JP2015163863A - 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 - Google Patents
多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015163863A JP2015163863A JP2014145076A JP2014145076A JP2015163863A JP 2015163863 A JP2015163863 A JP 2015163863A JP 2014145076 A JP2014145076 A JP 2014145076A JP 2014145076 A JP2014145076 A JP 2014145076A JP 2015163863 A JP2015163863 A JP 2015163863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- comb
- points
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 164
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 74
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 65
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
図1は、測定対象物9の表面形状を測定する形状測定装置10の概略図である。この形状測定装置10は、測定対象物9の表面上の複数点までの距離をそれぞれ測定することにより測定対象物9の表面形状の測定を非接触で行う装置であり、本発明の多点距離測定装置に相当するものである。なお、測定対象物9の種類は特に限定はされないが、例えば金型、自動車や飛行機のエンジンなどの回転体などが例として挙げられる。
次に、図4に示すフローチャートを用いて上記構成の形状測定装置10の作用(本発明の多点距離測定方法)について説明を行う。検査員が測定対象物9を形状測定装置10の測定空間内にセットした後、図示しない操作部を介して形状測定開始操作を行うと、光周波数コム光源19から光コム34が出射される(ステップS1、出射ステップ)。
以上のように本発明の形状測定装置10では、測距光36を複数に分割した各光束36aをそれぞれ測定対象物9の複数点に向けて出射する際に、測距光36として光コム34を用いているので、複数点の各々における光束36aの正反射光(正反射測距光36b)だけを選択して光ファイバケーブル47に入射させることができる。このため、光ファイバケーブル47に入射する正反射測距光36bが弱くとも強い参照光35と干渉することにより、SN比の良い干渉縞を発生させることができるので、測定対象物9上の複数点までの各距離Lを高感度かつ高精度に測定することができる。また、測距光36を複数の光束36aに分割して測定対象物9の複数点に向けて出射するので、測距光36を測定対象物9上で走査する必要が無くなり、短時間で測定を行うことができる。その結果、測定対象物9の表面形状を高精度に算出することができる。
次に、図5を用いて本発明の第2実施形態の形状測定装置60について説明を行う。上記第1実施形態の形状測定装置10には1種類のエタロン20が設けられているが、形状測定装置60には、光周波数コム光源19と光アンプ21(スプリッタ22)との間にフリースペクトラルレンジの異なる第1エタロン20A及び第2エタロン20Bが設けられている。ここで、エタロンの特性は例えば「フィネス:Δf/fr」で表される[Δf:フリースペクトラルレンジ(FSR:free spectral range)、fr:光コムの繰り返し周波数]。
上記実施形態では、本発明の光入出射部として、図2に示した光入出射部45を例に挙げて説明を行ったが、光入出射部の構成は適宜変更してもよい。以下、光入出射部の他実施形態について説明を行う。なお、上記実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
図7に示すように、光入出射部45(1)は、上記実施形態の光入出射部45からレンズ49を除いたものであり、回折格子48により分割された複数の光束36aをそのまま測定対象の複数点に向けて出射する。また、各光束36aは光コム34であるので、上記実施形態と同様に、複数点にてそれぞれ正反射された正反射測距光36bだけを光ファイバケーブル47の先端部に入射させることができる。
図8に示すように光入出射部45(2)は、光ファイバケーブル47に加えて、この光ファイバケーブル47から出射される測距光36の光路に沿って順番に配置されたコリメータレンズ65、レンズアレイ66、及び光遅延部51を有している。コリメータレンズ65は、光ファイバケーブル47の先端部から発散出射される測距光36を平行光に変換して、この測距光36をレンズアレイ66に向けて出射する。
図9に示すように、光入出射部45(3)は、前述の光入出射部45(2)からコリメータレンズ65を除いたものである。光入出射部45(3)は、レンズアレイ66の各マイクロレンズ66aにより光ファイバケーブル47の先端部から発散出射された測距光36を測定対象物9上の異なる点に集光させる。これにより、測距光36を複数の光束36aに分割して測定対象物9上の複数点に向けてそれぞれ出射することができる。また、各光束36aは光コム34であるので、上記実施形態と同様に、複数点にてそれぞれ正反射された正反射測距光36bだけを光ファイバケーブル47の先端部に入射させることができる。
図10に示すように、光入出射部45(4)は、前述の光入出射部45(2)のコリメータレンズ65とレンズアレイ66の間に、さらに、レンズアレイ68を配置したものである。レンズアレイ68は、複数のマイクロレンズ68aが2次元配列されている光入射面を有している。各マイクロレンズ68aに入射した測距光36(平行光)は、マイクロレンズ68aごとにレンズアレイ66上の異なる点に集光され、さらに、マイクロレンズ66aごとに測定対象物9上の異なる点に集光される。市販されているレンズアレイ66,68は一般的に焦点距離が短いが、2種類のレンズアレイ66,68を組み合わせることで遠方にある測定対象物9上の複数点にも各光束36aを集光させることができる。
