JPH02147805A - レーザー測長計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明；よ、精密測長、精密位置測定をすることができ
るレーザー測長計に関する。

〈従来の技術〉 測定対象物の位置を精密に測定するためにはマイケルソ
ンの干渉計を応用したレーザー測長計が用いられろ。か
かる従来のレーザー測長計の一例を第５図に示す。

第５図に示すように、このレーザー測長計では、Ｈｅ−
Ｎｅレーザー０１からのレーザー光はビームスプリッタ
０２で量分される。そして、ビームスプリッタ０２を透
過して直進した第１の光は測定対象物０３に取付けられ
たコーナ・キューブ・ミラー０４に入射し、反射した後
、受光器０５に導かれる。一方、ビームスプリッタ０２
で反射された第２の光は参照鏡であろコーナ・キューブ
・ミラー０６に入射し、反射した後、受光器０５に導か
れる。このようにして受光器０５に導かれた二つの光は
干渉する。そして、測定対象物ｏ３が変位した場合、上
述した二つの光の光路長の変化により干渉光の強度は正
弦波状の出力波形を示すので、変位の間の干渉光の強度
ピークの度数、すなわち正弦波の周期を測定することに
より測定対象物０３の変位を知ることができろ。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述した従来のレーザー測長計では、参照鏡は測定対象
物とは別に固定されておす、測定対象物に微小な変位Δ
Ｘが発生した場合、該測定対象物０３のコーナ・キュー
ブ・ミラー〇４に入射されて反射した光と参照鏡であろ
コーナ・キューブ・ミラー０６に入射されて反射した光
との光路長の差の変化は２ΔＸとなる。よって、変位Δ
Ｘが極めて微小な場合には、光路長が２ΔＸだけ変化す
る間の干渉光の強度ピークの度数も小さくなり、十分な
精度がとれない場合がある。

本発明はこのような事情に鑑み、従来のものより精度の
向上したレーザー測長計を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明にかかるレーザー測長計は、
レーザー光を二つに分岐する分岐手段と、この分岐手段
により分岐された第１の光を測定対象物に照射し且つそ
の反射光を受光器に導く第１の導光手段と、分岐された
第２の光を上記第１の光とのなす角が１８０″′となる
方向から上記測定対象物に照射し且つその反射光を上記
受光器に導く第２の導光手段とを有し、これら第１の光
及び第２の光の反射光の干渉により上記測定対象物の変
位を測定することを特徴とする。

く作　　　用〉 分岐手段によ抄分岐された第１の光の受光器までの光路
長と、第２の光の受光器までの光路長との差は、測定対
象物がΔＸだけ変位することにより、４ΔＸと従来の２
倍変化する。したがって、測定対象物の変位量ΔＸは従
来の２倍の干渉光強度の変化をもとにして測定されるた
め、従来の測長針より測長分解能が２倍に向上する。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図には、本発明にかかるレーザー間長器の一実施例
を示す。同図に示すように、Ｈｅ−Ｎｏレーザー１から
のレーザー光は分岐手段であるビームスプリッタ２によ
り分岐される。ビームスプリッタ２を通過して直進した
第１の光は測定対象物３に取付けられたコーナ・キュー
ブ・ミラー４ａに入射し、反射した後、ビームスプリッ
タ２により反射されて受光器５に導かれる。一方、ビー
ムスプリッタ２で反射された第２の光はコリメータレン
ズ６ａにより集光されてシングルモード光ファイバであ
る光ファイバ７に導かれ、再びコリメータレンズ６ｂに
より平行光に変換された後、測定対象物３のコーナ・キ
ューブ・ミラー４ａの取付側とは反対側に取付けられた
コーナ・キューブ・ミラー４ｂに入射される。そして、
この入射光はコーナ・キューブ・ミラー４ｂで反射され
、コリメータレンズ６ｂ、光ファイバ７、コリメータレ
ンズ６ａを通り、ビームスプリッタ２を通過して受光器
５に導かれる。

このように２系統の導光手段により導かれて、それぞれ
測定対象物３に取付けられたコーナ・キューブ・ミラー
４ａ、４ｂに１８０１の角度をなして照射され、且つ反
射された二つの光は、受光器５に到達して干渉信号を出
力する。そして、測定対象物３がΔＸ変位する間に、上
述した二つの光の光路長の差は４ΔＸだけ変化し、この
変化量４ΔＸに応じて干渉光の強度ピークの度数が測定
される。

第５図に示した従来のレーザー測長針では測定対象物の
ΔＸの変位に対応する光路長の差の変化は２ΔＸである
ので、上記実施例の測長計で測定される干渉光の強度ピ
ークの度数は従来の測長針のそれの２倍となる。

