
JP2000121322A JP29397198A JP29397198A JP2000121322A JP 2000121322 A JP2000121322 A JP 2000121322A JP 29397198 A JP29397198 A JP 29397198A JP 29397198 A JP29397198 A JP 29397198A JP 2000121322 A JP2000121322 A JP 2000121322A
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JP
Japan
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laser beam
laser
reflected
beam splitter
optical path
Prior art date
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Application number
JP29397198A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Osawa
信之 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the sensitivity of measurement of a travel of a moving substance by reflecting leser beams split into two, by two reflecting means from reverse directions, and returning them to the same direction respectively and causing them to interfere with each other. SOLUTION: A polarizing beam splitter 3 splits a laser beam 2 into first (s-polarized) and second (p-polarized) laser beams. The first laser beam is reflected by rectangular prisms 41, 42, and is emitted in parallel with the direction of movement of a moving substance 90 and in the right direction, and enters a corner cube 31. This reflected beam proceeds in a direction reverse to the incidence, is reflected by the polarizing beam splitter 3, passes a polarizing plate 6 thereafter, and enters a photodetector 7. The second laser beam is reflected by rectangular prisms 43-45, and enters a corner cube 32 from the right direction. The reflected beam strikes the photodetector 7 and both laser beams interfere with each other. In this case the corner cubes 31, 32 move by ΔL by ΔL movement of the moving substance 90 also. The optical path length of the first (second) laser beam becomes shorter (longer) by 2ΔL, and an optical path length difference of 4 ΔL is generated and the sensitivity becomes twice as high as in the condentional art.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、2つに分割したレ
ーザ光を2つの反射手段でそれぞれ反射させて同じ方向
に戻して干渉させ、干渉縞の変化を検出することにより
2つの反射手段の移動距離を測定するレーザ測長器に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam split into two laser beams which is reflected by two reflectors, returned in the same direction and interfered with each other. The present invention relates to a laser length measuring device for measuring a moving distance.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ測長器が、物体の移動距離を精密
に測定するのに広く使用される。図1は、レーザ測長器
の基本構成を示す図である。レーザ光源1は、He−N
eレーザ等の可干渉性の良好な(干渉距離の長い)レー
ザビームを出力するレーザ光源であり、そこから出力さ
れたレーザビーム2は、偏光ビームスプリッタ3で2つ
のレーザビームに分けられる。この時、偏光ビームスプ
リッタ3の光軸は入射するレーザ光の偏光面に対して4
5°になるように調整されている。この場合、偏光ビー
ムスプリッタ3を透過するレーザビームはP偏光、偏光
ビームスプリッタ3で反射するレーザビームはS偏光と
呼ばれ、互いに偏光方向が直交している。一方のレーザ
ビーム(P偏光)は移動物体90に配置されたコーナー
キューブ4に入射し、そこで逆方向に反射されて再び偏
光ビームスプリッタ3に入射する。他方のレーザビーム
(S偏光)は固定の参照用コーナーキューブ5に入射
し、そこで逆方向に反射されて再び偏光ビームスプリッ
タ3に入射する。コーナーキューブ4から偏光ビームス
プリッタ3に入射したレーザビームと参照用コーナーキ
ューブ5から偏光ビームスプリッタ3に入射したレーザ
ビームは、偏光ビームスプリッタ3で重なり合い、偏光
板6を通過した後光検出器7に入射する。これらの2つ
のレーザビームは相互に干渉し干渉縞を生じるが、干渉
縞の強度は2つのレーザビームの光路差がレーザビーム
の波長の整数倍の時にもっとも大きくなり、光路差が波
長の整数倍と1/2異なる時にもっとも小さくなる。そ
のため、移動物体90が移動し、そこに配置されたコー
ナーキューブ4が移動すると光検出器7の出力強度が周
期的に変化する。具体的にはコーナーキューブ4が1/
2波長分移動すると、往復で波長分の光路差が生じるた
め、光検出器7の出力強度が変化するサイクル数に1/
2波長を乗じた値がコーナーキューブ4、すなわち移動
物体90の移動距離である。偏光ビームスプリッタ3、
参照用コーナーキューブ5、偏光板6及び光検出器7な
