JP2003148909A - 干渉装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定物の変倍情報を高精度に検出すること
ができる干渉装置を得ること。 【解決手段】 マルチモード半導体レーザからの光速を
光分割手段で２つの光束に分割し、一方の光束を参照
面、他方の光束を被測定物に導光し、該参照面で反射し
た参照光束と被測定物で反射した測定光束を合波し、該
合波光束より、干渉信号を得る干渉装置において、該合
波光束より、マルチモード半導体レーザから発振される
光束の波長域の中から、複数の波長域に相当する光束を
抽出し、該複数の波長域の合波光束より、各々干渉信号
を得る干渉手段を有すること。
ができる干渉装置を得ること。 【解決手段】 マルチモード半導体レーザからの光速を
光分割手段で２つの光束に分割し、一方の光束を参照
面、他方の光束を被測定物に導光し、該参照面で反射し
た参照光束と被測定物で反射した測定光束を合波し、該
合波光束より、干渉信号を得る干渉装置において、該合
波光束より、マルチモード半導体レーザから発振される
光束の波長域の中から、複数の波長域に相当する光束を
抽出し、該複数の波長域の合波光束より、各々干渉信号
を得る干渉手段を有すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触にて物体の
位置変動を検出する干渉装置に関するものである。
位置変動を検出する干渉装置に関するものである。
【０００２】特に光の干渉現象を応用してサブミクロン
オーダーの分解能、精度を達成する微小干渉変位計及
び、該変位計を利用した工作機械、組み立て調整装置等
に好適なものである。
オーダーの分解能、精度を達成する微小干渉変位計及
び、該変位計を利用した工作機械、組み立て調整装置等
に好適なものである。
【０００３】
【従来の技術】レーザを応用した干渉装置は、高精度の
長さ測定装置として広く利用されている。一般的にこう
した装置は絶対精度が必要とされ、波長の安定したガス
レーザが使用される。さらに、最近では簡易な干渉装置
として小型簡便性を特徴とする半導体レーザを用いた装
置も広く利用されている。
長さ測定装置として広く利用されている。一般的にこう
した装置は絶対精度が必要とされ、波長の安定したガス
レーザが使用される。さらに、最近では簡易な干渉装置
として小型簡便性を特徴とする半導体レーザを用いた装
置も広く利用されている。
【０００４】図５は従来式の光源に半導体レーザを使用
した干渉装置の概略図である。図５において半導体レー
ザ１ａから射出されたレーザ光束２０はコリメーターレ
ンズ２ａで平行光とされ偏光ビームスプリッター４に入
射し、測定光２０ａと参照光２０ｂに分割される。測定
光２０ａは１／４λ板５ｂを透過し、集光レンズ６で集
光光束とされ被測定物７ａの反射面７上に集光される。
一方、偏光ビームスプリッター４で反射された光束は、
参照光２０ｂとして１／４λ板５ａを透過し、リファレ
ンスミラー（参照面）８で反射される。それぞれ被測定
物７ａ、リファレンスミラー８で反射された光束は再び
１／４λ板５ａ、５ｂを透過し、今度は偏光ビームスプ
リッター４をリファレンス光２０ｂは透過し、測定光２
０ａは反射し合波光束２１となって１／４λ板５ｃに入
射する。合波光束２１は測定光２０ａの帰り光の偏光情
報のみ変調されているので１／４λ板５ｃを透過した光
束は回転する直線偏光となる。その後光束は非偏光ビー
ムスプリッター１０に入射し、２つの光束２４ａ、２４
ｂに分割される。その後それぞれ互いに４５度光学軸を
傾けた偏光板１１ａ、１１ｂを光束が通過することによ
り、図６に示すように互いに９０度位相の異なる正弦波
信号（以後Ａ相信号、Ｂ相信号と呼ぶ）がセンサー１２
ａ、１２ｂ面上で生じることになる。被測定物の７ａの
光軸Ｌａ方向の変位によって光束２０ａの偏光方向が回
転するので被測定物７ａの変位に応じてλ／２でセンサ
ー１２ａ、１２ｂで一周期のサイン信号が得られる。
した干渉装置の概略図である。図５において半導体レー
ザ１ａから射出されたレーザ光束２０はコリメーターレ
