JP3350093B2 - 測長装置 - Google Patents
測長装置Info
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Description
利用した距離計を構成する際、一方の光の位相が半波長
進む毎に干渉縞が明暗を繰り返すが、この明暗の数が距
離の関数として表わさるれことは周知となっており、本
発明はこの光の干渉作用を利用してブロックゲージなど
の長さを正確に測定する測長装置に関する。
もので、測長器本体１と表示器２とからなる。測長器本
体１は、架台１ａの一端部に設けられたレーザ発振器３
と、架台１ａの他端部に設けられた可動ターゲットプリ
ズム４と、レーザ光の光路上であってレーザ発振器３の
近傍に設けられた干渉ビームスプリッタ５内蔵固定ター
ゲットプリズム６と、レーザ発振器３内に設けられ、可
動ターゲットプリズム４と固定ターゲットプリズム６で
作られる光の干渉作用による干渉縞の強度変化を測定す
る受光センサ（図示せず）と、同じくレーザ発振器３内
の受光センサの前方位置に設けられ、可動ターゲットプ
リズム４の前進と後退とを判別するための偏光光学系
（図示せず）とから構成されている。
光は、干渉ビームスプリッタ５において固定ターゲット
プリズム６で反射する基準光と、可動ターゲットプリズ
ム４で反射する測定光とに分割される。そして被測定物
Ｗの長さに相当するだけ可動ターゲットプリズム４をス
ライドさせたときに、受光センサ８は基準光と測定光の
干渉により生じる明暗データを出力し、これを表示器２
内の処理回路（図示せず）でカウントすることにより被
測定物Ｗの長さを測定するようになっている。なお符号
Ｐ0は可動ターゲットプリズム４の移動開始点で、測長
のための基準点である。
測長装置では、測長器本体１の架台１ａの温度が変化し
た場合、熱膨張により、基準点Ｐ0が変化してしまう。
例えば、架台１ａの長さが３ｍで、架台１ａの素材（鋳
鉄）の熱膨張係数を１１．６×１０- 6/℃とすると、測
長器本体１ａを1時間放置している間に温度が０．５℃
上昇した場合には、架台１ａは３×１１．６×１０- 6
×０．５＝０．００００１７４ｍだけ伸び、即ち基準点
Ｐ0が架台１ａの左端部から０．０１７ｍｍ伸び、固定
ターゲットプリズム６側の基準光路は変化しないが、可
動ターゲットプリズム側の測長光路が０．０１７ｍｍ伸
びることとなる。このため表示器２における原点表示値
は「０．００００ｍｍ」から「−０．０１７４ｍｍ」に
変化してしまう。要するに、測長器本体の架台１ａの熱
膨張の変化を吸収できず、これが測定誤差につながると
いう問題があった。
１００本程、連続して測定する場合では、数本程度の測
定は短時間で終了するが、全部を測定し終えるにはかな
りの時間がかかる。例えば１本毎に、或いは１０本単位
毎に、測定に先立ってリセットボタンを押して基準値を
変更（零点補正）するようにすれば誤差は生じないが、
測定の度毎にこの零点補正を行なうことは非常に煩わし
く実際上困難である。このため測定開始後数時間経過す
ることによって気温が上昇し、基準点位置がずれたにも
拘らず継続して測定を続けた場合には、測定値が大きく
狂うことになる。従って従来では温度変化の少ない部屋
ににおいての測定が余儀なくされていた。
れたもので、その目的は測長装置のおかれた周辺温度が
変化しても測定誤差の生じない測長装置を提供すること
にある。
に、本発明に係る測長装置においては、レーザ光を干渉
ビームスプリッタによって固定ターゲットプリズムに向
かう基準光と、可動ターゲットプリズムに向かう測定光
とに分解し、固定ターゲットプリズムで反射した基準光
と、可動ターゲットプリズムを移動させる際の可動ター
ゲットプリズムで反射した測定光とを干渉ビームスプリ
ッタを経て受光センサで受光し、これらの光の干渉に伴
って生じる明暗回数をカウントすることによって測長す
る測長装置において、測長器本体は、長尺状の架台と、
架台上の一端部に設けられ、架台に沿った光を出射する
レーザ発振器と、架台に組付けられて、前記レーザ発振
器からの出射光の光路上をスライドできる可動ターゲッ
トプリズムと、レーザ光の光路上であってレーザ光の出
射端近傍に設けられ、レーザ発振器から出射した光を直
進する測定光と測定光に直交する基準光とに分割する干
渉ビームスプリッタと、可動ターゲットプリズム移動開
始点である測長基準点近傍において架台に固定された固
定ターゲットプリズムと、干渉ビームスプリッタにより
分割された基準光を固定ターゲットプリズムに向けて反
射するとともに、固定ターゲットプリズムで反射された
光を干渉ビームスプリッタに向けて反射するように、干
渉ビームスプリッタ近傍において架台に固定された反射
光学部材と、を備えるように構成したものである。
することにより架台が伸縮して測定光の光路長が変化し
ても、固定ターゲットプリズムは測長基準点近傍に設け
られたいるため、基準光の光路長も測定光の光路長と同
じだけ変化し、光路長の伸縮量が相殺される。
する。図１および図２は本発明に係る測長装置の一実施
例を示すもので、図１は測長装置の正面図、図２は被測
定物を測長している時の同測長装置の正面図である。こ
れらの図において、符号１０は、レーザ発振器，固定タ
ーゲットプリズム，可動ターゲットプリズム，受光セン
サ等が設けられている測長器本体で、測長器本体１０に
設けられている受光センサの出力はデータ処理回路を内
蔵する表示器３０に表示される。
る長尺状の架台で、架台１１の一端部にレーザ発振器１
２が水平に配置され、また架台１１には、レーザ発振器
１２から出射されたレーザ光の光路上に沿ってスライド
可能な可動ターゲットプリズム１４が設けられている。
架台１１の他端には可動ターゲットプリズム１４の移動
開始基準点Ｐ0が設けられており、可動ターゲットプリ
ズム１４はこの基準点Ｐ0からレーザ発振器に接近した
位置Ｐ1までスライドできる。レーザ光の光路上で、レ
ーザ発振器１２に接近した位置には干渉ビームスプリッ
タ１６が設けられており、レーザ発振器１２から出射し
たレーザ光はこの干渉ビームスプリッタ１６を透過する
ことによって、直進光である測定光Ｌ1と、測定光（直
進光）Ｌ1と直交する基準光Ｌ2とに分割される。架台１
１のビームスプリッタ１６の近傍にはミラー１８が設け
られ、測定光Ｌ2はこのミラー１８を介して、基準点Ｐ0
の近傍において架台１１に固定された固定ターゲットプ
リズム２０に導かれる。基準光Ｌ2は固定ターゲットプ
リズム２０で反射され、ミラー１８で反射されて、干渉
ビームスプリッタ１６を経て、レーザ発振器１２内に設
けられ、可動ターゲットプリズム１４の前進と後退を判
別するための偏光光学系である偏光ビームスプリッタ
（図示せず）を介して同じくレーザ発振器１２内に設け
られている受光センサー（図示せず）に導かれる。
進した測定光Ｌ1は可動ターゲットプリズム１４で反射
され、干渉ビームスプリッタ１６を介して同じく受光セ
ンサーに導かれる。測定光Ｌ1と基準光１２との位相を
検出する受光センサでは、可動ターゲットプリズム１４
の移動に伴って生ずる光の干渉作用による明暗情報とと
もに位相情報を出力する。そしてこの受光センサの出力
は表示器３０内のデータ処理回路（図示せず）により明
暗の回数がカウントされ、数値データに変換されて表示
器３０にデジタル表示される。
ットプリズム１４を基準点Ｐ0に位置させてリセットボ
タン（図示せず）を押し、零点位置を設定する。次に可
動ターゲットプリズム１４をスライドさせて、基準点Ｐ
0と可動ターゲットプリズム１４間に被測定物Ｗを挾め
るだけの十分なスペースをとる。このとき、表示器３０
には、可動ターゲットプリズム１４のスライドに伴っ
て、可動ターゲットプリズム１４の基準点Ｐ0からの距
離Ｌａが表示される。
可動プリズム１４を基準点Ｐ0側にスライドさせ、図２
に示されるように、被測定物Ｗが基準点Ｐ0に当接する
位置とする。このとき表示器３０内のデータ処理回路で
は、可動ターゲットプリズム１４の逆方向（右方向）へ
のスライドが減算値△Ｌとして処理され、前記した距離
表示Ｌａからこの減算値△Ｌが減算された距離Ｌａ−△
Ｌ＝Ｌｂが表示される。
ザ発振器１２が直接固定された構造となっているが、架
台１１とは別の台に載せたレーザ発振器１２を架台１１
から離間して配置し、架台１１がレーザ発振器１２の発
熱の影響を受けにくい構造としてもよい。
に係る測長装置によれば、測長装置の置かれている雰囲
気の温度が変化することにより架台が伸縮して測定光の
光路長が変化しても、固定プリズムは測長基準点近傍に
設けられているため、基準光の光路長も測定光の光路長
と同じだけ変化して相殺されるので、架台の伸縮が測定
上の誤差となってあらわれない。
って測定する場合に、測長装置の置かれている部屋の温
度変化を気にすることなく、またいちいち零点調整を行
うことなく、連続して長時間測定を行なっても正確な測
定値が得られる。従って如何なる温度雰囲気下にあって
も、常に正確な測定が可能であることから、従来では使
用不可能であった温度変化の激しい条件下での使用も可
能となるという優れた効果がある。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光を干渉ビームスプリッタによ
って固定ターゲットプリズムに向かう基準光と、可動タ
ーゲットプリズムに向かう測定光とに分解し、固定ター
ゲットプリズムで反射した基準光と、可動ターゲットプ
リズムを移動させる際の可動ターゲットプリズムで反射
した測定光とを干渉ビームスプリッタを経て受光センサ
で受光し、これらの光の干渉に伴って生じる明暗回数を
カウントすることによって測長する測長装置において、 測長器本体は、長尺状の架台と、架台上の一端部に設け
られ、架台に沿った光を出射するレーザ発振器と、架台
に組付けられて、前記レーザ発振器からの出射光の光路
上をスライドできる可動ターゲットプリズムと、レーザ
光の光路上であってレーザ光の出射端近傍に設けられ、
レーザ発振器から出射した光を直進する測定光と測定光
に直交する基準光とに分割する干渉ビームスプリッタ
と、可動ターゲットプリズム移動開始点である測長基準
点近傍において架台に固定された固定ターゲットプリズ
ムと、干渉ビームスプリッタにより分割された基準光を
固定ターゲットプリズムに向けて反射するとともに、固
定ターゲットプリズムで反射された光を干渉ビームスプ
リッタに向けて反射するように、干渉ビームスプリッタ
近傍において架台に固定された反射光学部材と、を備え
たことを特徴とする測長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11255292A JP3350093B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11255292A JP3350093B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 測長装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306904A JPH05306904A (ja) | 1993-11-19 |
| JP3350093B2 true JP3350093B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=14589523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11255292A Expired - Lifetime JP3350093B2 (ja) | 1992-05-01 | 1992-05-01 | 測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3350093B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5808740A (en) * | 1995-08-31 | 1998-09-15 | Sokkia Company Limited | Multiaxis distance measurement device for NC machine tools |
| JP3564205B2 (ja) * | 1995-08-31 | 2004-09-08 | 株式会社ソキア | 多軸測長機 |
| JP3618450B2 (ja) * | 1995-11-15 | 2005-02-09 | 株式会社ソキア | 多軸レーザ干渉測長機 |
-
1992
- 1992-05-01 JP JP11255292A patent/JP3350093B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05306904A (ja) | 1993-11-19 |
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