どは、同一の筐体である干渉ユニットに収容されている
のが一般的である。また、実願昭62−52869号に
記載されている分離型レーザ干渉計では、レーザ光源1
と光検出器7を偏光ビームスプリッタ3などを収容した
干渉ユニットと離れた位置に設け、それらの間を偏波面
保存の光ファイバで結んでいる。
2. Description of the Related Art Laser length measuring devices are widely used to precisely measure the moving distance of an object. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a laser length measuring device. The laser light source 1 is He-N
The laser light source outputs a laser beam having good coherence (long interference distance) such as an e-laser. The laser beam 2 output from the laser light source is split into two laser beams by a polarization beam splitter 3. At this time, the optical axis of the polarizing beam splitter 3 is 4 ° with respect to the polarization plane of the incident laser light.
It is adjusted to be 5 °. In this case, the laser beam transmitted through the polarization beam splitter 3 is called P-polarized light, and the laser beam reflected by the polarization beam splitter 3 is called S-polarized light, and their polarization directions are orthogonal to each other. One of the laser beams (P-polarized light) enters the corner cube 4 arranged on the moving object 90, where it is reflected in the opposite direction and enters the polarization beam splitter 3 again. The other laser beam (S-polarized light) enters the fixed reference corner cube 5 where it is reflected in the opposite direction and again enters the polarizing beam splitter 3. The laser beam that has entered the polarization beam splitter 3 from the corner cube 4 and the laser beam that has entered the polarization beam splitter 3 from the reference corner cube 5 are overlapped by the polarization beam splitter 3 and pass through the polarizing plate 6 to the photodetector 7. Incident. These two laser beams interfere with each other and produce interference fringes. The intensity of the interference fringes is greatest when the optical path difference between the two laser beams is an integral multiple of the wavelength of the laser beam, and the optical path difference is an integral multiple of the wavelength. Is the smallest when it differs by 1/2. Therefore, when the moving object 90 moves and the corner cube 4 arranged there moves, the output intensity of the photodetector 7 periodically changes. Specifically, corner cube 4 is 1 /
When the optical detector moves by two wavelengths, an optical path difference corresponding to the wavelength is generated in a round trip, so that the number of cycles in which the output intensity of the photodetector 7 changes is 1 /
The value obtained by multiplying the two wavelengths is the moving distance of the corner cube 4, that is, the moving object 90. Polarization beam splitter 3,
The reference corner cube 5, the polarizing plate 6, the photodetector 7, and the like are generally housed in an interference unit that is the same housing. Further, in the separation type laser interferometer described in Japanese Utility Model Application No. 62-52869, a laser light source 1
And the photodetector 7 are provided at a position distant from the interference unit housing the polarization beam splitter 3 and the like, and are connected to each other by a polarization-maintaining optical fiber.

