JP3618455B2 - 二軸レーザ測長機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸レーザ測長機に関し、特に、この種の測長機において、出射されるレーザ光線を有効に活用する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から工作機械のワークテーブルや精密機械のX,Yテーブル等の移動距離を精度よく測長する装置としてレーザ測長機が知られている。
この種のレーザ測長機は、送光部および受光部を備えたレーザヘッドと、送光部から出光したレーザ光を反射し受光部に受光させるための反射ターゲット(コーナキューブ)と、これらの間に設置される干渉計とを基本構成として備えている。
【0003】
レーザ測長機の反射ターゲットは、移動する被測長物体に取り付けられて、被測長物体と一体に移動し、移動距離に対応したレーザ光の干渉効果を利用して、距離の測長が行われる他、光学系の付加に応じて角度,平面度,真直度,直角度,平行度などの各種の測定が行われる。
図2には、基本光学系を備えた二軸レーザ測長機の代表的な例が示されている。同図に示す二軸レーザ測長機は、先端に出射光が通過する窓部1aを設けたレーザヘッド1と、レーザヘッド1から出射されるレーザ光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ2と、二つの測定軸側に配置される測長光学系部品3,4とを備えている。
【0004】
レーザヘッド1内には、レーザ光の発生源であるレーザチューブ1bと、レーザ光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ1cと、1/2波長板1dと、ビーム拡大器1eが設けられている。
各測長光学系部品3,4は、偏光ビームスプリッタ2から出射する光を受ける干渉計3a,4aと、干渉計3aの上部に配置された基準ターゲット3b、干渉計4aの左部に配置された基準ターゲット4bと、移動する測定対象物側に配置される反射ターゲット3c,4cと、受光器3d,4dとを備えている。
【0005】
受光器3d,4dでは、基準ターゲット3b,4bと反射ターゲット3c,4cからの反射光を干渉計3a,4aで干渉させた干渉光が受光される。このように構成された二軸レーザ測長機では、レーザチューブ1bから出射したレーザ光が、偏光ビームスプリッタ1cにより光軸が直交する2つの偏光成分(PおよびS成分)とに分光され、一方の偏光成分のみが窓部1aから出射される。
【0006】
窓部1aから出射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ2で再び2つの偏光成分に分光され、一方の偏光成分が測長光学系部品3に入射するとともに、他方の偏光成分が測長光学系部品4に入射する。
そして、反射ターゲット3c,4cと干渉計3a,4aとの間の長さが1/2波長分変化する度に、 受光器で受光される干渉光の強度変化が1周期生じるので、この変化の回数をカウントすることにより測長を行う。
【0007】
しかしながら、このような従来の二軸レーザ測長機には、以下に説明する技術的な課題が指摘されていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記構成の二軸レーザ測長機では、レーザヘッド1から出斜射した光のうち、偏光ビームスプリッタ1cを透過する特定の偏光成分のみを測定光として使用しているが、他方の偏光成分は、分離,排除していたため、レーザ光線は、その一部しか測長に使用されていない。
【0009】
しかも、実際の測定に使用するレーザ光は、一方の偏光成分を偏光ビームスプリッタ2でさらに2つの成分に分光しているので、一軸当たりの光量は、レーザチューブ1bから出射する光量の1/4となり、このような状態で測長を行うと、レーザ光線の光量が小さいので、干渉信号のS/N比の悪化や、これに伴う測長精度への悪影響や、さらに、測長可能長さの減少に繋がっていた。
【0010】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、単位軸当たりの光量を増加することができる二軸レーザ測長機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、レーザ光線を出射するレーザチューブと、前記レーザ光線の光軸上に設置される一対ずつの干渉計および反射,基準ターゲットと、前記反射ターゲットからの反射光と前記基準ターゲットからの参照光とを前記干渉計で干渉させた干渉光を受光する一対の受光部とを備え、前記干渉光の干渉状態に基づいて前記反射ターゲットまでの距離を測長する二軸用のレーザ測長機において、前記レーザ光線を2つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを前記レーザヘッドと前記干渉計との間に設置し、この偏光ビームスプリッタで分離された一方の偏光成分で一方の軸側の測長を行うとともに、他方の偏光成分で他方の軸側の測長を行うようにした。
この構成によれば、単位軸当たりの光量は、レーザチューブから出射するレーザ光の1/2となり、従来のこの種の測長機よりも大きな光量での二軸測長が可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照にして詳細に説明する。図1は、本発明にかかる二軸測長機の一実施例を示している。同図に示す測長機は、レーザヘッド10と、偏光ビームスプリッタ12と、一対の1/2波長板14,16と、一対の測長光学系部品18,20とを備えている。
【0013】
レーザヘッド10内には、レーザ光線を出射するレーザチューブ10aと、このレーザチューブ10aと同じ光軸上に設けられたビーム拡大器10bとが設けられている。また、レーザヘッド10の前面には、ビーム拡大器10bの光軸上に出射窓部10cが貫通形成されている。偏光ビームスプリッタ12は、出射窓部10cの中心軸上に光軸を一致させて対向配置されている。
【0014】
