JP2517929Y2 - 分離型レ−ザ干渉計 - Google Patents
分離型レ−ザ干渉計Info
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- JP2517929Y2 JP2517929Y2 JP1987052869U JP5286987U JP2517929Y2 JP 2517929 Y2 JP2517929 Y2 JP 2517929Y2 JP 1987052869 U JP1987052869 U JP 1987052869U JP 5286987 U JP5286987 U JP 5286987U JP 2517929 Y2 JP2517929 Y2 JP 2517929Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、レーザビームを利用して被測定物の微小長
さ、表面形状、あるいは物体の微小変位等を測定する分
離型レーザ干渉計に関する。
さ、表面形状、あるいは物体の微小変位等を測定する分
離型レーザ干渉計に関する。
一般に、レーザ干渉計はレーザビームの波長を利用し
て長さ等をマイクロメートル単位で高精度に測定できる
測長器として様々な分野で導入され、実用化されてい
る。通常、このようなレーザ干渉計はレーザビームを発
生するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザビームを
被測定物側の可動反射体と参照反射鏡とに照射し、これ
らの反射光を重ね合わせて明暗の干渉縞を作成する光学
系と、光学系によって得られた干渉縞をカウントして被
測定物の長さ等を表示する表示部とから形成されてい
る。
て長さ等をマイクロメートル単位で高精度に測定できる
測長器として様々な分野で導入され、実用化されてい
る。通常、このようなレーザ干渉計はレーザビームを発
生するレーザ光源と、レーザ光源からのレーザビームを
被測定物側の可動反射体と参照反射鏡とに照射し、これ
らの反射光を重ね合わせて明暗の干渉縞を作成する光学
系と、光学系によって得られた干渉縞をカウントして被
測定物の長さ等を表示する表示部とから形成されてい
る。
しかしながら、前記従来のレーザ干渉計においては、
レーザ光源と、プリズム、反射体等の光学系等が一緒に
ケースに収納されると、干渉計自体が大きくなり、測定
対象物によってはスペース上使用出来ない場合もあっ
た。
レーザ光源と、プリズム、反射体等の光学系等が一緒に
ケースに収納されると、干渉計自体が大きくなり、測定
対象物によってはスペース上使用出来ない場合もあっ
た。
また、比較的近くにレーザ光源と光学系とを配置して
いる為、光源からの熱の影響によって基板等の熱膨張の
影響及び空気の屈折率変動による波長変化を受けるた
め、干渉計の安定性に悪影響を与えてしまう不具合があ
る。
いる為、光源からの熱の影響によって基板等の熱膨張の
影響及び空気の屈折率変動による波長変化を受けるた
め、干渉計の安定性に悪影響を与えてしまう不具合があ
る。
またレーザ光源と光学系等をケースに収めないで分離
して測定対象機器に設置して使用する場合には、光軸を
正確に調整する必要があり、光軸調整というわずらわし
い作業が設置の度に必要になる。このため、いったん干
渉計を或る機器に取り付け、別の機器に取付けようとす
ると再据付け作業に長時間を要する。更に前記のレーザ
光源と光学系とが一体になっていないため、振動や曲げ
等の影響を受けやすく、高精度な測長が難しいという問
題がある。
して測定対象機器に設置して使用する場合には、光軸を
正確に調整する必要があり、光軸調整というわずらわし
い作業が設置の度に必要になる。このため、いったん干
渉計を或る機器に取り付け、別の機器に取付けようとす
ると再据付け作業に長時間を要する。更に前記のレーザ
光源と光学系とが一体になっていないため、振動や曲げ
等の影響を受けやすく、高精度な測長が難しいという問
題がある。
また、レーザビームを光ファイバによってコヒーレン
ト伝送する場合一般に、光ファイバからの射出光は、光
ファイバの曲げ、圧力、温度等の外乱によってノイズを
受けるという不具合がある。
ト伝送する場合一般に、光ファイバからの射出光は、光
ファイバの曲げ、圧力、温度等の外乱によってノイズを
受けるという不具合がある。
本考案は上述した従来の技術の問題点に鑑み、狭いス
ペースにおいても測定ができ、アライメント調整が不用
で且つ、再据え付けが容易であり、また干渉光学系がレ
ーザ光源から発生する熱の影響を受けることがなく、測
定システムの振動や光ファイバの外乱の影響も受けにく