図11に示すように、光入出射部45(5)は、光ファイバケーブル47に加えて、この光ファイバケーブル47から出射される測距光36の光路に沿って順番に配置されたマスク70及びレンズ71を有している。
図12(A)に示すように、光入出射部45(6)は、光ファイバケーブル47と、コリメータレンズ73と、ビームスプリッタ74と、デジタルミラーデバイス(Digital Mirror Device:以下、単にDMDと略す)75と、反射鏡76とを有する。これら各部の配置は特に限定はされないが、本実施形態では、測定対象物9に対向する位置にビームスプリッタ74を配置し、ビームスプリッタ74の測定対象物9に対向する方向とは反対方向(図中右方向)側にDMD75を配置している。また、ビームスプリッタ74の図中上方向側にコリメータレンズ73及び光ファイバケーブル47を配置し、図中下方向側に反射鏡76を配置している。
図13に示すように、光入出射部45(7)は、光ファイバケーブル47に加えて、この光ファイバケーブル47から出射される測距光36の光路に沿って順番に配置されたコリメータレンズ65及び透過型の光空間変調器79を有している。
図14に示すように、光入出射部45(8)は、光ファイバケーブル47と、光ファイバケーブル群81と、レンズ82と、前述の光遅延部51と、を有している。光ファイバケーブル群81は、光ファイバケーブル47の先端部に接続された複数の光ファイバケーブル81aにより構成されている。そして、各光ファイバケーブル81aは、光ファイバケーブル47から入力された測距光36をそれぞれレンズ82に向けて出射する。すなわち、光ファイバケーブル群81は、測距光36を複数の光束36aに分割してレンズ82(測定対象物9上の複数点)に向けてそれぞれ出射する。
図15に示すように、光入出射部45(9)は、前述の光入出射部45(8)の光ファイバケーブル群81及び光遅延部51の代わりに、光ファイバケーブル群85及び方向制御素子86を配置したものである。光ファイバケーブル群85は、光ファイバケーブル47の先端部に接続された複数の光ファイバケーブル85aにより構成されている。これにより、前述の光ファイバケーブル群81と同様に、測距光36を複数の光束36aに分割して出射することができる。
上記実施形態では、本発明の多点距離測定装置を形状測定装置に適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、例えば原子力発電所などの本体の変形や位置の非接触計測、その他の各種用途に用いられる多点距離測定装置に本発明を適用することができる。
Claims (7)
- 等しい周波数間隔で並んだ複数の周波数成分を有する光コムを出射する光周波数コム光源と、
前記光周波数コム光源から出射された前記光コムを参照光と測距光とに分割する光コム分割部と、
前記光コム分割部にて分割された前記測距光を複数の光束に分割して測定対象物の複数点に向けてそれぞれ出射し、かつ前記複数点にてそれぞれ正反射された前記光束の正反射光が入射する光入出射部と、
前記光コム分割部にて分割された前記参照光と、前記光入出射部に入射した前記複数点ごとの前記正反射光との光干渉信号を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づき、前記光入出射部から前記複数点の各々までの距離を算出する距離算出部と、
を備える多点距離測定装置。 - 前記光周波数コム光源と前記光コム分割部との間には、前記光コムの周波数間隔を任意の整数倍するファブリー・ペロー・エタロンが設けられている請求項1記載の多点距離測定装置。
- 前記光周波数コム光源と前記光コム分割部との間には、フリースペクトラルレンジの異なる複数種類の前記ファブリー・ペロー・エタロンが直列に接続されている請求項2記載の多点距離測定装置。
- 前記光入出射部は、回折格子、レンズアレイ、デジタルミラーデバイス、光空間変調器、前記複数点に向かう前記光束のみの通過を許容するマスク、複数の光ファイバケーブル、前記光束を走査する方向制御素子の少なくともいずれかを用いて前記測距光を分割する請求項1から3のいずれか1項に記載の多点距離測定装置。
- 複数の前記光束を前記複数点に順次に到達させる光遅延部を備える請求項1から4のいずれか1項に記載の多点距離測定装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の多点距離測定装置と、
前記距離算出部の算出結果に基づき、前記測定対象物の表面形状を算出する形状算出部と、
を備える形状測定装置。 - 光周波数コム光源から等しい周波数間隔で並んだ複数の周波数成分を有する光コムを出射する出射ステップと、
前記光周波数コム光源から出射された前記光コムを参照光と測距光とに分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップにて分割された前記測距光を複数の光束に分割して光入出射部から測定対象物の複数点に向けてそれぞれ出射させ、かつ前記複数点にてそれぞれ正反射された前記測距光の正反射光を前記光入出射部に入射させる光入出射ステップと、
前記光分割ステップにて分割された前記参照光と、前記光入出射部に入射した前記複数点ごとの前記正反射光との光干渉信号を検出する光検出ステップと、
前記光検出ステップの検出結果に基づき、前記光入出射部から前記複数点の各々までの距離を算出する距離算出ステップと、
を備える多点距離測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014145076A JP6299500B2 (ja) | 2014-01-29 | 2014-07-15 | 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014013990 | 2014-01-29 | ||