偏光ビームスプリッタ12の透過光の通過面と反射光の通過面には、それぞれ1/2波長板14,16が近接配置されている。一対の測長光学系部品18,20は、それぞれ測定対象軸(x,y軸)側に配置されており、干渉計18a,20aと、基準ターゲット18b,20bと、反射ターゲット18c,20cおよび受光器18d,20dとを備えていて、この部分の構成は、前述した従来の二軸測長機と同様になっている。
【0015】
このように構成された二軸レーザ測長機では、レーザチューブ10aから出射するレーザ光L0 は、出射窓部10cを介して偏光ビームスプリッタ12に入射する。
偏光ビームスプリッタ12に入射したレーザ光L0 は、ここで偏光軸が互いに直交するP,S偏光成分、すなわち、0°の偏光軸上で振動する透過光L1 と、90°の偏光軸上で振動する反射光L2 とに分光される。
【0016】
透過光L1 は、1/2波長板14を通過することにより偏光軸が45°回転させられ、45°の直線偏光となり、x軸側の測長光学系部品18に入射し、x軸の測長に使用される。
反射光L2 は、1/2波長板16を通過することにより偏光軸が45°回転させられ、−45°の直線偏光となり、y軸側の測長光学系部品20に入射し、y軸の測長に使用される。
【0017】
反射ターゲット18c,20cからの反射光と、基準ターゲット18b,20bからの参照光とを干渉計18a,20aで干渉させた干渉光は、アナログの光信号となり、この信号が各受光部18d,20dで受光される。
各受光器18d,20dで受光されたアナログの光信号は、図外の信号処理回路と演算回路とに入力され、これらの回路でレーザ光L0 の波長パラメータを用いて、電気的な演算処理を行うことで、各反射ターゲット18c,20cと干渉計18a,20aとの間の長さが求められる。
【0018】
さて、以上のように構成された二軸レーザ測長機によれば、レーザチューブ10aから出射したレーザ光L0 を偏光ビームスプリッタ12により2つの成分に分け、一方(透過光L1 )をx軸測定に使用するとともに、他方(反射光L2 )をy軸測定に使用するので、単位軸当たりの光量は、レーザチューブ10aから出射する光の1/2となり、従来のこの種の測長機の2倍の大きさの光量での二軸測長が可能になる。
【0019】
従って、測定光量の低下に伴う干渉信号のS/N比の悪化や、これに伴う測長精度への悪影響や、さらに、測長可能長さの減少といった問題がなくなり、高精度の測長と測長可能長さが拡張される。
また、本実施例の場合には、図2に示した従来の二軸測長機に対して、レーザヘッド内に設けた偏光ビームスプリッタを除去しているので、その分だけ光軸合わせが簡単になるとともに、高額な偏光ビームスプリッタを省略することで、部品点数も少なくなって、経済的な面でも有利になる。
【0020】
【発明の効果】
以上各実施例によって詳細に説明したように、本発明の二軸レーザ測長機によれば、二軸測長における光量が増加するので、測長精度の向上および測長可能距離の増加を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる二軸レーザ測長機の一実施例を示す説明図である。
【図2】従来の二軸レーザ測長機の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 レーザヘッド
10a レーザチューブ
10b ビーム拡大器
10c 出射窓部
12 偏光ビームスプリッタ
14,16 1/2波長板
18,20 測長光学系部品
18a,20a 干渉計
18b,20b 基準ターゲット
18c,20c 反射ターゲット
18d,20d 受光部
Claims (1)
- レーザ光線を出射するレーザチューブと、前記レーザ光線の光軸上に設置される一対ずつの干渉計および反射,基準ターゲットと、前記反射ターゲットからの反射光と前記基準ターゲットからの参照光とを前記干渉計で干渉させた干渉光を受光する一対の受光部とを備え、前記干渉光の干渉状態に基づいて前記反射ターゲットまでの距離を測長する二軸用のレーザ測長機において、
前記レーザ光線を2つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを前記レーザヘッドと前記干渉計との間に設置し、この偏光ビームスプリッタで分離された一方の偏光成分で一方の軸側の測長を行うとともに、他方の偏光成分で他方の軸側の測長を行うことを特徴とする二軸レーザ測長機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08547096A JP3618455B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 二軸レーザ測長機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08547096A JP3618455B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 二軸レーザ測長機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09280820A JPH09280820A (ja) | 1997-10-31 |
JP3618455B2 true JP3618455B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=13859790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08547096A Expired - Lifetime JP3618455B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 二軸レーザ測長機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3618455B2 (ja) |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP08547096A patent/JP3618455B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09280820A (ja) | 1997-10-31 |
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