い小形の分離型レーザ干渉計を提供することを目的とし
ている。
ペースにおいても測定ができ、アライメント調整が不用
で且つ、再据え付けが容易であり、また干渉光学系がレ
ーザ光源から発生する熱の影響を受けることがなく、測
定システムの振動や光ファイバの外乱の影響も受けにく
い小形の分離型レーザ干渉計を提供することを目的とし
ている。
本発明は上述した目的を達成するために、単一波長の
レーザビームを発生するレーザ光源と、該レーザ光源か
らのレーザビームを分割し、分割した一方のレーザビー
ムを被測定物側の可動反射体に照射させて反射光を得る
と共に、他方のレーザビームを参照反射鏡に照射させて
反射光を得、これらの反射光を干渉させて干渉縞を発生
させる干渉光学系と、前記干渉縞を電気信号に変換する
光電変換素子と、該光電変換素子から得られる電気信号
に基づいて干渉縞をカウントするカウント回路と、該カ
ウント回路のカウント値に基づいて前記被測定物の移動
距離を表示する表示部とからなるカウンタユニットと、
から構成された分離型レーザ干渉計において、 前記レーザ光源、前記干渉光学系、前記カウンタユニ
ットの各々は任意の位置に配置可能なように独立して構
成され、前記レーザ光源と前記干渉光学系とが光コネク
タにより着脱可能な偏波面保存光ファイバにより光結合
され、前記干渉光学系と前記カウンタユニットとは光フ
ァイバにより光結合され、前記光電変換素子は干渉縞の
１周期の間に位相のずれた干渉縞を検出可能に複数個配
置され、前記カウンタユニットは前記光電変換素子から
得られる位相の異なる電気信号を演算処理することによ
り信号の直流成分を除去すると共に、前記偏波面保存光
ファイバの外乱を相殺する演算回路を有することを特徴
とする。
レーザビームを発生するレーザ光源と、該レーザ光源か
らのレーザビームを分割し、分割した一方のレーザビー
ムを被測定物側の可動反射体に照射させて反射光を得る
と共に、他方のレーザビームを参照反射鏡に照射させて
反射光を得、これらの反射光を干渉させて干渉縞を発生
させる干渉光学系と、前記干渉縞を電気信号に変換する
光電変換素子と、該光電変換素子から得られる電気信号
に基づいて干渉縞をカウントするカウント回路と、該カ
ウント回路のカウント値に基づいて前記被測定物の移動
距離を表示する表示部とからなるカウンタユニットと、
から構成された分離型レーザ干渉計において、 前記レーザ光源、前記干渉光学系、前記カウンタユニ
ットの各々は任意の位置に配置可能なように独立して構
成され、前記レーザ光源と前記干渉光学系とが光コネク
タにより着脱可能な偏波面保存光ファイバにより光結合
され、前記干渉光学系と前記カウンタユニットとは光フ
ァイバにより光結合され、前記光電変換素子は干渉縞の
１周期の間に位相のずれた干渉縞を検出可能に複数個配
置され、前記カウンタユニットは前記光電変換素子から
得られる位相の異なる電気信号を演算処理することによ
り信号の直流成分を除去すると共に、前記偏波面保存光
ファイバの外乱を相殺する演算回路を有することを特徴
とする。
本考案に係る分離型レーザ干渉計では、レーザ光源と
干渉光学系とが分離されて光コネクタにより着脱可能な
偏波面保存光ファイバによって光結合され、レーザ光源
からのレーザビームは、この偏波面保存光ファイバを通
して干渉光学系に送られる。このようにレーザ光源と干
渉光学系とを偏波面保存光ファイバによって光結合させ
たので、レーザ干渉計が小型にできると共に光軸調整が
不用となり、また干渉光学系をレーザ光源から十分に離
すことができるので熱の影響を受けない。
干渉光学系とが分離されて光コネクタにより着脱可能な
偏波面保存光ファイバによって光結合され、レーザ光源
からのレーザビームは、この偏波面保存光ファイバを通
して干渉光学系に送られる。このようにレーザ光源と干
渉光学系とを偏波面保存光ファイバによって光結合させ
たので、レーザ干渉計が小型にできると共に光軸調整が
不用となり、また干渉光学系をレーザ光源から十分に離
すことができるので熱の影響を受けない。
また、干渉縞は、１周期の干渉縞間に空間位相をずら
して配置された複数の光電変換素子によって検出され、
各光電変換素子から得られた電気信号を演算することに
より、偏波面保存光ファイバからの射出光のノイズを相
殺することができ、高精度な測定が可能となる。
して配置された複数の光電変換素子によって検出され、
各光電変換素子から得られた電気信号を演算することに
より、偏波面保存光ファイバからの射出光のノイズを相
殺することができ、高精度な測定が可能となる。
以下、添付図面に従って本考案に係る分離型レーザ干
渉計の好ましい実施例について詳説する。
