JP2009506338A - 速度範囲にわたって対象と光入力装置の相対移動を測定する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
レーザ装置のレーザ孔から放射される測定レーザビームで対象表面を照射するステップと、
各測定軸に対して、前記レーザ孔の作動の変化を測定するステップであって、前記変化は、前記レーザ孔に再進入する測定ビーム放射線と、前記レーザ孔内の光波のレーザ自己混合干渉によるものであり、前記少なくとも一つの測定軸に沿った前記移動を表している、ステップと、
前記レーザ孔の作動の前記測定された変化を示す電気信号を発生させるステップと、
を有する方法に関する。
Kは、外部孔に対する結合係数であり、レーザ孔で結合された放射線量を示し、
νは、レーザ放射線の周波数であり、
vは、照射ビームの方向における対象の移動速度であり、
tは、時間のモーメントであり、
cは、光速である。
当該方法は、
各測定軸に対して、レーザ装置のレーザ孔から放射された測定レーザビームを対象表面に照射するステップと、
前記レーザ孔の作動の変化を表す測定信号を発生させるステップであって、前記変化は、前記レーザ孔に再進入する測定ビーム放射線と、前記レーザ孔内の光波との干渉によるものであり、前記少なくとも一つの測定軸に沿った前記移動を表す、ステップと、
前記入力装置と前記対象の相互に対する移動速度に応じて、前記測定信号の少なくとも2つのパラメータの一つを選定し、前記選定されたパラメータから、前記移動の速度および方向を定めるステップと、
前記移動の速度および方向を表す電気信号を発生させるステップと、
を有する方法が提供される。
当該光学モジュールは、
各測定軸用のレーザ装置であって、測定レーザビームを発生させるレーザ孔を有するレーザ装置と、
対象表面に前記測定ビームを照射する手段と、
前記レーザ孔の作動の変化を表す測定信号を発生させる検出手段であって、前記変化は、前記レーザ孔に再進入する測定ビーム放射線と、前記レーザ孔内での光波との干渉によるものであり、前記少なくとも一つの測定軸に沿った前記移動を表す、検出手段と、
前記入力装置と前記対象の相互に対する移動速度に応じて、前記測定信号の少なくとも2つのパラメータの一つを選定し、前記選定されたパラメータから、前記移動の速度および方向を定め、前記移動の速度および方向を表す電気信号を発生させる電子処理手段と、
を有する入力モジュールが提供される。
Claims (20)
- 少なくとも一つの測定軸に沿って、入力装置と対象の相互に対する移動を測定する方法であって、
当該方法は、
各測定軸に対して、レーザ装置のレーザ孔から放射された測定レーザビームを対象表面に照射するステップと、
前記レーザ孔の作動の変化を表す測定信号を発生させるステップであって、前記変化は、前記レーザ孔に再進入する測定ビーム放射線と、前記レーザ孔内の光波との干渉によるものであり、前記少なくとも一つの測定軸に沿った前記移動を表す、ステップと、
前記入力装置と前記対象の相互に対する移動速度に応じて、前記測定信号の少なくとも2つのパラメータの一つを選定し、前記選定されたパラメータから、前記移動の速度および方向を定めるステップと、
前記移動の速度および方向を表す電気信号を発生させるステップと、
を有する方法。 - 前記干渉は、レーザ自己混合干渉を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのパラメータの一つは、前記測定信号の連続部分における対応する事象間の位相差を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのパラメータの一つは、前記測定信号に重畳されたオフセット周波数を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 速度範囲内で移動の速度を測定する際に使用され、
前記測定信号の連続部分における対応する事象間の前記位相差は、低い速度組での移動の速度および方向を定めるために選定され、前記範囲には、最小速度が含まれることが有意であることを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記測定信号に重畳される前記オフセット周波数は、高い速度組での移動の速度および方向を定めるために選定され、前記範囲には、最高速度が含まれることが有意であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記レーザ装置に変調駆動電流が印加され、
前記測定信号は、これに従って変調され、
前記変調測定信号は、各期間に上昇部分と下降部分とを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記駆動電流は、前記入力装置と前記対象の相互に対する移動速度に応じて調整されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 速度範囲内での移動の速度の測定に使用され、
前記範囲において、移動の速度が最高速度を含む第1の速度組にある場合、前記駆動電流は、第1の変調速度にパルスのバーストを有し、
移動の速度および方法は、前記測定信号の上昇部分のオフセット周波数を、前記測定信号の同期間での下降部分のオフセット周波数と比較することにより定められることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記移動速度が、前記最高速度よりも低い第1の速度と、前記最小速度よりも大きな第2の速度の間の、第2の速度組にある場合、前記パルスのバーストの変調速度は、前記第1の変調速度よりも小さな第2の変調速度に低下することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記第1の変調速度に対する前記第2の変調速度の比は、前記速度の低下に依存することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記移動の速度および方向は、前記測定信号の上昇部分のオフセット周波数を、前記測定信号の同一期間での下降部分のオフセット周波数と比較することにより定められることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記移動速度が、前記最高速度よりも小さな第1の速度と、前記最小速度よりも大きな前記第2の速度の間の、第3の速度組であって、前記第2の速度組よりも小さな速度を含む、第3の速度組にある場合、前記駆動電流は、バースト内で、少なくとも2つの異なる変調速度を有するパルスのバーストを有することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記移動の速度および方向は、前記測定信号の一連の期間において、2つ以上の上昇部分または2つ以上の下降部分の前記オフセット周波数を比較することにより定められることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記移動の速度は、前記最高速度よりも小さな第1の速度と、第2の速度との間の、第4の速度組であって、前記第3の速度組よりも小さな速度を含む第4の速度組にあり、
前記駆動電流は、複数のパルスのバーストを有し、該複数のパルスのバーストの間には、時間インターバルがあることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 前記移動の速度および方向は、得られる測定信号の一連のバーストにおける対応する事象の位相差を定めることにより定められることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記事象は、前記測定信号の上昇および下降部分の周期よりも大きな周期を有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記パルスのバーストの変調速度は、前記移動の速度により変化し、前記速度が前記最小速度を含む速度組にある場合、前記パルスのバーストの変調速度には、低い変調速度が含まれることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 少なくとも一つの測定軸に沿って、入力装置と対象の相互に対する移動を測定する方法を実施するための光学モジュールであって、
当該光学モジュールは、
各測定軸用のレーザ装置であって、測定レーザビームを発生させるレーザ孔を有するレーザ装置と、
対象表面に前記測定ビームを照射する手段と、
前記レーザ孔の作動の変化を表す測定信号を発生させる検出手段であって、前記変化は、少なくとも一つの測定軸によるものである、検出手段と、
前記入力装置と前記対象の相互に対する移動速度に応じて、前記測定信号の少なくとも2つのパラメータの一つを選定し、前記選定されたパラメータから、前記移動の速度および方向を定め、前記移動の速度および方向を表す電気信号を発生させる電子処理手段と、
を有する入力モジュール。 - 請求項19に記載の光学モジュールを有する入力装置。
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