ンズ２ａで平行光とされ偏光ビームスプリッター４に入
射し、測定光２０ａと参照光２０ｂに分割される。測定
光２０ａは１／４λ板５ｂを透過し、集光レンズ６で集
光光束とされ被測定物７ａの反射面７上に集光される。
一方、偏光ビームスプリッター４で反射された光束は、
参照光２０ｂとして１／４λ板５ａを透過し、リファレ
ンスミラー（参照面）８で反射される。それぞれ被測定
物７ａ、リファレンスミラー８で反射された光束は再び
１／４λ板５ａ、５ｂを透過し、今度は偏光ビームスプ
リッター４をリファレンス光２０ｂは透過し、測定光２
０ａは反射し合波光束２１となって１／４λ板５ｃに入
射する。合波光束２１は測定光２０ａの帰り光の偏光情
報のみ変調されているので１／４λ板５ｃを透過した光
束は回転する直線偏光となる。その後光束は非偏光ビー
ムスプリッター１０に入射し、２つの光束２４ａ、２４
ｂに分割される。その後それぞれ互いに４５度光学軸を
傾けた偏光板１１ａ、１１ｂを光束が通過することによ
り、図６に示すように互いに９０度位相の異なる正弦波
信号（以後Ａ相信号、Ｂ相信号と呼ぶ）がセンサー１２
ａ、１２ｂ面上で生じることになる。被測定物の７ａの
光軸Ｌａ方向の変位によって光束２０ａの偏光方向が回
転するので被測定物７ａの変位に応じてλ／２でセンサ
ー１２ａ、１２ｂで一周期のサイン信号が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す干渉装置は
例えば機械加工で製作した回転する軸等を測定するとき
に好適である。被測定物７ａ上の反射面７のうち、散乱
部分にレーザ光を照射すると反射光に様々な位相の光束
が混在することに起因するスペックルパターンが生じ
る。スペックルパターンは光の粒状パターンであるがス
ペックルパターンとリファレンス光を干渉させた場合ス
ペックルそれぞれの干渉信号はランダムな位相を持つた
めセンサー上の干渉光信号は平均化され、いわゆるドロ
ップアウトという状態になる。センサー１２ａ、１２ｂ
からのＡ相とＢ相の正弦波信号は、Ａ相信号、Ｂ相信号
をカウンターでカウントしたカウント値とＡ相とＢ相の
位相情報で被測定物７ａの変位に計算される。つまりド
ロップアウト時には変位情報の計算に必要なカウンター
値が更新されないので信号復活時に、被検物体７ａがカ
ウンター作動距離以上の変位をすると、その分は誤差と
なる。被検物体として回転体のときは毎周、同一部分で
ドロップアウトが生じ、また軸の挙動は回転に同期した
軸ぶれが大部分を占めるためドロップアウト時に軸は、
ほぼ同じ様な挙動を示す。よって毎周ドロップアウト時
の誤差は累積され無限にずれていく。上記示したように
回転体の測定では誤差が無限に累積していくという問題
を抱えていた。
例えば機械加工で製作した回転する軸等を測定するとき
に好適である。被測定物７ａ上の反射面７のうち、散乱
部分にレーザ光を照射すると反射光に様々な位相の光束
が混在することに起因するスペックルパターンが生じ
る。スペックルパターンは光の粒状パターンであるがス
ペックルパターンとリファレンス光を干渉させた場合ス
ペックルそれぞれの干渉信号はランダムな位相を持つた
めセンサー上の干渉光信号は平均化され、いわゆるドロ
ップアウトという状態になる。センサー１２ａ、１２ｂ
からのＡ相とＢ相の正弦波信号は、Ａ相信号、Ｂ相信号
をカウンターでカウントしたカウント値とＡ相とＢ相の
位相情報で被測定物７ａの変位に計算される。つまりド
ロップアウト時には変位情報の計算に必要なカウンター
値が更新されないので信号復活時に、被検物体７ａがカ
ウンター作動距離以上の変位をすると、その分は誤差と
なる。被検物体として回転体のときは毎周、同一部分で
ドロップアウトが生じ、また軸の挙動は回転に同期した
軸ぶれが大部分を占めるためドロップアウト時に軸は、
ほぼ同じ様な挙動を示す。よって毎周ドロップアウト時
の誤差は累積され無限にずれていく。上記示したように
回転体の測定では誤差が無限に累積していくという問題
を抱えていた。
【０００６】本発明は被測定物の変倍情報を高精度に検
