JP2002531816A - レーザー干渉計による測定を改善するための方法 - Google Patents
レーザー干渉計による測定を改善するための方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 本発明の目的は、レーザー干渉計（１，２）を使用してなされる測定、特に距離測定の精度を改善するための方法を提供することである。本発明に係る方法は、レーザー干渉計により放出されたレーザービーム（３）の全経路に沿った空気温度効果が、同じ経路を伝播した音波（５）の速度を測定し、その結果得られた値を、測定値、特に距離測定値に関する空気温度に依存する調整量を計算するために使用することによって決定される工程からなる。
Description
【０００１】
本発明の目的は、レーザー干渉計を使用したときなされる測定、特に距離測定
の精度を改善するための方法を提供することである。
の精度を改善するための方法を提供することである。
【０００２】
例えば工業の分野で正確な測定精度が必要とされるとき、レーザー干渉計が他
の方法よりも精度が高いので、該レーザー干渉計が距離測定で使用される。しか
し、レーザー干渉計の精度は、様々な要因、例えば媒質の屈折率に対するレーザ
ービーム波長依存性などに依存する。レーザー干渉計を使用してなされる距離測
定が光の波長に基づいているので、十分正確な結果を得るためには媒質の屈折率
を知ることが本質的に重要である。実際には、これらの測定に関連する媒質は空
気であり、その屈折率は、空気圧、温度、湿度及び二酸化炭素などのガスの濃度
の関数である。空気温度は、測定領域の様々な地点の間の温度相違により引き起
こされる空気隗の迅速で一定の運動及び空気力学的効果に起因して有意に変化す
る。空気温度の変化のため、レーザー干渉計のレーザービーム経路に沿った、積
分的な過渡温度（integral transient temperature）は、レーザー干渉計で使用
される現在知られている温度計では正確に測定することはできない。
の方法よりも精度が高いので、該レーザー干渉計が距離測定で使用される。しか
し、レーザー干渉計の精度は、様々な要因、例えば媒質の屈折率に対するレーザ
ービーム波長依存性などに依存する。レーザー干渉計を使用してなされる距離測
定が光の波長に基づいているので、十分正確な結果を得るためには媒質の屈折率
を知ることが本質的に重要である。実際には、これらの測定に関連する媒質は空
気であり、その屈折率は、空気圧、温度、湿度及び二酸化炭素などのガスの濃度
の関数である。空気温度は、測定領域の様々な地点の間の温度相違により引き起
こされる空気隗の迅速で一定の運動及び空気力学的効果に起因して有意に変化す
る。空気温度の変化のため、レーザー干渉計のレーザービーム経路に沿った、積
分的な過渡温度（integral transient temperature）は、レーザー干渉計で使用
される現在知られている温度計では正確に測定することはできない。
【０００３】 市販されているレーザー干渉計装置では、空気の屈折率は、空気中の上記諸量
を測定し、次に波長に関するそれらの効果を計算することによって決定される。
この目的のため、現在利用可能な装置は、空気の温度、圧力、時には湿度までを
測定するためのセンサーを組み込んでいる。典型的には、空気温度の測定に対し
て１つ乃至３つの温度計が存在する。
を測定し、次に波長に関するそれらの効果を計算することによって決定される。
この目的のため、現在利用可能な装置は、空気の温度、圧力、時には湿度までを
測定するためのセンサーを組み込んでいる。典型的には、空気温度の測定に対し
て１つ乃至３つの温度計が存在する。
【０００４】 レーザー干渉計で現在使用されている空気温度計は、センサー温度が周囲の空
気温度と同じになるという現象に基づいている。これらの温度計は、レーザービ
ーム経路に隣接した各々単一の点における温度の測定しかできない。これらの温
度計は、実際に要求されたときに、全てのレーザービーム経路に沿った各点で温
度を測定することはできない。別の欠点は、レーザー干渉計の現在知られている
温度センサーにおける応答時間の遅れに起因して、測定結果は、各々の測定点に
おける実時間の瞬間的な温度の背後に常に遅延を生じさせるということである。
その結果、これらの装置は、時間の特定周期の間に特定の測定点における積分的
な温度値の測定しかできず、それらは常時変化する過渡温度の測定を行うことが
できない。単一の各点における温度値の測定しか可能とせず、長い応答時間の測
