JP2009002728A - 追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法 - Google Patents

追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザ光が遮断される等の理由により追尾できなくなったときに追尾を自動的に復帰可能とする、あるいは、測定開始時に初期調整作業の自動化を可能とする追尾式レーザ干渉計を提供する。
【解決手段】被測定体であるレトロリフレクタ300に向けて照射し、該レトロリフレクタ300によって戻り方向に反射されたレーザビーム102の干渉を利用してレトロリフレクタ300の変位を検出すると共に、前記レーザビーム102の光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構240によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計において、前記レーザビーム102の光軸を含む扇形状であって、前記2軸回転機構のうち該扇形の中心軸と直交する軸の回転動作に連動可能な、扇状レーザ光602を出射する光照射体600と、前記レトロリフレクタ300又は光照射体600と特定の位置関係を有して、該扇状レーザ光を受光する受光体620と、を備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法に係り、特に、被測定体であるレトロリフレクタに向けて照射し、該レトロリフレクタによって戻り方向に反射されたレーザビームの干渉を利用してレトロリフレクタの変位を検出すると共に、前記レーザビームの光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計に好適な、レーザビームが遮断される等の理由により追尾不能となっても自動的に追尾状態に復帰可能とする、又は測定開始時の初期調整作業の自動化を可能とする追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法に関する。
移動体を追尾しながらその移動体の変位や位置を高精度に測定するための追尾式レーザ干渉計として、特許文献1〜3に記載のものがある。代表して、以下に特許文献1に記載されているホモダイン式のマイケルソン型のレーザ干渉計を使用した場合について、図1および図2を用いて説明する。
図1は従来の追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図、図2は干渉計部分の概略構成図を、それぞれ示している。
図1に示す如く、特許文献1の追尾式レーザ干渉計は、光源部100と、本体部200と、レトロリフレクタ300と、回路部400と、PC500とを有する。
光源部100は、周波数安定化He−Neレーザ光源110と、レンズ120と、光ファイバ130とを有する。
本体部200は、測定部220と、2軸回転機構240と、基準球260と、ベース280とを有する。ベース280上に2軸回転機構240が固定され、2軸回転機構240上には測定部220が固定されている。そして基準球260はベース280に固定されて、基準球260の中心が2軸回転機構240の回転中心と同一となっている。
ここで、測定部220は、変位計221と干渉計230とを有する。そして、干渉計230は、図2に示す如く、コリメータレンズ231と、ビームスプリッタ(PBS)232と、λ/4板233、236と、平面鏡234と、無偏向ビームスプリッタ(NPBS)235と、偏光板237と、2次元PSD(Position Sensing Deterctor)あるいは4分割フォトダイオード(QPD)238と、検出器239とを有する。2軸回転機構240は、キャリッジ242と、仰角用モータ244と、方位角用モータ246とを有する。
回路部400は、信号処理回路410〜430と、モータ駆動回路440、450とを有する。
以下、動作について図1および図2を用いて以下に説明する。
干渉計230に入射するレーザビームは、周波数安定化He−Neレーザ光源110から出射され、レンズ120と光ファイバ130を介して干渉計230に入射する。干渉計230に入射したレーザビームはPBS232によって2つに分割され、一方が測長のための参照光として使用され、他方はレトロリフレクタ300に向けて出射される。レトロリフレクタ300に向けて出射されたレーザビーム102はレトロリフレクタ300で反射した後、再びλ/4板236を有する干渉計230に入射する。干渉計230に再入射したレーザビーム102はNPBS235によって2つに分割され、一方は測定光として前記参照光と干渉する。この干渉光の強度変化を検出器239で検出し、信号処理回路410で処理して、PC500を用いてレトロリフレクタ300と干渉計230との間の変位ΔL1を計測する。変位計221は静電容量式変位計若しくは渦電量式変位計であり、基準球260との変位を検出し、信号処理回路420で処理して、PC500を用いて基準球260と変位計221との間の変位ΔL2を計測する。PC500上でΔL1とΔL2とを加算することで、レトロリフレクタ300と基準球260との間の変位ΔLを求めることができる。