【0003】光検出器7の出力信号は、増幅器8で増幅
された後、比較器9で出力信号の中間レベルと比較され
て2値信号に変換され、それをカウンタ10で計数す
る。測長値算出部11は、カウンタ10の値から移動距
離を算出する。レーザ測長器では、感度(分解能)の向
上が求められている。そのため、干渉縞の強度変化を異
なる位相(例えば90度)で検出してその強度比を検出
することにより、縞ピッチの1/100程度の分解能が
得られるようになっている。
[0003] The output signal of the photodetector 7 is amplified by an amplifier 8, compared with an intermediate level of the output signal by a comparator 9, converted into a binary signal, and counted by a counter 10. The length measurement value calculation unit 11 calculates the moving distance from the value of the counter 10. In laser length measuring devices, improvement in sensitivity (resolution) is required. Therefore, by detecting the intensity change of the interference fringes at different phases (for example, 90 degrees) and detecting the intensity ratio, a resolution of about 1/100 of the fringe pitch can be obtained.

【0004】なお、図1の従来例では、反射手段として
コーナーキューブを使用したが、平面ミラーを使用する
ことも可能である。レーザ測長器は、より一層の感度の
向上が求められており、各種の方式が提案されている。
例えば、図2はダブルパス方式と呼ばれる多パス化した
レーザ測長器の構成を示す図である。
In the conventional example shown in FIG. 1, a corner cube is used as the reflection means, but a plane mirror may be used. The laser length measuring device is required to further improve the sensitivity, and various methods have been proposed.
For example, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laser measuring device having a multi-pass method called a double-pass method.

【0005】図2に示すように、このダブルパス方式の
レーザ測長器では、レーザビーム2が偏光ビームスプリ
ッタ3に入射し、S偏光のレーザビームは反射して参照
用コーナーキューブ5に入射する。これは図1の従来例
を同じである。P偏光のレーザビームは1/4波長板2
3を通過して平面ミラー21で反射され、再び1/4波
長板23を通過して偏光ビームスプリッタ3に入射す
る。このレーザビームは1/4波長板23を2回通過し
ているのでS偏光のレーザビームになっており、偏光ビ
ームスプリッタ3で反射してコーナーキューブ22に入
射し、反射されて偏光ビームスプリッタ3に入射し、更
に反射される。このレーザビームは、1/4波長板23
を通過して平面ミラー21で反射され、再び1/4波長
板23を通過して偏光ビームスプリッタ3に入射する。
同様に、このレーザビームは1/4波長板23を2回通
過したので、再びP偏光のレーザビームになっており、
偏光ビームスプリッタ3を通過する。このレーザビーム
と参照用コーナーキューブ5で反射された参照用レーザ
ビームが、図1の従来例を同じように干渉する。
As shown in FIG. 2, in this double-path laser length measuring device, a laser beam 2 is incident on a polarization beam splitter 3, and an S-polarized laser beam is reflected and incident on a reference corner cube 5. This is the same as the conventional example of FIG. P-polarized laser beam is 1/4 wavelength plate 2
3, the light is reflected by the plane mirror 21, passes through the quarter-wave plate 23 again, and enters the polarization beam splitter 3. Since this laser beam has passed through the quarter-wave plate 23 twice, it is an S-polarized laser beam. The laser beam is reflected by the polarization beam splitter 3 and is incident on the corner cube 22. And is further reflected. This laser beam is applied to the 波長 wavelength plate 23
, Is reflected by the plane mirror 21, passes through the quarter-wave plate 23 again, and enters the polarization beam splitter 3.
Similarly, since this laser beam has passed through the quarter-wave plate 23 twice, it is again a P-polarized laser beam,
The light passes through the polarizing beam splitter 3. This laser beam and the reference laser beam reflected by the reference corner cube 5 interfere in the same manner as in the conventional example of FIG.

【0006】上記の最初に偏光ビームスプリッタ3を通
過したレーザビームは、平面ミラー21との間を2往復
しており、平面ミラー21の移動量に対して生じる光路
差は図1の場合の2倍である。従って、平面ミラー21
の移動量を2倍の感度で測定することができる。なお、
図2の例では移動物体に取り付けられる反射手段として
平面ミラーを使用したが、その代わりにコーナーキュー
ブを使用することも可能である。
The laser beam that first passes through the polarizing beam splitter 3 makes two round trips to and from the plane mirror 21, and the optical path difference caused by the amount of movement of the plane mirror 21 is 2 in FIG. It is twice. Therefore, the plane mirror 21
Can be measured with twice the sensitivity. In addition,
In the example of FIG. 2, a plane mirror is used as the reflection means attached to the moving object, but a corner cube may be used instead.

【0007】上記のように、測定用レーザビームの移動
物体に取り付けられる反射手段との間の往復回数を増加
させる多パス化により、往復回数分だけ感度を向上させ
ることができる。
As described above, the sensitivity can be improved by the number of reciprocations by increasing the number of reciprocations between the measurement laser beam and the reflection means attached to the moving object.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、多パス化した
場合、偏光ビームスプリッタからの出射方向のずれに起
因するレーザビームの反射手段への入射位置のずれが大
きくなるので、セッティングが難しくなるという問題が
ある。また、干渉縞の1周期内の感度を向上させること
も行われているが、S/N比の点からこれ以上の向上は
難しいのが現状である。
However, when the number of passes is increased, the deviation of the incident position of the laser beam to the reflecting means due to the deviation of the emission direction from the polarizing beam splitter becomes large, so that the setting becomes difficult. There's a problem. Further, although the sensitivity within one cycle of the interference fringes has been improved, it is difficult to further improve the sensitivity from the viewpoint of the S / N ratio.