渉計の好ましい実施例について詳説する。
第１図には本考案に係る分離型レーザ干渉計が示され
ており、この干渉計はレーザビームを発生するレーザ光
源２と、レーザ光源２からのレーザビームを伝送する光
ファイバ４と、光ファイバ４を通ってレーザビームが入
射する干渉計本体６と、被測定物７の移動に伴って干渉
計本体６から得られる干渉縞の明暗の光信号を伝送する
光ファイバ８と、光ファイバ８を介して入力される明暗
の光信号を電気信号に変換する光電変換素子32A、32B、
32C（第４図を参照）を含み、該光電変換素子32A、32
B、32Cから得られる干渉縞の明暗の電気信号に基づいて
被測定物７の微小変位等を演算し表示するカウンタユニ
ット10とによって構成されている。
ており、この干渉計はレーザビームを発生するレーザ光
源２と、レーザ光源２からのレーザビームを伝送する光
ファイバ４と、光ファイバ４を通ってレーザビームが入
射する干渉計本体６と、被測定物７の移動に伴って干渉
計本体６から得られる干渉縞の明暗の光信号を伝送する
光ファイバ８と、光ファイバ８を介して入力される明暗
の光信号を電気信号に変換する光電変換素子32A、32B、
32C（第４図を参照）を含み、該光電変換素子32A、32
B、32Cから得られる干渉縞の明暗の電気信号に基づいて
被測定物７の微小変位等を演算し表示するカウンタユニ
ット10とによって構成されている。
レーザ光源２として本実施例ではHe−Neガスレーザが
用いられ、光ファイバ４には偏光面を保ってレーザビー
ムを伝送する偏波面保存光ファイバが用いられる。光フ
ァイバ４として偏波面保存光ファイバを用いた理由は、
光ファイバはコヒーレントな単一波長のレーザビームに
対するノイズ付加手段となるが、光ファイバの中でもレ
ーザビームの伝搬特性のよい偏波面保存光ファイバを使
用することにより、ここでのノイズ付加を最小限にする
ためである。一方、光ファイバ８は、干渉光を伝送する
ものであるため、偏波面保存光ファイバに限らず、多モ
ード光ファイバ（ライトガイド）でもよい。
用いられ、光ファイバ４には偏光面を保ってレーザビー
ムを伝送する偏波面保存光ファイバが用いられる。光フ
ァイバ４として偏波面保存光ファイバを用いた理由は、
光ファイバはコヒーレントな単一波長のレーザビームに
対するノイズ付加手段となるが、光ファイバの中でもレ
ーザビームの伝搬特性のよい偏波面保存光ファイバを使
用することにより、ここでのノイズ付加を最小限にする
ためである。一方、光ファイバ８は、干渉光を伝送する
ものであるため、偏波面保存光ファイバに限らず、多モ
ード光ファイバ（ライトガイド）でもよい。
第２図には第１図で示した干渉計本体６の内部構造が
示されており、同図において偏波面保存光ファイバ４
は、干渉計本体６に着脱自在に取り付けられている光フ
ァイバコネクタ12に挿通され指示されている。偏波面保
存光ファイバ４を介して入射するレーザビームはコリメ
ートレンズ13で平行光にされこの光軸Ｌ上に配置されて
いるビームスプリッタ14によって２つの異なる方向に分
割される。即ち分割されたレーザビームのうち一方のレ
ーザビームは光軸Ｌ上に配置されている被測定物７側の
可動反射鏡18によって反射され、他方のレーザビームは
この光軸Ｌに直交する光軸上に配置されている参照反射
鏡16によって反射される。この参照反射鏡16は図示して
いない調整用のねじで角度の微調整ができるようになっ
ている。
示されており、同図において偏波面保存光ファイバ４
は、干渉計本体６に着脱自在に取り付けられている光フ
ァイバコネクタ12に挿通され指示されている。偏波面保
存光ファイバ４を介して入射するレーザビームはコリメ
ートレンズ13で平行光にされこの光軸Ｌ上に配置されて
いるビームスプリッタ14によって２つの異なる方向に分
割される。即ち分割されたレーザビームのうち一方のレ
ーザビームは光軸Ｌ上に配置されている被測定物７側の
可動反射鏡18によって反射され、他方のレーザビームは
この光軸Ｌに直交する光軸上に配置されている参照反射
鏡16によって反射される。この参照反射鏡16は図示して
いない調整用のねじで角度の微調整ができるようになっ
ている。
干渉計本体６には後述するビームスプリッタ14（第２
図を参照）を介して送られるレーザビームを本体６の外
部に出射させるための開口部34が形成されており、この
開口部34には粉塵等の侵入を防ぐ透明ガラス板36が設け
られている。開口34の透明ガラス板36を透過するレーザ
ビームは被測定物７の上部に取り付けられている可動反
射鏡18に照射され、この可動反射鏡18は駆動装置11によ