一方、NPBS235によって2つに分割されたもう一方のレーザビーム102は、レトロリフレクタ300に入射するレーザビーム102の光軸とレトロリフレクタ300の中心位置との間の距離(以下トラッキングエラー量ΔTrと呼ぶ)を検出することができるQPD238に入射する。ここで、QPD238は、ΔTrを直交する2方向の成分に分けて測定することができる。例えば、図1に示す如く、干渉計230から出射するレーザビーム102の光軸をZ軸として、Z軸に垂直で水平方向の軸をX軸、Z軸およびX軸と直交する軸をY軸としたときに、QPD238はΔTrのX方向成分ΔTrXと、Y軸方向成分ΔTrYとを検出することができる。そのため、ΔTrXおよびΔTrYに応じた信号を、信号処理回路430を介してPC500に取り込み、ΔTrXおよびΔTrYの値に応じた制御信号をモータ駆動回路440、450に与える。与えられた制御信号に従い、モータ駆動回路440、450は仰角用モータ244と、方位角用モータ246とを駆動し、キャリッジ242を仰角方向と方位角方向に回転させて、レトロリフレクタ300の中心位置と干渉計230から出射するレーザの光軸とが一致するように制御をしてトラッキングを行う。
特開2007−057522号公報 特許第2603429号公報 米国特許第6147748号公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の発明に代表される従来のホモダイン式の追尾式レーザ干渉計は、干渉計230とレトロリフレクタ300との間の障害物の存在などによりレーザ光が遮断されたときや、その他の理由によりレーザ光が遮断されたときには、レトロリフレクタ300の位置を追尾できなくなることがある。この場合、干渉計230を有する本体部200の位置からレーザビーム102をレトロリフレクタ300に照射でき、且つ、干渉計230内にあるQPD238がレトロリフレクタ300からの反射光を検出可能となるように、作業者が追尾式レーザ干渉計のところまで行き、レトロリフレクタ300の位置、あるいはレーザ干渉計230から出射されるレーザの出射方向のどちらかを調整する必要がある。また、この作業は、手動で行うために、その際の人体の移動による温度変化や振動とごみの発生などが測定環境を変化させる要因となり、高精度な測定には都合の悪いものとなる。そして、追尾式レーザ干渉計を設置後、初期調整作業をして測定を開始する際にも手動で行うために、同様の課題を有している。
そして、このような状況は特許文献1に特有なものではなく、特許文献2および3にも共通するという問題点を有していた。
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、追尾式レーザ干渉計において、レーザ光が遮断される等の理由により追尾できなくなったときに追尾を自動的に復帰可能とする、あるいは、測定開始時に初期調整作業の自動化を可能とする追尾式レーザ干渉計およびその復帰方法を提供することを課題とする。
本発明は、被測定体であるレトロリフレクタに向けて照射し、該レトロリフレクタによって戻り方向に反射されたレーザビームの干渉を利用してレトロリフレクタの変位を検出すると共に、前記レーザビームの光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計において、前記レーザビームの光軸を含む扇形状であって、前記2軸回転機構のうち該扇形の中心軸と直交する軸の回転動作に連動可能な、扇状レーザ光を出射する光照射体と、前記レトロリフレクタ又は光照射体と特定の位置関係を有して、該扇状レーザ光を受光する受光体と、を備えることにより前記課題を解決したものである。
前記受光体は、前記レトロリフレクタに設けることができる。
又、前記受光体は、前記2軸回転機構に設けることができる。
又、前記レトロリフレクタへ扇状レーザ光が出射される際の光軸と、該レトロリフレクタで反射され前記受光体で受光される際の光軸とが、少なくとも一部の光路で共通するように、前記受光体を固定することができる。
本発明は、又、被測定体であるレトロリフレクタに向けて照射し、該レトロリフレクタによって戻り方向に反射されたレーザビームの干渉を利用してレトロリフレクタの変位を検出すると共に、前記レーザビームの光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計において、前記トラッキングの制御がされていない場合に、前記2軸回転機構上に設けられた光照射体から、前記レーザビームの光軸を含む面で扇形状を有する扇状レーザ光を出射して、該2軸回転機構のうちの扇形の中心軸と直交する軸を中心として回転運動を行い、前記レトロリフレクタ又は光照射体と特定の位置関係を有する受光体において該扇状レーザ光を検出することにより、トラッキングの制御可能となる第1の回転角度を求めて、該扇形の中心軸と直交する軸を中心とする回転で第1回転角度に移動し、前記第1の回転角度を維持したまま、残りの軸について回転運動を行い、前記レーザビームを検出することにより、トラッキングの制御可能となる第2の回転角度を求めて、該残りの軸を中心とする回転で第2の回転角度に移動することで、前記トラッキングの制御を可能とすることを特徴とする追尾式レーザ干渉計の復帰方法を提供するものである。
本発明によれば、従来のレーザ干渉計の構成に、光照射体と受光体を新たに設けることで、レーザ光が遮断される等の理由により追尾できなくなったときに、手作業によることなく、追尾を自動的に復帰させることが可能である。また、測定開始時に初期調整作業を自動的に行うことが可能である。
従って、人の介在による環境変動を避けることができるため、より高精度で、安定な測定が可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、本発明の第1実施形態について、図3および図4を用いて説明する。図3は本実施形態に係る追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図、図4は本実施形態における干渉計の位置を示す追尾式レーザ干渉計の本体部の概略断面図を、それぞれ示している。
