JP2000146513A - Laser length-measuring apparatus - Google Patents

Laser length-measuring apparatus

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JP2000146513A
JP2000146513A JP10323521A JP32352198A JP2000146513A JP 2000146513 A JP2000146513 A JP 2000146513A JP 10323521 A JP10323521 A JP 10323521A JP 32352198 A JP32352198 A JP 32352198A JP 2000146513 A JP2000146513 A JP 2000146513A
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JP
Japan
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circuit
signal
frequency
delay
output
Prior art date
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Application number
JP10323521A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoaki Koyama
清明 小山
Toru Katsurai
徹 桂井
Akira Oya
彰 大矢
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a circuit delay time constant regardless of the frequency change of an interference signal, by providing a delay adjusting means which measures the frequency of the interference signal, and changes the delay time of the interference signal by a specified correcting table, etc. SOLUTION: A laser length-measuring apparatus using heterodyne interference is provided with a delay adjusting means 52 composed of a variable delay circuit 11, a frequency measuring circuit 12, and a storage circuit 13. When an interference light 100 is inputted to a photodetector 1, an interference signal 102 is outputted to the delay circuit 11 from a comparator 4, delayed according to a set value outputted to its control terminal from the storage circuit 13, and processed in a circuit in a latter stage as an output signal 104 from the delay circuit 11. The output of the delay circuit 11 is inputted also to the measuring circuit 12, and a frequency measured result is address-inputted to the storage circuit 13. A set value to be inputted to the control terminal of the delay circuit 11 is adjusted, by a correcting table of a specified characteristic stored beforehand in the storage circuit 13 for example.

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、ヘテロダイン干渉
を用いたレーザ測長装置に関し、特に干渉信号の周波数
変化による回路遅延時間のばらつきの低減が可能なレー
ザ測長装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser length measuring apparatus using heterodyne interference, and more particularly to a laser length measuring apparatus capable of reducing variation in circuit delay time due to a change in the frequency of an interference signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のヘテロダイン干渉を用いたレーザ
測長装置は2つの周波数のレーザ光を用いて、一方の周
波数のレーザ光を基準ミラーで、他方の周波数のレーザ
光を被測定物に取り付けられたミラーでそれぞれ反射さ
せて干渉させる。
2. Description of the Related Art A conventional laser length measuring apparatus using heterodyne interference uses laser beams of two frequencies, and attaches a laser beam of one frequency to a reference mirror and a laser beam of the other frequency to an object to be measured. The light is reflected by the mirrors and interferes.

【0003】被測定物が動くとドップラー効果により被
測定物が停止していた場合の干渉光の周波数と比較して
被測定物が動いた場合の干渉光の周波数が変化する。
When the DUT moves, the frequency of the interference light when the DUT moves changes compared to the frequency of the interference light when the DUT stops due to the Doppler effect.

【0004】そこで、前記2つの周波数の差の周波数を
基準信号として、この基準信号と被測定物が動いた場合
の干渉光との位相差を検出することにより、被測定物の
初期状態からの変化、言い換えれば、被測定物の位置を
測定することが可能になる。
Therefore, by using the frequency of the difference between the two frequencies as a reference signal and detecting the phase difference between this reference signal and the interference light when the device under test moves, the position of the device under test from its initial state is detected. The change, in other words, the position of the measured object can be measured.

【0005】図5はこのような従来のレーザ測長装置の
一例を示す構成ブロック図である。図5において1はフ
ォトダイオード等を用いた光検出器、2及び5は増幅
器、3及び6はフィルタ回路、4及び7は比較器、8は
PLL回路、9は周期測定回路、10は積算回路、10
0は干渉光、101は2つの周波数の差の周波数を電圧
信号に変換した基準信号、102は干渉信号、103は
クロック信号である。また、1〜4はレシーバ50を、
5〜10は位相測定回路51をそれぞれ構成している。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of such a conventional laser length measuring apparatus. In FIG. 5, 1 is a photodetector using a photodiode or the like, 2 and 5 are amplifiers, 3 and 6 are filter circuits, 4 and 7 are comparators, 8 is a PLL circuit, 9 is a cycle measuring circuit, 10 is an integrating circuit. , 10
Reference numeral 0 denotes an interference light, reference numeral 101 denotes a reference signal obtained by converting the difference between the two frequencies into a voltage signal, reference numeral 102 denotes an interference signal, and reference numeral 103 denotes a clock signal. Also, 1-4 are receivers 50,
5 to 10 constitute the phase measurement circuit 51, respectively.

【0006】干渉光100は光検出器1に入射され、光
検出器1の出力は増幅器2に接続される。増幅器2の出
力はフィルタ回路3を介して比較器4に接続され、比較
器4の出力は干渉信号102として周期測定回路9に接
続される。
[0006] The interference light 100 enters the photodetector 1, and the output of the photodetector 1 is connected to the amplifier 2. The output of the amplifier 2 is connected to the comparator 4 via the filter circuit 3, and the output of the comparator 4 is connected to the period measurement circuit 9 as the interference signal 102.

【0007】一方、基準信号101は増幅器5に接続さ
れ、増幅器5の出力はフィルタ回路6を介して比較器7
に接続される。比較器7の出力はPLL回路8に接続さ
れ、PLL回路8の出力はクロック信号103として周
期測定回路9に接続される。また、周期測定回路9の出
力は積算回路10に接続される。
On the other hand, the reference signal 101 is connected to the amplifier 5, and the output of the amplifier 5 is output via the filter circuit 6 to the comparator 7.
Connected to. The output of the comparator 7 is connected to a PLL circuit 8, and the output of the PLL circuit 8 is connected as a clock signal 103 to a period measurement circuit 9. The output of the cycle measuring circuit 9 is connected to the integrating circuit 10.