【0009】本発明は、上記のような方法とは異なる方
法でレーザ測長器の感度の向上を図るもので、感度を向
上できる新しいレーザ測長器の方式を実現することを目
的とする。
An object of the present invention is to improve the sensitivity of a laser length measuring device by a method different from the above-mentioned method, and an object of the present invention is to realize a new laser length measuring method capable of improving the sensitivity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のレーザ測長器は、移動物体に2個の反射手
段を設けて、一方の反射手段には移動方向に平行な第1
の方向から分割した一方のレーザビームを入射させ、他
方の反射手段には第1の方向と逆の第2の方向から分割
した他方のレーザビームを入射させ、2個の反射手段で
反射されたレーザビームを干渉させる。
In order to achieve the above object, a laser length measuring apparatus according to the present invention comprises a moving object provided with two reflecting means, one of which is provided with a first reflecting means parallel to the moving direction.
One of the laser beams split from the first direction is made incident, and the other laser beam split from the second direction opposite to the first direction is made incident on the other reflecting means, and reflected by the two reflecting means. Interfere with the laser beam.

【0011】すなわち、本発明のレーザ測長器は、移動
物体の移動量を測定するレーザ測長器であって、レーザ
光源からのレーザビームを、第1のレーザビームと第2
のレーザビームに分割すると共に、戻ってくる第1のレ
ーザビームと第2のレーザビームを干渉するように合成
するビームスプリッタと、移動物体に設けられ、入射す
る第1のレーザビームを逆方向に反射する第1の反射手
段と、第1のレーザビームを移動物体の移動方向に平行
な第1の方向に出射して第1の反射手段に入射させると
共に第1の反射手段で反射された後ビームスプリッタに
入射するようにする第1の光路手段と、移動物体に設け
られ、入射する第2のレーザビームを逆方向に反射する
第2の反射手段と、第2のレーザビームを第1の方向と
逆方向の第2の方向に出射して第2の反射手段に入射さ
せると共に第2の反射手段で反射された後ビームスプリ
ッタに入射するようにする第2の光路手段と、ビームス
プリッタで合成された第1のレーザビームと第2のレー
ザビームの干渉光を受光し、干渉縞に応じた電気信号を
生成する受光手段と、受光手段の出力する電気信号の変
化のサイクル数を計数するカウント手段とを備えること
を特徴とする。
That is, a laser length measuring device of the present invention is a laser length measuring device for measuring a moving amount of a moving object, wherein a laser beam from a laser light source is transmitted to a first laser beam and a second laser beam.
And a beam splitter that combines the returning first laser beam and the second laser beam so as to interfere with each other, and the incident first laser beam provided on the moving object in the opposite direction. A first reflecting means for reflecting, and a first laser beam emitted in a first direction parallel to a moving direction of the moving object, made incident on the first reflecting means, and reflected by the first reflecting means. A first optical path means for entering the beam splitter; a second reflecting means provided on the moving object for reflecting the incident second laser beam in a reverse direction; A second optical path means that emits light in a second direction opposite to the direction and makes the light incident on the second reflecting means, and is made to enter the beam splitter after being reflected by the second reflecting means; Synthesized Receiving means for receiving the interference light between the first laser beam and the second laser beam and generating an electric signal corresponding to the interference fringes; and counting means for counting the number of cycles of the change in the electric signal output from the light receiving means. And characterized in that:

【0012】本発明のレーザ測長器では、第1の反射手
段と第2の反射手段は共に移動物体に設けられ、それぞ
れに逆方向からレーザビームが入射する。従って、移動
物体の移動に伴って、第1の反射手段と第2の反射手段
の一方は光路長を長くする方向に移動し、他方は光路長
を短くする方向に移動することになる。第1の反射手段
と第2の反射手段で反射されたレーザビームの間で干渉
が起きるので、移動物体の移動に伴う光路長の変化は従
来例の2倍になる。従って、感度は2倍になる。
In the laser length measuring device according to the present invention, both the first reflecting means and the second reflecting means are provided on the moving object, and the laser beams are respectively incident on the moving object from opposite directions. Accordingly, with the movement of the moving object, one of the first reflecting means and the second reflecting means moves in the direction of increasing the optical path length, and the other moves in the direction of decreasing the optical path length. Since interference occurs between the laser beams reflected by the first reflecting means and the second reflecting means, the change in the optical path length due to the movement of the moving object is twice that of the conventional example. Therefore, the sensitivity is doubled.

【0013】第1の反射手段と第2の反射手段は、同一
の筐体に一体に収容され、一体に扱えることが望まし
い。
It is desirable that the first reflecting means and the second reflecting means are integrally housed in the same housing and can be handled integrally.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図3は、本発明の第1実施例のレ
ーザ測長器の構成を示す図である。ここでは、光路部分
についてのみ示し、レーザ光源や電気回路などについて
は従来と同じであり、図示を省略してある。図3に示す
ように、反射手段として働く2個のコーナーキューブ3
1と32は、反射ユニット30に固定されて一体に扱わ
れる。反射ユニット30は、移動物体90に固定され
る。レーザビーム2は、偏光ビームスプリッタ3に入射
され、第1のレーザビームと第2のレーザビームに分割
される。第1のレーザビームはS偏光であり、第2のレ
ーザビームはP偏光である。第1のレーザビームは、直
角プリズム41と42で反射され、移動物体90の移動
方向と略平行で右側に向かう方向に出射され、コーナー
キューブ31に入射する。コーナーキューブ31で反射
された第1のレーザビームは、直角プリズム42と41
で反射された後、偏光ビームスプリッタ3に入射する。
第1のレーザビームは、S偏光であるから反射されて偏
光板6を通過して受光器7に入射する。第2のレーザビ
ームは、直角プリズム43、44、45で反射され、移
動物体90の移動方向と略平行な方向で左側に向かい方
向に出射され、コーナーキューブ32に入射する。すな
わち、コーナーキューブ31に入射する第1のレーザビ
ームとコーナーキューブ32に入射する第2のレーザビ
ームは、逆方向に進むビームである。コーナーキューブ
32で反射された第1のレーザビームは、直角プリズム
45、44、43で反射された後、偏光ビームスプリッ
タ3に入射する。第2のレーザビームは、P偏光である
から透過してて偏光板6を通過して受光器7に入射す
る。偏光板6を通過した第1及び第2のレーザビームは
干渉して干渉縞を生じる。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser length measuring device according to a first embodiment of the present invention. Here, only the optical path portion is shown, and the laser light source, the electric circuit, and the like are the same as in the related art, and are not shown. As shown in FIG. 3, two corner cubes 3 serving as reflecting means
1 and 32 are fixed to the reflection unit 30 and are integrally treated. The reflection unit 30 is fixed to the moving object 90. The laser beam 2 enters the polarization beam splitter 3 and is split into a first laser beam and a second laser beam. The first laser beam is s-polarized and the second laser beam is p-polarized. The first laser beam is reflected by the right-angle prisms 41 and 42, emitted in a direction substantially parallel to the moving direction of the moving object 90 toward the right side, and enters the corner cube 31. The first laser beam reflected by the corner cube 31 forms right-angle prisms 42 and 41
After being reflected by the polarization beam splitter 3, the light enters the polarization beam splitter 3.
The first laser beam is reflected by the S-polarized light, passes through the polarizing plate 6, and enters the light receiver 7. The second laser beam is reflected by the right-angle prisms 43, 44, and 45, emitted in a direction substantially parallel to the moving direction of the moving object 90 toward the left, and enters the corner cube 32. That is, the first laser beam incident on the corner cube 31 and the second laser beam incident on the corner cube 32 are beams traveling in opposite directions. The first laser beam reflected by the corner cube 32 enters the polarization beam splitter 3 after being reflected by the right-angle prisms 45, 44, and 43. Since the second laser beam is P-polarized light, it is transmitted, passes through the polarizing plate 6, and enters the light receiver 7. The first and second laser beams that have passed through the polarizing plate 6 interfere with each other to generate interference fringes.