定方法を適用すること、及び、レーザービームの全経路に沿った瞬間温度の積分
として生じた値を考慮することは、レーザー干渉計測定に影響を及ぼす誤差成分
の間で最も重要な誤差という結果を生じさせる。
気温度と同じになるという現象に基づいている。これらの温度計は、レーザービ
ーム経路に隣接した各々単一の点における温度の測定しかできない。これらの温
度計は、実際に要求されたときに、全てのレーザービーム経路に沿った各点で温
度を測定することはできない。別の欠点は、レーザー干渉計の現在知られている
温度センサーにおける応答時間の遅れに起因して、測定結果は、各々の測定点に
おける実時間の瞬間的な温度の背後に常に遅延を生じさせるということである。
その結果、これらの装置は、時間の特定周期の間に特定の測定点における積分的
な温度値の測定しかできず、それらは常時変化する過渡温度の測定を行うことが
できない。単一の各点における温度値の測定しか可能とせず、長い応答時間の測
定方法を適用すること、及び、レーザービームの全経路に沿った瞬間温度の積分
として生じた値を考慮することは、レーザー干渉計測定に影響を及ぼす誤差成分
の間で最も重要な誤差という結果を生じさせる。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を解決する方法及び装置を提供することである。更
に加えて、本発明は、レーザービームの全経路に沿った空気温度の過渡的変化を
考慮に入れた、レーザー干渉計の測定結果を修正するための方法を提供する。
に加えて、本発明は、レーザービームの全経路に沿った空気温度の過渡的変化を
考慮に入れた、レーザー干渉計の測定結果を修正するための方法を提供する。
【０００６】
本発明の目的は、その特有の態様が請求の範囲に記載された方法を使用するこ
とによって達成することができる。
とによって達成することができる。
【０００７】 本発明に係る方法は、レーザー干渉計の全レーザービーム経路を伝播する音波
速度を測定することによって、同一経路に沿った空気温度値を決定する工程と、
得られた値を使用して、測定値、特に遠距離測定への空気温度による修正を計算
する工程と、を含んで構成される。「同一経路」という表現は、本明細書中では
、音波及びレーザー光波が、同じ地点から、実際には、互いに近接した地点から
発し、及び、同じ地点に、実際には、互いに近接した地点に到達すること、並び
に、これらの波が同時に伝播することを意味する。レーザー干渉計の測定結果、
特に遠距離測定結果への修正は、空気温度値から計算することができる。本方法
は、レーザー干渉計の精度に影響を及ぼす過渡的な空気特性の正確な描像を与え
る。
速度を測定することによって、同一経路に沿った空気温度値を決定する工程と、
得られた値を使用して、測定値、特に遠距離測定への空気温度による修正を計算
する工程と、を含んで構成される。「同一経路」という表現は、本明細書中では
、音波及びレーザー光波が、同じ地点から、実際には、互いに近接した地点から
発し、及び、同じ地点に、実際には、互いに近接した地点に到達すること、並び
に、これらの波が同時に伝播することを意味する。レーザー干渉計の測定結果、
特に遠距離測定結果への修正は、空気温度値から計算することができる。本方法
は、レーザー干渉計の精度に影響を及ぼす過渡的な空気特性の正確な描像を与え
る。
【０００８】 本発明に係る一実施形態によれば、音波速度は、レーザー干渉計を使用して同
時に測定された長さ即ち距離の値を使用して測定される。本発明に係る方法が使
用されたとき、レーザー干渉計を使用してなされた測定の精度は、かなり改善さ
れる。説明された方法は、市販されているレーザー干渉計に、変更や変形を加え
ることなく適用することができ、本発明に係る装置にそれらを設置することもで
きる。更に加えて、本方法及び装置は、実施が簡単且つ安価であり、更に本装置
は、安価に製造及び使用することができる。
時に測定された長さ即ち距離の値を使用して測定される。本発明に係る方法が使
用されたとき、レーザー干渉計を使用してなされた測定の精度は、かなり改善さ
れる。説明された方法は、市販されているレーザー干渉計に、変更や変形を加え
ることなく適用することができ、本発明に係る装置にそれらを設置することもで
きる。更に加えて、本方法及び装置は、実施が簡単且つ安価であり、更に本装置
は、安価に製造及び使用することができる。
【０００９】 本発明は、光の波理論から知られている、レーザービームに影響を及ぼす媒質
（実際には空気）の屈折率、音波の理論から知られている、空気中の音波速度が