図3に示す如く、本実施形態は、従来のホモダイン式の追尾式レーザ干渉計の主要構成要素である、光源部100と、本体部200と、レトロリフレクタ300と、回路部400と、PC500において、本実施形態の特徴的な要素である光照射体600と図示しない反射体610とが本体部200に加わり、更に受光体620と、電源回路640と、信号処理回路650とを有する。以下、従来の構成要素については説明を省略するが、上記要素の機能と従来の構成要素の変更について説明する。
前記光照射体600は、図3に示す如く、2軸回転機構240の構成要素である方位角用モータ247上の仰角用モータ245の基盤側に取付けられている。ここで、光照射体600は、例えばラインレーザであり、出射されるレーザ光はY軸方向に扇形に広がる特性を有したものとすることができる。そして、この扇状レーザ光602が本体部200から出射されるレーザビーム102の光軸を含むように仰角用モータ245の基盤側に取付けられているので、方位角用モータ247の回転に連動、すなわち、扇状レーザ光602の扇形の中心軸と直交する軸であるY軸周りの回転動作に連動する。なお、方位角用モータ247と仰角用モータ245の外形は図1で示した従来のものとは異なるが、機能および互いの配置関係は実質的に同一である。従って、方位角用モータ247を回転移動するだけで、効率的にレトロリフレクタ300に扇状レーザ光602を照射することが可能となり、レトロリフレクタ300の方位についての位置情報を容易に把握することができる。
前記反射体610について、図4を用いて説明する。なお図4では、理解を容易とするために、方位角用モータ247と仰角用モータ245の内部構造は省略し、外形のみとしている。反射体610は、例えばベース281に固定された干渉計230からY軸に沿って出射されるレーザビーム102を反射し、本体部200からレトロリフレクタ300へ向けて出射する機能を有し、例えば、平面度の高い反射ミラーやプリズムを用いることができる。ここで、反射体610の反射面が、Y軸上にある仰角用モータ245と方位角モータ247の回転軸中心となるように、キャリッジ243上で固定されている。なお、図4のような構成を本体部200がとることから、図1で示した基準球260は本実施形態では設けていない。従って、2軸回転機構240は干渉計230と変位計221を有する測定部220を搭載しないので、2軸回転機構240をより小型にでき、高精度に制御が可能となる。また、基準球260を使用しないことから本体部200を更に小型にすることが可能となる。
前記受光体620は受光素子を有する。受光素子は、光照射体600の扇状レーザ光602の周波数(波長)に高い感度特性を有している。例えば、光照射体600が半導体レーザであれば、その半導体レーザで高い感度を有するフォトダイオード(PD)を受光素子として用いることで、本体部200の距離が離れても方位角決定を可能とする。そして、受光体620は、図3に示していないが、レトロリフレクタ300と特定の位置関係となるように、例えば本体部200からみて同じ方位角となるように冶具などで固定連結されており、レトロリフレクタ300が移動すれば受光体620も同様に移動可能としている。すなわち、光照射体600の扇状レーザ光602を受光した段階で、2軸回転機構200の方位角度を迅速に求めることができる。
前記電源回路640は、図3に示す如く、光照射体600に接続されており、PC500からの信号により、光照射体600の扇状レーザ光602の出射と停止の制御を行う機能を有している。従って、自動的に、PC500からの信号で扇状レーザ光602の出射と停止を制御可能である。
前記信号処理回路650は、図3に示す如く、受光体620と接続されており、光照射体600の扇状レーザ光602を受光すると、受光強度に応じたデジタル信号をPC500へ送る機能を有する。従って、PC500では、モータ駆動回路440への駆動信号と前記受光強度との関係を用いることで、高精度に方位角度を求めることが可能である。
次に、本実施形態における復帰手順について説明する。
最初に、本体部200とレトロリフレクタ300との間に、障害物等が存在してレーザビーム102が遮断されると干渉計230内のQPD238で検出される光量が0となる。するとQPD238から、光量0の信号が信号処理回路430を介して、PC500に送られる。PC500は、その信号に基づき、干渉計230からのレーザビーム102が遮断されたと判断して、モータ駆動回路440、450での2軸回転機構240による追尾式レーザ干渉計の追尾制御(トラッキングの制御)を停止させる。同時に検出器239の出力による変位の測定を中止する。
次に、PC500が電源回路640に信号を送り、光照射体600の電源がオンとなり、扇状レーザ光602が出射される。
そして次に、PC500は、モータ駆動回路440に信号を送り、方位角モータ247で方位角を回転させる。同時に、信号処理回路650を介して受光体620から送られる信号の計測を開始する。そして、受光体620が検出した光量に対して予め定めておいたある閾値を超える停止条件を満たせば、その停止条件を満たす回転角度の位置(第1回転角度)で方位角を停止、維持させる。そして、PC500は、電源回路640に信号を送り、光照射体600の電源をオフにする。同時に受光体620からの信号の計測を止める。