【0015】移動物体90が左方向にΔL移動すると、
コーナーキューブ31と32も左方向にΔL移動する。
コーナーキューブ31が左方向にΔL移動すると第1の
レーザビームの光路長は2ΔL短くなり、コーナーキュ
ーブ32が左方向にΔL移動すると第2のレーザビーム
の光路長は2ΔL長くなる。従って、移動物体90のΔ
Lの移動に応じて4ΔLの光路差が生じることになるの
で、従来例に比べて感度は2倍になる。
When the moving object 90 moves leftward by ΔL,
The corner cubes 31 and 32 also move leftward by ΔL.
When the corner cube 31 moves leftward by ΔL, the optical path length of the first laser beam decreases by 2ΔL, and when the corner cube 32 moves leftward by ΔL, the optical path length of the second laser beam increases by 2ΔL. Therefore, Δ of the moving object 90
Since the optical path difference of 4ΔL is generated according to the movement of L, the sensitivity is doubled as compared with the conventional example.

【0016】図4は、本発明の第2実施例のレーザ測長
器の構成を示す図である。第2実施例は、本発明をダブ
ルパス方式のレーザ測長器に適用した実施例である。図
4に示すように、第2実施例のレーザ測長器では、レー
ザビーム2が偏光ビームスプリッタ3に入射し、S偏光
の第1のレーザビームとP偏光の第2のレーザビームに
分割される。第1のレーザビームは、第1実施例と同様
に、直角プリズム41と42を経てコーナーキューブ3
1に入射し、そこで反射されて再び偏光ビームスプリッ
タ3に戻り、反射されて偏光板6を通過して受光器7に
入射する。第2のレーザビームは、1/4波長板23を
通過した後直角プリズム43、44、45を経てコーナ
ーキューブ32で反射され、直角プリズム43、44、
45を経て再び1/4波長板23を通過して偏光ビーム
スプリッタ3に入射する。第2のレーザビームは1/4
波長板23を2回通過したのでS偏光になっており、偏
光ビームスプリッタ3で反射され、コーナーキューブ4
6で反射されて更に偏光ビームスプリッタ3で反射され
る。偏光ビームスプリッタ3で反射された第2のレーザ
ビームは、1/4波長板23を通過した後直角プリズム
43、44、45を経てコーナーキューブ32で反射さ
れ、直角プリズム43、44、45を経て再び1/4波
長板23を通過して偏光ビームスプリッタ3に入射す
る。第2のレーザビームは再び1/4波長板23を2回
通過したのでP偏光になっており、偏光ビームスプリッ
タ3及び偏光板6を通過して受光器7に入射する。偏光
板6を通過した第1及び第2のレーザビームは干渉す
る。このように、第2のレーザビームは光路を2回往復
する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser length measuring device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to a double-path laser length measuring device. As shown in FIG. 4, in the laser length measuring device of the second embodiment, a laser beam 2 enters a polarization beam splitter 3 and is split into a first S-polarized laser beam and a second P-polarized laser beam. You. As in the first embodiment, the first laser beam passes through right-angle prisms 41 and 42, and the corner cube 3
1, the light is reflected there, returns to the polarization beam splitter 3 again, is reflected, passes through the polarizing plate 6, and enters the light receiver 7. After passing through the quarter-wave plate 23, the second laser beam is reflected by the corner cube 32 via right-angle prisms 43, 44 and 45, and is reflected by the right-angle prisms 43, 44,
After passing through 45, the light again passes through the quarter-wave plate 23 and enters the polarization beam splitter 3. The second laser beam is 1/4
Since the light has passed through the wave plate 23 twice, it has become S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 3, and has a corner cube 4
6 and further reflected by the polarizing beam splitter 3. The second laser beam reflected by the polarizing beam splitter 3 passes through the quarter-wave plate 23, passes through right-angle prisms 43, 44, 45, is reflected by the corner cube 32, and passes through right-angle prisms 43, 44, 45. The light again passes through the quarter-wave plate 23 and enters the polarization beam splitter 3. Since the second laser beam has passed through the quarter-wave plate 23 twice again, it has become P-polarized light, passes through the polarizing beam splitter 3 and the polarizing plate 6, and enters the light receiver 7. The first and second laser beams passing through the polarizing plate 6 interfere with each other. Thus, the second laser beam reciprocates twice in the optical path.