って矢印38で図示する左右方向に移送される被測定物７
と一体に移動する。
図を参照）を介して送られるレーザビームを本体６の外
部に出射させるための開口部34が形成されており、この
開口部34には粉塵等の侵入を防ぐ透明ガラス板36が設け
られている。開口34の透明ガラス板36を透過するレーザ
ビームは被測定物７の上部に取り付けられている可動反
射鏡18に照射され、この可動反射鏡18は駆動装置11によ
って矢印38で図示する左右方向に移送される被測定物７
と一体に移動する。
参照反射鏡16と、可動反射鏡18とによって反射された
各レーザビームはビームスプリッタ14によって重ね合わ
される。重ね合わされたレーザビームは光軸Ｌと直交す
る光軸上に配置された拡大レンズ28に入射してビーム幅
が広げられ、直角プリズム30に入射される。直角プリズ
ム30に入射されたレーザビームは略90°の角度で反射さ
れ、反射されたレーザビームは、第３図に示すように光
ファイバ８を構成する３本の光ファイバ8A、8B、8Cを介
してカウンタユニット10内の光電変換素子32A、32B、32
Cに入射する。光電変換素子32A、32B、32Cは入射する干
渉光をその光強度に対応した電気信号に変換する。
各レーザビームはビームスプリッタ14によって重ね合わ
される。重ね合わされたレーザビームは光軸Ｌと直交す
る光軸上に配置された拡大レンズ28に入射してビーム幅
が広げられ、直角プリズム30に入射される。直角プリズ
ム30に入射されたレーザビームは略90°の角度で反射さ
れ、反射されたレーザビームは、第３図に示すように光
ファイバ８を構成する３本の光ファイバ8A、8B、8Cを介
してカウンタユニット10内の光電変換素子32A、32B、32
Cに入射する。光電変換素子32A、32B、32Cは入射する干
渉光をその光強度に対応した電気信号に変換する。
ここで、上記３本の光ファイバ8A、8B、8Cの各入射端
面は、１周期の干渉縞間に2/3π（120°）づつ位相がず
れるように配置されており、これにより第４図に示すよ
うに光電変換素子32Aから出力される電気信号82、光電
変換素子32Bから出力される電気信号84及び光電変換素
子32Cから出力される電気信号86には互いに120°の位相
差が生じるようになっている。また、通常光電変換素子
32A、32B、32Cから出力される電気信号82、84、86には
直流成分が含まれるようになる。
面は、１周期の干渉縞間に2/3π（120°）づつ位相がず
れるように配置されており、これにより第４図に示すよ
うに光電変換素子32Aから出力される電気信号82、光電
変換素子32Bから出力される電気信号84及び光電変換素
子32Cから出力される電気信号86には互いに120°の位相
差が生じるようになっている。また、通常光電変換素子
32A、32B、32Cから出力される電気信号82、84、86には
直流成分が含まれるようになる。
カウンタユニット10は、第５図に示すように上記光電
変換素子32A、32B、32Cを有するとともに、光電変換素
子32A、32B、32Cから出力される３つの電気信号82、8
4、86の信号処理を行うための各種の電子回路によって
構成されている。光電変換素子32A、32B、32Cからの電
気信号は各光電変換素子32A、32B、32Cに対応して設け
られている３つのDCアンプ50、56、60によってそれぞれ
所定レベルに増幅される。
変換素子32A、32B、32Cを有するとともに、光電変換素
子32A、32B、32Cから出力される３つの電気信号82、8
4、86の信号処理を行うための各種の電子回路によって
構成されている。光電変換素子32A、32B、32Cからの電
気信号は各光電変換素子32A、32B、32Cに対応して設け
られている３つのDCアンプ50、56、60によってそれぞれ
所定レベルに増幅される。
各DCアンプ50、56、60のうちDCアンプ50からの電気信
号Ａは差動アンプ52の非反転入力端子（＋）と差動アン
プ62の反転入力端子（−）とに供給され、DCアンプ56か
らの電気信号Ｂは差動アンプ52の反転入力端子（−）と
差動アンプ58の非反転入力端子（＋）とに供給され、DC
アンプ60からの電気信号Ｃは差動アンプ58の反転入力端
子（−）と差動アンプ62の非反転入力端子（＋）に供給
される。これにより差動アンプ52はDCアンプ50、56から
の出力信号Ａ、Ｂに基づいて直流成分を除去した信号Ａ
−Ｂを出力し、また差動アンプ58はDCアンプ56、60から
の出力信号Ｂ、Ｃに基づいて直流成分を除去した信号Ｂ
−Ｃを出力し、さらに差動アンプ62はDCアンプ50、60か