JP2014013990 | 2014-01-29 | ||
JP2014145076A JP6299500B2 (ja) | 2014-01-29 | 2014-07-15 | 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015163863A true JP2015163863A (ja) | 2015-09-10 |
JP6299500B2 JP6299500B2 (ja) | 2018-03-28 |
Family
ID=54186847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014145076A Active JP6299500B2 (ja) | 2014-01-29 | 2014-07-15 | 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6299500B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018021760A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社ディスコ | 厚み計測装置 |
JP2018021761A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社ディスコ | 計測装置 |
CN108844493A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-20 | 天津大学 | 电光调制双光梳形貌测量装置及其校验方法 |
CN111190160A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 南京航空航天大学 | 微波光子多波段雷达探测方法及微波光子多波段雷达 |
CN112262292A (zh) * | 2018-06-19 | 2021-01-22 | 三菱电机株式会社 | 光测距装置以及加工装置 |
CN113156449A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-23 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于电光调制三光梳的大尺寸快速高精度距离测量方法 |
CN117130005A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-28 | 光维(广东)科技有限公司 | 一种无盲区大非模糊范围双光梳测距装置及测距方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226825A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Ricoh Co Ltd | レーザ測長器とそれを使用した加工装置及び光ディスク原盤露光装置 |
WO2009039875A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Trimble 3D Scanning | Distance measuring instrument and method |
JP2011027649A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Optical Comb Inc | 位置決め装置及び位置決め方法 |
JP2013061255A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Canon Inc | 計測装置 |
-
2014
- 2014-07-15 JP JP2014145076A patent/JP6299500B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006226825A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Ricoh Co Ltd | レーザ測長器とそれを使用した加工装置及び光ディスク原盤露光装置 |
WO2009039875A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Trimble 3D Scanning | Distance measuring instrument and method |
JP2011027649A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Optical Comb Inc | 位置決め装置及び位置決め方法 |
JP2013061255A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Canon Inc | 計測装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
松本 弘一: "光コムにより超精密非接触計測", 2013年度精密工学会春季大会 シンポジウム資料集, JPN6017045681, 27 February 2013 (2013-02-27), pages 第25−28頁 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018021760A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社ディスコ | 厚み計測装置 |
JP2018021761A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社ディスコ | 計測装置 |
CN112262292A (zh) * | 2018-06-19 | 2021-01-22 | 三菱电机株式会社 | 光测距装置以及加工装置 |