、両方とも同じファクター、即ち、空気圧力、温度、湿度、及び二酸化炭素の濃
度に依存し、かくして、既知の態様で互いに比較可能であるという現象に基づい
ている。更なる利点は、音波がレーザー干渉計により送信されるレーザー光ビー
ムと干渉せず、音波及びレーザービームが同じ経路を同時に伝播することが可能
であるということである。かくして、空気特性における過渡的変化は、音波及び
与えられたレーザービームに同じ効果をもたらす。空気温度の変化に対する相対
的な効果は、空気の屈折率よりも空気中の音波速度に関して１０００倍以上も強
力であるため、非常に正確な測定を達成することが可能となる。
（実際には空気）の屈折率、音波の理論から知られている、空気中の音波速度が
、両方とも同じファクター、即ち、空気圧力、温度、湿度、及び二酸化炭素の濃
度に依存し、かくして、既知の態様で互いに比較可能であるという現象に基づい
ている。更なる利点は、音波がレーザー干渉計により送信されるレーザー光ビー
ムと干渉せず、音波及びレーザービームが同じ経路を同時に伝播することが可能
であるということである。かくして、空気特性における過渡的変化は、音波及び
与えられたレーザービームに同じ効果をもたらす。空気温度の変化に対する相対
的な効果は、空気の屈折率よりも空気中の音波速度に関して１０００倍以上も強
力であるため、非常に正確な測定を達成することが可能となる。
【００１０】 本発明に係る方法は、レーザービームの経路に沿った空気温度に依存し、レー
ザー干渉計を用いて得られる長さの測定結果への修正の決定が、音波がレーザー
ビームと同じ経路を空気を通って伝播するとき、当該経路に沿った各点における
瞬間的な空気温度が、音波の速度に影響を及ぼすというという事実に基づいてい
る。音波が空気を通って伝播するときにかかる時間は、音波経路に沿った瞬間的
な温度の積分に逆比例する。空気温度に加えて、空気中の音波速度は、他のファ
クターに依存し、その効果は、空気温度の効果よりも数十倍或いは数百倍も小さ
い。各地点から各地点にかけて有意に変化し且つ時間的に変動する空気温度とは
異なり、これらのファクターは、全領域において空気条件に比較的均一な効果を
もたらす。これらのファクターは、空気の湿度、空気圧力及び例えば二酸化炭素
などの異なるガスの濃度等を含んでいる。
ザー干渉計を用いて得られる長さの測定結果への修正の決定が、音波がレーザー
ビームと同じ経路を空気を通って伝播するとき、当該経路に沿った各点における
瞬間的な空気温度が、音波の速度に影響を及ぼすというという事実に基づいてい
る。音波が空気を通って伝播するときにかかる時間は、音波経路に沿った瞬間的
な温度の積分に逆比例する。空気温度に加えて、空気中の音波速度は、他のファ
クターに依存し、その効果は、空気温度の効果よりも数十倍或いは数百倍も小さ
い。各地点から各地点にかけて有意に変化し且つ時間的に変動する空気温度とは
異なり、これらのファクターは、全領域において空気条件に比較的均一な効果を
もたらす。これらのファクターは、空気の湿度、空気圧力及び例えば二酸化炭素
などの異なるガスの濃度等を含んでいる。
【００１１】 本発明の測定方法によって提供される更なる利点は、応答時間がレーザービー
ム経路の各地点でゼロであり、全レーザービーム経路の測定が、音波が当該経路
を伝播するのにかかる時間しか継続しないということである。これは、最新の干
渉計で現在使用されているより遅い空気温度計と比較して、提案された方法の原
理において本質的に異なる点であり、圧倒的な利点を有する。
ム経路の各地点でゼロであり、全レーザービーム経路の測定が、音波が当該経路
を伝播するのにかかる時間しか継続しないということである。これは、最新の干
渉計で現在使用されているより遅い空気温度計と比較して、提案された方法の原
理において本質的に異なる点であり、圧倒的な利点を有する。
【００１２】 本発明の好ましい実施形態では、音波送信器及び受信器は、レーザービーム及
び音波の経路及び軸線が可能な限り互いに近接し、音波がレーザービームに関し
て平行に且つ対称的に伝播するように、レーザービーム内又はその近傍に配置さ
れる。この態様において、測定誤差が減少される。
び音波の経路及び軸線が可能な限り互いに近接し、音波がレーザービームに関し
て平行に且つ対称的に伝播するように、レーザービーム内又はその近傍に配置さ
れる。この態様において、測定誤差が減少される。
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明をより詳しく説明する。図１は、本発明の