らの出力信号Ｃ、Ａに基づいて直流成分を除去した信号
Ｃ−Ａを出力する。
号Ａは差動アンプ52の非反転入力端子（＋）と差動アン
プ62の反転入力端子（−）とに供給され、DCアンプ56か
らの電気信号Ｂは差動アンプ52の反転入力端子（−）と
差動アンプ58の非反転入力端子（＋）とに供給され、DC
アンプ60からの電気信号Ｃは差動アンプ58の反転入力端
子（−）と差動アンプ62の非反転入力端子（＋）に供給
される。これにより差動アンプ52はDCアンプ50、56から
の出力信号Ａ、Ｂに基づいて直流成分を除去した信号Ａ
−Ｂを出力し、また差動アンプ58はDCアンプ56、60から
の出力信号Ｂ、Ｃに基づいて直流成分を除去した信号Ｂ
−Ｃを出力し、さらに差動アンプ62はDCアンプ50、60か
らの出力信号Ｃ、Ａに基づいて直流成分を除去した信号
Ｃ−Ａを出力する。
各差動アンプ52、58、62からの出力信号Ａ−Ｂ、Ｂ−
Ｃ、Ｃ−Ａはゼロクロスパルス発生回路54に入力され、
このゼロクロスパルス発生回路54は各出力信号Ａ−Ｂ、
Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａのゼロクロスにおいてパルス信号を発生
する。本実施例では第４図に示すように干渉縞の一周期
Ｔに６個のパルス信号88、88…が発生するように構成さ
れているので、計器の測定分解能はレーザビームの波長
を基準にして1/6波長となる。ゼロクロスパルス発生回
路54からのパルス信号88はアップ・ダウン判別回路64を
通ってカウント回路66に入力され、このカウント回路66
によってパルス信号88の発生数が計数される。
Ｃ、Ｃ−Ａはゼロクロスパルス発生回路54に入力され、
このゼロクロスパルス発生回路54は各出力信号Ａ−Ｂ、
Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａのゼロクロスにおいてパルス信号を発生
する。本実施例では第４図に示すように干渉縞の一周期
Ｔに６個のパルス信号88、88…が発生するように構成さ
れているので、計器の測定分解能はレーザビームの波長
を基準にして1/6波長となる。ゼロクロスパルス発生回
路54からのパルス信号88はアップ・ダウン判別回路64を
通ってカウント回路66に入力され、このカウント回路66
によってパルス信号88の発生数が計数される。
カウント回路66からは計数値に対応するデジタル信号
が出力され、このデジタル信号は表示部68及びインター
フェイス70にそれぞれ入力される。表示部68はそのデジ
タル信号に基づいてパルス信号の発生数を表示し、イン
ターフェイス70はデジタル信号を演算回路72に転送す
る。演算回路72は入力されたデジタル信号から被測定物
７の移動距離等を求めるための所定の演算を行う。演算
回路72によって求められた移動距離等は表示部74によっ
て例えばマイクロメータの単位で表示される。また、演
算回路72には設置場所における温度及び圧力（大気圧
等）を検出する温度・圧力検出回路76が接続されてい
る。これにより、演算回路72は温度及び圧力によってレ
ーザ光源２及び偏波面保存光ファイバ４等の特性が変化
しても温度・圧力検出回路76からの検出信号に基づいて
演算値を補正することができる。
が出力され、このデジタル信号は表示部68及びインター
フェイス70にそれぞれ入力される。表示部68はそのデジ
タル信号に基づいてパルス信号の発生数を表示し、イン
ターフェイス70はデジタル信号を演算回路72に転送す
る。演算回路72は入力されたデジタル信号から被測定物
７の移動距離等を求めるための所定の演算を行う。演算
回路72によって求められた移動距離等は表示部74によっ
て例えばマイクロメータの単位で表示される。また、演
算回路72には設置場所における温度及び圧力（大気圧
等）を検出する温度・圧力検出回路76が接続されてい
る。これにより、演算回路72は温度及び圧力によってレ
ーザ光源２及び偏波面保存光ファイバ４等の特性が変化
しても温度・圧力検出回路76からの検出信号に基づいて
演算値を補正することができる。
前記の如く構成されたレーザ干渉計においては、レー
ザ光源２から発生するレーザビームは偏波面保存光ファ
イバ４を通して干渉計本体６のビームスプリッタ14に送
られここで分割される。分割されたレーザビームのうち
一方のレーザビームは被測定物上の可動反射鏡18に照射
され、他方のレーザビームは参照反射鏡16に照射され
る。前記のレーザビームは開口部34の透明ガラス板36を
透過して被測定物７に取り付けられている可動反射鏡18
に照射される。ビームスプリッタ14に於いて参照反射鏡