【0017】第2実施例では、移動物体90が左方向に
ΔL移動すると、コーナーキューブ31と32も左方向
にΔL移動する。コーナーキューブ31が左方向にΔL
移動すると第1のレーザビームの光路長は2ΔL短くな
り、コーナーキューブ32が左方向にΔL移動すると第
2のレーザビームの光路長は4ΔL長くなる。従って、
移動物体90のΔLの移動に応じて6ΔLの光路差が生
じることになる。
In the second embodiment, when the moving object 90 moves .DELTA.L to the left, the corner cubes 31 and 32 also move .DELTA.L to the left. Corner cube 31 moves leftward ΔL
When moved, the optical path length of the first laser beam decreases by 2ΔL, and when the corner cube 32 moves leftward by ΔL, the optical path length of the second laser beam increases by 4ΔL. Therefore,
An optical path difference of 6ΔL occurs according to the movement of the moving object 90 by ΔL.

【0018】なお、図4で破線で示した第1のレーザビ
ームの光路の途中に1/4波長板48を設けると、偏光
ビームスプリッタ3で分割された後コーナーキューブ3
1で反射されて再び偏光ビームスプリッタ3に入射する
第1のレーザビームは、1/4波長板48を2回通過し
たのでP偏光になっており、偏光ビームスプリッタ3を
通過してコーナーキューブ46に入射する。コーナーキ
ューブ46で反射された第1のレーザビームは偏光ビー
ムスプリッタ3を通過して再びコーナーキューブ31に
至り、そこで反射されて再び偏光ビームスプリッタ3に
入射する。このレーザビームは、1/4波長板48を2
回通過したのでS偏光に戻っており、偏光ビームスプリ
ッタ3で反射されて、偏光板6を通過した後受光器7に
入射する。このように、第1のレーザビームの光路の途
中に1/4波長板48を設けると、第1のレーザビーム
も光路を2回往復する。従って、移動物体90のΔLの
移動に応じて8ΔLの光路差が生じることになる。
If a quarter-wave plate 48 is provided in the optical path of the first laser beam indicated by a broken line in FIG.
The first laser beam reflected by the first laser beam and re-entering the polarization beam splitter 3 becomes P-polarized light after passing through the quarter-wave plate 48 twice, and passes through the polarization beam splitter 3 to become a corner cube 46. Incident on. The first laser beam reflected by the corner cube 46 passes through the polarizing beam splitter 3 and reaches the corner cube 31 again, where it is reflected and enters the polarizing beam splitter 3 again. This laser beam passes through the quarter-wave plate 48
Since the light has passed twice, it returns to S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 3, passes through the polarizing plate 6, and enters the light receiver 7. Thus, when the quarter-wave plate 48 is provided in the optical path of the first laser beam, the first laser beam also reciprocates twice in the optical path. Therefore, an optical path difference of 8ΔL is generated according to the movement of the moving object 90 by ΔL.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動物体の移動距離を従来の2倍の感度で測定できるレ
ーザ測長器が実現できる。
As described above, according to the present invention,
A laser length measuring device capable of measuring the moving distance of a moving object with twice the sensitivity of the related art can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のレーザ測長器の基本構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a conventional laser length measuring device.

【図2】感度(分解能)を向上したダブルパス方式のレ
ーザ測長器の従来例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional example of a laser length measuring device of a double pass system with improved sensitivity (resolution).