方法を実施する装置のブロック図を示している。図２及び図３は、本方法の幾つ
かの実施形態を線図の形態で示している。
方法を実施する装置のブロック図を示している。図２及び図３は、本方法の幾つ
かの実施形態を線図の形態で示している。
【００１４】 図１は、レーザー干渉計の光学系１及び２を示しており、（レーザー干渉計側
にある）第１の光学系１は、光源及び干渉計／ビームスプリッターを組み込み、
第２の光学系２は、逆反射器を組み込んでいる。固定ケーシングが光学系に取り
付けられ、その中に音波送信器／受信器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設置されてい
る。各々の送信器／受信器は、音波を送信し、又は受信することができる。本装
置は、湿度センサー６、空気圧力センサー７、ガス分析器８、並びに、制御及び
計算ユニット９も組み込んでいる。レーザー干渉計１は、レーザービーム３を送
信し、送信器４は音波５を送信する。
にある）第１の光学系１は、光源及び干渉計／ビームスプリッターを組み込み、
第２の光学系２は、逆反射器を組み込んでいる。固定ケーシングが光学系に取り
付けられ、その中に音波送信器／受信器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設置されてい
る。各々の送信器／受信器は、音波を送信し、又は受信することができる。本装
置は、湿度センサー６、空気圧力センサー７、ガス分析器８、並びに、制御及び
計算ユニット９も組み込んでいる。レーザー干渉計１は、レーザービーム３を送
信し、送信器４は音波５を送信する。
【００１５】 送信器／受信器４は、該送信器／受信器により送信された音波の軸線５がレー
ザービーム３の周りで対称的となるように対をなして配列されている。この軸線
は、例えば、ビームの上方及び下方、ビームの左方及び右方にあってもよい。対
をなした対称的な設置は、後に本方法に従ってなされる計算を簡単にする。送信
器／受信器対の数は、本発明の異なる用途に応じてカスタマイズすることができ
る。例えば、図２及び３は、各々、４及び６個からなる送信器／受信器の対を示
している。
ザービーム３の周りで対称的となるように対をなして配列されている。この軸線
は、例えば、ビームの上方及び下方、ビームの左方及び右方にあってもよい。対
をなした対称的な設置は、後に本方法に従ってなされる計算を簡単にする。送信
器／受信器対の数は、本発明の異なる用途に応じてカスタマイズすることができ
る。例えば、図２及び３は、各々、４及び６個からなる送信器／受信器の対を示
している。
【００１６】 本発明に係る実施形態は、送信器／受信器に対して特別の方向性整列特性を必
要としない。しかし、ビーム角度範囲が数度（例えば５ないし８°）しかない現
代の送信器／受信器は、ノイズ干渉に対して良好な抑制作用を提供し、更に長い
距離に亘って使用することができる。これは、例えば、工場の条件下における実
際の測定で重要となる。
要としない。しかし、ビーム角度範囲が数度（例えば５ないし８°）しかない現
代の送信器／受信器は、ノイズ干渉に対して良好な抑制作用を提供し、更に長い
距離に亘って使用することができる。これは、例えば、工場の条件下における実
際の測定で重要となる。
【００１７】 使用される音波周波数は、特定の値に限定されないが、最良の結果は、実際に
は、干渉に対するそれらの許容範囲に起因して、超音波周波数、例えば５０乃至
１００ｋＨｚを用いて得られた。測定されるべき距離（即ち、干渉計１と逆反射
器２との間の距離）が変化するとき、これに対応して各々の送信器／受信器４の
間の距離が変化する。制御及び計算ユニット９は、測定されるべき距離に関する
正確な値をレーザー干渉計１から受信する。
は、干渉に対するそれらの許容範囲に起因して、超音波周波数、例えば５０乃至
１００ｋＨｚを用いて得られた。測定されるべき距離（即ち、干渉計１と逆反射
器２との間の距離）が変化するとき、これに対応して各々の送信器／受信器４の
間の距離が変化する。制御及び計算ユニット９は、測定されるべき距離に関する
正確な値をレーザー干渉計１から受信する。
【００１８】 音波速度は、以下の工程を含んで常に繰り返されるサイクルで測定される。 制御及び計算ユニット９は、レーザー干渉計上の送信器４ａを介して音波パケ
ットを送信する（本発明は、各々のパケットにおける振動の数を限定するもので
はないが、例えば５乃至２０個の振動が適切である）。これらの音波５は、レー
ザービーム３の上方を伝播する。既知の遅延の後、レーザー干渉計の反対側（逆