最後に、PC500はモータ駆動回路450に信号を送り、仰角用モータ245により仰角を回転させ、干渉計230内のQPD238が光量検出可能となる回転角度の位置(第2回転角度)で停止、維持させる。この状態になると、本体部200から出射されてレトロリフレクタ300で反射されるレーザビーム102により、QPD238で光量が検出されることとなり、トラッキングエラーΔTrX、ΔTrYを計測することで、通常の追尾式レーザ干渉計のトラッキングの制御を再開することが可能となる。
このように、PC500上では、各入力信号により追尾式レーザ干渉計の制御と復帰をすることができることから、上述したような、本体部200から出射したレーザビーム102が遮断される等の理由により追尾できなくなったときに、手動に頼ることなく、全て自動的に追尾式レーザ干渉計の復帰を可能とする。従って、同様の状況となる測定開始時の初期調整作業も自動化が可能となる。よって、人の介在による環境変動を避けることができるため、より高精度で、安定な測定が可能となる。
追尾式レーザ干渉計による変位の測定と追尾方法については、従来例と同一であるので省略する。
従って、従来のホモダイン式の追尾式レーザ干渉計に比べて、大幅な構成要素の追加と変更を要せずに、本実施形態により、従来のホモダイン式の追尾式レーザ干渉計の変位測定機能に加えて、自動的に追尾式レーザ干渉計の復帰動作を実現することが可能である。
なお、本実施形態において、上記停止条件は、検出する光量の最大値としてもよい。要は、トラッキングの制御可能となる角度範囲に回転移動させる条件であればよい。
又、本実施形態において、受光体620はレンズを含めることも可能である。レンズの集光作用を利用することで、レトロリフレクタ300と本体部200の距離が離れても受光素子が十分な光量を得ることを可能にする。
次に、本発明の第2実施形態について、図5および図6を用いて説明する。図5は本実施形態に係る追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図、図6は本実施形態における光検出体の構成概略図を、それぞれ示している。
図5に示す如く、本実施形態は、従来のホモダイン式の追尾式レーザ干渉計の主要構成要素である、光源部100と、本体部200と、レトロリフレクタ300と、回路部400と、PC500とにおいて、本実施形態の特徴的な要素である光検出体660と図示しない反射体610とが本体部200に加わり、さらに、電源回路640と、信号処理回路650とを有する。すなわち、第1実施形態で説明した光照射体600と受光体620の代わりに、本実施形態では光検出体660を設けたものである。
まず、第1実施形態とは異なる光検出体660と、それに伴う変更点を中心に以下に説明する。第1実施形態と同一の要素機能については説明を省略する。
前記光検出体660は、第1実施形態と同一である、2軸回転機構240の構成要素である方位角用モータ247上の仰角用モータ245の基盤側に取付けられている。すなわち光検出体660から出射する扇状レーザ光602は、方位角用モータ247の回転に連動する。そして光検出体660は、図6に示す如く、光照射体601と、受光体630とを有する。受光体630は、例えば、ビームスプリッタ(BS)632と、レンズ634と、受光素子636とを有する。
前記光照射体601は、BS632を介して出射されることのみが異なり、第1実施形態において用いられた光照射体600と実質的に同一の機能を有する。そしてその扇状レーザ光602の本体部200との位置関係についても第1実施形態で述べたとおりであるので説明を省略する。
前記受光体630の機能は、第1実施形態で述べた受光体620と同様である。しかし、レトロリフレクタ300への扇状レーザ光602の出射方向と、レトロリフレクタ300からの反射された光の入射方向との光軸を本体部200までは同一とするため、受光体630はBS632を構成要素としている。また、第1実施形態に比べて、扇状レーザ光602の減衰は大きくなることから、受光素子636で受光する光量を稼ぐため、レンズ634も構成要素としている。
次に、光検出体660の動作について説明する。光照射体601から扇状レーザ光602が出射されると、その扇状レーザ光602は受光体630のBS632を通過し、レトロリフレクタ300で反射される。反射されて戻ってきた扇状レーザ光602は、BS632で反射され、レンズ634で集光されて、受光素子636で検出される。
本実施形態における復帰手順については第1実施形態と実質的に同一なので説明を省略する。
従って、本実施形態においては、第1実施形態で得られるのと同様の効果が得られる。加えて、扇状レーザ光602の出射部分とその受光部分を1つにしたことから、より小型化が可能である。また、レトロリフレクタ300に受光体620を取付ける必要が無いため、レトロリフレクタ300の配置と移動について、より高い自由度を確保可能である。
なお、本実施形態では光照射体601と受光体630の光軸をBS632まで共通としているが、2軸回転機構200上の離れた位置に光照射体601と受光体630を設けても、光照射体601と受光体630との一定の位置関係を考慮すれば、本発明の追尾式レーザ干渉計の復帰動作が可能となるので、そのような構成であっても本発明に含まれる。
以上、第1および第2実施形態において、扇状レーザ光602の扇形状は、Z軸を中心としてYZ面で拡散させたものとして、Y軸中心に回転させることをしていたが、Z軸を中心としてXZ面で拡散させたものを利用してX軸中心に回転させることも本発明に含まれる。すなわち、上記実施形態でいえば、仰角用モータで回転するキャリッジ上に光照射体あるいは光検出体を搭載して、自動復帰動作の時には、最初に方位角用モータを回転させるのではなく、まず仰角用モータを回転させ、次に方位角用モータを回転させることになる。