出することができる干渉装置の提供を目的とする。
出することができる干渉装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の干渉装
置はマルチモード半導体レーザからの光束を光分割手段
で２つの光束に分割し、一方の光束を参照面、他方の光
束を被測定物に導光し、該参照面で反射した参照光束と
被測定物で反射した測定光束を合波し、該合波光束よ
り、干渉信号を得る干渉装置において、該合波光束よ
り、マルチモード半導体レーザから発振される光束の波
長域の中から、複数の波長域に相当する光束を抽出し、
該複数の波長域の合波光束より、各々干渉信号を得る干
渉手段を有することを特徴としている。
置はマルチモード半導体レーザからの光束を光分割手段
で２つの光束に分割し、一方の光束を参照面、他方の光
束を被測定物に導光し、該参照面で反射した参照光束と
被測定物で反射した測定光束を合波し、該合波光束よ
り、干渉信号を得る干渉装置において、該合波光束よ
り、マルチモード半導体レーザから発振される光束の波
長域の中から、複数の波長域に相当する光束を抽出し、
該複数の波長域の合波光束より、各々干渉信号を得る干
渉手段を有することを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明の干渉装置はマルチモード
半導体レーザからの光束を光分割手段にて２つの光束に
分割し、一方の光束を光学ヘッドに固設した参照反射面
にて反射させて得た参照光束と、他方の光束を移動ある
いは変位する被測定物に照射し、そこから反射させて得
た測定光束とを光合成手段にて合波させ、該合波光束よ
り干渉信号を得る干渉装置において、該合波光束よりマ
ルチモードの波長域の中の複数の波長域の光束を抽出す
る抽出手段と、該抽出手段で抽出した複数の合波光束よ
り各々干渉信号を得る干渉手段を有することを特徴とし
ている。
半導体レーザからの光束を光分割手段にて２つの光束に
分割し、一方の光束を光学ヘッドに固設した参照反射面
にて反射させて得た参照光束と、他方の光束を移動ある
いは変位する被測定物に照射し、そこから反射させて得
た測定光束とを光合成手段にて合波させ、該合波光束よ
り干渉信号を得る干渉装置において、該合波光束よりマ
ルチモードの波長域の中の複数の波長域の光束を抽出す
る抽出手段と、該抽出手段で抽出した複数の合波光束よ
り各々干渉信号を得る干渉手段を有することを特徴とし
ている。
【０００９】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて前記抽出手段で得た複数の光束のそれぞれから生
じる干渉信号の正弦波信号の位相関係は前記マルチモー
ド半導体レーザの可干渉距離内においてすべてが同一な
状態にはならないことを特徴としている。
おいて前記抽出手段で得た複数の光束のそれぞれから生
じる干渉信号の正弦波信号の位相関係は前記マルチモー
ド半導体レーザの可干渉距離内においてすべてが同一な
状態にはならないことを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて前記マルチモード半導体レーザの温度を調節する
温度調節手段を有することを特徴としている。
おいて前記マルチモード半導体レーザの温度を調節する
温度調節手段を有することを特徴としている。
【００１１】請求項５の発明は請求項４の発明において
温度調節手段はペルチェ素子を利用していることを特徴
としている。
温度調節手段はペルチェ素子を利用していることを特徴
としている。
【００１２】請求項６の発明は請求項４又は５の発明に
おいて前記抽出手段で抽出する複数の合波光束で各々得
られる干渉信号の出力レベルが略等しくなるように信号
出力値をフィードバックして前記温度調節手段で温度調
節することを特徴としている。
おいて前記抽出手段で抽出する複数の合波光束で各々得
られる干渉信号の出力レベルが略等しくなるように信号
出力値をフィードバックして前記温度調節手段で温度調
節することを特徴としている。
【００１３】請求項７の発明は１乃至６のいずれか１項
の発明において前記抽出手段で抽出する複数の合波光束