反射器側）にある受信器４ｂは、到着した音波を検出し、音波が伝播するためか
かる時間は、制御及び計算ユニットにより登録される。制御及び計算ユニットは
、送信器４ｂを介して受信器４ａに音波パケットを後方送信する。これらの音波
５は、レーザービーム３の上方の軸線に沿って伝播する。既知の遅延の後、受信
器４ａは、到着した音波を検出し、音波が伝播するのにかかった時間は、制御及
び計算ユニットに登録される。両方向における時間の測定が、音波の速度を計算
するときの風の効果の完全な消去のため必要欠くべからざるものである。上述し
た測定の後、同様の測定がレーザービーム３に関して対称的に配置された反対側
の送信器／受信器を使用して実行される。換言すれば、音波がレーザービーム３
の下方の軸線に沿って伝播するとき、音波が送信器４ｃから受信器４ｄまで伝播
し、送信器４ｄから受信器４ｃに戻る時間が測定される。レーザービームの両側
で迅速になされた対称的な測定は、音波がレーザービーム経路３に沿って伝播す
るのにかかった測定時間が、実際の伝播時間での最大範囲に対応し、レーザービ
ームと交差する方向の空気温度の相違が消去されることを確実にする。
ットを送信する（本発明は、各々のパケットにおける振動の数を限定するもので
はないが、例えば５乃至２０個の振動が適切である）。これらの音波５は、レー
ザービーム３の上方を伝播する。既知の遅延の後、レーザー干渉計の反対側（逆
反射器側）にある受信器４ｂは、到着した音波を検出し、音波が伝播するためか
かる時間は、制御及び計算ユニットにより登録される。制御及び計算ユニットは
、送信器４ｂを介して受信器４ａに音波パケットを後方送信する。これらの音波
５は、レーザービーム３の上方の軸線に沿って伝播する。既知の遅延の後、受信
器４ａは、到着した音波を検出し、音波が伝播するのにかかった時間は、制御及
び計算ユニットに登録される。両方向における時間の測定が、音波の速度を計算
するときの風の効果の完全な消去のため必要欠くべからざるものである。上述し
た測定の後、同様の測定がレーザービーム３に関して対称的に配置された反対側
の送信器／受信器を使用して実行される。換言すれば、音波がレーザービーム３
の下方の軸線に沿って伝播するとき、音波が送信器４ｃから受信器４ｄまで伝播
し、送信器４ｄから受信器４ｃに戻る時間が測定される。レーザービームの両側
で迅速になされた対称的な測定は、音波がレーザービーム経路３に沿って伝播す
るのにかかった測定時間が、実際の伝播時間での最大範囲に対応し、レーザービ
ームと交差する方向の空気温度の相違が消去されることを確実にする。
【００１９】 音波の伝播時間が、上述した方法を使用して対向する送信器／受信器の対を用
いて測定された後、他の送信器／受信器の対を用いて同様の測定がなされる。４
つの送信器／受信器の対が使用された場合、次の測定は、レーザービームの左方
及び右方の対を使用してなされる。ブロック図は、４つの送信器／受信器即ち２
つの対を示しているが、送信器／受信器の数は、本発明の異なる実施形態でカス
タマイズすることができる。
いて測定された後、他の送信器／受信器の対を用いて同様の測定がなされる。４
つの送信器／受信器の対が使用された場合、次の測定は、レーザービームの左方
及び右方の対を使用してなされる。ブロック図は、４つの送信器／受信器即ち２
つの対を示しているが、送信器／受信器の数は、本発明の異なる実施形態でカス
タマイズすることができる。
【００２０】 両方向における音波の伝播時間が全ての送信器／受信器の対を用いて測定され
たとき、このサイクルは繰り返される。 この測定がなされる間、制御及び計算ユニットは、以下の情報を実時間で供給
される。
たとき、このサイクルは繰り返される。 この測定がなされる間、制御及び計算ユニットは、以下の情報を実時間で供給
される。
【００２１】 レーザー干渉計１により報告された距離、 空気圧力センサー７により報告された空気圧力、 湿度センサー６により報告された相対空気湿度、 空気中のガス濃度に関する情報が特に正確な測定で必要とされるとき、ガス分
析器８は、二酸化炭素の濃度、必要とあらば空気中の他のガスの濃度を測定する
。
析器８は、二酸化炭素の濃度、必要とあらば空気中の他のガスの濃度を測定する
。
【００２２】 上記に掲げた情報に基づいて、制御及び計算ユニット９は、最初にレーザービ
ーム経路３に沿って音波速度を計算し、空気圧力、相対湿度、ガス濃度、風及び
温度勾配の効果に対する必要な調整をなし、次に、本装置の系統的誤差を修正し
、必要となる統計的処理を実行することによって、レーザー干渉計によりなされ
