JP5502963B2 - 変位計測装置及び変位計測方法 - Google Patents
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Description
前記一対の回折格子には、光軸に沿って相対的に移動可能に対向して設けられ、前記光源から出射された光が入射する。
前記第1の光センサは、前記一対の回折格子のそれぞれの回折格子素子から出射された回折光による干渉光を検出する。
前記第2の光センサは、前記一対の回折格子から出射された非干渉光を検出する。
補正手段は、前記第2の光センサにより得られた信号に基づき、前記第1の光センサにより得られた信号を補正する。
光軸に沿って相対的に移動可能に対向して設けられた一対の回折格子のそれぞれの回折格子素子から出射された回折光による干渉光が、第1の光センサで検出される。
前記光源から出射された光のうち非干渉光が、第2の光センサで検出される。
前記第2の光センサにより得られた信号に基づき、前記第1の光センサにより得られた信号が補正される。
図1は、本発明の一実施形態に係る変位計測装置の基本的な光学系の構成を模式的に示す図である。
以上のように構成された変位計測装置10において、例えばLD12の出力の変動があった場合でも、変位を正確に計測するための手段として、第1のPD31により得られる信号を補正する形態について説明する。以下に説明するように、演算回路40は、第2のPD32により得られた信号に基づき、第1のPD31の信号を補正する補正手段として機能する。
I:干渉光30の強度
E1+E2:一対の回折格子20を通過した干渉光(回折光22及び26)の強度(振幅)
次に、LD12の出力の変動があった場合でも、変位を正確に計測するための手段として、上記補正手段(1)の説明における光学系とは別の光学系を用いて、第1のPDの信号を補正する形態について説明する。図6は、その光学系を示す。
以下、上記式1の導出方法について説明する。
一般的な波動関数、ここでは調和波Eの波動関数が次の式2のように表される。
r:波動の伝播方向
t:時間
E0:振幅
ω:周波数
k:波数(k=ω/c、c:位相速度)
φ:初期位相
E(r, t) = E0sin[ωt+α(r,φ)] ・・・式4
E2 = E02sin(ωt+α2) ・・・式6
= E01(sinωt cosα1+cosωt sinα1) + E02(sinωt cosα2+cosωt sinα2) ・・・式7
E0sinα= E01sinα1+E02sinα2 ・・・式10
次に、上記各実施形態に係る変位計測装置において用いられる回折格子の評価について説明する。
図10は、変位計測装置10の構成を示し、図1に示す光学系及びこれを収容する筐体50を示す断面図である。
図11は、この変位計測装置を保持するホルダを示す平面図である。図12は、それを主軸方向で見た側面図である。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
12…LD
20…一対の回折格子
201…第1の回折格子
202…第2の回折格子
203…第1の回折格子素子
204…第2の回折格子素子
204a…回折格子領域
204b…非回折格子領域
22、26…回折光
24…直進光
25…一対の回折格子
26…回折光
30…干渉光
31、33…第1のPD
32、34…第2のPD
40、41…演算回路
50、150…筐体
50a、150a…光源側部材
50b、150b…センサ側部材
50c、150c…バネ部
60…ホルダ
60a…開口
61…第1の部材
62…第2の部材
63…ガイドシャフト
71、80…スペーサ
72…接着剤
73…永久磁石
Claims (5)
- 光源と、
光軸に沿って相対的に移動可能に対向して設けられ、前記光源から出射された光が入射する一対の回折格子と、
前記一対の回折格子のそれぞれの回折格子素子から出射された回折光による干渉光を検出する第1の光センサと、
前記一対の回折格子から出射された非干渉光を検出する第2の光センサと、
前記第2の光センサにより得られた信号に基づき、前記第1の光センサにより得られた信号を補正する補正手段と
を具備する変位計測装置。 - 請求項1に記載の変位計測装置であって、
前記第2の光センサは、前記一対の回折格子を通過する0次光を検出する
変位計測装置。 - 請求項1または2に記載の変位計測装置であって、
前記一対の回折格子のうちいずれか一方の回折格子素子は、回折格子領域と、非回折格子領域とを含み、
前記第2の光センサは、前記非回折格子領域を通過した光を前記非干渉光として検出する
変位計測装置。 - 請求項1から3のうちいずれか1項に記載の変位計測装置であって、
前記補正手段は、前記第1の光センサにより得られる前記干渉光の強度と、前記第2の光センサにより得られる前記非干渉光の強度との関係を表す式に基づき補正を行う
変位計測装置。 - 光源から光を出射させ、
光軸に沿って相対的に移動可能に対向して設けられた一対の回折格子のそれぞれの回折格子素子から出射された回折光による干渉光を第1の光センサで検出し、
前記光源から出射された光のうち非干渉光を第2の光センサで検出し、
前記第2の光センサにより得られた信号に基づき、前記第1の光センサにより得られた信号を補正する
変位計側方法。
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