は２つの合波光束であることを特徴としている。
の発明において前記抽出手段で抽出する複数の合波光束
は２つの合波光束であることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は、本発明の
干渉装置の実施形態１の要部概略図である。同図は半導
体レーザを使った小型の干渉装置を示している。
干渉装置の実施形態１の要部概略図である。同図は半導
体レーザを使った小型の干渉装置を示している。
【００１５】本実施形態の干渉装置は、光源手段に半導
体レーザを使用し、レーザからの光束を光透過部材内に
て２つの光束に分割し、一方の光束を光学ヘッドに固設
したリファレンスミラーの反射面にて反射させ、他方の
光束を移動あるいは変位する測定対象物に照射、反射さ
せ、おのおのの光束を前記透過部材内にて合波させ、該
合波光束より干渉信号を得るとき、該測定光束と参照光
束の合波光束はマルチモード半導体レーザからの光束で
あり、マルチモードの波長幅の中の２領域からの光束を
抽出して２つの干渉信号を得ている。
体レーザを使用し、レーザからの光束を光透過部材内に
て２つの光束に分割し、一方の光束を光学ヘッドに固設
したリファレンスミラーの反射面にて反射させ、他方の
光束を移動あるいは変位する測定対象物に照射、反射さ
せ、おのおのの光束を前記透過部材内にて合波させ、該
合波光束より干渉信号を得るとき、該測定光束と参照光
束の合波光束はマルチモード半導体レーザからの光束で
あり、マルチモードの波長幅の中の２領域からの光束を
抽出して２つの干渉信号を得ている。
【００１６】次に本実施形態の詳細について説明する。
【００１７】図１において、波長λを中心波長とするレ
ーザ光を発振するマルチモード半導体レーザ（光源）１
ａから射出されたレーザ光束２０ａはコリメーターレン
ズ２ａで平行光束２０ａとなり、偏光ビームスプリット
面（光分割手段）３ｂでＰ波とＳ波に分離される。偏光
ビームスプリッター３ｂで反射した光束は参照光束２１
となり、１／４λ波長板５ａを透過して反射ミラー４で
反射される。かたや、偏光ビームスプリット面３ｂを透
過した光束は測定光束２２として、１／４λ波長板５ｂ
を透過して集光レンズ６で集光光束となり被検物体７に
照射される。このとき測定光２２は被検物体７ａの反射
面７に集光するようにしてある。反射面７で反射された
光束２２は反射後、再びもとの光路を通りビームスプリ
ット面（光合成手段）３ｂで今度は反射される。一方参
照光束２１は反射後もとの光路を通り今度は、ビームス
プリット面３ｂを透過し測定光２２と合波され光束（合
成光束）２３となる。光束２３はその後、非偏光ビーム
スプリッター８に入射し、反射光は光束２４、透過光は
光束２５となる。
ーザ光を発振するマルチモード半導体レーザ（光源）１
ａから射出されたレーザ光束２０ａはコリメーターレン
ズ２ａで平行光束２０ａとなり、偏光ビームスプリット
面（光分割手段）３ｂでＰ波とＳ波に分離される。偏光
ビームスプリッター３ｂで反射した光束は参照光束２１
となり、１／４λ波長板５ａを透過して反射ミラー４で
反射される。かたや、偏光ビームスプリット面３ｂを透
過した光束は測定光束２２として、１／４λ波長板５ｂ
を透過して集光レンズ６で集光光束となり被検物体７に
照射される。このとき測定光２２は被検物体７ａの反射
面７に集光するようにしてある。反射面７で反射された
光束２２は反射後、再びもとの光路を通りビームスプリ
ット面（光合成手段）３ｂで今度は反射される。一方参
照光束２１は反射後もとの光路を通り今度は、ビームス
プリット面３ｂを透過し測定光２２と合波され光束（合
成光束）２３となる。光束２３はその後、非偏光ビーム
スプリッター８に入射し、反射光は光束２４、透過光は
光束２５となる。
【００１８】このとき光束２２の反射面７上の集光点７
ｂを参照光束２１が反射される反射面４ａと波動光学的
な等光路長になるように集光レンズ６のパワーを設定し
ておけば、半導体レーザ１ａを使用した干渉計として最
大の効果を発揮する。つまり波面で考えると、被検物体