【図3】本発明の第1実施例のレーザ測長器の構成を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a laser length measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例のレーザ測長器の構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a laser length measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザ光源 2…レーザビーム 3…偏光ビームスプリッタ 4、5、31、32、46…コーナーキューブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source 2 ... Laser beam 3 ... Polarization beam splitter 4, 5, 31, 32, 46 ... Corner cube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F064 AA01 EE01 FF01 FF05 GG13 GG16 GG23 GG38 HH01 HH05 JJ11 2F065 AA06 AA09 BB15 DD03 FF12 FF49 FF52 GG04 GG08 HH04 JJ01 LL11 LL17 LL36 LL37 LL46 PP22 QQ51  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 2F064 AA01 EE01 FF01 FF05 GG13 GG16 GG23 GG38 HH01 HH05 JJ11 2F065 AA06 AA09 BB15 DD03 FF12 FF49 FF52 GG04 GG08 HH04 JJ01 LL11 LL17 LL46 LL37

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動物体の移動量を測定するレーザ測長
器であって、 レーザ光源からのレーザビームを、第1のレーザビーム
と第2のレーザビームに分割すると共に、戻ってくる前
記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームを干渉
するように合成するビームスプリッタと、 前記移動物体に設けられ、入射する前記第1のレーザビ
ームを逆方向に反射する第1の反射手段と、 前記第1のレーザビームを前記移動物体の移動方向に平
行な第1の方向に出射して前記第1の反射手段に入射さ
せると共に前記第1の反射手段で反射された後前記ビー
ムスプリッタに入射するようにする第1の光路手段と、 前記移動物体に設けられ、入射する前記第2のレーザビ
ームを逆方向に反射する第2の反射手段と、 前記第2のレーザビームを前記第1の方向と逆方向の第
2の方向に出射して前記第2の反射手段に入射させると
共に前記第2の反射手段で反射された後前記ビームスプ
リッタに入射するようにする第2の光路手段と、 前記ビームスプリッタで合成された前記第1のレーザビ
ームと前記第2のレーザビームの干渉光を受光し、干渉
縞に応じた電気信号を生成する受光手段と、 前記受光手段の出力する前記電気信号の変化のサイクル
数を計数するカウント手段とを備えることを特徴とする
レーザ測長器。
1. A laser length measuring device for measuring a moving amount of a moving object, wherein the laser beam from a laser light source is divided into a first laser beam and a second laser beam, and the laser beam is returned. A beam splitter that combines the first laser beam and the second laser beam so as to interfere with each other; a first reflecting unit that is provided on the moving object and reflects the incident first laser beam in a reverse direction; The first laser beam is emitted in a first direction parallel to the moving direction of the moving object, is incident on the first reflecting means, and is incident on the beam splitter after being reflected by the first reflecting means. A first optical path means, a second reflecting means provided on the moving object, for reflecting the incident second laser beam in a reverse direction, and the second laser beam for the first object. A second optical path means which emits light in a second direction opposite to the direction and makes the light incident on the second reflection means, and is made to enter the beam splitter after being reflected by the second reflection means; A light receiving unit that receives interference light of the first laser beam and the second laser beam combined by the beam splitter and generates an electric signal corresponding to interference fringes; and the electric signal output by the light receiving unit. Counting means for counting the number of cycles of change of the laser.
【請求項2】 請求項1に記載のレーザ測長器であっ
て、 前記第1の反射手段と前記第2の反射手段は、同一の筐
体に一体に収容されているレーザ測長器。
2. The laser length measuring device according to claim 1, wherein the first reflecting means and the second reflecting means are integrally housed in a same housing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003279309A (en) * 2002-03-27 2003-10-02 Pioneer Electronic Corp Laser apparatus and method for measuring length
JP2010127668A (en) * 2008-11-26 2010-06-10 Fuji Xerox Co Ltd Light beam measuring device, focus adjuster, and image forming device
CN112834461A (en) * 2020-12-31 2021-05-25 杭州春来科技有限公司 Optical path difference forming device and gas analyzer based on FTIR technology

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