た最初の距離推定値に対する調整量を計算する。
ーム経路３に沿って音波速度を計算し、空気圧力、相対湿度、ガス濃度、風及び
温度勾配の効果に対する必要な調整をなし、次に、本装置の系統的誤差を修正し
、必要となる統計的処理を実行することによって、レーザー干渉計によりなされ
た最初の距離推定値に対する調整量を計算する。
【００２３】 図２及び３は、音波の送信器／受信器４がレーザービームの周りにどのように
対称的に配置することができるかに関する例を示している。ケーシング１０の中
心では、レーザー干渉計の光学系が配置される孔１１が存在する。この孔１１は
、レーザー干渉計の光学系の通常の作動を妨げないように形成される。
対称的に配置することができるかに関する例を示している。ケーシング１０の中
心では、レーザー干渉計の光学系が配置される孔１１が存在する。この孔１１は
、レーザー干渉計の光学系の通常の作動を妨げないように形成される。
【００２４】 本発明は、例示の方法で上述した好ましい実施形態に限定されるものではなく
、請求の範囲で画定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び
変形が可能である。
、請求の範囲で画定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び
変形が可能である。
【図１】 図１は、本発明の方法を実施する装置のブロック図を示している。
【図２】 図２は、本方法の実施形態を線図の形態で示した図である。
【図３】 図３は、本方法の実施形態を線図の形態で示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザー干渉計（１，２）を使用してなされる測定、特に距
離測定の精度を改善するための方法であって、 前記レーザー干渉計により放出されたレーザービーム（３）の全経路に沿って
、その空気温度効果が、同じ経路を伝播した音波（５）の速度を測定し、その結
果得られた値を、測定値、特に距離測定値に関する空気温度に依存する調整量を
計算するために使用することによって決定されることを特徴とする、前記方法。 - 【請求項２】 前記レーザービーム（３）及び前記音波（５）における伝播
経路及び軸線が可能な限り互いに近接し、該音波が、該レーザービームに対して
平行且つ対称的な軸線に沿って伝播するように、音波の送信器／受信器（４；４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が、レーザー干渉計（１，２）内に配置され、又は、該
レーザー干渉計の近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の方
法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011203231A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-10-13 | Canon Inc | 光波干渉計測装置 |
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Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI110209B (fi) * | 1999-06-23 | 2002-12-13 | Leonid Mihaljov | Menetelmä laserinterferometrillä tehtävien mittauksien tarkkuuden parantamiseksi |
| DE10329043B4 (de) * | 2003-06-27 | 2007-07-26 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Bestimmung von Distanzen |
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| ES2335427T3 (es) * | 2006-07-04 | 2010-03-26 | Pepperl + Fuchs Gmbh | Procedimiento y dispositivo para la medicion optoelectronica de distancia sin contacto conforme al principio de tiempo de transito. |
| DE102007055665A1 (de) * | 2007-11-21 | 2009-05-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Interferometeranordnung und Verfahren zu deren Betrieb |
| US10203268B2 (en) | 2008-12-04 | 2019-02-12 | Laura P. Solliday | Methods for measuring and modeling the process of prestressing concrete during tensioning/detensioning based on electronic distance measurements |
| US9354043B2 (en) | 2008-12-04 | 2016-05-31 | Laura P. Solliday | Methods for measuring and modeling the structural health of pressure vessels based on electronic distance measurements |
| US8209134B2 (en) * | 2008-12-04 | 2012-06-26 | Laura P. Solliday | Methods for modeling the structural health of a civil structure based on electronic distance measurements |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4372150A (en) * | 1980-06-05 | 1983-02-08 | Beckman Instruments, Inc. | Flow monitoring method and apparatus |
| GB2170907B (en) * | 1985-02-06 | 1988-08-24 | Sonic Tape Plc | Improvements relating to distance measuring devices |
| JPS6222091A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-30 | Nippon Kooteingu Kk | 距離測定方法 |
| GB8920448D0 (en) * | 1989-09-09 | 1989-10-25 | Renishaw Plc | Apparatus for adjusting the alignment of a light beam |
| US5182863A (en) * | 1990-10-22 | 1993-02-02 | Spectra-Physics Laserplane, Inc. | Automatic plumb and level tool with acoustic measuring capability |
| US5624188A (en) * | 1994-10-20 | 1997-04-29 | West; David A. | Acoustic thermometer |
| GB2313193B (en) * | 1996-05-14 | 2000-06-14 | Guide Dogs For The Blind Ass T | Method and apparatus for distance measurement |
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-
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011203231A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-10-13 | Canon Inc | 光波干渉計測装置 |
| JP2014500492A (ja) * | 2010-11-16 | 2014-01-09 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 超音波反射信号に基づく物体位置推定のためのシステム及び方法 |
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