７ａの反射面７からの反射光とリファレンス光としての
反射面４ａからの反射光２１からの帰り光は両方とも平
行光として合波される。
ｂを参照光束２１が反射される反射面４ａと波動光学的
な等光路長になるように集光レンズ６のパワーを設定し
ておけば、半導体レーザ１ａを使用した干渉計として最
大の効果を発揮する。つまり波面で考えると、被検物体
７ａの反射面７からの反射光とリファレンス光としての
反射面４ａからの反射光２１からの帰り光は両方とも平
行光として合波される。
【００１９】光束２４は波長λ１を透過するバンドパス
フィルター（抽出手段）１３ａを透過し、透過光はλ１
の情報のみを持つ。尚、バンドパスフィルターの代わり
に干渉フィルターを用いても良い。波長λ１の光束は１
／４λ板９ａを透過することで直線偏光となり、偏光情
報は被検物体７ａの変位に基づいて偏光方向が回転す
る。回転する直線偏光の光束２４は、その非偏光ビーム
スプリッター１０ａで分割され、透過光は、偏光板１１
ａを介し、反射光は偏光板１１ｂを透過することにより
光の明暗信号となりそれぞれ光電センサー１２ａ、１２
ｂで電気信号となる。光電センサー１２ａ、１２ｂで得
られる電気信号は被検物体７ａの光軸Ｌａ方向の移動に
伴い、１／２λ１移動に対して１周期のサイン波の電気
信号となる。偏光板１１ａ、１１ｂはそれぞれ偏光軸が
４５度傾いて設置してあり、光電センサー１２ａ、１２
ｂからのサイン信号は、図２に示すように９０度の位相
の異なる信号（以後Ａ相、Ｂ相）となる。本実施形態で
は、このとき得られるＡ相、Ｂ相信号より反射面７の光
軸Ｌａ方向の変位量（変倍方向も含む）を求めている。
フィルター（抽出手段）１３ａを透過し、透過光はλ１
の情報のみを持つ。尚、バンドパスフィルターの代わり
に干渉フィルターを用いても良い。波長λ１の光束は１
／４λ板９ａを透過することで直線偏光となり、偏光情
報は被検物体７ａの変位に基づいて偏光方向が回転す
る。回転する直線偏光の光束２４は、その非偏光ビーム
スプリッター１０ａで分割され、透過光は、偏光板１１
ａを介し、反射光は偏光板１１ｂを透過することにより
光の明暗信号となりそれぞれ光電センサー１２ａ、１２
ｂで電気信号となる。光電センサー１２ａ、１２ｂで得
られる電気信号は被検物体７ａの光軸Ｌａ方向の移動に
伴い、１／２λ１移動に対して１周期のサイン波の電気
信号となる。偏光板１１ａ、１１ｂはそれぞれ偏光軸が
４５度傾いて設置してあり、光電センサー１２ａ、１２
ｂからのサイン信号は、図２に示すように９０度の位相
の異なる信号（以後Ａ相、Ｂ相）となる。本実施形態で
は、このとき得られるＡ相、Ｂ相信号より反射面７の光
軸Ｌａ方向の変位量（変倍方向も含む）を求めている。
【００２０】一方非偏光ビームスプリッター８を透過し
た光束２５は、波長λ２を透過するバンドパスフィルタ
ー（抽出手段）１３ｂを透過し、透過光は波長λ2の情
報のみを持つ。以後、１／４λ板９ｂを透過し、非偏光
ビームスプリッター１０ｂで２分割された後、一方向の
光束は偏光板１１ｃ、他方の光束は偏光板１１ｄをそれ
ぞれ透過し、光電センサー１２ｃ、１２ｄに入射する。
今度は、電気信号は被検物体７ａの光軸Ｌａ方向の移動
に伴い１／２λ2移動に対して１周期のサイン波の電気
信号となる。やはり偏光板１１ｃ、１１ｄは偏光軸を互
いに４５度傾けて設置してあるので、図２に示すように
Ａ１相、Ｂ１相の９０度位相の異なるサイン信号とな
る。ここで偏光ビームスプリッター１０ａ、１０ｂ、偏
光板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ等を干渉手段の一
要素を構成している。
た光束２５は、波長λ２を透過するバンドパスフィルタ
ー（抽出手段）１３ｂを透過し、透過光は波長λ2の情
報のみを持つ。以後、１／４λ板９ｂを透過し、非偏光
ビームスプリッター１０ｂで２分割された後、一方向の
光束は偏光板１１ｃ、他方の光束は偏光板１１ｄをそれ
ぞれ透過し、光電センサー１２ｃ、１２ｄに入射する。
今度は、電気信号は被検物体７ａの光軸Ｌａ方向の移動
に伴い１／２λ2移動に対して１周期のサイン波の電気