16と、可動反射鏡18とから反射される各レーザビームが
重ね合わされる。可動反射鏡18は被測定物７の移動に伴
って移動され、可動反射鏡18によって反射されるレーザ
ビームは位相変化を生じ、これにより明暗の縞模様が発
生する。明暗の縞模様はビームスプリッタ14、拡大レン
ズ28、直角プリズム30及び光ファイバ8A、8B、8Cを介し
て光電変換素子32A、32B、32Cに入射され、ここで電気
信号に変換される。
ザ光源２から発生するレーザビームは偏波面保存光ファ
イバ４を通して干渉計本体６のビームスプリッタ14に送
られここで分割される。分割されたレーザビームのうち
一方のレーザビームは被測定物上の可動反射鏡18に照射
され、他方のレーザビームは参照反射鏡16に照射され
る。前記のレーザビームは開口部34の透明ガラス板36を
透過して被測定物７に取り付けられている可動反射鏡18
に照射される。ビームスプリッタ14に於いて参照反射鏡
16と、可動反射鏡18とから反射される各レーザビームが
重ね合わされる。可動反射鏡18は被測定物７の移動に伴
って移動され、可動反射鏡18によって反射されるレーザ
ビームは位相変化を生じ、これにより明暗の縞模様が発
生する。明暗の縞模様はビームスプリッタ14、拡大レン
ズ28、直角プリズム30及び光ファイバ8A、8B、8Cを介し
て光電変換素子32A、32B、32Cに入射され、ここで電気
信号に変換される。
各光電変換素子32A、32B、32Cから得られた信号は位
相差がそれぞれ2/3πになるようになっている。カウン
タユニット10は光電変換素子32A、32B、32Cからの電気
信号に基づいて可動反射鏡18の移動距離の演算を行う。
即ち干渉縞の明暗の縞模様に対応した光電変換部32から
の電気信号の強弱の変化数をカウンタユニット10によっ
てカウントし、表示する。また、この際にカウンタユニ
ット10は偏波面保存光ファイバ４に曲げ、圧力、温度等
が加わってレーザ光源２からのレーザビームにノイズが
のっても、３個の光電変換素子32A、32B、32Cからの電
気信号に基づいて偏波面保存光ファイバ４の影響を相殺
するようになっている。これにより可動反射鏡18の移動
距離は偏波面保存光ファイバ４の影響を受けることなく
高精度に測定される。
相差がそれぞれ2/3πになるようになっている。カウン
タユニット10は光電変換素子32A、32B、32Cからの電気
信号に基づいて可動反射鏡18の移動距離の演算を行う。
即ち干渉縞の明暗の縞模様に対応した光電変換部32から
の電気信号の強弱の変化数をカウンタユニット10によっ
てカウントし、表示する。また、この際にカウンタユニ
ット10は偏波面保存光ファイバ４に曲げ、圧力、温度等
が加わってレーザ光源２からのレーザビームにノイズが
のっても、３個の光電変換素子32A、32B、32Cからの電
気信号に基づいて偏波面保存光ファイバ４の影響を相殺
するようになっている。これにより可動反射鏡18の移動
距離は偏波面保存光ファイバ４の影響を受けることなく
高精度に測定される。
尚、干渉計本体６と、被測定物７とが遠距離にある場
合には高コヒーレント光を発生する光源を使用すれば被
測定物７の変位量を正確に測定することができる。
合には高コヒーレント光を発生する光源を使用すれば被
測定物７の変位量を正確に測定することができる。
前記実施例によれば、レーザ光源２及びカウンタユニ
ット10を本体６から分離し、レーザ光源２と干渉計本体
６とを偏波面保存光ファイバ４によって光結合させると
共に、干渉計本体６とカウンタユニット10とを光ファイ
バ８によって接続したので、レーザ光源２、干渉計本体
６、カウンタユニット10とを測定対象物に一体に設置さ
せる必要がなく干渉計本体６のみを測定対象物に据付け
ればよいのでその取扱いが容易となる。
ット10を本体６から分離し、レーザ光源２と干渉計本体
６とを偏波面保存光ファイバ４によって光結合させると
共に、干渉計本体６とカウンタユニット10とを光ファイ
バ８によって接続したので、レーザ光源２、干渉計本体
６、カウンタユニット10とを測定対象物に一体に設置さ
せる必要がなく干渉計本体６のみを測定対象物に据付け
ればよいのでその取扱いが容易となる。
以上に説明したように本考案に係る分離型レーザ干渉
計では、レーザ光源と干渉光学系とを分離し両者を光フ
ァイバによって光結合したので、スペースの狭い測定部
位の測定であっても光学系のみを据付けることによって
測定することができると共に、光学系はレーザ光源から
離れているので熱の影響をうけることがない。また、干
渉縞を検出する素子を１周期の干渉縞間に空間位相をず