又、本発明において、光照射体に使用するラインレーザは半導体レーザ等としているが、他のレーザ、例えば、固体レーザやガスレーザ等であってよいし、また周波数も限定されるものではない。
又、扇状レーザ光の生成方法は多数有り、本発明において、その生成方法が限定されるものではない。
又、受光体に用いられている受光素子は、PDだけに限られるものではなく、例えば、ラインタイプあるいはエリアタイプの光学位置検出素子(PSD)等であっても本発明に含まれる。
又、上記実施形態では、基準球を用いている追尾式レーザ干渉計に適用したものではないが、基準球を用いたものであっても本発明の効果は達成できるものであり、特許文献1〜3に記載した追尾式レーザ干渉計にも本発明は適用可能であることは明らかである。
又、本発明は、追尾式レーザ干渉計であれば、そこに光照射体600、601と受光体620、630等を設けることで実現できるために、上記ホモダイン式の追尾式レーザ干渉計に限定されるものではなく、例えば、ヘテロダイン式を含む追尾式レーザ干渉計に適用可能であることは明らかである。
従来追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図 同じく干渉計部分の概略構成図 本発明の第1実施形態に係る追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図 同じく干渉計の位置を示す追尾式レーザ干渉計の本体部の概略断面図 本発明の第2実施形態に係る追尾式レーザ干渉計の全体構成斜視図 同じく光検出体の構成概略図
符号の説明
100…光源部
102…レーザビーム
200…本体部
220…測定部
230…干渉計
240…2軸回転機構
260…基準球
300…レトロリフレクタ
400…回路部
500…PC
600、601…光照射体
602…扇状レーザ光
610…反射体
620、630…受光体
640…電源回路
650…信号処理回路
660…光検出体

Claims (5)

  1. 被測定体であるレトロリフレクタに向けて照射し、該レトロリフレクタによって戻り方向に反射されたレーザビームの干渉を利用してレトロリフレクタの変位を検出すると共に、前記レーザビームの光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計において、
    前記レーザビームの光軸を含む扇形状であって、前記2軸回転機構のうち該扇形の中心軸と直交する軸の回転動作に連動可能な、扇状レーザ光を出射する光照射体と、
    前記レトロリフレクタ又は光照射体と特定の位置関係を有して、該扇状レーザ光を受光する受光体と、
    を備えることを特徴とする追尾式レーザ干渉計。
  2. 前記受光体は、前記レトロリフレクタに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の追尾式レーザ干渉計。
  3. 前記受光体は、前記2軸回転機構に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の追尾式レーザ干渉計。
  4. 前記レトロリフレクタへ扇状レーザ光が出射される際の光軸と、該レトロリフレクタで反射され前記受光体で受光される際の光軸とが、少なくとも一部の光路で共通するように、前記受光体を固定することを特徴とする請求項3に記載の追尾式レーザ干渉計。
  5. 被測定体であるレトロリフレクタに向けて照射し、該レトロリフレクタによって戻り方向に反射されたレーザビームの干渉を利用してレトロリフレクタの変位を検出すると共に、前記レーザビームの光軸の位置の変化を用いて2軸回転機構によりトラッキングを行うようにした追尾式レーザ干渉計において、
    前記トラッキングの制御がされていない場合に、
    前記2軸回転機構上に設けられた光照射体から、前記レーザビームの光軸を含む面で扇形状を有する扇状レーザ光を出射して、該2軸回転機構のうちの扇形の中心軸と直交する軸を中心として回転運動を行い、
    前記レトロリフレクタ又は光照射体と特定の位置関係を有する受光体において該扇状レーザ光を検出することにより、トラッキングの制御可能となる第1の回転角度を求めて、該扇形の中心軸と直交する軸を中心とする回転で第1の回転角度に移動し、
    前記第1回転角度を維持したまま、残りの軸について回転運動を行い、前記レーザビームを検出することにより、トラッキングの制御可能となる第2の回転角度を求めて、該残りの軸を中心とする回転で第2の回転角度に移動することで、
    前記トラッキングの制御を可能とすることを特徴とする追尾式レーザ干渉計の復帰方法。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101806578A (zh) * 2009-02-17 2010-08-18 株式会社三丰 追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法
JP2010190633A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Mitsutoyo Corp 測定システムおよび干渉計
JP2012530909A (ja) * 2009-06-23 2012-12-06 ライカ・ジオシステムズ・アクチェンゲゼルシャフト 追跡方法、および、レーザートラッカを有する測定システム
JP2013003124A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計
JP2014066728A (ja) * 2008-11-17 2014-04-17 Faro Technologies Inc 六自由度計測装置及び方法
JP2015040831A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社トプコン 測量機及び測量作業システム
JP2016205919A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法
JP2018025483A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計のフィードバックゲイン調整方法、装置及び追尾式レーザ干渉計

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008203015A (ja) * 2007-02-19 2008-09-04 Mitsutoyo Corp 光軸偏向型レーザ干渉計
US9482755B2 (en) 2008-11-17 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Measurement system having air temperature compensation between a target and a laser tracker
DE102009028068B4 (de) * 2009-07-29 2023-05-25 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessvorrichtung
US8659749B2 (en) 2009-08-07 2014-02-25 Faro Technologies, Inc. Absolute distance meter with optical switch
DE102009040837A1 (de) * 2009-09-10 2011-03-17 Carl Zeiss Ag Vorrichtungen und Verfahren zur Positionsbestimmung und Oberflächenvermessung
DE102009040863A1 (de) * 2009-09-10 2011-03-24 Carl Zeiss Ag Vorrichtung, Verfahren und Reflektoranordnung zur Positionsbestimmung
JP5364519B2 (ja) * 2009-09-18 2013-12-11 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉測長計
US9400170B2 (en) 2010-04-21 2016-07-26 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker
US9772394B2 (en) 2010-04-21 2017-09-26 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for following an operator and locking onto a retroreflector with a laser tracker
US9377885B2 (en) 2010-04-21 2016-06-28 Faro Technologies, Inc. Method and apparatus for locking onto a retroreflector with a laser tracker
US8619265B2 (en) 2011-03-14 2013-12-31 Faro Technologies, Inc. Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker
RU2010124265A (ru) * 2010-06-16 2011-12-27 Алексей Владиславович Жданов (RU) Способ и устройство определения направления начала движения
DE102010032407B3 (de) * 2010-06-29 2011-12-15 Bundesrepublik Deutschland, vertr. durch d. Bundesministerium f. Wirtschaft und Technologie, dieses vertreten durch d. Präsidenten d. Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Laser-Längenmesssystem
WO2012079875A1 (en) * 2010-12-13 2012-06-21 Paul Scherrer Institut Tracking type laser interferometer for objects with rotational degrees of freedom
US8902408B2 (en) 2011-02-14 2014-12-02 Faro Technologies Inc. Laser tracker used with six degree-of-freedom probe having separable spherical retroreflector