【0008】ここで、図5に示す従来例の動作を簡単に
説明する。干渉光100は光検出器1で電気信号に変換
された後増幅器2で適宜増幅される。増幅器2の出力は
フィルタ回路3を介して比較器4に入力され2値化され
たディジタル信号である干渉信号102として出力され
る。
Here, the operation of the conventional example shown in FIG. 5 will be briefly described. The interference light 100 is converted into an electric signal by the photodetector 1 and then amplified by the amplifier 2 as appropriate. The output of the amplifier 2 is input to the comparator 4 via the filter circuit 3 and output as an interference signal 102 which is a binary digital signal.

【0009】同様に、基準信号101は増幅器5で適宜
増幅され、増幅器5の出力はフィルタ回路6を介して比
較器7に入力され2値化されてディジタル信号されると
共に、PLL回路8で適宜逓倍されてクロック信号10
3として出力される。
Similarly, the reference signal 101 is appropriately amplified by the amplifier 5, and the output of the amplifier 5 is input to the comparator 7 via the filter circuit 6, binarized and converted into a digital signal. Multiplied by the clock signal 10
It is output as 3.

【0010】周期測定回路9はクロック信号103に基
づきレシーバ50の出力である干渉信号102の周期を
カウントすると共にこのカウント値から基準信号101
の周期に相当するカウント値を減算して位相差を求めて
出力する。そして、積算回路10は周期測定回路9で求
められた位相差を順次積算する。
The period measuring circuit 9 counts the period of the interference signal 102 output from the receiver 50 based on the clock signal 103 and, based on the counted value, the reference signal 101.
Is subtracted from the count value corresponding to the period, and a phase difference is obtained and output. Then, the integrating circuit 10 sequentially integrates the phase differences obtained by the period measuring circuit 9.

【0011】この位相差は被測定物が基準信号の1周期
に移動する距離を意味するので、これらの1周期内での
移動距離を順次積算することにより、被測定物の初期状
態からの相対位置を得ることが可能になる。
Since this phase difference means the distance that the device under test moves in one cycle of the reference signal, the relative distance from the initial state of the device under test is calculated by sequentially integrating the moving distances in one cycle. It becomes possible to obtain the position.

【0012】この結果、干渉信号102の周期を測定し
て、得られた周期から位相差を求めて積算することによ
り被測定物の位置を得ることが可能になる。
As a result, the position of the object to be measured can be obtained by measuring the period of the interference signal 102, obtaining the phase difference from the obtained period, and integrating it.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図5に示すよ
うな従来例では、光検出器1に入射される干渉光のパワ
ー”P”は、 P=P0{1+A・sin2π(f+2V/λ)・t} (1) で表される。ここで、”P0”は直流成分、”A”は交
流成分の比率、”f”は2つの周波数の差の周波数、”
λ”は光波長(2つの周波数は近いので同一の光波長で
近似される。)、”V”は被測定物の移動速度である。
However, in the conventional example shown in FIG. 5, the power "P" of the interference light incident on the photodetector 1 is P = P0 {1 + A.sin2π (f + 2V / λ) T} (1) Here, “P0” is a DC component, “A” is a ratio of an AC component, “f” is a frequency of a difference between two frequencies,
λ ”is the light wavelength (the two frequencies are close and therefore approximated by the same light wavelength), and“ V ”is the moving speed of the measured object.

【0014】式(1)から干渉信号102の周波数は”
f+2V/λ”と表されるので、被測定物の最大の移動
速度を”Vmax ”とすれば、干渉信号102の周波数
は”f±2Vmax/λ”の範囲で変化することになる。
このため、S/Nをよくするためにはフィルタ回路3は
この周波数範囲を通過帯域とし、他の周波数範囲では減
衰量ができるだけ大きい方が良い。
From equation (1), the frequency of the interference signal 102 is “
f + 2V / λ ”, the frequency of the interference signal 102 changes within the range of“ f ± 2Vmax / λ ”, where the maximum moving speed of the device under test is“ Vmax ”.
For this reason, in order to improve the S / N, the filter circuit 3 preferably uses this frequency range as a pass band, and the attenuation is as large as possible in other frequency ranges.