らして配置し、得られた電気信号を演算処理することに
より、ファイバに外乱を与えることにより生じるノイズ
の影響を無くすことが出来る。更に、レーザー光源と光
学系とを光結合する光ファイバとして、レーザー光の伝
搬特性のよい偏波面保存光ファイバを使用したため、レ
ーザー光に対するノイズ付加を最小限に抑えることが出
来る。
計では、レーザ光源と干渉光学系とを分離し両者を光フ
ァイバによって光結合したので、スペースの狭い測定部
位の測定であっても光学系のみを据付けることによって
測定することができると共に、光学系はレーザ光源から
離れているので熱の影響をうけることがない。また、干
渉縞を検出する素子を１周期の干渉縞間に空間位相をず
らして配置し、得られた電気信号を演算処理することに
より、ファイバに外乱を与えることにより生じるノイズ
の影響を無くすことが出来る。更に、レーザー光源と光
学系とを光結合する光ファイバとして、レーザー光の伝
搬特性のよい偏波面保存光ファイバを使用したため、レ
ーザー光に対するノイズ付加を最小限に抑えることが出
来る。
第１図は本考案に係る分離型レーザ干渉計の全体構成を
示す説明図、第２図は第１図に示した干渉計本体の内部
構造を示す説明図、第３図は第１図に示した干渉計本体
とカウンタユニットとの光結合を示す説明図、第４図は
第３図に示した各光電変換素子から出力される電気信号
の波形図、第５図は第１図に示したカウンタユニットの
概略構成を示す回路ブロック図である。 ２……レーザ光源、４……偏波面保存光ファイバ、６…
…干渉計本体、７……被測定物、８……光ファイバ、10
……カウンタユニット、32A、32B、32C……光電変換素
子、52、58、62……差動アンプ、66……カウント回路、
74……表示部。
示す説明図、第２図は第１図に示した干渉計本体の内部
構造を示す説明図、第３図は第１図に示した干渉計本体
とカウンタユニットとの光結合を示す説明図、第４図は
第３図に示した各光電変換素子から出力される電気信号
の波形図、第５図は第１図に示したカウンタユニットの
概略構成を示す回路ブロック図である。 ２……レーザ光源、４……偏波面保存光ファイバ、６…
…干渉計本体、７……被測定物、８……光ファイバ、10
……カウンタユニット、32A、32B、32C……光電変換素
子、52、58、62……差動アンプ、66……カウント回路、
74……表示部。
フロントページの続き (72)考案者 豊田 幸司 茨城県新治郡桜村梅園１丁目１番４号 工業技術院計量研究所内 (72)考案者 黒沢 俊郎 三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式会社 東京精密内 合議体 審判長 木下 幹雄 審判官 今 勝義 審判官 池田 裕一 (56)参考文献 特開 昭61−219803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−256204（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−176109（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−47613（ＪＰ，Ｂ１) 「計測法シリーズ光応用計測技術」日 本機械学会編1985−３−20発行 朝倉書 店
Claims (1)
- 【請求項１】単一波長のレーザビームを発生するレーザ
光源と、 該レーザ光源からのレーザビームを分割し、分割した一
方のレーザビームを被測定物側の可動反射体に照射させ
て反射光を得ると共に、他方のレーザビームを参照反射
鏡に照射させて反射光を得、これらの反射光を干渉させ
て干渉縞を発生させる干渉光学系と、 前記干渉縞を電気信号に変換する光電変換素子と、該光
電変換素子から得られる電気信号に基づいて干渉縞をカ
ウントするカウント回路と、該カウント回路のカウント
値に基づいて前記被測定物の移動距離を表示する表示部
とからなるカウンタユニットと、 から構成された分離型レーザ干渉計において、 前記レーザ光源、前記干渉光学系、前記カウンタユニッ
トの各々は任意の位置に配置可能なように独立して構成
され、 前記レーザ光源と前記干渉光学系とが光コネクタにより
着脱可能な偏波面保存光ファイバにより光結合され、 前記干渉光学系と前記カウンタユニットとは光ファイバ
により光結合され、 前記光電変換素子は干渉縞の１周期の間に位相のずれた
干渉縞を検出可能に複数個配置され、 前記カウンタユニットは前記光電変換素子から得られる
位相の異なる電気信号を演算処理することにより信号の
直流成分を除去すると共に、前記偏波面保存光ファイバ