GB2518543A (en) 2011-03-03 2015-03-25 Faro Tech Inc Target apparatus and method
GB2504890A (en) 2011-04-15 2014-02-12 Faro Tech Inc Enhanced position detector in laser tracker
US9686532B2 (en) 2011-04-15 2017-06-20 Faro Technologies, Inc. System and method of acquiring three-dimensional coordinates using multiple coordinate measurement devices
USD688577S1 (en) 2012-02-21 2013-08-27 Faro Technologies, Inc. Laser tracker
US9164173B2 (en) 2011-04-15 2015-10-20 Faro Technologies, Inc. Laser tracker that uses a fiber-optic coupler and an achromatic launch to align and collimate two wavelengths of light
US9482529B2 (en) 2011-04-15 2016-11-01 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
JP6099675B2 (ja) 2012-01-27 2017-03-22 ファロ テクノロジーズ インコーポレーテッド バーコード識別による検査方法
US9041914B2 (en) 2013-03-15 2015-05-26 Faro Technologies, Inc. Three-dimensional coordinate scanner and method of operation
JP6104708B2 (ja) * 2013-05-24 2017-03-29 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計
US9395174B2 (en) 2014-06-27 2016-07-19 Faro Technologies, Inc. Determining retroreflector orientation by optimizing spatial fit
JP6539485B2 (ja) 2015-04-21 2019-07-03 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計を用いた測定システム、及びその復帰方法
EP3199913B1 (de) 2016-01-28 2019-04-03 Leica Geosystems AG Vorrichtung zum automatischen auffinden eines beweglichen geodätischen zielobjekts
CN106595480B (zh) * 2016-12-09 2019-03-22 北京交通大学 用于测量转轴六自由度几何误差的激光测量系统及方法
JP7270477B2 (ja) * 2019-06-17 2023-05-10 株式会社ミツトヨ 測定装置
JP7408303B2 (ja) * 2019-06-18 2024-01-05 株式会社ミツトヨ 測定装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714339A (en) * 1986-02-28 1987-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Three and five axis laser tracking systems
JPH07218220A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Agency Of Ind Science & Technol 高速追尾式レーザ干渉測長器
JPH07332923A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Agency Of Ind Science & Technol 移動体の位置及び姿勢の測定方法
JPH11125525A (ja) * 1997-08-01 1999-05-11 Carl Zeiss Jena Gmbh 地上測量機器の標的探査のための方法と装置
JP2000356518A (ja) * 1999-06-15 2000-12-26 Topcon Corp 位置検出装置
JP2003214851A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Leica Geosystems Ag ターゲットマークを自動検索する方法、ターゲットマークを自動検索する装置、受信ユニット、測地計および測地システム
JP2006201030A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The レーザー光利用接近検知システム
JP2007006558A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Kddi Corp 電力伝送システム及び方法