CN112262292B (zh) * | 2018-06-19 | 2022-04-05 | 三菱电机株式会社 | 光测距装置以及加工装置 |
CN108844493A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-20 | 天津大学 | 电光调制双光梳形貌测量装置及其校验方法 |
CN111190160A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-05-22 | 南京航空航天大学 | 微波光子多波段雷达探测方法及微波光子多波段雷达 |
CN111190160B (zh) * | 2020-01-08 | 2022-02-15 | 南京航空航天大学 | 微波光子多波段雷达探测方法及微波光子多波段雷达 |
CN113156449A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-23 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于电光调制三光梳的大尺寸快速高精度距离测量方法 |
CN117130005A (zh) * | 2023-08-24 | 2023-11-28 | 光维(广东)科技有限公司 | 一种无盲区大非模糊范围双光梳测距装置及测距方法 |
CN117130005B (zh) * | 2023-08-24 | 2024-03-08 | 光维(广东)科技有限公司 | 一种无盲区大非模糊范围双光梳测距装置及测距方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6299500B2 (ja) | 2018-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6299500B2 (ja) | 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置 | |
JP7233745B2 (ja) | ライダーセンシング装置 | |
US9549671B2 (en) | Optical coherence tomography system with multiple sample paths | |
JP6598682B2 (ja) | ライダ測定システム及びライダ測定方法 | |
JP6269334B2 (ja) | 多点距離測定装置及び形状測定装置 | |
US20170261612A1 (en) | Optical distance measuring system and light ranging method | |
JP2020511666A (ja) | 構造化された光及び統合化された照明と検出によるlidarベースの3dイメージング | |
US20110181889A1 (en) | Optical interference measuring method and optical interference measuring apparatus | |
KR101544962B1 (ko) | 기하학적 두께와 굴절률 측정을 위한 투과형 광섬유 간섭 장치 | |
CA2826737C (en) | Apparatus and method for optical coherence tomography | |
JP2015094760A5 (ja) | ||
JP6628030B2 (ja) | 距離測定装置及びその方法 | |
US11703450B2 (en) | Optical beam controller and optical interference tomographic imaging device using same | |
US10222197B2 (en) | Interferometric distance measuring arrangement for measuring surfaces and corresponding method with at least two parallel measurement channels and wavelength ramp | |
JP2014185956A (ja) | 距離測定装置 | |
JP6331587B2 (ja) | 3次元座標測定装置及び方法、並びに校正装置 | |
KR101078190B1 (ko) | 파장 검출기 및 이를 갖는 광 간섭 단층 촬영 장치 | |
US20210026017A1 (en) | Apparatus for ascertaining a distance to an object | |
JP2017044565A (ja) | 距離測定装置及びその方法 | |
US11892290B2 (en) | Optical coherence tomography apparatus, imaging method, and non-transitory computer readable medium storing imaging program | |
KR102177933B1 (ko) | 가시광선 레이저와 근적외선 펄스 레이저를 이용한 거리 측정 장치 및 측정 방법 | |
US11892566B1 (en) | Multiplexed light detection and ranging apparatus | |
US20220206145A1 (en) | Optical distance measurement device and machining device | |
JP6876811B2 (ja) | 光学装置 | |
JPH08178632A (ja) | 表面形状測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6299500 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |