JP3179324B2 - 測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのための装置 - Google Patents
測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのための装置Info
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光線を利
用する変位測定を行う場合など、測定対象物の周りの媒
体、例えば、空気（あるいは水など）の揺らぎによるノ
イズの補償方法及びそのための装置に関するものであ
る。
用する変位測定を行う場合など、測定対象物の周りの媒
体、例えば、空気（あるいは水など）の揺らぎによるノ
イズの補償方法及びそのための装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、物体の形状測定などにレーザ
ー光線を利用する変位測定が行われている。このような
レーザー光線を利用する変位測定は、製品の検査や製品
の管理などの生産現場に至るまで幅広く使用されてい
る。
ー光線を利用する変位測定が行われている。このような
レーザー光線を利用する変位測定は、製品の検査や製品
の管理などの生産現場に至るまで幅広く使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、物体の形
状測定など基礎研究のレベルから、製品の管理などの生
産現場に至るまで幅広く使用されているレーザー光線を
利用して変位測定を行う際、測定対象物の周りの空気
（あるいは水など）の揺らぎなどがノイズとなり、測定
結果の精度が上がらない場合がある。
状測定など基礎研究のレベルから、製品の管理などの生
産現場に至るまで幅広く使用されているレーザー光線を
利用して変位測定を行う際、測定対象物の周りの空気
（あるいは水など）の揺らぎなどがノイズとなり、測定
結果の精度が上がらない場合がある。
【０００４】特に、測定対象物が流れの中にある場合、
例えば、風洞実験などの場合は、その流れの乱れによ
り、レーザー光線が揺らいでしまい、測定自体が不可能
な場合がある。
例えば、風洞実験などの場合は、その流れの乱れによ
り、レーザー光線が揺らいでしまい、測定自体が不可能
な場合がある。
【０００５】本発明は、上記問題点を除去し、測定対象
物の周りの空気などの揺らぎによるノイズの補償を行
い、的確な測定対象物の測定を可能にする測定対象物周
りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのため
の装置を提供することを目的とする。
物の周りの空気などの揺らぎによるノイズの補償を行
い、的確な測定対象物の測定を可能にする測定対象物周
りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのため
の装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕第１のレーザー光と第２のレーザー光を同時に発
生させ、前記第１のレーザー光と第２のレーザー光を合
わせ、前記第１のレーザー光は測定対象物で反射させ、
前記第２のレーザー光は前記測定対象物に到達する直前
で反射させ、前記測定対象物で反射した第１のレーザー
光と前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光とをそれぞれに分け、前記測定対象物で反射し
た第１のレーザー光を第１の位置検出器で検出し、前記
測定対象物に到達する直前で反射した第２のレーザー光
を第２の位置検出器で検出し、前記第１の位置検出器と
前記第２の位置検出器からの検出値に基づいて、前記測
定対象物周りの媒体の揺らぎを補正するようにした測定
対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法であ
って、前記第１のレーザー光をＨｅ−Ｎｅレーザーで、
第２のレーザー光をＹＡＧレーザーで得て、該２色のレ
ーザー光を、第１のダイクロイックミラーで同軸の１本
の線になし、前記第２のレーザー光を測定対象物に到達
する直前で第２のダイク ロイックミラーで反射させ、前
記第１のレーザー光は前記測定対象物で反射させ、反射
した２色のレーザー光を、第３のダイクロイックミラー
で分けて、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光
を第１の位置検出器で検出し、前記測定対象物に到達す
る直前で反射した第２のレーザー光を第２の位置検出器
で検出するようにしたものである。
成するために、 〔１〕第１のレーザー光と第２のレーザー光を同時に発
生させ、前記第１のレーザー光と第２のレーザー光を合
わせ、前記第１のレーザー光は測定対象物で反射させ、
前記第２のレーザー光は前記測定対象物に到達する直前
で反射させ、前記測定対象物で反射した第１のレーザー
光と前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光とをそれぞれに分け、前記測定対象物で反射し
た第１のレーザー光を第１の位置検出器で検出し、前記
測定対象物に到達する直前で反射した第２のレーザー光
を第２の位置検出器で検出し、前記第１の位置検出器と
前記第２の位置検出器からの検出値に基づいて、前記測
定対象物周りの媒体の揺らぎを補正するようにした測定
対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法であ
って、前記第１のレーザー光をＨｅ−Ｎｅレーザーで、
第２のレーザー光をＹＡＧレーザーで得て、該２色のレ
ーザー光を、第１のダイクロイックミラーで同軸の１本
の線になし、前記第２のレーザー光を測定対象物に到達
する直前で第２のダイク ロイックミラーで反射させ、前
記第１のレーザー光は前記測定対象物で反射させ、反射
した２色のレーザー光を、第３のダイクロイックミラー
で分けて、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光
を第１の位置検出器で検出し、前記測定対象物に到達す
る直前で反射した第２のレーザー光を第２の位置検出器
で検出するようにしたものである。
【０００７】〔２〕第１のレーザー光と第２のレーザー
光とを同時に発生させる手段と、前記第１のレーザー光
と第２のレーザー光とを合わせる手段と、前記第１のレ
ーザー光を測定対象物で反射させる手段と、前記第２の
レーザー光を前記測定対象物に到達する直前で反射させ
る手段と、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光
と、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光とをそれぞれに分ける手段と、前記測定対象物
で反射した第１のレーザー光を検出する第１の位置検出
器と、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２の
レーザー光を検出する第２の位置検出器と、前記第１の
位置検出器と前記第２の位置検出器からの検出値に基づ
いて、前記測定対象物周りの媒体の揺らぎを補正する手
段とを具備する測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノ
イズの補償装置であって、前記第１のレーザー光をＨｅ
−Ｎｅレーザーで、第２のレーザー光をＹＡＧレーザー
で得て、該２色のレーザー光を、同軸の１本の線にする
第１のダイクロイックミラーと、前記第２のレーザー光
を測定対象物に到達する直前で反射させる第２のダイク
ロイックミラーと、前記第１のレーザー光は前記測定対
象物で反射させ、反射した２色のレーザー光を分ける第
３のダイクロイックミラーと、前記測定対象物で反射し
た第１のレーザー光を検出する第１の位置検出器と、前
記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレーザー
光を検出する第２の位置検出器とを具備するようにした
ものである。
光とを同時に発生させる手段と、前記第１のレーザー光
と第２のレーザー光とを合わせる手段と、前記第１のレ
ーザー光を測定対象物で反射させる手段と、前記第２の
レーザー光を前記測定対象物に到達する直前で反射させ
る手段と、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光
と、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光とをそれぞれに分ける手段と、前記測定対象物
で反射した第１のレーザー光を検出する第１の位置検出
器と、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２の
レーザー光を検出する第２の位置検出器と、前記第１の
位置検出器と前記第２の位置検出器からの検出値に基づ
いて、前記測定対象物周りの媒体の揺らぎを補正する手
段とを具備する測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノ
イズの補償装置であって、前記第１のレーザー光をＨｅ
−Ｎｅレーザーで、第２のレーザー光をＹＡＧレーザー
で得て、該２色のレーザー光を、同軸の１本の線にする
第１のダイクロイックミラーと、前記第２のレーザー光
を測定対象物に到達する直前で反射させる第２のダイク
ロイックミラーと、前記第１のレーザー光は前記測定対
象物で反射させ、反射した２色のレーザー光を分ける第
３のダイクロイックミラーと、前記測定対象物で反射し
た第１のレーザー光を検出する第１の位置検出器と、前
記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレーザー
光を検出する第２の位置検出器とを具備するようにした
ものである。
【０００８】上記のように構成したので、 （Ａ）測定対象物の周りの空気などの揺らぎによるノイ
ズの補償を行い、的確な測定対象物の測定を行うことが
できる。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみによる測定に
比べ、Ｈｅ−ＮｅレーザーとＹＡＧレーザーの２色レー
ザーによれば、５０％以上のノイズを除去することがで
きる。
ズの補償を行い、的確な測定対象物の測定を行うことが
できる。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみによる測定に
比べ、Ｈｅ−ＮｅレーザーとＹＡＧレーザーの２色レー
ザーによれば、５０％以上のノイズを除去することがで
きる。
【０００９】（Ｂ）２色のレーザー光を用いて行う場合
には、セットアップが容易で、かつ３個のダイクロイッ
クミラーにより、測定対象物の前後において、２本の光
線が同軸であり、位置誤差が生じることがない。
には、セットアップが容易で、かつ３個のダイクロイッ
クミラーにより、測定対象物の前後において、２本の光
線が同軸であり、位置誤差が生じることがない。
【００１０】（Ｃ）単色光を分割して行う場合には、１
色のレーザーで済むために、安価にできる。
色のレーザーで済むために、安価にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１２】図１は本発明の実施例を示す測定対象物周
りの媒体の揺らぎによるノイズの補償を行った測定シス
テムの構成図である。
りの媒体の揺らぎによるノイズの補償を行った測定シス
テムの構成図である。
【００１３】図１において、１はＨｅ−Ｎｅレーザー
（λ1 ＝６３３ｎｍ）、２はＹＡＧレーザー（λ2 ＝
１．０６μｍ）、３，４はコリメータ、５は第１の全反
射ミラー、６は第１のダイクロイックミラー（ＤＭ
１）、７は第２の全反射ミラー、８はビームスプリッ
タ、９は第２のダイクロイックミラー（ＤＭ２）、１０
はゲージブロック（Ｇａｕｇｅ ｂｌｏｃｋ：この場合
は測定対象物）、１１は第３のダイクロイックミラー
（ＤＭ３）、１２は第１の位置検出器、１３は第２の位
置検出器、１４はコンピュータ、１５は風速を示してい
る。
（λ1 ＝６３３ｎｍ）、２はＹＡＧレーザー（λ2 ＝
１．０６μｍ）、３，４はコリメータ、５は第１の全反
射ミラー、６は第１のダイクロイックミラー（ＤＭ
１）、７は第２の全反射ミラー、８はビームスプリッ
タ、９は第２のダイクロイックミラー（ＤＭ２）、１０
はゲージブロック（Ｇａｕｇｅ ｂｌｏｃｋ：この場合
は測定対象物）、１１は第３のダイクロイックミラー
（ＤＭ３）、１２は第１の位置検出器、１３は第２の位
置検出器、１４はコンピュータ、１５は風速を示してい
る。
【００１４】そこで、Ｈｅ−Ｎｅレーザー１（λ1 ＝６
３３ｎｍ）から出射されたレーザー光はコリメータ３を
通して、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ１）６に至
る。
３３ｎｍ）から出射されたレーザー光はコリメータ３を
通して、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ１）６に至
る。
【００１５】一方、ＹＡＧレーザー（λ2 ＝１．０６μ
ｍ）２から出射されたレーザー光はコリメータ４を通し
て、第１の全反射ミラー５で反射されて第１のダイクロ
イックミラー（ＤＭ１）６に至る。そこで、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザー１とＹＡＧレーザー２からの２色のレーザー光
を、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ１）６により同
軸の１本の線とする。
ｍ）２から出射されたレーザー光はコリメータ４を通し
て、第１の全反射ミラー５で反射されて第１のダイクロ
イックミラー（ＤＭ１）６に至る。そこで、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザー１とＹＡＧレーザー２からの２色のレーザー光
を、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ１）６により同
軸の１本の線とする。
【００１６】この同軸の１本の線は、第２の全反射ミラ
ー７で反射され、ビームスプリッタ８に至る。ＹＡＧレ
ーザー光は測定対象物、つまり、ゲージブロック１０の
直前に固定された第２のダイクロイックミラー（ＤＭ
２）９において反射するが、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は、
第２のダイクロイックミラー９を通過し、測定対象物
（ゲージブロック）１０に至り、そこで反射する。
ー７で反射され、ビームスプリッタ８に至る。ＹＡＧレ
ーザー光は測定対象物、つまり、ゲージブロック１０の
直前に固定された第２のダイクロイックミラー（ＤＭ
２）９において反射するが、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は、
第２のダイクロイックミラー９を通過し、測定対象物
（ゲージブロック）１０に至り、そこで反射する。
【００１７】反射光はビームスプリッタ８により、第３
のダイクロイックミラー（ＤＭ３）１１に向かい、その
第３のダイクロイックミラー１１でその反射光を再び２
本に分け、ＹＡＧレーザー光は第２の位置検出器１３に
より、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は第１の位置検出器１２に
よりそれぞれ検出し、これらの検出値に基づいて、コン
ピュータ１４で測定対象物１０の測定処理、つまり、測
定対象物周りの媒体の揺らぎを補正する。
のダイクロイックミラー（ＤＭ３）１１に向かい、その
第３のダイクロイックミラー１１でその反射光を再び２
本に分け、ＹＡＧレーザー光は第２の位置検出器１３に
より、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は第１の位置検出器１２に
よりそれぞれ検出し、これらの検出値に基づいて、コン
ピュータ１４で測定対象物１０の測定処理、つまり、測
定対象物周りの媒体の揺らぎを補正する。
【００１８】以下、本発明の測定対象物周りの媒体の揺
らぎによるノイズの補償方法について詳細に説明する。
らぎによるノイズの補償方法について詳細に説明する。
【００１９】まず、本発明の測定対象物の測定原理につ
いて述べる。
いて述べる。
【００２０】図１に示すような装置をセットして、上記
したように２種の波長の光源、ここでは、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー１とＹＡＧレーザー２から出たレーザー光を、そ
れぞれコリメータ３，４を通し、第１のダイクロイック
ミラー（ＤＭ１）６により同軸の１本の線とする。ＹＡ
Ｇレーザー光は、測定対象物であるゲージブロック１０
の直前に固定された第２のダイクロイックミラー（ＤＭ
２）９において反射するが、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は第
２のダイクロイックミラー（ＤＭ２）９を通過し、ゲー
ジブロック１０で反射する。反射光を再び第３のダイク
ロイックミラー（ＤＭ３）１１で２本に分け、ＹＡＧレ
ーザー光は第２の位置検出器１３により、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー光は第１の位置検出器１２により検出する。
したように２種の波長の光源、ここでは、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー１とＹＡＧレーザー２から出たレーザー光を、そ
れぞれコリメータ３，４を通し、第１のダイクロイック
ミラー（ＤＭ１）６により同軸の１本の線とする。ＹＡ
Ｇレーザー光は、測定対象物であるゲージブロック１０
の直前に固定された第２のダイクロイックミラー（ＤＭ
２）９において反射するが、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光は第
２のダイクロイックミラー（ＤＭ２）９を通過し、ゲー
ジブロック１０で反射する。反射光を再び第３のダイク
ロイックミラー（ＤＭ３）１１で２本に分け、ＹＡＧレ
ーザー光は第２の位置検出器１３により、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー光は第１の位置検出器１２により検出する。
【００２１】そこで、第１の位置検出器１２からの出力
ΔＶ01には、測定対象物１０の変位と周辺空気の揺らぎ
によるノイズがのっているが、第２の位置検出器１３か
らの出力ΔＶ02は測定対象物の変位にはよらないことよ
り、周辺空気の揺らぎによるノイズを差し引くことがで
きる。
ΔＶ01には、測定対象物１０の変位と周辺空気の揺らぎ
によるノイズがのっているが、第２の位置検出器１３か
らの出力ΔＶ02は測定対象物の変位にはよらないことよ
り、周辺空気の揺らぎによるノイズを差し引くことがで
きる。
【００２２】ここで、上記した２色のレーザー光を共に
用いた方法を、便宜的に、２色補償法（Ｔｗｏ−Ｃｏｌ
ｏｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ：ＴＣＣ法）と呼ぶ。
用いた方法を、便宜的に、２色補償法（Ｔｗｏ−Ｃｏｌ
ｏｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ：ＴＣＣ法）と呼ぶ。
【００２３】次に、本発明の測定対象物の測定における
解析法について述べる。
解析法について述べる。
【００２４】Ｈｅ−Ｎｅレーザー（波長λ1 ）、ＹＡＧ
レーザー（波長λ2 ）のレーザー光の揺らぎをそれぞれ
ξ1 、ξ2 とすると、第１の位置検出器１２の出力ΔＶ
01と、第２の位置検出器１３の出力ΔＶ02は、それぞ
れ、 ΔＶ01＝ｋ1 ×（θ＋ξ1 ） ΔＶ02＝ｋ2 ×ξ2 で示される。ここで、ｋ1 、ｋ2 はレーザー光の波長、
位置検出器の特性などによる係数、θは測定対象物の変
位であり、ξ1 、ξ2 の間には、 ξ1 ＝ｂξ2 の関係がある。ｂは周辺空気の揺らぎによる係数であ
る。
レーザー（波長λ2 ）のレーザー光の揺らぎをそれぞれ
ξ1 、ξ2 とすると、第１の位置検出器１２の出力ΔＶ
01と、第２の位置検出器１３の出力ΔＶ02は、それぞ
れ、 ΔＶ01＝ｋ1 ×（θ＋ξ1 ） ΔＶ02＝ｋ2 ×ξ2 で示される。ここで、ｋ1 、ｋ2 はレーザー光の波長、
位置検出器の特性などによる係数、θは測定対象物の変
位であり、ξ1 、ξ2 の間には、 ξ1 ＝ｂξ2 の関係がある。ｂは周辺空気の揺らぎによる係数であ
る。
【００２５】従って、位置検出器の出力の間には ΔＶ01＝ｋ1 θ＋（ｋ1 ／ｋ2 ）ｂΔＶ02＝ｋ1 θ＋ｃ
ΔＶ02 の関係が存在する。
ΔＶ02 の関係が存在する。
【００２６】ここで、留意すべきことは、本発明によれ
ば、レーザー光の進行方向の揺らぎを補正するのではな
くて、レーザー光の進行方向に対して、垂直方向の揺ら
ぎを補正対象にしていることである。
ば、レーザー光の進行方向の揺らぎを補正するのではな
くて、レーザー光の進行方向に対して、垂直方向の揺ら
ぎを補正対象にしていることである。
【００２７】次に、具体的な測定例について説明する。
【００２８】測定例として、片持ち板の自由端側を圧電
素子により加振し、板の変位を測定した。また、風洞内
で実験することにより、周辺空気に揺らぎを与えた。
素子により加振し、板の変位を測定した。また、風洞内
で実験することにより、周辺空気に揺らぎを与えた。
【００２９】まず、測定対象物を加振せず、風速を０ｍ
／ｓ〜８ｍ／ｓに変化させ校正を行った。Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー（波長λ1 ）、ＹＡＧレーザー（波長λ2 ）をそ
れぞれ単独で測定した単色法の場合、およびＨｅ−Ｎｅ
レーザー（波長λ1 ）とＹＡＧレーザー（波長λ2 ）と
を同時に用いたＴＣＣ法を用いた場合の測定結果の変動
の標準偏差（それぞれσ1 、σ2 、σ12とする）を表１
に示す。
／ｓ〜８ｍ／ｓに変化させ校正を行った。Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザー（波長λ1 ）、ＹＡＧレーザー（波長λ2 ）をそ
れぞれ単独で測定した単色法の場合、およびＨｅ−Ｎｅ
レーザー（波長λ1 ）とＹＡＧレーザー（波長λ2 ）と
を同時に用いたＴＣＣ法を用いた場合の測定結果の変動
の標準偏差（それぞれσ1 、σ2 、σ12とする）を表１
に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】ここで、補償効率を（１−σ12／σ1 ）×
１００（％）で定義する。
１００（％）で定義する。
【００３２】この表１から明らかなように、ＴＣＣ法に
よれば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみによる測定に比べ、５
０％以上ノイズを除去していることがわかる。
よれば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみによる測定に比べ、５
０％以上ノイズを除去していることがわかる。
【００３３】図２に風速４ｍ／ｓの出力例を示す。ここ
で、縦軸は傾斜角度変化量（Ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ ｖ
ａｒｉａｔｉｏｎ）（秒）、横軸は時間（ｍｓ）を示し
ている。
で、縦軸は傾斜角度変化量（Ｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ ｖ
ａｒｉａｔｉｏｎ）（秒）、横軸は時間（ｍｓ）を示し
ている。
【００３４】この図から明らかなように、単色法〔Ｈｅ
−Ｎｅレーザー（波長λ1 ）、ＹＡＧレーザー（波長λ
2 ）をそれぞれ単独で測定した場合には測定対象物の周
りの媒体の揺らぎによる影響が大きいのに対して、ＴＣ
Ｃ法を用いた場合の測定結果はその変動が小さいことが
わかる。
−Ｎｅレーザー（波長λ1 ）、ＹＡＧレーザー（波長λ
2 ）をそれぞれ単独で測定した場合には測定対象物の周
りの媒体の揺らぎによる影響が大きいのに対して、ＴＣ
Ｃ法を用いた場合の測定結果はその変動が小さいことが
わかる。
【００３５】次に、測定対象物を圧電素子により矩形波
の加振を行った。風速４ｍ／ｓにおける測定結果を図３
に示す。ここで、縦軸は傾斜角度変化量（Ｔｉｌｔ ａ
ｎｇｌｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）（秒）、横軸は時間
（ｍｓ）を示している。
の加振を行った。風速４ｍ／ｓにおける測定結果を図３
に示す。ここで、縦軸は傾斜角度変化量（Ｔｉｌｔ ａ
ｎｇｌｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）（秒）、横軸は時間
（ｍｓ）を示している。
【００３６】この図から明らかなように、ＴＣＣ法によ
ると圧電素子により矩形波の加振が認められるが、単色
法（Ｈｅ−Ｎｅレーザー、ＹＡＧレーザーそれぞれ単
独）では、矩形の振動はノイズに埋もれて認めることが
できない。
ると圧電素子により矩形波の加振が認められるが、単色
法（Ｈｅ−Ｎｅレーザー、ＹＡＧレーザーそれぞれ単
独）では、矩形の振動はノイズに埋もれて認めることが
できない。
【００３７】上記した実施例によれば、２色のレーザー
光を用いる場合について説明したが、これに代えて、単
色光を２本に分割することにより、ノイズを除去するこ
とができる。ただし、その場合、図１において、第１の
ダイクロイックミラー（ＤＭ１）６により同軸にアレン
ジするのではなく、近接した２本のビームにしなければ
ならない。なぜなら、第３のダイクロイックミラー（Ｄ
Ｍ３）１１によって、それぞれ第１の位置検出器１２と
第２の位置検出器１３で検出するための分離ができなく
なってしまうからである。この点に留意すると、解析法
は、基本的に同一である。
光を用いる場合について説明したが、これに代えて、単
色光を２本に分割することにより、ノイズを除去するこ
とができる。ただし、その場合、図１において、第１の
ダイクロイックミラー（ＤＭ１）６により同軸にアレン
ジするのではなく、近接した２本のビームにしなければ
ならない。なぜなら、第３のダイクロイックミラー（Ｄ
Ｍ３）１１によって、それぞれ第１の位置検出器１２と
第２の位置検出器１３で検出するための分離ができなく
なってしまうからである。この点に留意すると、解析法
は、基本的に同一である。
【００３８】その場合、単色光を分割して行うことの利
点は、安価にできることである。
点は、安価にできることである。
【００３９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００４０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００４１】（１）測定対象物の周りの空気などの揺ら
ぎによるノイズの補償を行い、的確な測定対象物の測定
を行うことができる。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみ
による測定に比べ、Ｈｅ−ＮｅレーザーとＹＡＧレーザ
ーの２色レーザーによれば、５０％以上のノイズを除去
することができる。
ぎによるノイズの補償を行い、的確な測定対象物の測定
を行うことができる。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザーのみ
による測定に比べ、Ｈｅ−ＮｅレーザーとＹＡＧレーザ
ーの２色レーザーによれば、５０％以上のノイズを除去
することができる。
【００４２】（２）２色のレーザー光を用いて行う場合
には、セットアップが容易で、かつ３個のダイクロイッ
クミラーにより、測定対象物の前後において、２本の光
線が同軸であり、位置誤差が生じることがない。
には、セットアップが容易で、かつ３個のダイクロイッ
クミラーにより、測定対象物の前後において、２本の光
線が同軸であり、位置誤差が生じることがない。
【００４３】（３）単色光を分割して行う場合には、１
色のレーザーで済むために、安価にできる。
色のレーザーで済むために、安価にできる。
【図１】本発明の実施例を示す測定対象物周りの媒体の
揺らぎによるノイズの補償を行った測定システムの構成
図である。
揺らぎによるノイズの補償を行った測定システムの構成
図である。
【図２】本発明の実施例を示す測定対象物周りの媒体の
揺らぎによるノイズの補償方法例であり、風速４ｍ／ｓ
における測定結果を示す図である。
揺らぎによるノイズの補償方法例であり、風速４ｍ／ｓ
における測定結果を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す測定対象物周りの媒体の
揺らぎによるノイズの補償方法例であり、測定対象物を
圧電素子により矩形波の加振を行い、かつ風速４ｍ／ｓ
における測定結果を示す図である。
揺らぎによるノイズの補償方法例であり、測定対象物を
圧電素子により矩形波の加振を行い、かつ風速４ｍ／ｓ
における測定結果を示す図である。
１ Ｈｅ−Ｎｅレーザー（λ1 ＝６３３ｎｍ） ２ ＹＡＧレーザー（λ2 ＝１．０６μｍ） ３，４ コリメータ ５ 第１の全反射ミラー ６ 第１のダイクロイックミラー（ＤＭ１） ７ 第２の全反射ミラー ８ ビームスプリッタ ９ 第２のダイクロイックミラー（ＤＭ２） １０ ゲージブロック １１ 第３のダイクロイックミラー（ＤＭ３） １２ 第１の位置検出器 １３ 第２の位置検出器 １４ コンピュータ １５ 風速
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−239211（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93616（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01C 3/00 - 3/32
Claims (2)
- 【請求項１】 第１のレーザー光と第２のレーザー光を
同時に発生させ、前記第１のレーザー光と第２のレーザ
ー光を合わせ、前記第１のレーザー光は測定対象物で反
射させ、前記第２のレーザー光は前記測定対象物に到達
する直前で反射させ、前記測定対象物で反射した第１の
レーザー光と前記測定対象物に到達する直前で反射した
第２のレーザー光とをそれぞれに分け、前記測定対象物
で反射した第１のレーザー光を第１の位置検出器で検出
し、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光を第２の位置検出器で検出し、前記第１の位置
検出器と前記第２の位置検出器からの検出値に基づい
て、前記測定対象物周りの媒体の揺らぎを補正するよう
にした測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補
償方法であって、前記第１のレーザー光をＨｅ−Ｎｅレーザーで、第２の
レーザー光をＹＡＧレーザーで得て、該２色のレーザー
光を、第１のダイクロイックミラーで同軸の１本の線に
なし、前記第２のレーザー光を測定対象物に到達する直
前で第２のダイクロイックミラーで反射させ、前記第１
のレーザー光は前記測定対象物で反射させ、反射した２
色のレーザー光を、第３のダイクロイックミラーで分け
て、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光を第１
の位置検出器で検出し、前記測定対象物に到達する直前
で反射した第２のレーザー光を第２の位置検出器で検出
する ことを特徴とする測定対象物周りの媒体の揺らぎに
よるノイズの補償方法。 - 【請求項２】 第１のレーザー光と第２のレーザー光と
を同時に発生させる手段と、前記第１のレーザー光と第
２のレーザー光とを合わせる手段と、前記第１のレーザ
ー光を測定対象物で反射させる手段と、前記第２のレー
ザー光を前記測定対象物に到達する直前で反射させる手
段と、前記測定対象物で反射した第１のレーザー光と、
前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレーザ
ー光とをそれぞれに分ける手段と、前記測定対象物で反
射した第１のレーザー光を検出する第１の位置検出器
と、前記測定対象物に到達する直前で反射した第２のレ
ーザー光を検出する第２の位置検出器と、前記第１の位
置検出器と前記第２の位置検出器からの検出値に基づい
て、前記測定対象物周りの媒体の揺らぎを補正する手段
とを具備する測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイ
ズの補償装置であって、（ａ）前記第１のレーザー光をＨｅ−Ｎｅレーザーで、
第２のレーザー光をＹＡＧレーザーで得て、該２色のレ
ーザー光を、同軸の１本の線にする第１のダイクロイッ
クミラーと、 （ｂ）前記第２のレーザー光を測定対象物に到達する直
前で反射させる第２のダイクロイックミラー と、（ｃ）前記第１のレーザー光は前記測定対象物で反射さ
せ、反射した２色のレーザー光を分ける第３のダイクロ
イックミラーと、 （ｄ）前記測定対象物で反射した第１のレーザー光を検
出する第１の位置検出器と、 （ｅ）前記測定対象物に到達する直前で反射した第２の
レーザー光を検出する第２の位置検出器とを具備するこ
とを特徴とする測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノ
イズの補償装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470595A JP3179324B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのための装置 |
| US08/770,461 US5777745A (en) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | Method and apparatus for compensating for noise generated by fluctuation of a medium around an object to be measured |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33470595A JP3179324B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのための装置 |
| US08/770,461 US5777745A (en) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | Method and apparatus for compensating for noise generated by fluctuation of a medium around an object to be measured |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178413A JPH09178413A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3179324B2 true JP3179324B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=26574910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33470595A Expired - Fee Related JP3179324B2 (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | 測定対象物周りの媒体の揺らぎによるノイズの補償方法及びそのための装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5777745A (ja) |
| JP (1) | JP3179324B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7656540B2 (en) * | 2006-12-06 | 2010-02-02 | Applied Kiietics, Inc. | Apparatus and method for measuring suspension and head assemblies |
| JP5300384B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2013-09-25 | 株式会社レイテックス | 表面検査装置 |
| EP2591332A2 (en) * | 2010-07-09 | 2013-05-15 | Tribis Engineering, Inc. | Tribometer |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4175365A (en) * | 1971-11-26 | 1979-11-27 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh | Method and apparatus for measuring distances |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP33470595A patent/JP3179324B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-20 US US08/770,461 patent/US5777745A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178413A (ja) | 1997-07-11 |
| US5777745A (en) | 1998-07-07 |
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