JP2007057522A (ja) * 2005-07-26 2007-03-08 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2603429B2 (ja) 1993-10-25 1997-04-23 工業技術院長 追尾式レーザ干渉計
GB9722068D0 (en) * 1997-10-17 1997-12-17 Secretary Trade Ind Brit Tracking system
EP1329691B1 (de) 2002-01-22 2014-03-26 Leica Geosystems AG Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Auffinden von Zielmarken
EP1750085B1 (en) 2005-07-26 2013-07-31 Mitutoyo Corporation Laser tracking interferometer

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4714339A (en) * 1986-02-28 1987-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Three and five axis laser tracking systems
US4714339B1 (en) * 1986-02-28 1997-03-18 Us Army Three and five axis laser tracking systems
US4714339B2 (en) * 1986-02-28 2000-05-23 Us Commerce Three and five axis laser tracking systems
JPH07218220A (ja) * 1994-01-31 1995-08-18 Agency Of Ind Science & Technol 高速追尾式レーザ干渉測長器
JPH07332923A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Agency Of Ind Science & Technol 移動体の位置及び姿勢の測定方法
JPH11125525A (ja) * 1997-08-01 1999-05-11 Carl Zeiss Jena Gmbh 地上測量機器の標的探査のための方法と装置
JP2000356518A (ja) * 1999-06-15 2000-12-26 Topcon Corp 位置検出装置
JP2003214851A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Leica Geosystems Ag ターゲットマークを自動検索する方法、ターゲットマークを自動検索する装置、受信ユニット、測地計および測地システム
JP2006201030A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The レーザー光利用接近検知システム
JP2007006558A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Kddi Corp 電力伝送システム及び方法
JP2007057522A (ja) * 2005-07-26 2007-03-08 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014066728A (ja) * 2008-11-17 2014-04-17 Faro Technologies Inc 六自由度計測装置及び方法
CN101806578A (zh) * 2009-02-17 2010-08-18 株式会社三丰 追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法
JP2010190634A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計
JP2010190633A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Mitsutoyo Corp 測定システムおよび干渉計
JP2012530909A (ja) * 2009-06-23 2012-12-06 ライカ・ジオシステムズ・アクチェンゲゼルシャフト 追跡方法、および、レーザートラッカを有する測定システム
JP2013003124A (ja) * 2011-06-22 2013-01-07 Mitsutoyo Corp 追尾式レーザ干渉計
JP2015040831A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社トプコン 測量機及び測量作業システム
JP2016205919A (ja) * 2015-04-20 2016-12-08 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計および追尾式レーザ干渉計の復帰方法
JP2018025483A (ja) * 2016-08-10 2018-02-15 株式会社ミツトヨ 追尾式レーザ干渉計のフィードバックゲイン調整方法、装置及び追尾式レーザ干渉計

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