信号となる。やはり偏光板１１ｃ、１１ｄは偏光軸を互
いに４５度傾けて設置してあるので、図２に示すように
Ａ１相、Ｂ１相の９０度位相の異なるサイン信号とな
る。ここで偏光ビームスプリッター１０ａ、１０ｂ、偏
光板１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ等を干渉手段の一
要素を構成している。
【００２１】次に図３において抽出する波長λ1、λ2に
関する説明を行う。
関する説明を行う。
【００２２】光源１ａはマルチモード半導体レーザであ
るので波長スペクトルは図３のごとく細いスペクトル線
の集合体として波長λを中心として約３ｎｍの幅を持
つ。非偏光ビームスプリッター８で分割した光はバンド
パスフィルター１３ａ、１３ｂで波長λ1、λ2を抽出す
るのであるが、バンドパスフィルター１３ａ、１３ｂは
図４のように抽出領域λ１１、λ２２を透過する特性を
持たせている。透過したレーザ光はそれぞれ干渉信号を
生成する。
るので波長スペクトルは図３のごとく細いスペクトル線
の集合体として波長λを中心として約３ｎｍの幅を持
つ。非偏光ビームスプリッター８で分割した光はバンド
パスフィルター１３ａ、１３ｂで波長λ1、λ2を抽出す
るのであるが、バンドパスフィルター１３ａ、１３ｂは
図４のように抽出領域λ１１、λ２２を透過する特性を
持たせている。透過したレーザ光はそれぞれ干渉信号を
生成する。
【００２３】本実施形態の干渉計は設定した２波長から
のサイン信号の位相が、マルチモード半導体レーザ１ａ
の可干渉距離範囲内で同一位相にならないように設定し
てある。つまりマルチモード半導体レーザの可干渉距離
をＬとすると λ1×｛λ1÷（λ2−λ1）｝／２≧Ｌ であれば、レーザ干渉変位計の測定範囲内で２波長
λ1、λ2から得られるサイン波の位相は同じ状態にはな
らないので絶対値測定ができる。具体的にはマルチモー
ドレーザ１ａの可干渉距離を２００μｍとするとマルチ
モードレーザ１ａの中心波長λ＝６５０ｎｍ、λ1＝６
４９ｎｍ、λ2＝６５１ｎｍのとき可干渉距離２００μ
ｍ範囲で位相が同じ状態になることはない。
のサイン信号の位相が、マルチモード半導体レーザ１ａ
の可干渉距離範囲内で同一位相にならないように設定し
てある。つまりマルチモード半導体レーザの可干渉距離
をＬとすると λ1×｛λ1÷（λ2−λ1）｝／２≧Ｌ であれば、レーザ干渉変位計の測定範囲内で２波長
λ1、λ2から得られるサイン波の位相は同じ状態にはな
らないので絶対値測定ができる。具体的にはマルチモー
ドレーザ１ａの可干渉距離を２００μｍとするとマルチ
モードレーザ１ａの中心波長λ＝６５０ｎｍ、λ1＝６
４９ｎｍ、λ2＝６５１ｎｍのとき可干渉距離２００μ
ｍ範囲で位相が同じ状態になることはない。
【００２４】また、光源１ａをペルチェ素子等の温度調
整手段で温度調整すれば常に波長λ 1、λ2から得られる
干渉信号が同一レベルに保つことができる。さらに光電
センサー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの信号レベル
をモニターし、バンドパスフィルター１３ａ、１３ｂの
透過光量が等しくなるようにペルチェ素子にフィードバ
ックをすればさらに波長λ1、λ2からの干渉信号を同一
レベルにすることできる。
整手段で温度調整すれば常に波長λ 1、λ2から得られる
干渉信号が同一レベルに保つことができる。さらに光電
センサー１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの信号レベル
をモニターし、バンドパスフィルター１３ａ、１３ｂの
透過光量が等しくなるようにペルチェ素子にフィードバ
ックをすればさらに波長λ1、λ2からの干渉信号を同一
レベルにすることできる。
【００２５】マルチモード半導体レーザ１ａから発振さ
れる光束の波長域より抽出手段で抽出する波長領域は２
以上であっても良く、各領域からの合波光束を用いて干
渉信号を得るようにしても良い。
れる光束の波長域より抽出手段で抽出する波長領域は２
以上であっても良く、各領域からの合波光束を用いて干