の外乱を相殺する演算回路を有することを特徴とする分
離型レーザ干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987052869U JP2517929Y2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 分離型レ−ザ干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987052869U JP2517929Y2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 分離型レ−ザ干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63159706U JPS63159706U (ja) | 1988-10-19 |
| JP2517929Y2 true JP2517929Y2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=30878429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987052869U Expired - Lifetime JP2517929Y2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 分離型レ−ザ干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517929Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006002170B4 (de) * | 2005-08-16 | 2011-01-20 | Tokyo Seimitsu Co. Ltd., Mitaka-shi | Laser-Entfernungsmessgerät |
| JP2015034792A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | 干渉計測装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3774558B2 (ja) * | 1998-01-23 | 2006-05-17 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム装置における試料装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018727A (ja) * | 1983-07-12 | 1985-01-30 | Hitachi Cable Ltd | 光干渉計 |
| JPS60176109U (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-21 | 鈴木 範人 | 干渉縞の移動方向判定装置 |
| JPS61219803A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-09-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 物理量測定装置 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP1987052869U patent/JP2517929Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「計測法シリーズ光応用計測技術」日本機械学会編１９８５−３−２０発行 朝倉書店 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006002170B4 (de) * | 2005-08-16 | 2011-01-20 | Tokyo Seimitsu Co. Ltd., Mitaka-shi | Laser-Entfernungsmessgerät |
| JP2015034792A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | キヤノン株式会社 | 干渉計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63159706U (ja) | 1988-10-19 |
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