【0015】通過帯域外のノイズを減衰させるために
は、例えば、チェビチェフ特性等の急峻な特性を有する
フィルタをフィルタ回路3として用いれば良いが、この
通過帯域での入力周波数による回路遅延時間が大きく異
なってしまうと言った課題があった。従って本発明が解
決しようとする課題は、干渉信号の周波数変化に係わり
なく回路遅延時間を一定にすることが可能なレーザ測長
装置を実現することにある。
In order to attenuate noise outside the pass band, for example, a filter having a steep characteristic such as Chebyshev characteristic may be used as the filter circuit 3, but the circuit delay time due to the input frequency in this pass band is large. There was an issue that said it would be different. Therefore, an object of the present invention is to realize a laser length measuring device capable of keeping a circuit delay time constant irrespective of a frequency change of an interference signal.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、ヘテロ
ダイン干渉を用いたレーザ測長装置において、干渉光を
検出して干渉信号を出力するレシーバと、前記干渉信号
と基準信号との位相差を検出して積算することにより被
測定物の位置を測定する位相測定回路と、前記干渉信号
の周波数に基づき前記干渉信号の遅延時間を調整して前
記干渉信号の周波数変化に係わりなく遅延時間を一定す
る遅延調整手段とを備えたことにより、干渉信号の周波
数変化に係わりなく回路遅延時間を一定にすることが可
能になる。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a laser length measuring apparatus using heterodyne interference detects an interference light and detects an interference signal. A phase measurement circuit that measures the position of the device under test by detecting and integrating the phase difference between the interference signal and the reference signal, and a delay time of the interference signal based on the frequency of the interference signal. And the delay adjusting means for adjusting the delay time to keep the delay time constant irrespective of the change in the frequency of the interference signal makes it possible to make the circuit delay time constant regardless of the change in the frequency of the interference signal.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明であるレーザ測長装置において、前記遅延調整手段の
出力信号の周波数に基づき前記干渉信号の遅延時間を調
整することにより、干渉信号の周波数変化に係わりなく
回路遅延時間を一定にすることが可能になる。
According to a second aspect of the present invention, in the laser measuring device according to the first aspect of the present invention, the interference signal is adjusted by adjusting a delay time of the interference signal based on a frequency of an output signal of the delay adjusting means. Circuit delay time can be made constant regardless of the frequency change.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明であるレーザ測長装置において、前記遅
延調整手段が、前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段
の出力信号の周波数を測定する周波数測定回路と、この
周波数測定回路の出力がアドレス信号として接続され前
記遅延時間の補正テーブルが格納された記憶回路と、こ
の記憶回路からの出力値に基づき前記干渉信号の前記遅
延時間を変化させる可変遅延回路とから構成されること
により、干渉信号の周波数に基づき回路遅延時間を変化
させることが可能になる。
According to a third aspect of the present invention, in the laser measuring apparatus according to the first and second aspects, the delay adjusting means measures the frequency of the interference signal or the output signal of the delay adjusting means. A frequency measuring circuit, an output of the frequency measuring circuit is connected as an address signal, a storage circuit storing the delay time correction table, and the delay time of the interference signal is changed based on an output value from the storage circuit. And a variable delay circuit for changing the circuit delay time based on the frequency of the interference signal.

【0019】請求項4記載の発明は、請求項1及び請求
項2記載の発明であるレーザ測長装置において、前記遅
延調整手段が、前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段
の出力信号の周波数を測定する周波数測定回路と、この
周波数測定回路の出力に基づき補正式により前記遅延時
間を演算して出力する演算手段と、この演算手段からの
出力値に基づき前記干渉信号の前記遅延時間を変化させ
る可変遅延回路とから構成されることにより、干渉信号
の周波数に基づき回路遅延時間を変化させることが可能
になる。また、補正時間を修正する場合の修正作業が容
易になる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the laser length measuring apparatus according to the first and second aspects, the delay adjusting means measures the frequency of the interference signal or the output signal of the delay adjusting means. A frequency measuring circuit to calculate the delay time by a correction formula based on the output of the frequency measuring circuit, and a variable means for changing the delay time of the interference signal based on an output value from the calculating means. With the delay circuit, the circuit delay time can be changed based on the frequency of the interference signal. In addition, the correction operation for correcting the correction time becomes easy.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項3及び請求
項4記載の発明であるレーザ測長装置において、前記周
波数測定回路が、一定周期の周期信号を発生させるクロ
ック発生手段と、前記干渉信号若しくは前記遅延調整手
段の出力信号に基づき前記一定間隔をカウントするカウ
ント手段とから構成されることにより、干渉信号の周波
数を測定することが可能になる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser measuring device according to the third and fourth aspects, the frequency measuring circuit includes a clock generating means for generating a periodic signal having a constant period, and By being comprised of a signal or a counting means for counting the fixed interval based on an output signal of the delay adjusting means, it becomes possible to measure the frequency of the interference signal.

【0021】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明であるレーザ測長装置において、前記カウント手段
が、前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段の出力信号
に基づきインクリメントされるカウンタ回路と、このカ
ウンタ回路の出力をラッチして出力するラッチ回路と、
前記周期信号に同期して前記ラッチ回路のラッチ動作を
させると共に前記カウンタ回路をリセットさせるフリッ
プフロップ回路とから構成されることにより、干渉信号
の周波数を測定することが可能になる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser measuring device according to the fifth aspect, the counting means includes a counter circuit which is incremented based on the interference signal or the output signal of the delay adjusting means, A latch circuit for latching and outputting the output of the counter circuit;
By including a flip-flop circuit that causes the latch circuit to perform a latch operation in synchronization with the periodic signal and resets the counter circuit, the frequency of the interference signal can be measured.

【0022】請求項7記載の発明は、請求項5記載の発
明であるレーザ測長装置において、前記クロック発生手
段が、基準クロック信号を分周するカスケード接続され
た複数のフリップフロップ回路と、前記複数のフリップ
フロップ回路の出力の論理積をとることにより一定周期
の前記周期信号を発生させる論理積回路とから構成され
ることにより、一定周期の周期信号を発生させることが
可能になる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the laser measuring apparatus according to the fifth aspect, the clock generating means includes a plurality of cascade-connected flip-flop circuits for dividing a reference clock signal, and An AND circuit that generates the periodic signal having a constant cycle by calculating the logical product of the outputs of the plurality of flip-flop circuits can generate a periodic signal having a constant cycle.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図1は本発明に係るレーザ測長装置の一実施
例を示す構成ブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration block diagram showing an embodiment of a laser length measuring apparatus according to the present invention.

【0024】図1において1〜10,50,51及び1
00〜103は図5と同一符号を付してあり、11はデ
ィジタル信号が制御信号として入力される可変遅延回
路、12は周波数測定回路、13は記憶回路、104は
出力信号である。また、11〜13は遅延調整手段52
を構成している。
In FIG. 1, 1 to 10, 50, 51 and 1
Reference numerals 00 to 103 denote the same reference numerals as in FIG. 5, 11 denotes a variable delay circuit to which a digital signal is input as a control signal, 12 denotes a frequency measurement circuit, 13 denotes a storage circuit, and 104 denotes an output signal. 11 to 13 are delay adjusting means 52
Is composed.

【0025】干渉光100は光検出器1に入射され、光
検出器1の出力は増幅器2に接続される。増幅器2の出
力はフィルタ回路3を介して比較器4に接続され、比較
器4の出力である干渉信号102は可変遅延回路11に
接続される。
The interference light 100 enters the photodetector 1, and the output of the photodetector 1 is connected to the amplifier 2. An output of the amplifier 2 is connected to a comparator 4 via a filter circuit 3, and an interference signal 102 output from the comparator 4 is connected to a variable delay circuit 11.

【0026】また、可変遅延回路11の出力である出力
信号104は周期測定回路9に接続されると共に周波数
測定回路12に接続され、周波数測定回路12のディジ
タル出力は記憶回路13に接続される。さらに、記憶回
路13のディジタル出力は可変遅延回路11の制御端子
に接続される。
The output signal 104, which is the output of the variable delay circuit 11, is connected to the period measuring circuit 9 and to the frequency measuring circuit 12, and the digital output of the frequency measuring circuit 12 is connected to the storage circuit 13. Further, the digital output of the storage circuit 13 is connected to the control terminal of the variable delay circuit 11.

【0027】一方、基準信号101は増幅器5に接続さ
れ、増幅器5の出力はフィルタ回路6を介して比較器7
に接続される。比較器7の出力はPLL回路8に接続さ
れ、PLL回路8の出力であるクロック信号103は周
期測定回路9に接続される。また、周期測定回路9の出
力は積算回路10に接続される。
On the other hand, the reference signal 101 is connected to the amplifier 5, and the output of the amplifier 5 is supplied to the comparator 7 via the filter circuit 6.
Connected to. The output of the comparator 7 is connected to the PLL circuit 8, and the clock signal 103, which is the output of the PLL circuit 8, is connected to the period measuring circuit 9. The output of the cycle measuring circuit 9 is connected to the integrating circuit 10.

【0028】ここで、図1に示す実施例の動作を図2及
び図3用いて説明する。但し、図5に示す従来例と同様
の部分に関する説明は省略する。図2はフィルタ回路3
の遅延特性の一例を示す特性曲線図、図3は補正テーブ
ルの特性例を示す特性曲線図である。
The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will now be described with reference to FIGS. However, description of the same parts as in the conventional example shown in FIG. 5 is omitted. FIG. 2 shows a filter circuit 3
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing an example of the characteristics of the correction table.

【0029】比較器4の出力である干渉信号102は可
変遅延回路11により制御端子に入力されている設定値
に従って遅延されて出力信号104として出力される。
この可変遅延回路11の出力信号104は後段の周期測
定回路9に入力されて前述のように処理される。
The interference signal 102 output from the comparator 4 is delayed by the variable delay circuit 11 according to the set value input to the control terminal and output as an output signal 104.
The output signal 104 of the variable delay circuit 11 is input to the subsequent cycle measuring circuit 9 and processed as described above.

【0030】一方、可変遅延回路11の出力は周波数測
定回路12にも入力され、周波数測定回路12は出力信
号104の周波数を測定して結果を記憶回路13のアド
レス入力として出力する。記憶回路13には予め出力信
号104の周波数に対する遅延時間を補正する補正テー
ブル、言い換えれば、周波数対遅延時間の逆特性の補正
テーブルが格納されている。
On the other hand, the output of the variable delay circuit 11 is also input to the frequency measurement circuit 12, which measures the frequency of the output signal 104 and outputs the result as an address input to the storage circuit 13. The storage circuit 13 previously stores a correction table for correcting the delay time for the frequency of the output signal 104, in other words, a correction table for the inverse characteristic of the frequency versus the delay time.

【0031】例えば、図2に示すようにフィルタ回路3
の入力信号の周波数”f1”及び”f2”の場合に遅延
時間”τ1”及び”τ2”がそれぞれ生じる場合、周波
数”f2”の遅延時間を基準にすれば補正テーブルでは
図3に示すように周波数が”f2”の場合には可変遅延
回路11による遅延時間は”0”、周波数が”f1”の
場合は可変遅延回路11による遅延時間は”τ2−τ
1”となる。
For example, as shown in FIG.
In the case where the delay times “τ1” and “τ2” respectively occur in the case of the input signal frequencies “f1” and “f2”, if the delay time of the frequency “f2” is used as a reference, as shown in FIG. When the frequency is “f2”, the delay time by the variable delay circuit 11 is “0”, and when the frequency is “f1”, the delay time by the variable delay circuit 11 is “τ2−τ”.
1 ".

【0032】従って、干渉信号102の周波数が”f
2”の場合はフィルタ回路3での遅延時間のみが累積さ
れ全体の遅延時間は”τ2”となる。一方、干渉信号1
02の周波数が”f1”の場合はフィルタ回路3での遅
延時間”τ1”に可変遅延回路11での遅延時間”τ2
−τ1”が加算されるので全体の遅延時間は”τ1+
(τ2−τ1)=τ2”となり、干渉信号102の周波
数に係わりになく遅延時間を一定(τ2)にすることが
可能になる。
Therefore, if the frequency of the interference signal 102 is "f"
In the case of "2", only the delay time in the filter circuit 3 is accumulated, and the total delay time becomes "τ2".
02 is “f1”, the delay time “τ1” in the filter circuit 3 is replaced by the delay time “τ2” in the variable delay circuit 11.
−τ1 ”is added, so that the total delay time is“ τ1 +
(Τ2−τ1) = τ2 ″, and the delay time can be made constant (τ2) regardless of the frequency of the interference signal 102.

【0033】また、図4は周波数測定回路12の具体例
を示す回路図である。図4において13及び102は図
1と同一符号を付してあり、14,21,22,23及
び24はD型フリップフロップ回路(以下、単にフリッ
プフロップ回路と呼ぶ。)、15は遅延素子、16及び
25は論理積回路、17及び18はカウンタ回路、19
及び20はラッチ回路、105は基準クロック信号であ
る。また、14〜20はカウント手段53を、21〜2
5はクロック発生手段54をそれぞれ構成している。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of the frequency measuring circuit 12. As shown in FIG. In FIG. 4, 13 and 102 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, 14, 21, 22, 23 and 24 are D-type flip-flop circuits (hereinafter simply referred to as flip-flop circuits), 15 is a delay element, 16 and 25 are AND circuits, 17 and 18 are counter circuits, 19
And 20, a latch circuit; and 105, a reference clock signal. 14 to 20 are counting means 53;
Reference numeral 5 denotes each of the clock generating means 54.

【0034】干渉信号102はフリップフロップ回路1
4のクロック入力端子及び遅延素子15の入力端子に接
続され、遅延素子15の出力はカウンタ回路17のクロ
ック入力端子に接続される。また、カウンタ回路17の
キャリー出力はカウンタ回路18のクロック入力端子に
接続される。
The interference signal 102 is output from the flip-flop circuit 1
4 and an input terminal of the delay element 15, and an output of the delay element 15 is connected to a clock input terminal of the counter circuit 17. The carry output of the counter circuit 17 is connected to the clock input terminal of the counter circuit 18.

【0035】フリップフロップ回路14の負論理出力は
論理積回路16の一方の入力端子、カウンタ回路17及
び18のクリア端子にそれぞれ接続され、フリップフロ
ップ回路14の正論理出力はラッチ回路19及び20の
クロック入力端子に接続される。
The negative logic output of the flip-flop circuit 14 is connected to one input terminal of the AND circuit 16 and the clear terminal of the counter circuits 17 and 18, respectively, and the positive logic output of the flip-flop circuit 14 is connected to the latch circuits 19 and 20. Connected to clock input terminal.

【0036】また、カウンタ回路17の各出力端子はラ
ッチ回路19の入力端子にそれぞれ接続され、カウンタ
回路18の各出力端子もラッチ回路20の入力端子にそ
れぞれ接続される。さらに、ラッチ回路19及び20の
出力端子は記憶回路13のアドレス入力端子にそれぞれ
接続される。
Each output terminal of the counter circuit 17 is connected to an input terminal of the latch circuit 19, and each output terminal of the counter circuit 18 is connected to an input terminal of the latch circuit 20, respectively. Further, the output terminals of the latch circuits 19 and 20 are connected to the address input terminals of the storage circuit 13, respectively.

【0037】一方、基準クロック信号105はフリップ
フロップ回路21のクロック入力端子に接続され、フリ
ップフロップ回路21の負論理出力はフリップフロップ
回路21の入力端子に接続される。また、フリップフロ
ップ回路21の正論理出力はフリップフロップ回路22
のクロック入力端子及び論理積回路25の第1の入力端
子に接続される。
On the other hand, the reference clock signal 105 is connected to the clock input terminal of the flip-flop circuit 21, and the negative logic output of the flip-flop circuit 21 is connected to the input terminal of the flip-flop circuit 21. The positive logic output of the flip-flop circuit 21 is
And the first input terminal of the AND circuit 25.

【0038】フリップフロップ回路22の負論理出力は
フリップフロップ回路22の入力端子に接続され、フリ
ップフロップ回路22の正論理出力はフリップフロップ
回路23のクロック入力端子及び論理積回路25の第2
の入力端子に接続される。
The negative logic output of the flip-flop circuit 22 is connected to the input terminal of the flip-flop circuit 22, and the positive logic output of the flip-flop circuit 22 is connected to the clock input terminal of the flip-flop circuit 23 and the second input terminal of the AND circuit 25.
Is connected to the input terminal.

【0039】同様に、フリップフロップ回路23の負論
理出力はフリップフロップ回路23の入力端子に接続さ
れ、フリップフロップ回路23の正論理出力はフリップ
フロップ回路24のクロック入力端子及び論理積回路2
5の第3の入力端子に接続される。
Similarly, the negative logic output of the flip-flop circuit 23 is connected to the input terminal of the flip-flop circuit 23, and the positive logic output of the flip-flop circuit 23 is connected to the clock input terminal of the flip-flop circuit 24 and the AND circuit 2.
5 is connected to the third input terminal.

【0040】さらに、フリップフロップ回路24の負論
理出力はフリップフロップ回路24の入力端子に接続さ
れ、フリップフロップ回路24の正論理出力は論理積回
路25の第4の入力端子に接続される。最後に、論理積
回路25の出力はフリップフロップ回路14の入力端子
及び論理積回路16の他方の入力端子に接続される。
Further, the negative logic output of the flip-flop circuit 24 is connected to the input terminal of the flip-flop circuit 24, and the positive logic output of the flip-flop circuit 24 is connected to the fourth input terminal of the AND circuit 25. Finally, the output of the AND circuit 25 is connected to the input terminal of the flip-flop circuit 14 and the other input terminal of the AND circuit 16.

【0041】ここで、図4に示す周波数測定回路の動作
を説明する。基準クロック信号105はクロック発生手
段54を構成する4段のフリップフロップ回路21〜2
4により16分周されて、フリップフロップ回路21〜
24の正論理出力の全てが”1”になった時点で論理積
回路25の出力が”0”から”1”になる。すなわち、
基準クロック信号105を16分周した周期の間だけ干
渉信号102によりカウンタ回路17及び18をインク
リメントする。
Here, the operation of the frequency measuring circuit shown in FIG. 4 will be described. The reference clock signal 105 is a four-stage flip-flop circuit 21 to 2
4 to 16 and the flip-flop circuits 21 to 21
The output of the AND circuit 25 changes from "0" to "1" when all of the 24 positive logic outputs become "1". That is,
The counter circuits 17 and 18 are incremented by the interference signal 102 only during a period obtained by dividing the reference clock signal 105 by 16.

【0042】論理積回路25が”1”になると干渉信号
102に同期してフリップフロップ回路14の正論理出
力は”1”になり、カウンタ回路17及び18でカウン
トされた値がラッチ回路19及び20にそれぞれラッチ
されると共にフリップフロップ回路14とカウンタ回路
17及び18はリセットされて、ラッチ回路19及び2
0にラッチされた値がアドレス入力として記憶回路13
に出力される。また、遅延素子15はタイミング調整用
の素子である。
When the logical product circuit 25 becomes "1", the positive logic output of the flip-flop circuit 14 becomes "1" in synchronization with the interference signal 102, and the value counted by the counter circuits 17 and 18 becomes the latch circuit 19 and 20, the flip-flop circuit 14 and the counter circuits 17 and 18 are reset, and the latch circuits 19 and 2 are reset.
The value latched at 0 is used as an address input by the storage circuit 13.
Is output to The delay element 15 is an element for adjusting timing.

【0043】すなわち、カウント手段53は干渉信号1
02を一定周期の間カウンタした値をアドレス入力とし
て周波数対遅延時間の逆特性の補正テーブルが格納され
ている記憶回路13に入力することにより、測定された
周波数に対する補正値が記憶回路13から可変遅延回路
11(図示せず。)に出力され干渉信号102の周波数
変動による回路遅延時間を一定にすることが可能にな
る。
That is, the counting means 53 outputs the interference signal 1
02 is input to the storage circuit 13 in which a correction table of the inverse characteristic of the frequency versus the delay time is stored as an address input as the address input, so that the correction value for the measured frequency can be changed from the storage circuit 13. The circuit delay time caused by the frequency fluctuation of the interference signal 102 output to the delay circuit 11 (not shown) can be made constant.

【0044】この結果、周波数測定回路12で干渉信号
の周波数を測定し、記憶回路13に格納されている補正
テーブルにより可変遅延回路11の遅延時間を制御する
遅延調整手段52を設けることにより、干渉信号の周波
数変化に係わりなく回路遅延時間を一定にすることが可
能になる。
As a result, the frequency of the interference signal is measured by the frequency measuring circuit 12 and the delay adjusting means 52 for controlling the delay time of the variable delay circuit 11 by the correction table stored in the storage circuit 13 is provided. It is possible to make the circuit delay time constant irrespective of the signal frequency change.

【0045】なお、図1に示す実施例の動作の説明を簡
単にするために図2及び図3に単純な遅延特性例及び補
正テーブル例を例示したが、実際の遅延特性及び補正テ
ーブルは図2及び図3の例に限定される訳ではない。
In order to simplify the description of the operation of the embodiment shown in FIG. 1, simple delay characteristic examples and correction table examples are shown in FIGS. 2 and 3, but actual delay characteristics and correction tables are not shown in FIG. However, the present invention is not limited to the examples of FIGS.

【0046】図1に示す実施例では周波数測定回路12
により可変遅延回路11の出力信号104の周波数を測
定しているが、干渉信号102を直接周波数測定回路1
2で測定しても構わない。
In the embodiment shown in FIG.
, The frequency of the output signal 104 of the variable delay circuit 11 is measured.
The measurement may be performed in step 2.

【0047】また、可変遅延回路11としてはディジタ
ル信号が制御信号として入力される素子を例示したがア
ナログ信号が制御信号として入力される素子であっても
構わない。
Further, as the variable delay circuit 11, an element to which a digital signal is input as a control signal is illustrated, but an element to which an analog signal is input as a control signal may be used.

【0048】また、図4にはカウント手段53及びクロ
ック発生手段54の具体的な回路の一例を例示したが、
勿論これらに限定される訳ではない。例えば、カウント
手段53では4ビットのカウンタ回路を2個、4ビット
のラッチ回路を2個用いて構成されているが、8ビット
以上のカウンタ回路1個と8ビット以上のラッチ回路1
個により構成しても良い。
FIG. 4 shows an example of a specific circuit of the counting means 53 and the clock generating means 54.
Of course, it is not limited to these. For example, the counting means 53 is configured by using two 4-bit counter circuits and two 4-bit latch circuits. One counter circuit of 8 bits or more and one latch circuit of 8 bits or more are used.
You may comprise by individual.