渉信号を得るようにしても良い。
【００２６】本発明の干渉装置は、例えばハードディス
クドライブ装置のサーボトラック信号の書き込み装置の
磁気ヘッドアームの変位の測定やハードディスクドライ
ブ装置内のディスクの面振れ等に適用することができ
る。
クドライブ装置のサーボトラック信号の書き込み装置の
磁気ヘッドアームの変位の測定やハードディスクドライ
ブ装置内のディスクの面振れ等に適用することができ
る。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば被測定物の変倍情報を高
精度に検出することができる干渉装置を達成することが
できる。
精度に検出することができる干渉装置を達成することが
できる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図。
【図２】 本発明の実施形態１で得られる出力信号の概
略図
略図
【図３】 本発明の実施形態１で用いるマルチモード半
導体レーザの波長スペクトルの説明図
導体レーザの波長スペクトルの説明図
【図４】 本発明の実施形態１に使用するバンドパスフ
ィルターの透過特性の説明図
ィルターの透過特性の説明図
【図５】 従来の干渉装置の概略図
【図６】 従来の干渉装置で得られる出力信号の説明図
１ａ 半導体レーザ
２ａ コリメーターレンズ
３ｂ、４ 偏光ビームスプリッター
５ａ、５ｂ、５ｃ、９ａ、９ｂ １／４λ板
６ 集光レンズ
７ 被測定物
８、１０、１０ａ、１０ｂ 非偏光ビームスプリッター
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 偏光板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 光電センサー
２０ａ、２０ｂ、２０、２１、２２、２３、２４、２５
光束
光束
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Ｆターム(参考） 2F064 AA01 DD01 DD08 EE02 FF02
FF05 GG22 GG23 GG33 GG38
GG42 GG44 HH01 HH06
2F065 AA01 FF49 FF52 FF70 GG06
GG23 JJ01 JJ05 LL04 LL12
LL22 LL36 LL37
Claims (7)
- 【請求項１】 マルチモード半導体レーザからの光束を
光分割手段で２つの光束に分割し、一方の光束を参照
面、他方の光束を被測定物に導光し、該参照面で反射し
た参照光束と被測定物で反射した測定光束を合波し、該
合波光束より、干渉信号を得る干渉装置において、該合
波光束より、マルチモード半導体レーザから発振される
光束の波長域の中から、複数の波長域に相当する光束を
抽出し、該複数の波長域の合波光束より、各々干渉信号
を得る干渉手段を有することを特徴とする干渉装置。 - 【請求項２】 マルチモード半導体レーザからの光束を
光分割手段にて２つの光束に分割し、一方の光束を光学
ヘッドに固設した参照反射面にて反射させて得た参照光
束と、他方の光束を移動あるいは変位する被測定物に照
射し、そこから反射させて得た測定光束とを光合成手段
にて合波させ、該合波光束より干渉信号を得る干渉装置
において、該合波光束よりマルチモードの波長域の中の
複数の波長域の光束を抽出する抽出手段と、該抽出手段
で抽出した複数の合波光束より各々干渉信号を得る干渉
手段を有することを特徴とする干渉装置。 - 【請求項３】 前記抽出手段で得た複数の光束のそれぞ
れから生じる干渉信号の正弦波信号の位相関係は前記マ
ルチモード半導体レーザの可干渉距離内においてすべて
が同一な状態にはならないことを特徴とする請求項１又
は２の干渉装置。 - 【請求項４】 前記マルチモード半導体レーザの温度を
調節する温度調節手段を有することを特徴とする請求項
１又は２の干渉装置。 - 【請求項５】 温度調節手段はペルチェ素子を利用して
いることを特徴とする請求項４の干渉装置。 - 【請求項６】 前記抽出手段で抽出する複数の合波光束