第２図には両者の測長針によｔｔＳ定される干渉光の強
度の出力波形を示す。このように干渉光の強度は測定対
象物の変位に対して正弦波状に変化し、上述した強度ピ
ークの度数はこの出力波形の波数で表されろ。したがっ
て、第２図から明らかなように、上記実施例の測長器は
、出力する正弦波の周期が従来の測長器による周期の棒
であるので、測長分解能が２倍に向上している。

第３図には、他の実施例にかかるレーザー測長計の構成
を示す。同図に示すように、この実施例のレーザー測長
針は、ビームスプリッタ２により分岐されて直進した第
１の光を測定対象物３に取付けられたコーナ・キューブ
・ミラー４ａに入射し、且つその反射光を受光器５に導
くために光ファイバ７と同様な光ファイバ８を用いる以
外は上述した実施例とほぼ同様の構成をとっている。そ
して、Ｈｅ−Ｎｏレーザー１からのレーザー光は、ビー
ム・エクスパンダ−９によりビーム径を拡大した後、ビ
ームスプリッタ２で分岐するようにしたので、これら分
岐光をそれぞれ光ファイバ７．８に導入するために集光
レンズ１０　ａ、　１０　ｂを用いている。又、光ファ
イバ７．８中を伝播した光はコリメータレンズ１１ａ、
ｌｌｂにより平行光に変換された後、測定対象物３に取
付けられたコーナ・キュブ・ミラー４ａ、４ｂに入射し
、反射された後、コーナ・キューブ・ミラー４ａ、４ｂ
により再び集光されて各光ファイバ７．８に導入されろ
。なお、光ファイバ７．８中を伝播した反射光は再び集
光レンズ１０　ａ、　１０　ｂにより平行光に変換され
た後、ビームスプリッタ２で合成されて受光器５に入射
するようになっている。

このように受光器５に二つの光が到達すると上述した実
施例と同様に干渉信号を出力する。この干渉信号は増幅
器１１で増幅された後、パルスカウンター１２に入力さ
れ、その強度変化の回数がカウントされ、この回数によ
す測定対象物３の変位量ΔＸが計測されろ。

第４図には、この実施例のレーザー測長計と第５図に示
した従来のレーザー測長計の変位ｔΔＸに対応するパル
スカウント数を示す。

このように、本実施例のレーザー測長計のパルスカウン
ト数は従来のものの２倍となっており、測長分解能が２
倍に向上していることが認められた。なお、この場合の
変位量ΔＸはガラス・スケールにより測定した。

また、以上説明した実施例のレーザー測長計は、光ファ
イバを用いて導光手段の光路を自由に曲げることができ
るので、例えば複雑に組み上げられた装置等において測
長針の配置スペースが制限される場合にも、十分に使用
可能となる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明にかかるレーザー測長計で
は、測定対象物の変位量に対する干渉光の光路差の変化
量が従来の測長針の２倍となるため、測長分解能が従来
の測長計の２倍に向上し、高精度な測長手段として橿め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるレーザー測長計の構
成を示す説明図、第２図はその出力波形と従来のレーザ
ー測長針の出力波形との比較したグラフ、第３図は他の
実施例のレーザー測長計の構成を示す説明図、第４図は
そのパルスカウント数と従来の測長針のパルスカウント
数とを比較したグラフ、第５図は従来技術にかかるレー
ザー測長計を示す説明図である。 図　　面　　中、 １はＨｅ−Ｎｅレーザー ２はビーム・スプリッタ） ３は測定対象物、 ４ａ、４ｂはコーナ・キューブ・ミラー５は受光器、 ６ａ、６ｂはコリメータ・レンズ、 ７．８は光ファイバ、 ９　ａ　、　９　ｂ　ｌ；ｔｍ光レしス、１０ａ、１０
ｂはコリメータ・レンズ、１１は増幅器、 １２はパルスカウンターである〇 特 許 出 願 人 住友電気工業株式会社 代 理 人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光を二つに分岐する分岐手段と、この分
   岐手段により分岐された第１の光を測定対象物に照射し
   且つその反射光を受光器に導く第１の導光手段と、分岐
   された第２の光を上記第１の光とのなす角が１８０°と
   なる方向から上記測定対象物に照射し且つその反射光を
   上記受光器に導く第２の導光手段とを有し、これら第１
   の光及び第２の光の反射光の干渉により上記測定対象物
   の変位を測定することを特徴とするレーザー測長計。
2. （２）請求項１記載の第１及び第２の導光手段の少なく
   とも一方が１本以上の光ファイバを具えていることを特
   徴とするレーザー測長計。