【0049】また、図1に示す実施例では記憶回路13
に格納された補正テーブルにより可変遅延回路11の遅
延時間を決定しているが、記憶回路13の代わりに演算
回路や制御回路等の演算手段を用いて補正式による演算
を行っても構わない。この場合には、大きな補正テーブ
ルを用いることなく高精度の補正が可能になる。また、
補正時間を修正する場合には補正式を修正するだけで良
くなるので修正作業が容易になる。
In the embodiment shown in FIG.
Although the delay time of the variable delay circuit 11 is determined by the correction table stored in the storage circuit 13, the calculation using the correction formula may be performed using an arithmetic unit such as an arithmetic circuit or a control circuit instead of the storage circuit 13. In this case, highly accurate correction can be performed without using a large correction table. Also,
When the correction time is to be corrected, it is sufficient only to correct the correction formula, so that the correction work is facilitated.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項1及び請
求項2の発明によれば、干渉信号の周波数を測定して補
正テーブルにより干渉信号の遅延時間を変化させる遅延
調整手段を設けることにより、干渉信号の周波数変化に
係わりなく回路遅延時間を一定にすることが可能にな
る。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, the following effects can be obtained. According to the first and second aspects of the present invention, by providing the delay adjusting means for measuring the frequency of the interference signal and changing the delay time of the interference signal using the correction table, the circuit delay can be made regardless of the frequency change of the interference signal. It is possible to make the time constant.

【0051】また、請求項3の発明によれば、周波数測
定回路で干渉信号の周波数を測定し、記憶回路に格納さ
れている補正テーブルにより可変遅延回路の遅延時間を
制御することにより、干渉信号の周波数に基づき回路遅
延時間を変化させることが可能になる。
According to the third aspect of the present invention, the frequency of the interference signal is measured by the frequency measurement circuit, and the delay time of the variable delay circuit is controlled by the correction table stored in the storage circuit. , The circuit delay time can be changed based on the frequency.

【0052】また、請求項4の発明によれば、周波数測
定回路で干渉信号の周波数を測定し、演算手段でこの周
波数に基づき補正式により遅延時間を演算して可変遅延
回路の遅延時間を制御することにより、干渉信号の周波
数に基づき回路遅延時間を変化させることが可能にな
る。また、補正時間を修正する場合の修正作業が容易に
なる。
According to the fourth aspect of the present invention, the frequency of the interference signal is measured by the frequency measuring circuit, and the delay time of the variable delay circuit is controlled by the calculating means, and the delay time is calculated by the correction formula based on the frequency. This makes it possible to change the circuit delay time based on the frequency of the interference signal. In addition, the correction operation for correcting the correction time becomes easy.

【0053】また、請求項5の発明によれば、クロック
発生手段で一定周期の周期信号を発生させ、カウント手
段で干渉信号に基づき一定間隔をカウントすることによ
り、干渉信号の周波数を測定することが可能になる。
According to the fifth aspect of the present invention, the frequency of the interference signal is measured by generating a periodic signal having a fixed period by the clock generation means and counting a predetermined interval by the counting means based on the interference signal. Becomes possible.

【0054】また、請求項6の発明によれば、カウンタ
回路を干渉信号に基づきインクリメントし、ラッチ回路
でカウンタ回路の出力をラッチし、フリップフロップ回
路でラッチ動作及びカウンタ回路をリセットさせること
により、干渉信号の周波数を測定することが可能にな
る。
According to the present invention, the counter circuit is incremented based on the interference signal, the output of the counter circuit is latched by the latch circuit, and the latch operation and the counter circuit are reset by the flip-flop circuit. It is possible to measure the frequency of the interference signal.

【0055】また、請求項7の発明によれば、カスケー
ド接続された複数のフリップフロップ回路でクロック信
号を分周し、複数のフリップフロップ回路の出力の論理
積をとることにより、一定周期の周期信号を発生させる
ことが可能になる。
According to the invention of claim 7, the clock signal is divided by the plurality of flip-flop circuits connected in cascade, and the logical product of the outputs of the plurality of flip-flop circuits is obtained, so that the period of the constant cycle is obtained. A signal can be generated.

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

【図1】本発明に係るレーザ測長装置の一実施例を示す
構成ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a laser length measuring apparatus according to the present invention.

【図2】フィルタ回路の遅延特性の一例を示す特性曲線
図である。
FIG. 2 is a characteristic curve diagram illustrating an example of a delay characteristic of a filter circuit.

【図3】補正テーブルの特性例を示す特性曲線図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing a characteristic example of a correction table.

【図4】周波数測定回路の具体例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of a frequency measurement circuit.

【図5】従来のレーザ測長装置の一例を示す構成ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a configuration block diagram showing an example of a conventional laser length measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光検出器 2,5 増幅器 3,6 フィルタ回路 4,7 比較器 8 PLL回路 9 周期測定回路 10 積算回路 11 可変遅延回路 12 周波数測定回路 13 記憶回路 14,21,22,23,24 D型フリップフロップ
回路 15 遅延素子 16,25 論理積回路 17,18 カウンタ回路 19,20 ラッチ回路 50 レシーバ 51 位相測定回路 52 遅延調整手段 53 カウント手段 54 クロック発生手段 100 干渉光 101 基準信号 102 干渉信号 103 クロック信号 104 出力信号 105 基準クロック信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photodetector 2, 5 Amplifier 3, 6 Filter circuit 4, 7 Comparator 8 PLL circuit 9 Period measurement circuit 10 Integration circuit 11 Variable delay circuit 12 Frequency measurement circuit 13 Storage circuit 14, 21, 22, 23, 24 D type Flip-flop circuit 15 Delay element 16, 25 Logical product circuit 17, 18 Counter circuit 19, 20 Latch circuit 50 Receiver 51 Phase measurement circuit 52 Delay adjustment means 53 Counting means 54 Clock generation means 100 Interference light 101 Reference signal 102 Interference signal 103 Clock Signal 104 Output signal 105 Reference clock signal

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ヘテロダイン干渉を用いたレーザ測長装置
において、 干渉光を検出して干渉信号を出力するレシーバと、 前記干渉信号と基準信号との位相差を検出して積算する
ことにより被測定物の位置を測定する位相測定回路と、 前記干渉信号の周波数に基づき前記干渉信号の遅延時間
を調整して前記干渉信号の周波数変化に係わりなく遅延
時間を一定する遅延調整手段とを備えたことを特徴とす
るレーザ測長装置。
1. A laser length measuring apparatus using heterodyne interference, comprising: a receiver for detecting an interference light and outputting an interference signal; and measuring and measuring a phase difference between the interference signal and a reference signal by integrating them. A phase measuring circuit for measuring a position of an object; and a delay adjusting means for adjusting a delay time of the interference signal based on a frequency of the interference signal to thereby keep the delay time constant regardless of a frequency change of the interference signal. Laser length measuring device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】前記遅延調整手段の出力信号の周波数に基
づき前記干渉信号の遅延時間を調整することを特徴とす
る請求項1記載のレーザ測長装置。
2. The laser length measuring apparatus according to claim 1, wherein a delay time of said interference signal is adjusted based on a frequency of an output signal of said delay adjusting means.
【請求項3】前記遅延調整手段が、 前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段の出力信号の周
波数を測定する周波数測定回路と、 この周波数測定回路の出力がアドレス信号として接続さ
れ前記遅延時間の補正テーブルが格納された記憶回路
と、 この記憶回路からの出力値に基づき前記干渉信号の前記
遅延時間を変化させる可変遅延回路とから構成されるこ
とを特徴とする請求項1及び請求項2記載のレーザ測長
装置。
3. A delay measuring circuit for measuring a frequency of the interference signal or an output signal of the delay adjusting unit, an output of the frequency measuring circuit being connected as an address signal, and a correction table for the delay time. 3. The laser according to claim 1, further comprising: a storage circuit in which the delay time of the interference signal is changed based on an output value from the storage circuit. 4. Length measuring device.
【請求項4】前記遅延調整手段が、 前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段の出力信号の周
波数を測定する周波数測定回路と、 この周波数測定回路の出力に基づき補正式により前記遅
延時間を演算して出力する演算手段と、 この演算手段からの出力値に基づき前記干渉信号の前記
遅延時間を変化させる可変遅延回路とから構成されるこ
とを特徴とする請求項1及び請求項2記載のレーザ測長
装置。
4. A frequency measuring circuit for measuring a frequency of the interference signal or an output signal of the delay adjusting means, and the delay time is calculated by a correction formula based on an output of the frequency measuring circuit. 3. The laser length measuring device according to claim 1, further comprising: a calculating means for outputting; and a variable delay circuit for changing the delay time of the interference signal based on an output value from the calculating means. apparatus.
【請求項5】前記周波数測定回路が、 一定周期の周期信号を発生させるクロック発生手段と、 前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段の出力信号に基
づき前記一定間隔をカウントするカウント手段とから構
成されることを特徴とする請求項3及び請求項4記載の
レーザ測長装置。
5. The frequency measuring circuit comprises: clock generating means for generating a periodic signal having a constant cycle; and counting means for counting the constant interval based on the interference signal or the output signal of the delay adjusting means. 5. The laser length measuring device according to claim 3, wherein:
【請求項6】前記カウント手段が、 前記干渉信号若しくは前記遅延調整手段の出力信号に基
づきインクリメントされるカウンタ回路と、 このカウンタ回路の出力をラッチして出力するラッチ回
路と、 前記周期信号に同期して前記ラッチ回路のラッチ動作を
させると共に前記カウンタ回路をリセットさせるフリッ
プフロップ回路とから構成されることを特徴とする請求
項5記載のレーザ測長装置。
6. A counter circuit, wherein said counting means is incremented based on said interference signal or an output signal of said delay adjusting means, a latch circuit for latching and outputting an output of said counter circuit, and synchronizing with said periodic signal. 6. The laser length measuring apparatus according to claim 5, further comprising a flip-flop circuit for causing the latch circuit to perform a latch operation and resetting the counter circuit.
【請求項7】前記クロック発生手段が、 基準クロック信号を分周するカスケード接続された複数
のフリップフロップ回路と、 前記複数のフリップフロップ回路の出力の論理積をとる
ことにより一定周期の前記周期信号を発生させる論理積
回路とから構成されることを特徴とする請求項5記載の
レーザ測長装置。
7. The periodic signal having a constant period by taking a logical product of a plurality of cascade-connected flip-flop circuits for dividing a reference clock signal and an output of the plurality of flip-flop circuits. 6. A laser length measuring apparatus according to claim 5, further comprising: a logical product circuit for generating the following.
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