で各々得られる干渉信号の出力レベルが略等しくなるよ
うに信号出力値をフィードバックして前記温度調節手段
で温度調節することを特徴とする請求項４又は５の干渉
装置。 - 【請求項７】 前記抽出手段で抽出する複数の合波光束
は２つの合波光束であることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれか１項の干渉装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001342993A JP2003148909A (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 干渉装置 |
| US10/278,078 US6914682B2 (en) | 2001-10-25 | 2002-10-23 | Interferometer and position measuring device |
| DE10249409A DE10249409B4 (de) | 2001-10-25 | 2002-10-23 | Interferometer und Positionsmessvorrichtung |
| GB0224804A GB2386417B (en) | 2001-10-25 | 2002-10-24 | Interferometer and position measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001342993A JP2003148909A (ja) | 2001-11-08 | 2001-11-08 | 干渉装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003148909A true JP2003148909A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19156759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001342993A Pending JP2003148909A (ja) | 2001-10-25 | 2001-11-08 | 干渉装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003148909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008065961A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Hitachi Ltd | 光情報検出方法、光ヘッド及び光ディスク装置 |
| JP2010122043A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Nikon Corp | 低コヒーレンス干渉計、低コヒーレンス干渉装置、及び低コヒーレンス干渉測定方法 |
-
2001
- 2001-11-08 JP JP2001342993A patent/JP2003148909A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008065961A (ja) * | 2006-09-11 | 2008-03-21 | Hitachi Ltd | 光情報検出方法、光ヘッド及び光ディスク装置 |
| JP4564948B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2010-10-20 | 株式会社日立製作所 | 光情報検出方法、光ヘッド及び光ディスク装置 |
| JP2010122043A (ja) * | 2008-11-19 | 2010-06-03 | Nikon Corp | 低コヒーレンス干渉計、低コヒーレンス干渉装置、及び低コヒーレンス干渉測定方法 |
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