JPH02201108A - Physical quantity measuring instrument - Google Patents

Physical quantity measuring instrument

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JPH02201108A
JPH02201108A JP1021844A JP2184489A JPH02201108A JP H02201108 A JPH02201108 A JP H02201108A JP 1021844 A JP1021844 A JP 1021844A JP 2184489 A JP2184489 A JP 2184489A JP H02201108 A JPH02201108 A JP H02201108A
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JP
Japan
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displacement
fabry
photoelectric conversion
interference light
reflective surfaces
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Atsushi Seki
淳 関
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Rion Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To effectively suppress a drift by providing Fabry-Perot interference optical system in two systems and offsetting drift signal components at the time of obtaining difference information. CONSTITUTION:First and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and 10B to obtain photoelectric converting signals I1S, I2S, and ICS to express interference light intensities E1 and E2 by generating interference lights LA3 and LA5 and photoelectric-converting them are provided. On side of a pair of reflecting surfaces to compose the optical systems is fixed to a first displacement detecting member 5, and the other reflecting surface is fixed to second displacement detecting members 4A and 4B. By obtaining difference information pieces IS and ICS corresponding to the relative displacement quantity of the detecting members 5, 4A and 4B based on the photoelectric converting signals I1S, I2S and ICS, the drift generated in a reflecting surface interval is offset, a measuring signal (e) is obtained, and thereby, the drift can effectively be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 本発明は物理量測定装置に関し、特に物理量の微少変化
を測定する場合に適用して好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a physical quantity measuring device, and is particularly suitable for use in measuring minute changes in physical quantities.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、フアブリペロー干渉光学系を有する物理量測
定装置において、2系列のフアブリペロー干渉光学系を
設けるようにしたことにより、測定出力信号に生ずるお
それがあるドリフト信号成分を確実に抑制することがで
きる。
According to the present invention, in a physical quantity measuring device having a Fabry-Perot interference optical system, by providing two series of Fabry-Perot interference optical systems, it is possible to reliably suppress a drift signal component that may occur in a measurement output signal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、フアブリペロー干渉型物理量測定装置として、l
系列の光干渉光学系から得られる検出信号に基づいて物
理量の変化、例えば加速度に対応する検出信号を得るよ
うにした構成のものが提案されている(特願昭60−2
35033号)。
Conventionally, as a Fabry-Perot interferometric physical quantity measuring device, l
A configuration has been proposed in which a detection signal corresponding to a change in a physical quantity, for example, acceleration, is obtained based on a detection signal obtained from a series of optical interference optical systems (Patent Application No. 1983-2).
No. 35033).

この物理量測定装置は、振動によって感振部材に生ずる
位1的な変位を一対の半透明鏡開において生ずる干渉光
の変化として検出し、当該干渉光を充電変換して感振部
材に対するフィードバック信号に形成するようになされ
ている。
This physical quantity measuring device detects the uniform displacement caused in the vibration-sensing member due to vibration as a change in interference light generated in a pair of semi-transparent mirrors, and charges and converts the interference light into a feedback signal for the vibration-sensing member. It is made to form.

かくして当該フィードバック信号によって感振部材に対
してサーボ動作系を構成し、これにより感振部材が変位
する際に生ずる光電変換信号の変化が単純増加又は単純
減少するような範囲に感振部材の変位量を抑制できるよ
うになされている。
In this way, a servo operation system is configured for the vibration-sensing member by the feedback signal, and the displacement of the vibration-sensing member is thereby controlled within a range such that the change in the photoelectric conversion signal that occurs when the vibration-sensing member is displaced is simply increased or decreased. This is done so that the amount can be controlled.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この構成の物理m測定装置は、感振部材が微少変位した
ときこれを高感度かつ高精度に検出することができる利
点があるのに対して、微少な物理量変化を高感度に検出
できるために例えば感振部材の構成部品に熱膨脹(又は
熱収縮)が生じたり、干渉光学系に測定光を供給するた
めの光源に波長変動が生じた場合にこれが測定結果に外
乱信号成分として混入するおそれがある。
The physical m measuring device with this configuration has the advantage of being able to detect minute displacements of the vibration-sensing member with high sensitivity and precision; For example, if thermal expansion (or thermal contraction) occurs in the components of the vibration sensing member or wavelength fluctuation occurs in the light source that supplies measurement light to the interference optical system, this may be mixed into the measurement results as a disturbance signal component. be.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、このよう
な外囲条件の変化に伴って生ずる外乱信号成分を有効に
低減し得るようにした物理量測定装置を提案しようとす
るものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it is an object of the present invention to propose a physical quantity measuring device that can effectively reduce disturbance signal components that occur due to changes in the surrounding conditions. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

かかる問題点を解決するため第1の発明においては、 
それぞれ一対の反射面間において当該反射面間隔11,
1gに対応する干渉光強度訊、E!を呈する干渉光LA
3、LA5を発生させ、この干渉光LA3、LA5を光
電変換することによって干渉光強度巳1、E、を表す光
電変換信号■、!、Its、IC3を得る第1及び第2
のフアブリペロー干渉光学系10A、IOBを存し、こ
の第1及び第2のファブリペロ−干渉光学系10A、1
0Bをそれぞれ構成する一対の反射面のうち一方の反射
面を第1の変位検出部材5に固着し、かつ当該一対の反
射面のうち他方の反射面を第2の変位検出部材4A、4
Bに固着し、第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系
10A、IOBから得られる光電変換信号r+s、It
s、IC3に基づいて第1及び第2の変位検出部材5及
び4A、4B間の相対的変位量に相当する差分情報1s
、Icsを求めることにより、反射面間隔e、、itに
生ずるドリフト変位Δlを相殺してなる測定出力信号e
を得るように構成する。
In order to solve such problems, in the first invention,
Between each pair of reflective surfaces, the reflective surface spacing 11,
Interference light intensity corresponding to 1g, E! Interference light LA exhibiting
3. By generating LA5 and photoelectrically converting the interference lights LA3 and LA5, a photoelectric conversion signal representing the interference light intensity 1, E is generated. , Its, the first and second to obtain IC3
The first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A, 1 include Fabry-Perot interference optical systems 10A, IOB.
One of the pair of reflective surfaces constituting each of 0B is fixed to the first displacement detection member 5, and the other of the pair of reflection surfaces is fixed to the second displacement detection member 4A, 4.
A photoelectric conversion signal r+s, It is fixed to B and obtained from the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB.
s, difference information 1s corresponding to the relative displacement amount between the first and second displacement detection members 5, 4A, and 4B based on IC3.
, Ics, the measurement output signal e is obtained by canceling the drift displacement Δl that occurs in the reflective surface spacing e, , it.
Configure it to get .

また第2の発明においては、第1の発明に加えて、第1
及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A及びIOB
はそれぞれ別個の第1及び第2の光電変換素子22A、
22Bを有し、この第1及び第2の光電変換素子22A
、22Bから得られる第1及び第2の光電変換信号1+
s、Itsを減算処理又は加算処理することにより差分
情報■、を求めるように構成する。
Further, in the second invention, in addition to the first invention,
and second Fabry-Perot interference optical system 10A and IOB
are separate first and second photoelectric conversion elements 22A,
22B, and the first and second photoelectric conversion elements 22A
, 22B, the first and second photoelectric conversion signals 1+
The configuration is such that the difference information (2) is obtained by subtracting or adding s and Its.

また第3の発明においては、第1の発明に加えて、第1
及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A、IOBは
共通の光電変換素子22Cを有し、第1及び第2のフア
ブリペロー干渉光学系10A、10Bにおいて発生され
る干渉光LA3、LA5を共通の光電変換素子22Cに
おいて光電変換することにより、差分情報を形成する光
電変換信号IC11を得るように構成する。
Further, in the third invention, in addition to the first invention,
The second Fabry-Perot interference optical system 10A and IOB have a common photoelectric conversion element 22C, and the interference lights LA3 and LA5 generated in the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and 10B are transferred to the common photoelectric conversion element. The configuration is such that a photoelectric conversion signal IC11 forming differential information is obtained by photoelectric conversion at 22C.

また第4の発明においては、第1の発明に加えて、第1
及び第2の変位検出部材5及び4A、4B間に当該筒1
及び第2の変位検出部材5及び4A、4Bの相対的位置
関係を変更制御できる変位制御手段25.27を設け、
光電変換信号I11、tts、tcsに基づいて相対的
位置の変化を抑制するようなフィードバック制御信号S
2によって変位制御手段25.27を制御することによ
り、第1及び第2の変位検出部材5及び4A、4B間の
変位量が変化したときの干渉光強度E、 、E、の変化
の直線性を維持するように構成する。
Further, in the fourth invention, in addition to the first invention,
and the cylinder 1 between the second displacement detection member 5 and 4A, 4B.
and displacement control means 25 and 27 that can change and control the relative positional relationship of the second displacement detection members 5, 4A, and 4B,
Feedback control signal S that suppresses changes in relative position based on photoelectric conversion signals I11, tts, and tcs
By controlling the displacement control means 25 and 27 by 2, the linearity of the change in the interference light intensity E, , E, when the amount of displacement between the first and second displacement detection members 5, 4A, and 4B changes. Configure to maintain.

また第5の発明においては、第1の発明に加えて、第1
及び第2の変位検出部材5及び4A、4B間に当該筒1
及び第2の変位検出部材5及び4A、4Bの相対的位置
関係を変更制御できる変位制御手段25.27を設け、
この変位制御手段25.27に変位量設定信号を与える
ことにより相対的位置関係を設定できるように構成する
Further, in the fifth invention, in addition to the first invention,
and the cylinder 1 between the second displacement detection member 5 and 4A, 4B.
and displacement control means 25 and 27 that can change and control the relative positional relationship of the second displacement detection members 5, 4A, and 4B,
The displacement control means 25 and 27 are configured to be able to set the relative positional relationship by applying a displacement setting signal.

また第6の発明においては、一対の反射面間において当
該反射面間隔1+ 、itに対応する干渉光強度E、 
、E、を呈する干渉光LA3、LA5を発生し、この干
渉光LA3、LA5を光電変換することによって干渉光
強度El、E!を表す光電変換信号■4、■□、yes
を得るフアブリペロー干渉光学系!OA、IOBををし
、このフアブリペロー干渉光学系10A、IOBを構成
する一対の反射面のうち一方の反射面を第1の変位検出
部材5に固着し、かつ一対の反射面のうち他方の反射面
を第2の変位検出部材4A、4Bに固着し、光電変換信
号its、I!ffi、r csの変化量に基づいて第
1及び第2の変位検出部材5及び4A、4B間の相対的
変位に対応する測定出力信号eを得るようになされ、 
干渉光強度Et、Exの変化率が一定になる反射面間隔
2..2.の値を、第1及び第2の変位検出部材5及び
4A、4B間に相対的変位が生じていない状態における
反射面間隔!、。、2□。とじて選定するように構成す
る。
Further, in the sixth invention, between the pair of reflective surfaces, the interference light intensity E corresponding to the reflective surface interval 1+, it,
, E, and by photoelectrically converting the interference lights LA3, LA5, the interference light intensities El, E! Photoelectric conversion signal representing ■4, ■□, yes
Fabry-Perot interference optics to get the best results! OA and IOB, one of the pair of reflective surfaces constituting the Fabry-Perot interference optical system 10A and IOB is fixed to the first displacement detection member 5, and the other of the pair of reflective surfaces is fixed to the first displacement detection member 5. The surfaces are fixed to the second displacement detection members 4A, 4B, and photoelectric conversion signals its, I! A measurement output signal e corresponding to the relative displacement between the first and second displacement detection members 5 and 4A, 4B is obtained based on the amount of change in ffi, rcs,
Reflection surface spacing at which the rate of change of interference light intensities Et and Ex is constant2. .. 2. The value of is the reflective surface interval in a state where no relative displacement occurs between the first and second displacement detection members 5, 4A, and 4B! ,. , 2□. The configuration is configured so that the selection is made as follows.

〔作用〕[Effect]

第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A、IO
Bから得られる充電変換信号には、反射面間隔1. 、
 j!!、にドリフト変位Δ2が生じたとき、これに対
応するドリフト信号成分が光電変換信号に生ずる。
First and second Fabry-Perot interference optical systems 10A, IO
The charging conversion signal obtained from B has a reflection surface interval of 1. ,
j! ! When a drift displacement Δ2 occurs in , a corresponding drift signal component is generated in the photoelectric conversion signal.

このドリフト信号成分は差分情報を求めるような処理を
実行することによって互いに相殺され、かくして測定出
力信号eに生ずるおそれを有効に回避し得る。
These drift signal components cancel each other out by performing processing such as determining difference information, and thus it is possible to effectively avoid the possibility of this occurring in the measurement output signal e.

また干渉光強度E、、E、の変化率が一定になる反射面
間隔42. 、f、の値を反射面間隔r8、l!の変化
の中心点7!1゜、ltoとして選定することにより、
実用上直線性が一段と良好な測定結果を得ることができ
る。
Also, the reflective surface spacing 42.0 at which the rate of change of the interference light intensity E, , E, is constant. , f, and the reflective surface spacing r8,l! By selecting the center point of change as 7!1°, lto,
In practical terms, it is possible to obtain measurement results with even better linearity.

(実施例〕 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。(Example〕 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

〔1〕第1実施例の構成 第1図は本発明をサーボ加速度型振動検出装置に適用し
た場合の実施例を示し、振動検出装置1は円筒状ケース
2内に同心的に振動検出部本体3を収納する構成を有す
る。
[1] Structure of the first embodiment FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a servo acceleration type vibration detection device. It has a configuration that stores 3.

振動検出部本体3は第2図にその振動系の構成を示すに
ようにケース2内に嵌め込まれ、一端面を閉塞してなる
円環状の第1の固定部材4Aと、この固定部材4Aの開
放端面を閉塞するように固着された円板状の第2の固定
部材4Bとを有し、固定部材4A及び4Bの内部におけ
る同心位置に円筒状感振部材5が設けられている。
The vibration detecting unit main body 3 is fitted into the case 2 as shown in FIG. 2 to show the configuration of its vibration system, and includes a first annular fixing member 4A with one end closed, and a first fixing member 4A of this fixing member 4A. A cylindrical vibration sensing member 5 is provided at a concentric position inside the fixing members 4A and 4B.

固定部材4Aの内面には環状ホルダ6が一体に嵌め込ま
れ、その内側面の段部に板ばね7が固着され、板ばね7
の内方先端部に感振部材5が軸線方向に振動自在に取り
付けられている。
An annular holder 6 is integrally fitted into the inner surface of the fixing member 4A, and a leaf spring 7 is fixed to the stepped portion of the inner surface.
A vibration-sensing member 5 is attached to the inner tip portion of the vibration-sensing member 5 so as to be able to freely vibrate in the axial direction.

感振部材5の内部には、その中心軸L CEjl’rを
横切るように保持板8が固着され、その両面に一対の可
動側半透明鏡9A及び9Bが取り付けられており、この
可動側半透明1t9A及び9Bを含んで2系統分のフア
ブリペロー干渉光学系10A及び10Bが感振部材5の
中心軸L CENTとほぼ平行に沿うように形成されて
いる。
A holding plate 8 is fixed inside the vibration-sensing member 5 so as to cross the central axis LCEjl'r, and a pair of movable half-transparent mirrors 9A and 9B are attached to both sides of the holding plate 8. Two Fabry-Perot interference optical systems 10A and 10B including transparent parts 9A and 9B are formed so as to run substantially parallel to the central axis L CENT of the vibration sensing member 5.

すなわち感振部材5の中心軸り、□ア上における固定部
材4Aの外側位置に例えば半導体レーザでなる光源15
が設けられ、当該光?fl15から射出さた測定光LA
Iがコリメータ16において平行光に変換された後可動
側半透明鏡9A及び9Bに照射される。
That is, a light source 15 made of, for example, a semiconductor laser is placed at a position outside the fixed member 4A on the central axis of the vibration sensing member 5, on □A.
Is the light provided? Measuring light LA emitted from fl15
I is converted into parallel light by the collimator 16 and then irradiated onto the movable semi-transparent mirrors 9A and 9B.

この実施例の場合光[15及びコリメータ16は、ケー
ス2の内部にその中心線と直交するように形成された取
付板部I7に取り付けられ、コリメータ16から射出し
た平行光の一部が第1の入射光束LA2として固定部材
4Aの閉塞板部14に設けられた透孔18Aを通り、続
いて透孔18Aの内側にこれを覆うように設けられた固
定側半透明鏡19Aを通って可動側半透明鏡9Aに入射
するようになされている。
In this embodiment, the light [15 and the collimator 16 are attached to a mounting plate part I7 formed inside the case 2 so as to be orthogonal to the center line thereof, and a part of the parallel light emitted from the collimator 16 is The incident light flux LA2 passes through the through hole 18A provided in the closing plate part 14 of the fixed member 4A, and then passes through the fixed side semi-transparent mirror 19A provided inside the through hole 18A so as to cover it, and then passes through the movable side. The light is made to enter the semi-transparent mirror 9A.

かくして固定側半透明鏡19A及び可動側半透明fi9
Aの反射面間に第1系統フアブリベロー干渉光学系につ
いての第1の干渉光LA3が発生され、この第1の干渉
光LA3が固定側半透明II1.19Aが固着されてい
る位置において保持板8に形成された透孔20A、固定
部材4Bの厚みを横切るように形成された透孔21Aを
通って例えば光電変換素子22Aに入射する。
Thus, the fixed side semitransparent mirror 19A and the movable side semitransparent fi9
A first interference light LA3 for the first fabric bellow interference optical system is generated between the reflective surfaces of A, and this first interference light LA3 is transmitted to the holding plate 8 at the position where the fixed side translucent II 1.19A is fixed. The light enters, for example, a photoelectric conversion element 22A through a through hole 20A formed in the hole 20A and a through hole 21A formed across the thickness of the fixing member 4B.

これに対してコリメータ16から射出した平行光束の一
部が第2の入射光束LA4として閉塞板部14に設けら
れた透孔1BBを通った後保持板8に設けられた透孔2
0Bを通って第2の可動側半透明鏡9Bに入射される。
On the other hand, a part of the parallel light beam emitted from the collimator 16 passes through the through hole 1BB provided in the closing plate part 14 as a second incident light beam LA4, and then passes through the through hole 2 provided in the holding plate 8.
The light passes through 0B and enters the second movable semi-transparent mirror 9B.

この可動側半透明鏡9Bを通った光束は当該可動側半透
明鏡9Bと対向するように固定部材4Bの内面に取り付
けられた固定側半透明m19Bに入射され、かくして半
透明ff19B及び19B間に生じた干渉光LA5が固
定側半透明鏡19Bから固定部材9Bに穿設された透孔
21Bを通って光!変換素子22Bに入射される。
The light flux passing through this movable semi-transparent mirror 9B is incident on the fixed semi-transparent m19B attached to the inner surface of the fixed member 4B so as to face the movable semi-transparent mirror 9B, and thus between the semi-transparent ff19B and 19B. The generated interference light LA5 passes from the stationary side semi-transparent mirror 19B through the through hole 21B drilled in the stationary member 9B. The light is input to the conversion element 22B.

このようにして光源15、コリメータ16、透孔18A
、半透明鏡19A、9A、透孔20A。
In this way, the light source 15, collimator 16, through hole 18A
, semitransparent mirrors 19A, 9A, and through holes 20A.

21A、光電変換素子22Aによって第1のフアブリペ
ロー干渉光学系10Aが形成され、また光源15、コリ
メータ16、透孔1BB、20B。
A first Fabry-Perot interference optical system 10A is formed by the photoelectric conversion element 21A and the photoelectric conversion element 22A, and the light source 15, the collimator 16, and the through holes 1BB and 20B.

半透明鏡9B、19B、透孔21B、光電変換素子22
Bによって第2のフアブリペロー干渉光学系10Bが形
成される。これにまり感振部材5の固定部材4A及び4
Bに対する相対的な位置変位に応じて光強度が変化する
干渉光LA3及びLA5を得、その光電変換信号Its
及びIoをファブリペロ−干渉光学系10A及びIOB
の検出信号S1として送出するようになされている。
Semi-transparent mirrors 9B, 19B, through hole 21B, photoelectric conversion element 22
B forms a second Fabry-Perot interference optical system 10B. The fixing members 4A and 4 of the vibration sensing member 5 fit into this.
Interference lights LA3 and LA5 whose light intensity changes according to relative positional displacement with respect to B are obtained, and the photoelectric conversion signal Its
and Io as Fabry-Perot interference optical system 10A and IOB
The detection signal S1 is sent out as the detection signal S1.

感振部材5の外側面には、先端に電磁コイル25を固着
してなる電磁コイル保持部材26が取り付けられ、電磁
コイル25がホルダ26の内側に固着されたリング状磁
気回路部材27に設けられた空11128内に突出する
ように配設されている。
An electromagnetic coil holding member 26 having an electromagnetic coil 25 fixed to its tip is attached to the outer surface of the vibration sensing member 5, and the electromagnetic coil 25 is provided on a ring-shaped magnetic circuit member 27 fixed to the inside of the holder 26. It is arranged so as to protrude into the space 11128.

ここで空[2Bは感振部材5の中心軸L C1HTに沿
う方向に延長するように左側端面に右側方向に切り込ま
れており、これにより駆動制御回路31から@磁コイル
25に与えられる変位制御電流S2によって生ずる電磁
力により磁気回路部材27に対するiM1コイル25の
相対的変位位置(中心軸L etNt方向の)、従って
固定部材4A及び4Bに対する感振部材5の変位位置を
制御する変位制御手段が形成されている。
Here, the blank [2B is cut in the left side end face in the right direction so as to extend in the direction along the central axis L C1HT of the vibration sensing member 5, and this causes the displacement given to the magnetic coil 25 from the drive control circuit 31. Displacement control means that controls the relative displacement position of the iM1 coil 25 with respect to the magnetic circuit member 27 (in the direction of the central axis L etNt), and therefore the displacement position of the vibration sensing member 5 with respect to the fixed members 4A and 4B, by the electromagnetic force generated by the control current S2. is formed.

駆動制御回路31は、第1及び第2のフアブリペロー干
渉光学系10A及びIOBからそれぞれ得られる光電変
換信号It!及び10を差動増幅回路構成の減算回路3
2において受けてその減算出力!、を微分回路構成の移
相回路33において所定の位相に移相させた後、駆動出
力増幅回路34からフィードバック出力電流I□として
tM1コイル25、負荷抵抗35を通してアースに流す
ようになされている。
The drive control circuit 31 generates photoelectric conversion signals It! obtained from the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB, respectively. and 10 as a subtraction circuit 3 having a differential amplifier circuit configuration.
Receive and subtract power in 2! , is phase-shifted to a predetermined phase in a phase shift circuit 33 having a differential circuit configuration, and then is caused to flow from the drive output amplification circuit 34 to the ground through the tM1 coil 25 and the load resistor 35 as a feedback output current I□.

かくして光ti換信号It!及び+、に基づいて、第1
及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A及びIOB
の検出信号の差分を表す差分情報を減算出力■、として
得てフィードバック出力電流IFIIを得るためのサー
ボ駆動回路部36が駆動制御回路31の一部として形成
され、この実施例の場合負荷抵抗35の両端電圧が測定
出力信号eとして出力端子37に送出される。
Thus, the optical ti exchange signal It! and +, the first
and second Fabry-Perot interference optical system 10A and IOB
A servo drive circuit unit 36 is formed as a part of the drive control circuit 31 to obtain the feedback output current IFII by subtracting the difference information representing the difference between the detection signals of The voltage across the terminal is sent to the output terminal 37 as the measurement output signal e.

駆動制御回路31は光源15に対して光源駆動信号S3
を供給する光源回路38と一緒にプリント回路基板39
上に搭載され、また光電変換素子22A及び22B及び
プリント回路基板3日はケース2の右側端面を閉塞する
ように設けられたケース部材40に装着されていると共
に、ケース2の両端面はシールド板41及び42によっ
てシールドされている。
The drive control circuit 31 sends a light source drive signal S3 to the light source 15.
A printed circuit board 39 together with a light source circuit 38 that supplies
The photoelectric conversion elements 22A and 22B and the printed circuit board 3 are mounted on a case member 40 that closes the right end surface of the case 2, and both end surfaces of the case 2 are equipped with shield plates. 41 and 42.

サーボ駆動回路部36は定電流源でなる変位量設定用電
流源45を有し、その出力端に得られる変位量設定信号
l5tyがフィードバック出力電流I□と合成されて変
位制御信号S2として送出される。かくして電磁コイル
25及び磁気回路部材27間に発生する電磁力は変位量
設定信号I allによる電磁力を中心としてフィード
バック出力電流I□によるN磁力が重畳されることにな
る。
The servo drive circuit section 36 has a displacement amount setting current source 45 which is a constant current source, and the displacement amount setting signal l5ty obtained at its output terminal is combined with the feedback output current I□ and sent out as a displacement control signal S2. Ru. In this way, the electromagnetic force generated between the electromagnetic coil 25 and the magnetic circuit member 27 is centered on the electromagnetic force caused by the displacement setting signal Iall, and N magnetic force caused by the feedback output current I□ is superimposed.

従って変位量設定用電流源45の変位量設定信号I。、
を必要に応じて設定し直せば、これに応じてフィードバ
ック出力電流1□がIym=Oのときの半透明鏡9A及
び19A並びに9B及び19Bの反射面間隔11゜並び
にj!□。(従って振動部材5の変位位置)を設定し直
すことができるようになされている。
Therefore, the displacement amount setting signal I of the current source 45 for displacement amount setting. ,
If necessary, reset the reflection surface spacing of the semi-transparent mirrors 9A and 19A and 9B and 19B to 11° and j! when the feedback output current 1□ is Iym=O. □. (Therefore, the displacement position of the vibrating member 5) can be reset.

〔2〕変位検出動作 第1図及び第2図の構成の振動検出装置1は、振動検出
部本体3の光学系の構成を第3図に示すように、感振部
材5が保持板8上に固着された可動側半透明鏡9A及び
9Bと一体に矢印aで示すように中心線L CENTに
沿って左右方向に振動したとき、その変位量を以下に述
べる動作原理に基づいて検出する。
[2] Displacement detection operation In the vibration detection device 1 having the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the vibration sensing member 5 is placed on the holding plate 8 as shown in FIG. When the movable half-transparent mirrors 9A and 9B fixed to the movable side mirrors 9A and 9B vibrate in the left-right direction along the center line L CENT as shown by arrow a, the amount of displacement is detected based on the operating principle described below.

ここで固定側半透明鏡19A及び19Bの位置関係は、
当該半透明鏡19A及び19Bが剛体でなる固定部材4
A及び4Bによって互いに硬く結合されているので、ケ
ース2が振動しても半透明鏡19A及び19Bの反射面
間の間隔に変化は生じない、同様にして可動側半透明鏡
9A及び9Bは剛体でなる保持板8によって互いに硬く
結合されているので、当該半透明ji19A及び9Bの
反射面間の間隔に変化は生じない。
Here, the positional relationship between the fixed side semi-transparent mirrors 19A and 19B is as follows:
Fixing member 4 in which the semi-transparent mirrors 19A and 19B are rigid bodies
Since they are rigidly connected to each other by A and 4B, even if the case 2 vibrates, the distance between the reflective surfaces of the semitransparent mirrors 19A and 19B does not change.Similarly, the movable semitransparent mirrors 9A and 9B are rigid bodies. Since they are firmly connected to each other by the retaining plate 8, the distance between the reflective surfaces of the translucent jis 19A and 9B does not change.

これに対して感振部材5従って保持板8は仮ばね7によ
って矢印aの方向に変位し得るようにホルダ6従って固
定部材4Aに柔らかく結合されていることにより、可動
側半透明m9A及び9Bの反射面はそれぞれ対向する固
定側半透明It 9A及び19Bの反射面に対して感振
部材5の変位に応じて相対的に変位し、 かくして惑振
部材5の位置変位は半透明鏡9A及び19Aの反射面間
隔Ql、並びに半透明鏡9B及び19Bの反射面間隔1
1の変化として表れる。
On the other hand, the vibration sensing member 5 and therefore the holding plate 8 are softly coupled to the holder 6 and therefore the fixed member 4A so that they can be displaced in the direction of the arrow a by the temporary spring 7, so that the movable side translucent m9A and 9B are The reflecting surfaces are displaced relative to the reflecting surfaces of the opposing stationary translucent mirrors 9A and 19B in accordance with the displacement of the vibration-sensing member 5, and thus the positional displacement of the vibration-sensing member 5 is the same as that of the semi-transparent mirrors 9A and 19A. and the reflective surface interval 1 of the semitransparent mirrors 9B and 19B.
It appears as a change in 1.

ところで第3図の第1及び第2のフアブリペロー干渉光
学系10A及びIOBのように構成した場合、一般に半
透明鏡の強度反射率をR1反射面間隔をl、光源の光強
度をE、とした場合に得られる干渉光の光強度Eは次式 %式%(1) のように、反射面間隔lを変数とした場合、2π/λを
周期とする正弦関数に類似した周期関数によって表すこ
とができる。
By the way, when configured as the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB in FIG. 3, the intensity reflectance of the semi-transparent mirror is generally assumed to be R1, the distance between reflective surfaces is l, and the light intensity of the light source is E. The light intensity E of the interference light obtained in this case can be expressed by a periodic function similar to a sine function with a period of 2π/λ, when the reflective surface spacing l is a variable, as shown in the following formula (1). Can be done.

そこで(1)式によって表される干渉光強度Eを強度反
射率Rをパラメータとして曲線図とじて表せば第4図に
示すような関係にあることが分かる。
Therefore, if the interference light intensity E expressed by equation (1) is expressed as a curve diagram using the intensity reflectance R as a parameter, it can be seen that there is a relationship as shown in FIG. 4.

第4図の曲線図において、反射面間隔!が微少量だけ変
化したときこれを良好な直線性を維持しながら検出する
ためには、強度反射率Rが指定されたとき反射面間隔l
の変化に対して干渉光強度Eが直線的に変化するような
領域に限定すれば良いことが分かる。
In the curve diagram in Figure 4, the reflective surface spacing! In order to detect a small amount of change while maintaining good linearity, when the intensity reflectance R is specified, the reflective surface spacing l
It can be seen that it is sufficient to limit the area to a region where the interference light intensity E changes linearly with respect to a change in .

例えば強度反射率RがR=0.25 (=25 (%〕
)に選定したとき、反射面間隔lが変化したとき実用上
十分な直線性が得られる範囲の中心位置l。
For example, the intensity reflectance R is R=0.25 (=25 (%)
), the center position l within the range where practically sufficient linearity can be obtained when the reflective surface spacing l changes.

が、第4図の図表から次式 のような点に選定すれば良いことが分り、また強度反射
率Rを数〔%〕以下に選定した場合には実用上次式 のような関係に選定すれば良いことが分かる。ここでm
は整数(m−0,1,2・・・・・・)である。
However, from the diagram in Figure 4, it is clear that the point should be selected as shown in the following equation, and if the intensity reflectance R is selected to be less than a few [%], then in practice the relationship should be selected as shown in the following equation. You'll know what to do. Here m
is an integer (m-0, 1, 2...).

第1図及び第2図の実施例の場合、第1及び第2のファ
ブリペロ−干渉光学系10A及びIOBの反射面間隔の
中心位置i、。及びIlよ。とじてλ を満足するように半透明@9A及び19A、9B及び1
9Bの厚さ及びこれらの半透明鏡を結合する部材の寸法
を設定するようになされている。(4)式及び(5)式
においてm、及びm3はほぼ等しい整数(等しい値又は
近傍の値)に選定されており、かくして反射面間隔L1
1及び28゜は実用上はぼ等しい距離になるように構成
されている。
In the case of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the center position i of the interval between the reflective surfaces of the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB. and Il. Semi-transparent @9A and 19A, 9B and 1 so as to satisfy λ
9B and the dimensions of the member joining these semi-transparent mirrors. In equations (4) and (5), m and m3 are selected to be approximately equal integers (equal values or nearby values), thus reflecting surface spacing L1
1 and 28 degrees are practically the same distance.

このようにして設定された反射面間隔j!1゜及びlt
6と一致する位置に惑振部材5があるとき、半透明鏡9
A及び9Bの反射面9AX及び9BXが第5図において
破線で示す位置にある状態から矢印a1で示すように右
方に位置変位δだけ感振部材5が変位したことにより、
反射面9AX及び9BXが実線で示すように反射面間隔
!、及びl。
The reflective surface interval j set in this way! 1° and lt
When the vibration member 5 is located at the position corresponding to 6, the semi-transparent mirror 9
As the vibration sensing member 5 is displaced by the positional displacement δ to the right as shown by the arrow a1 from the state where the reflecting surfaces 9AX and 9BX of A and 9B are at the positions shown by the broken lines in FIG.
The reflective surfaces 9AX and 9BX are spaced apart as shown by solid lines! , and l.

の位置にまで移動した場合を考える。Consider the case where the object moves to the position .

このとき第1のファブリペロ−干渉光学系10Aの反射
面間隔11は f、  =jl!、。+δ ・・・・・・ (6) のように距離δだけ増加するような変化を呈するのに対
して、第2のフアブリペロー干渉光学系10Bの反射面
間隔12は j!、  =2.。−δ ・・・・・・ (7) のように距離δだけ減少するような変化を呈する。
At this time, the reflective surface spacing 11 of the first Fabry-Perot interference optical system 10A is f, =jl! ,. +δ (6) In contrast, the distance 12 of the reflective surfaces of the second Fabry-Perot interference optical system 10B is j! , =2. . -δ ...... (7) It exhibits a change in which the distance δ decreases.

そこで(6)式及び(7)式に(4)式及び(5)式を
代入すると λ よってさらに次式 のように表し得、これを(1)式の反射面間隔iとして
代入することにより、第1及び第2のフアブリペロー干
渉光学系において得られる干渉光LA3及びLA5の干
渉光強度E1及びE8を求めることができる。
Therefore, by substituting equations (4) and (5) into equations (6) and (7), λ can be further expressed as the following equation, and by substituting this as the reflective surface spacing i in equation (1), , the interference light intensities E1 and E8 of the interference lights LA3 and LA5 obtained in the first and second Fabry-Perot interference optical systems can be determined.

ところが実際上かかる演算処理において近似による式の
簡略化をすることができ、かかる簡略化の結果干渉光強
度E1及びE2は次式 のように簡略化し得、 結局干渉光強度E1及びE2は
変位量δに対してリニアな比例関係があることが分かる
However, in practice, it is possible to simplify the expressions by approximation in such arithmetic processing, and as a result of such simplification, the interference light intensities E1 and E2 can be simplified as shown in the following equations, and in the end, the interference light intensities E1 and E2 are the displacement amounts. It can be seen that there is a linear proportional relationship with respect to δ.

従って光電変換素子22A及び22Bにおいて干渉光L
A3及びLA5の干渉光強度E、及びE、を光電変換し
て得られる光電変換信号its及び■。は次式 のように反射面9AX及び98Xの変位量δを変数とす
る三角関数として表すことができる。
Therefore, the interference light L in the photoelectric conversion elements 22A and 22B
Photoelectric conversion signals its and ■ obtained by photoelectrically converting the interference light intensities E and E of A3 and LA5. can be expressed as a trigonometric function using the displacement amount δ of the reflecting surfaces 9AX and 98X as a variable, as shown in the following equation.

(lO)式及び(11)式は、さらに変位量δが8/λ
よりも十分に小さい場合には、三角関数の性質にス のように表すことができる。
Equations (lO) and (11) further indicate that the displacement δ is 8/λ
If it is sufficiently smaller than , it can be expressed as the property of trigonometric functions.

因に一触には充電変換素子22A及び22Bには感度の
ばらつきがあるが、当該感度のばらつきはサーボ駆動回
路部36において補正することができるので、第1及び
第2のフアブリペロー干渉光学系10A及びIOBの光
電変換信号Il!及びItsをそれぞれ(12)弐及び
(13)式から(14)式及び(15)式の関係に変換
することができると考えて良い。
Incidentally, although there are variations in sensitivity between the charge conversion elements 22A and 22B, this variation in sensitivity can be corrected in the servo drive circuit section 36, so that the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB's photoelectric conversion signal Il! It may be considered that and Its can be converted from equations (12) and (13) to the relationships of equations (14) and (15), respectively.

この光電変換信号■9.及び■8.はサーボ駆動回路部
36の減算回路32において減算され、これにより次式 のように、変位量δに対して比例関係にある減算出力I
、を得ることができる。
This photoelectric conversion signal■9. and■8. is subtracted by the subtraction circuit 32 of the servo drive circuit section 36, and as a result, the subtraction output I is proportional to the displacement amount δ, as shown in the following equation.
, can be obtained.

この減算出力I、は、移相回路33において微分されて
その変化率の変化に対応するような位相に移相された後
駆動出力増幅回路34において増幅されてフィードバッ
ク出力電流IFmとして電磁コイル25に与えられる。
This subtracted output I is differentiated in a phase shift circuit 33 and shifted to a phase corresponding to a change in its rate of change, and then amplified in a drive output amplification circuit 34 and sent to the electromagnetic coil 25 as a feedback output current IFm. Given.

かくして電磁コイル25は、感振部材5、従って半透明
鏡9A及び9Bが矢印aの方向に振動すれば、その加速
度に対応する抑制力を与えるようなサーボ制御動作をす
ることになり、その結果感振部材5の変位量δを十分型
さな値に制限することができる。
Thus, when the vibration sensing member 5, and thus the semitransparent mirrors 9A and 9B, vibrate in the direction of arrow a, the electromagnetic coil 25 performs a servo control operation that applies a suppressing force corresponding to the acceleration. The amount of displacement δ of the vibration sensing member 5 can be limited to a sufficiently modest value.

実際上(12)式及び(13)式について上述したよう
に、(10)式及び(11)式から簡略化演算し得る程
度に十分型さな値、すなわち16/λより十分型さな変
位量に抑制することができ、これにより感振部材5が変
位したとき当該変位と第1及び第2の干渉光LA3及び
LA5に生ずる干渉光強度の変化との間の直線性を実用
上十分に良好な範囲に制限することができ、かくして感
振部材5の微少変位を高い精度で減算出力■、に変換す
ることができる。
In fact, as mentioned above regarding equations (12) and (13), a value that is sufficiently compact to allow simplified calculations from equations (10) and (11), that is, a displacement that is sufficiently compact from 16/λ As a result, when the vibration sensing member 5 is displaced, the linearity between the displacement and the change in the interference light intensity that occurs in the first and second interference lights LA3 and LA5 can be suppressed to a practically sufficient level. It is possible to limit the displacement to a good range, and thus it is possible to convert the minute displacement of the vibration sensing member 5 into a subtracted output (2) with high accuracy.

このようにしてサーボ駆動回路部36から電磁コイル2
5に供給された変位制御電流S2は負荷抵抗35を通じ
てアースに流れることにより、負荷抵抗35の両端に変
位制御電流S2に対応する降下電圧を発生させ、この隣
下電圧が測定出力信号eとして出力端子37に送出され
る。
In this way, from the servo drive circuit section 36 to the electromagnetic coil 2
The displacement control current S2 supplied to the terminal 5 flows to the ground through the load resistor 35, thereby generating a voltage drop corresponding to the displacement control current S2 across the load resistor 35, and this adjacent lower voltage is output as the measurement output signal e. The signal is sent to terminal 37.

このような構成のサーボ振動系においては一般に可動部
(主として悪報部材5及び保持板8でなる)の質量をm
、サーボ抵抗(負荷抵抗35でなる)の抵抗値をRL、
変位制御手段([磁コイル25及び磁気回路部材27で
なる)のt流−力変換係数At、振動部材(悪報部材5
でなる)の振動量をaとしたとき測定出力信号eは次式
のように振動量aの大きさに応じて変化する電気的信号
として得ることができる。
In a servo vibration system with such a configuration, the mass of the movable part (mainly consisting of the bad news member 5 and the holding plate 8) is generally m
, the resistance value of the servo resistor (consisting of load resistor 35) is RL,
The t flow-force conversion coefficient At of the displacement control means (consisting of the magnetic coil 25 and the magnetic circuit member 27), the vibration member (bad news member 5)
When the amount of vibration (consisting of ) is set as a, the measurement output signal e can be obtained as an electrical signal that changes according to the magnitude of the amount of vibration a as shown in the following equation.

そしてその感度はititm、抵抗値Rt、電流−力変
換係数Atを必要に応じて設定することにより調整する
ことができ、かくして被測定対象となる振動を適確に測
定することができる。
The sensitivity can be adjusted by setting ititm, the resistance value Rt, and the current-force conversion coefficient At as necessary, and thus the vibration to be measured can be accurately measured.

〔3〕反射面間隔の選定 (4)式及び(5)式について上述した変位の中心位置
となる反射面間隔L11及びl、。を選定するにつき、
その最適条件は、(1)式を反射面間隔lについて2回
微分した結果がOとなる条件として求めることができる
[3] Selection of reflective surface spacing Reflective surface spacing L11 and l, which are the center positions of the displacements described above for equations (4) and (5). When selecting the
The optimum condition can be determined as a condition in which the result of differentiating equation (1) twice with respect to the reflective surface spacing l is O.

因に第4図の干渉光強度Eの特性曲線において、反射面
間隔2の変化に対する干渉光強度Eが直線性よく変化す
る範囲は、(1)式によって表される干渉光強度Eの変
化率(従って(1)式を1回変微分した値)が実用上一
定値である範囲を選定すれば良い、実用上その中心点と
して干渉光強度Eの変化率が理論的に一定な点くすなわ
ち(1)式を2回微分した値がOとなる点)に選定すれ
ば、実用上その周囲の条件について直線性が良好な範囲
があると言い得るからである。
Incidentally, in the characteristic curve of the interference light intensity E in Fig. 4, the range in which the interference light intensity E changes with good linearity with respect to a change in the reflective surface spacing 2 is the rate of change of the interference light intensity E expressed by equation (1). (Therefore, the value obtained by differentiating Equation (1) once) is a constant value in practice, and the center point is a point where the rate of change of the interference light intensity E is theoretically constant. This is because if the point where the value obtained by differentiating equation (1) twice is O), it can be said that there is a range in which linearity is good for the surrounding conditions in practice.

このようにして理論的に最適な中心位置を表す反射面間
隔は、半透明鏡の強度反射率Rに応じて第10図に示す
ように計算により求めることができ、当該中心位置近傍
においては実用上直線性が良好な干渉光強度Eの変化、
従って測定検出結果を得ることができる。
In this way, the reflective surface spacing representing the theoretically optimal center position can be determined by calculation as shown in Figure 10 according to the intensity reflectance R of the semi-transparent mirror. Change in interference light intensity E with good linearity,
Therefore, measurement detection results can be obtained.

ここで中心位置の設定は、駆動制御回路31において変
位量設定用電流源45の変位量設定信号■□7の電流値
を必要に応じて設定し直すことによりなし得る。
Here, the center position can be set by resetting the current value of the displacement amount setting signal 7 of the displacement amount setting current source 45 in the drive control circuit 31 as necessary.

〔4〕熱膨脹等の外乱抑制動作 第1図及び第2図の振動検出装置lは上述の振動検出動
作をするにつき、例えば外囲温度の変化によって第1及
び第2のフアブリペロー干渉光学系10A及び10Bの
構成部分に熱膨張又は熱収縮が生じたり、光源15から
射出される測定光LAlの波長λが変動したりした場合
に、当該変動によって測定出力信号eが変動するような
動作を有効に抑制できる。
[4] Operation for suppressing disturbances such as thermal expansion When the vibration detection device l shown in FIGS. 1 and 2 performs the above-mentioned vibration detection operation, for example, the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and When thermal expansion or contraction occurs in the constituent parts of the light source 10B, or when the wavelength λ of the measurement light LAl emitted from the light source 15 changes, an operation is enabled in which the measurement output signal e changes due to the fluctuation. It can be suppressed.

すなわち第1図及び第2図の構成において、第1及び第
2のフアブリペロー干渉光学系10A及びIOBは、悪
報部材5が変位したときこれをそれぞれ別個に検出動作
をして(12)式及び(13)式によって表すことがで
きるような干渉光強度E、及びE2の変化を生じさせる
ことができるが、かかる動作をする間に反射面間隔11
及びRt  (第3図)に例えば熱膨張による間隔変化
Δiが発生したとすれば、その影響を受けて反射面間隔
が増大することにより、第6図に示すように、(8)式
及び(9)式について上述した反射面間隔21及び1□
に加えて熱膨張による間隔変化Δlが生ずることにより
、熱膨張が生じた後の反射面間隔!、及び1□は次式 ・・・・・・ (19) のように、均一な温度変化θによって振動検出部本体3
が構成する部材が熱膨張率αで膨張することにより反射
面間隔が増大する。
That is, in the configurations shown in FIGS. 1 and 2, the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB separately detect the displacement of the bad news member 5, and calculate the following equation (12) and It is possible to cause changes in the interference light intensities E and E2 as expressed by equation (13), but during this operation, the reflective surface interval 11
For example, if a spacing change Δi occurs in Rt and Rt (Fig. 3) due to thermal expansion, the reflecting surface spacing increases under the influence of this, and as shown in Fig. 6, equation (8) and ( 9) Reflection surface spacing 21 and 1□ described above for formula
In addition to this, the spacing change Δl due to thermal expansion occurs, so the spacing between reflective surfaces after thermal expansion! , and 1□ are the following equations... (19) As shown in (19), the vibration detection unit main body 3
The reflective surface spacing increases as the member constituting expands with a coefficient of thermal expansion α.

ここで整数m、及びm2は上述のように互いにほぼ等し
い値に選定されていると共に、振動によって生ずる悪報
部材5の変位量δは小さい値に抑制されているので、(
18)式及び(19)式の第2項の値は λ のように互いにほぼ等しい変化量Δlになると考えるこ
とができ、(18)式及び(19)式は次式λ λ ・・・・・・ (22) のように表すことができる。
Here, the integers m and m2 are selected to be approximately equal to each other as described above, and the displacement δ of the bad news member 5 caused by vibration is suppressed to a small value, so (
It can be considered that the values of the second terms in equations 18) and (19) are approximately the same amount of change Δl, such as λ, and equations (18) and (19) are expressed by the following equations λ λ... ... (22) It can be expressed as follows.

そこで第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A
及びIOBにおいて得ることができる第1及び第2の干
渉光LA3及びLA5の干渉光強度Ell及びE□は(
10)式及び(11)式について上述したと同様にして 三Δp ・・・・・・ (20) ・・・・・・ (23) ・・・・・・ (24) のように表すことができる。
Therefore, the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A
And the interference light intensities Ell and E□ of the first and second interference lights LA3 and LA5 that can be obtained at IOB are (
In the same way as described above for equations 10) and (11), it can be expressed as 3Δp... (20)... (23)... (24) can.

実際上、外囲温度θは長い周期でゆっくり変化するので
、干渉光強度E11及びE!1に低周波数のドリフトを
生じさせることになる。
In reality, the ambient temperature θ changes slowly over a long period, so the interference light intensities E11 and E! 1 will cause a low frequency drift.

この干渉光強度Ell及びE□の干渉光LA3及びLA
5を光電変換素子22A及び22Bにおいて光電変換し
て得た光電変換信号r+s及びI。をサーボ駆動回路部
36(第1図)の減算回路32において減算演算すれば
、その減算出力I、は第1及び第2のフアブリペロー干
渉光学系10A及びIOBの検出信号の差分を表す差分
情報でなる。
Interference lights LA3 and LA of these interference light intensities Ell and E□
Photoelectric conversion signals r+s and I obtained by photoelectrically converting 5 in photoelectric conversion elements 22A and 22B. When subtraction is performed in the subtraction circuit 32 of the servo drive circuit unit 36 (FIG. 1), the subtraction output I is difference information representing the difference between the detection signals of the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB. Become.

そして減算出力I、は(12)式及び(13)式、(1
4)式及び(15)式、(16)式について上述したと
同様の処理を実行することにより次式 のように、熱膨張に基づいて反射面間隔り及びit  
(第3図)に生じた間隔変化Δlの雑音信号成分が減算
回路32の減算動作によって相殺されることにより減算
出力I、に混入させないように処理をすることができる
Then, the subtraction output I, is expressed by equations (12) and (13), and (1
By performing the same processing as described above for equations (4), (15), and (16), the reflective surface spacing and it are calculated based on thermal expansion as shown in the following equations.
The noise signal component of the interval change Δl that occurs in FIG. 3 is canceled out by the subtraction operation of the subtraction circuit 32, so that it can be processed so as not to be mixed into the subtraction output I.

この結果測定出力信号eには、熱膨張による雑音信号成
分、すなわち低周波ドリフト成分が生ずるおそれを有効
に回避することができることになり、この分振動測定結
果の精度を一段と高めることができる。
As a result, it is possible to effectively avoid the possibility that a noise signal component due to thermal expansion, that is, a low frequency drift component, is generated in the measurement output signal e, and the accuracy of the vibration measurement result can be further improved.

上述においては熱膨張時のドリフトの影響について述べ
たが、熱収縮が生じた場合にも同様にして当該雑音信号
成分を減算回路32の減算処理によって有効に除去する
ことができることにより、これにより測定出力信号eに
ドリフトを生じさせるようなおそれを有効に回避し得る
In the above, the influence of drift during thermal expansion has been described, but even when thermal contraction occurs, the noise signal component can be effectively removed by the subtraction process of the subtraction circuit 32. The possibility of causing a drift in the output signal e can be effectively avoided.

これに加えて、熱膨張現象、又は熱膨張現象が生じてい
ることに加えて、光si5において測定光LAIの波長
λに変化が生ずるような外乱が発生した場合にも、これ
に基づいて測定出力信号eにドリフトを生じさせないよ
うにできる。
In addition to this, if a thermal expansion phenomenon or a disturbance that causes a change in the wavelength λ of the measurement light LAI occurs in the light si5 in addition to the occurrence of a thermal expansion phenomenon, the measurement is performed based on this. It is possible to prevent drift from occurring in the output signal e.

囚に減算回路32の出力端に得られる減算出力I、は、
(25)式について上述したように、ドリフト変動成分
Δlを相殺した信号として得ることができることにより
、波長λの変化によってドリフトが生ずるおそれを有効
に回避している。
The subtraction output I obtained at the output terminal of the subtraction circuit 32 is
As described above regarding equation (25), by being able to obtain a signal with the drift fluctuation component Δl canceled out, the possibility of drift occurring due to a change in the wavelength λ is effectively avoided.

これに加えて、(25)式において、変位量δがδ−0
のとき(このことば悪報部材5が振動していないことを
表す)のとき、 減算出力I、がI。
In addition to this, in equation (25), the displacement δ is δ−0
When (this word indicates that the bad news member 5 is not vibrating), the subtraction output I is I.

−〇になり、これによりフィードバック出力電流I□に
基づいて磁気回路部材27、従って悪報部材5に電磁力
を与えないような状態に維持できる。
-〇, thereby maintaining a state in which no electromagnetic force is applied to the magnetic circuit member 27, and hence the bad news member 5, based on the feedback output current I□.

かくしてたとえ光源15から射出される測定光LAIの
波長λに変動が生じたとしても、その影響は悪報部材5
が振動変位したときの測定感度に影響を与えるだけで、
悪報部材5が振動していない状態においては当該悪報部
材5を常に所定の初期位置に位置決めできることにより
、測定出力信号eに無振動時のドリフトを生じさせない
ようにし得、これにより一段と高い精度で振動の測定結
果を得ることができる。
Thus, even if the wavelength λ of the measurement light LAI emitted from the light source 15 fluctuates, the influence will be
It only affects the measurement sensitivity when the vibration displacement occurs.
By being able to always position the bad news member 5 at a predetermined initial position when the bad news member 5 is not vibrating, it is possible to prevent the measurement output signal e from drifting when there is no vibration, thereby achieving even higher accuracy. Vibration measurement results can be obtained with .

〔5〕第2実施例 第7図は本発明の第2実施例を示すもので、第3図との
対応部分に同一符号を付して示すように、第1及び第2
のフアブリペロー干渉光学系1.OA及びIOBのうち
、第1及び第2の干渉光LA3及びLA5を光電変換す
る手段として両系統に共通に1つの光電変換素子22C
を設けるように構成され、かくして光電変換素子22G
から第1及び第2の干渉光LA3及びLA5の合成光を
光電変換することにより得られる光電変換信号icyを
第1及び第2のファブリペロ−干渉光学系10A及びI
OBの検出信号の差分を表す差分情報として、送出する
ようになされている。
[5] Second Embodiment FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, and as shown by assigning the same reference numerals to corresponding parts to those in FIG.
Fabry-Perot interference optical system 1. Among the OA and IOB, one photoelectric conversion element 22C is commonly used in both systems as a means for photoelectrically converting the first and second interference lights LA3 and LA5.
Thus, the photoelectric conversion element 22G
The photoelectric conversion signal icy obtained by photoelectrically converting the combined light of the first and second interference lights LA3 and LA5 from the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and I
The information is sent out as difference information representing the difference between the OB detection signals.

そしてこの実施例の場合、第1及び第2のファブリペロ
−干渉光学系10A及びIOBの反射面間隔11及びI
ltについて悪報部材5が振動していないときの基準値
r1゜及び18゜は、次式において、  1−15λ/
16のときの値を含む右上がりの直線部分の特性を利用
して反射面間隔1Kを表すことだできるようになされ、
 かくして干渉光LA3及びLA5の干渉光強度E、及
びE、を互いにほぼπだけ移相をずらせた位置において
光電変換処理を実行するようになされている。
In the case of this embodiment, the reflective surface spacing 11 and I of the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB are
The reference values r1° and 18° when the bad news member 5 is not vibrating with respect to lt are given by the following formula: 1-15λ/
It was made possible to express the reflective surface spacing 1K by using the characteristics of the straight line section that slopes upward to the right, including the value at 16.
In this way, the photoelectric conversion process is performed at positions where the interference light intensities E and E of the interference lights LA3 and LA5 are shifted from each other by approximately π.

このとき干渉光LA3及びLA5の干渉光強度E、及び
Elは(10)式及び(11)弐について上述したと同
様にして次式 のように選定されている。かくして第1のフアブリペロ
ー干渉光学系10Aの光干渉光LA3の光強度E、は、
第4図において、!=λ/16のときの値を含む直線部
分、すなわちl=0近傍に、おいて右下がりに変化する
直線部分の変換特性を利用して反射面間距離11を表す
ことができるようになされている。
At this time, the interference light intensities E and El of the interference lights LA3 and LA5 are selected as shown in the following equations in the same manner as described above for equations (10) and (11). Thus, the light intensity E of the optical interference light LA3 of the first Fabry-Perot interference optical system 10A is:
In Figure 4,! The distance 11 between reflective surfaces can be expressed by using the conversion characteristics of the straight line portion that includes the value when =λ/16, that is, the straight line portion that changes downward to the right near l = 0. There is.

これに対して第2のフアブリペロー干渉光学系10Bの
光干渉光LA5の光強度E、は、第4図ス のように表すことができ、干渉光LA3及びLA5でな
る合成光を光電変換素子22Cにおいて充電変換して得
られる光電変換信号icsは場合と同様の効果を得るこ
とができる。
On the other hand, the light intensity E of the optical interference light LA5 of the second Fabry-Perot interference optical system 10B can be expressed as shown in FIG. The photoelectric conversion signal ICS obtained by charge conversion in can obtain the same effect as in the case.

のように干渉光LA3及びLA5に生ずる干渉光強度の
変化の和に対応する値をもっことになる。
There are many values corresponding to the sum of the changes in the intensity of the interference light generated in the interference lights LA3 and LA5, as shown in FIG.

この(30)弐の関係は、第1の実施例について上述し
たように((16)弐)、第1及び第2のフアブリペロ
ー干渉光学系tOA及びIOBの干渉光LA3及びLA
5間の偏差を減算回路32により減算出力I、として求
めたことと等価な結果を得ることができたことを意味し
ている。
As described above for the first embodiment ((16) 2), this relationship (30) 2 is related to the interference light LA3 and LA of the first and second Fabry-Perot interference optical systems tOA and IOB.
This means that it was possible to obtain a result equivalent to obtaining the deviation between 5 and 5 as the subtraction output I by the subtraction circuit 32.

そこで第7図の実施例の場合にも、(18)式ないしく
25)弐について上述したと同様にして熱膨脹(又は熱
収縮)や、光源15から得られる測定光LAlの波長λ
にドリフト変動が生じたとしても、干渉光LA3及びL
A5にそれぞれ含まれているドリフト変動成分が光電変
換素子22Cにおける光電変換信号の間に互いに相殺さ
れることになり、結局光電変換信号icxとして当該ド
リフト変動成分を有効に抑制した検出信号を得ることが
できる。
Therefore, in the case of the embodiment shown in FIG.
Even if drift fluctuation occurs in the interference beams LA3 and L
The drift fluctuation components contained in each of A5 are canceled out by each other during the photoelectric conversion signal in the photoelectric conversion element 22C, and as a result, a detection signal in which the drift fluctuation component is effectively suppressed is obtained as a photoelectric conversion signal icx. Can be done.

従って第7図のように構成しても第1実施例の〔6〕第
3実施例 第8図は第3実施例を示すもので、第3図との対応部分
に同一符号を付して示すように、光源15(第1図及び
第2図)の測定光LAIに基づいて得られる平行入射光
束LA2及びり、 A 4をビームスプリッタ5】を通
じて透孔18A及び18I3に入射する。
Therefore, even if the configuration is as shown in FIG. 7, [6] Third Embodiment of the first embodiment, FIG. 8 shows the third embodiment, and corresponding parts to those in FIG. 3 are given the same reference numerals. As shown, parallel incident light beams LA2 and A4 obtained based on the measurement light LAI of the light source 15 (FIGS. 1 and 2) are incident on the through holes 18A and 18I3 through the beam splitter 5.

この実施例の場合筒1のフアブリペロー干渉光学系10
A側の入射光束LA2は半透明fi19Aを通った後当
該半透明Ill 9Aと対向するように保持板8に取り
付けられた反射鏡49に入射し、この反射鏡49の反射
面と半透明fi19Aの反射面間において光干渉を生じ
させるようになされ、かくして得られる干渉光LA3は
半透明鏡1.9 A、透孔18Aを通った後ビームスプ
リッタ5工において反射されて光電変換素子22Aに引
き出される。
In this embodiment, the Fabry-Perot interference optical system 10 of the tube 1
The incident light beam LA2 on the A side passes through the semi-transparent fi19A and then enters the reflecting mirror 49 attached to the holding plate 8 so as to face the semi-transparent fi19A, and the reflective surface of this reflecting mirror 49 and the semi-transparent fi19A Optical interference is caused between the reflective surfaces, and the interference light LA3 thus obtained passes through the semi-transparent mirror 1.9A and the through hole 18A, is reflected by the beam splitter 5, and is extracted to the photoelectric conversion element 22A. .

これに対して第2のファブリペロ−干渉光学系10B側
の入射光束LA4は同様にしてビームスプリッタ51を
通って透孔18B、20Bを通って半透明M9Bに入射
するようになされていると共に、この半透明鏡9Bと対
向するように反射鏡50が固定部材4B上に取り付けら
れている。
On the other hand, the incident light beam LA4 on the second Fabry-Perot interference optical system 10B side passes through the beam splitter 51, passes through the through holes 18B and 20B, and enters the semi-transparent M9B. A reflecting mirror 50 is mounted on the fixed member 4B so as to face the semi-transparent mirror 9B.

かくして反射鏡50の反射面及び半透明鏡9Bの反射面
間に光干渉が発生し、当該干渉光LA5がハーフミラ−
9B、透孔2OB118Bを通ってビームスプリッタ5
1の反射面によって充電変換素子22Bに引き出される
In this way, optical interference occurs between the reflective surface of the reflective mirror 50 and the reflective surface of the semi-transparent mirror 9B, and the interference light LA5 is transmitted to the half mirror.
9B, beam splitter 5 through through hole 2OB118B
1 is drawn out to the charging conversion element 22B.

かくして光電変換素子22A及び22Bにおいて得られ
る充電変換信号【0.及び10はサーボ駆動回路部36
の減算回路32(第1図)に供給される。
In this way, the charge conversion signal obtained in the photoelectric conversion elements 22A and 22B is 0. and 10 is a servo drive circuit section 36
subtraction circuit 32 (FIG. 1).

以上の構成において、第1及び第2のフアブリペロー干
渉光学系10A及びIOBがら得られる干渉光LA3及
びLA5は悪報部材5が振動したとき第5図について上
述したと同様にして(12)式及び(13)式によって
表されるような干渉光強度E1及びE8を呈する。
In the above configuration, when the bad news member 5 vibrates, the interference lights LA3 and LA5 obtained from the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB are expressed by equation (12) and It exhibits interference light intensities E1 and E8 as expressed by equation (13).

そしてこれに加えて熱膨脹(又は熱収量)や、測定光L
AIの波長λに変動が生ずると、第6図について上述し
たと同様にして(25)式によって表されるようにドリ
フト信号成分を相殺するような動作をする。
In addition to this, thermal expansion (or heat yield) and measurement light L
When a change occurs in the wavelength λ of the AI, an operation is performed to cancel out the drift signal component as expressed by equation (25) in the same manner as described above with reference to FIG.

かくして第3実施例によっても第1実施例について上述
したと同様の効果を得ることができる。
Thus, the third embodiment can also provide the same effects as described above for the first embodiment.

〔7〕第4実施例 第9図は第4実施例を示すもので、第3図及び第8図と
の対応部分に同一符号を付して示すように、第1のフア
ブリペロー干渉光学系10Aの入射光束LA2をビーム
スプリッタ52を通じて透孔18A、半透明鏡19A、
反射鏡49に入射することにより、ビームスプリッタ5
2を通じて干渉光LA3を光電変換素子22Aに引き出
すことにより光電変換信号rayを得るように構成し、
この点については第8図の実施例の場合と同様の構成を
有する。
[7] Fourth Embodiment FIG. 9 shows a fourth embodiment, in which corresponding parts to those in FIGS. 3 and 8 are denoted by the same reference numerals, and a first Fabry-Perot interference optical system 10A is shown. The incident light beam LA2 is passed through the beam splitter 52 to the through hole 18A, the semi-transparent mirror 19A,
By entering the reflecting mirror 49, the beam splitter 5
2 to obtain a photoelectric conversion signal ray by extracting the interference light LA3 to the photoelectric conversion element 22A,
In this respect, the configuration is similar to that of the embodiment shown in FIG.

これに対して第2フアブリペロー干渉光学系1OBにつ
いては第3図の場合と同様にして半透明鏡9B及び19
Bによって形成された干渉光LA5を半透明M19Bを
通して引き出すことにより、光電変換素子22Bから光
電変換信号I。を得るように構成する。
On the other hand, regarding the second Fabry-Perot interference optical system 1OB, the semi-transparent mirrors 9B and 19 are
By extracting the interference light LA5 formed by B through the semi-transparent M19B, a photoelectric conversion signal I is generated from the photoelectric conversion element 22B. Configure it to get .

第9図のように構成しても、第8図の場合と同様の動作
及び効果を得ることができる。
Even with the configuration as shown in FIG. 9, the same operation and effect as in the case of FIG. 8 can be obtained.

〔8〕他の実施例 (1)上述の実施例においては、減算出力Is  (第
3図、第8図、第9図)、光電変換信号1c3(第7図
)に基づいて変位制御電流S2を得るにつき、移相回路
33及び駆動出力増幅回路34において位相及び大きさ
を調整するようにしたが、場合によっては移相回路33
及び又は駆動出力増幅回路34を省略しても良い。
[8] Other embodiments (1) In the above embodiment, the displacement control current S2 is calculated based on the subtraction output Is (Figs. 3, 8, and 9) and the photoelectric conversion signal 1c3 (Fig. 7). In order to obtain
And/or the drive output amplification circuit 34 may be omitted.

(2)上述の実施例においては、サーボ駆動回路部36
の変位制御信号S2に基づいて惑振部材5の振動を抑圧
するにつき、悪報部材5側に電磁コイル25を設けると
共にケース2側(すなわち固定部材4A、4B側)に磁
気回路部材27を設けることにより悪報部材5に対する
制御力となる電磁力を発生させるようにしたが、これに
代え、固定部側に電磁コイル25を設けると共に悪報部
材5側に1!磁回路部材27を設けるようにしたり、電
磁回路部材27及び電磁コイル25を一体にして固定部
側に設けると共に、これと磁気的に結合する磁性材料(
例えば鉄などの)でなる結合部材を悪報部材5側に設け
るようにしたり、これとは逆に固定部側に磁性材料を設
けると共に悪報部材5側に磁気回路部材27及び電磁コ
イル25を設けるようにすると種々の構成のものを適用
し得る。
(2) In the above embodiment, the servo drive circuit section 36
In order to suppress the vibration of the oscillating member 5 based on the displacement control signal S2 of By doing this, an electromagnetic force that acts as a control force for the bad news member 5 is generated.However, instead of this, an electromagnetic coil 25 is provided on the fixed part side, and 1! The magnetic circuit member 27 may be provided, or the electromagnetic circuit member 27 and the electromagnetic coil 25 may be integrated and provided on the fixed part side, and a magnetic material (
For example, a coupling member made of (such as iron) may be provided on the bad news member 5 side, or conversely, a magnetic material may be provided on the fixed part side, and a magnetic circuit member 27 and an electromagnetic coil 25 may be provided on the bad news member 5 side. If provided, various configurations can be applied.

さらに磁気回路部材27、電磁コイル25等の電磁制御
力発生手段の形状、構造、配置などとして種々のものを
適用し得、要はケース2側、すなわち固定部側及び悪報
部材5間に相互に制御力を生じさせるように構成すれば
良い。
Furthermore, various shapes, structures, and arrangements can be applied to the electromagnetic control force generating means such as the magnetic circuit member 27 and the electromagnetic coil 25, and the point is that there is mutual interaction between the case 2 side, that is, the fixed part side and the bad news member 5. It may be configured to generate a control force.

(3)上述の実施例においては、悪報部材5に対する制
御力発生手段として電磁力を利用した構成のものについ
て述べたが、これに代え、静電力、圧電力等を利用する
ようにしたものを適用しても良い。
(3) In the above-mentioned embodiment, a configuration using electromagnetic force as a control force generation means for the bad news member 5 was described, but instead of this, an electrostatic force, a piezoelectric force, etc. are used. may be applied.

(4)上述の実施例においては、第1及び第2のフアブ
リペロー干渉光学系10A及びIOBに入射光束LA2
、LA4を供給する手段として、第1及び第2のフアブ
リペロー干渉光学系10A及び1、 OBに共通に設け
た1つの光源15から射出される測定光LAIをコリメ
ータ16及び透孔18A及び18Bを通すことによって
形成するようにしたが、これに代え、第1及び第2のフ
アブリペロー干渉光学系10A及びIOHに対してそれ
ぞれ別個に光源を設け、各光源から各干渉光学系に対す
る平行光束を発生するようにしたり、光源がら透孔18
A及び18Bを全体として照射できるような大口径の平
行光束を発生させることによりコリメータ16を省略す
るようにしたりする等、種々の構成のものを適用し得る
(4) In the above embodiment, the incident light beam LA2 enters the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB.
, LA4, the measurement light LAI emitted from one light source 15 provided in common to the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and 1 and OB is passed through a collimator 16 and through holes 18A and 18B. However, instead of this, separate light sources are provided for the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOH, and parallel light beams for each interference optical system are generated from each light source. or through hole 18 from the light source.
Various configurations may be applied, such as omitting the collimator 16 by generating a large-diameter parallel light beam that can irradiate A and 18B as a whole.

(5)上述の実施例においては、第1及び第2のフアブ
リペロー干渉光学系を構成する一対の反射面に対して平
行光束LA2、LA4を入射することにより干渉光LA
3、LA5を得るようにした場合について述べたが、当
該反射面間隔を数十〔pm〕以下に設定すると同時にこ
れに発散光束を直接照射するようにしても反射面間隔を
表す干渉光を得ることができ、このようにしても上述の
場合と同様の効果を得ることができる。
(5) In the above-mentioned embodiment, the interference light LA is
3. We have described the case where LA5 is obtained, but even if the distance between the reflective surfaces is set to several tens of pm or less and at the same time a diverging light beam is directly irradiated thereon, interference light representing the distance between the reflective surfaces can be obtained. Even in this case, the same effect as in the above case can be obtained.

(6)上述の実施例においては、第1及び第2のフアブ
リペロー干渉光学系!OA及びIOBを構成する一対の
反射面間隔を、振動検出部本体3を構成する部材の厚み
を選定することにより必要に応じて設定するようにした
が、これに代え、反射面間隔を調整するための専用の調
整手段を設けるようにしても良い。
(6) In the above embodiment, the first and second Fabry-Perot interference optical systems! Although the spacing between the pair of reflective surfaces constituting the OA and IOB was set as necessary by selecting the thickness of the members constituting the vibration detection unit main body 3, instead of this, the spacing between the reflective surfaces may be adjusted. A dedicated adjustment means may be provided for this purpose.

(7)  上述の実施例においては、第1及び第2のフ
ァブリペロ−干渉光学系10A及びIOBから干渉光強
度E1及びEtの干渉光を得るにつき、半透明鏡9A及
び9B、19A及び19Bの強度反射率Rを25〔%〕
に選定した場合の実施例として述べたが、強度反射率R
はこれに限らず種々の値に設定し得、当該種々の値に対
して最適な反射面間隔を設定するようにすれば、上述の
場合と同様の効果を得ることができる。
(7) In the above-described embodiment, in order to obtain interference light with interference light intensities E1 and Et from the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IOB, the intensities of the semi-transparent mirrors 9A and 9B, 19A and 19B are Reflectance R to 25 [%]
This was described as an example in the case where the intensity reflectance R
is not limited to this, and can be set to various values, and by setting the optimum reflective surface spacing for the various values, the same effect as in the above case can be obtained.

(8)第7図について詳述した第2実施例において、第
1及び第2のフアブリペロー干渉光学系10A及びIO
Bにおいて悪報部材5が振動していない状態における反
射面間隔Lo及びi!工。として、(2G)武及び(2
7)弐について上述したように、はぼπの位相差をもた
せるように設定すると同時に各干渉光LA3、LA5を
共通に設けた1つの光電変換素子22Cによって合成し
なから光電変換することによってドリフト成分を相殺す
るように構成したが、光電変換素子22Cを1個設ける
ことに代え、各干渉光LA3及びLA5を別個の充電変
換素子によって光電変換した後当該πの位相差をもつ変
換出力を加算することにより合成するようにしても第7
図の場合と同様の効果を得ることができる。
(8) In the second embodiment detailed with respect to FIG. 7, the first and second Fabry-Perot interference optical systems 10A and IO
In B, the reflective surface spacing Lo and i! in a state where the bad news member 5 is not vibrating! Engineering. As, (2G) Take and (2
7) As mentioned above for 2, while setting to give a phase difference of approximately π, each interference light LA3 and LA5 is combined by one photoelectric conversion element 22C provided in common, and then photoelectrically converted, thereby reducing drift. Although the components are configured to cancel each other out, instead of providing one photoelectric conversion element 22C, each of the interference lights LA3 and LA5 is photoelectrically converted by a separate charging conversion element, and then the converted outputs having a phase difference of π are added. Even if it is synthesized by
The same effect as in the case shown in the figure can be obtained.

(9)上述の実施例においては、サーボ駆動回路部36
(第1図)において得た変位制御信号S2に相当する大
きさの抑制力を悪報部材5に与えることにより当該悪報
部材5の変位量を直線性がよい領域に制限するようにし
た場合について述べたが、このようなサーボ動作による
抑制をしないような構成のものに本発明を通用しても、
熱膨張(又は熱収縮)や、光源から供給される測定光の
波長の変動に基づいて生ずるおそれがあるドリフト信号
成分を生じさせないようにし得る効果を上述の場合と同
様に得ることができる。
(9) In the above embodiment, the servo drive circuit section 36
In the case where the amount of displacement of the bad news member 5 is limited to a region with good linearity by applying a suppressing force corresponding to the displacement control signal S2 obtained in (Fig. 1) to the bad news member 5. As described above, even if the present invention is applicable to a structure that does not suppress such servo operation,
Similar to the case described above, it is possible to obtain the effect of preventing the occurrence of drift signal components that may occur due to thermal expansion (or thermal contraction) or variations in the wavelength of the measurement light supplied from the light source.

かかる効果は第1図ないし第6図、第7図の場合のよう
に半透明鏡だけを用いてフアブリペロー干渉光学系を構
成した場合や、第8図について上述したように反射鏡を
用いてフアブリペロー干渉光学系を構成した場合や、第
9図について上述したように半透明鏡及び反射鏡を組み
合わせてフアブリペロー干渉光学系を構成した場合のそ
れぞれについてサーボ動作をさせた場合と同様の効果を
得ることができる。
This effect can be obtained when the Fabry-Perot interference optical system is constructed using only semi-transparent mirrors as in the case of FIGS. 1 to 6, and FIG. To obtain the same effect as when servo operation is performed in the case where an interference optical system is constructed, or when a Fabry-Perot interference optical system is constructed by combining a semi-transparent mirror and a reflecting mirror as described above with reference to FIG. Can be done.

00)上述の実施例においては、本発明を加速度型振動
検出装置に適用した場合の実施例について述べたが、本
発明はこれに限らず、要はフアブリペロー干渉光学系を
構成する一対の反射面の間隔が測定すべき物理量に応じ
て変化する場合に本発明を広く適用し得る。
00) In the above-mentioned embodiment, an embodiment was described in which the present invention was applied to an acceleration type vibration detection device, but the present invention is not limited to this, and in short, the present invention is applied to a pair of reflective surfaces constituting a Fabry-Perot interference optical system. The present invention can be widely applied when the interval between the two changes depending on the physical quantity to be measured.

00  干渉光強度Eを表す(1)式において、強度反
射率Rは一対の反射面の反射率が互いに等しい場合の当
該反射率を表すが、反射率Rが互いに等しくない値R1
及びR2をもっている場合には強度反射率Rとして次式 C発明の効果〕 上述のように本発明によれば、2系統のフアブリペロー
干渉光学系を設け、各フアブリペロー干渉光学系から得
ることができる変位検出信号に基づいて測定すべき物理
量に相当する差分情報を得る際にドリフト信号成分を相
殺するようにしたことにより、熱膨張(又は熱収縮)、
光源の波長の変動などに基づいて測定結果に生ずるおそ
れがあるドリフトを有効に抑制し得る物理量測定装置を
実現できる。
00 In the equation (1) representing the interference light intensity E, the intensity reflectance R represents the reflectance when the reflectances of a pair of reflective surfaces are equal to each other, but the value R1 where the reflectances R are not equal to each other
and R2, the intensity reflectance R is expressed by the following formula C Effect of the invention] As described above, according to the present invention, two systems of Fabry-Perot interference optical systems are provided, and the displacement that can be obtained from each Fabry-Perot interference optical system is By canceling the drift signal component when obtaining differential information corresponding to the physical quantity to be measured based on the detection signal, thermal expansion (or thermal contraction),
It is possible to realize a physical quantity measuring device that can effectively suppress drift that may occur in measurement results based on fluctuations in the wavelength of a light source.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による物理量測定装置の第1実施例を示
す路線的縦断面図、第2図はその振動検出部本体の詳細
構成を示す縦断面図、第3図は第1図の光学系の詳細構
成を示す部分的縦断面図、第4図は干渉光強度特性を示
す特性曲線図、第5図及び第6図は振動時及び熱膨張時
の反射面間隔の変化の説明に供する路線図、第7図は第
2実施例を示す部分的縦断面図、第8図は第3実施例を
示す部分的縦断面図、第9図は第4実施例を示す部分的
縦断面図、第10図は反射面間隔の最適条件を示す図表
である。 ■・・・・・・振動検出装置、2・・・・・・ケース、
3・・・・・・振動検出部本体、4A、4B・・・・・
・固定部材、5・・・・・・悪報部材、6・・・・・・
ホルダ、7・・・・・・仮ばね、15・・・・・・光源
、16・・・・・・コリメータ、IOA、IOB・・・
・・・ファブリペロ−干渉光学系、9A、9B、19A
、19B・・・・・・半透明鏡、9AX、19BX・・
・・・・反射面、49.50・・・・・・反射鏡、22
A、22B、22C・・・・・・光電変換素子。 代 理 人 田 辺 恵 基 !り 反射面間隔 fi 光学系の詳細構成 第3 図 振動時の動作 め 5 図 熱膨張晴の動A乍 第 6 図 第 図 第4史施府r1の構成 第 ワ 図 第3実権例の構成 第 8 区 中ノし・イ立菫の舒6定 第  IO図
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a first embodiment of the physical quantity measuring device according to the present invention, FIG. A partial vertical cross-sectional view showing the detailed configuration of the system, FIG. 4 is a characteristic curve diagram showing interference light intensity characteristics, and FIGS. 5 and 6 are used to explain changes in the spacing between reflective surfaces during vibration and thermal expansion. Route map, FIG. 7 is a partial longitudinal sectional view showing the second embodiment, FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view showing the third embodiment, and FIG. 9 is a partial longitudinal sectional view showing the fourth embodiment. , FIG. 10 is a chart showing the optimum conditions for the spacing between reflective surfaces. ■...Vibration detection device, 2...Case,
3...Vibration detection unit main body, 4A, 4B...
・Fixing member, 5...Bad news member, 6...
Holder, 7...Temporary spring, 15...Light source, 16...Collimator, IOA, IOB...
...Fabry-Perot interference optical system, 9A, 9B, 19A
, 19B...Semi-transparent mirror, 9AX, 19BX...
...Reflecting surface, 49.50...Reflecting mirror, 22
A, 22B, 22C...Photoelectric conversion element. Agent Keiki Tanabe! Detailed structure of the optical system Fig. 3 Operation during vibration Fig. 5 Dynamics of thermal expansion A to Fig. 6 Fig. 4 Structure of r1 Fig. 3 Structure of practical example 8 Ward Nakanoshi I Tachiumi no Shu 6th IO Map

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)それぞれ一対の反射面間において当該反射面間隔
に対応する干渉光強度を呈する干渉光を発生させ、上記
干渉光を光電変換することによつて上記干渉光強度を表
す光電変換信号を得る第1及び第2のフアブリペロー干
渉光学系を有し、 上記第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系をそれぞ
れ構成する上記一対の反射面のうち一方の反射面を第1
の変位検出部材に固着し、かつ上記一対の反射面のうち
他方の反射面を第2の変位検出部材に固着し、 上記第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系から得ら
れる上記光電変換信号に基づいて上記第1及び第2の変
位検出部材間の相対的変位量に相当する差分情報を求め
ることにより、上記反射面間隔に生ずるドリフト変位を
相殺してなる測定出力信号を得るようにした ことを特徴とする物理量測定装置。
(1) Generate interference light exhibiting an interference light intensity corresponding to the distance between the reflective surfaces between each pair of reflective surfaces, and obtain a photoelectric conversion signal representing the interference light intensity by photoelectrically converting the interference light. first and second Fabry-Perot interference optical systems, one of the pair of reflective surfaces constituting the first and second Fabry-Perot interference optical systems, respectively;
and the other of the pair of reflective surfaces is fixed to a second displacement detection member, and the photoelectric conversion signal obtained from the first and second Fabry-Perot interference optical systems. By determining difference information corresponding to the amount of relative displacement between the first and second displacement detection members based on the above, a measurement output signal is obtained by canceling the drift displacement occurring in the spacing between the reflective surfaces. A physical quantity measuring device characterized by:
(2)上記第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系は
それぞれ別個の第1及び第2の光電変換素子を有し、上
記第1及び第2の光電変換素子から得られる第1及び第
2の上記光電変換信号を減算処理又は加算処理すること
により、上記差分情報を求めるようにした ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の物理量
測定装置。
(2) The first and second Fabry-Perot interference optical systems each have separate first and second photoelectric conversion elements, and the first and second 2. The physical quantity measuring device according to claim 1, wherein the difference information is obtained by subtracting or adding the photoelectric conversion signal.
(3)上記第1及び第2のフアブリペロー干渉光学系は
共通の光電変換素子を有し、上記第1及び第2のフアブ
リペロー干渉光学系において発生される上記干渉光を上
記共通の光電変換素子において光電変換することにより
、上記差分情報を含んでなる上記光電変換信号を得るよ
うにした ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の物理量
測定装置。
(3) The first and second Fabry-Perot interference optical systems have a common photoelectric conversion element, and the interference light generated in the first and second Fabry-Perot interference optical systems is transmitted to the common photoelectric conversion element. 2. The physical quantity measuring device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion signal including the difference information is obtained by photoelectric conversion.
(4)上記第1及び第2の変位検出部材間に当該第1及
び第2の変位検出部材の相対的位置関係を変更制御でき
る変位制御手段を設け、上記光電変換信号に基づいて上
記相対的位置の変化を抑制するようなフィードバック制
御信号によつて上記変位制御手段を制御することにより
、上記第1及び第2の変位検出部材間の変位量が変化し
たときの上記干渉光強度の変化の直線性を維持するよう
にした ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の物理量
測定装置。
(4) Displacement control means capable of changing and controlling the relative positional relationship between the first and second displacement detecting members is provided between the first and second displacement detecting members, and the relative position is controlled based on the photoelectric conversion signal. By controlling the displacement control means with a feedback control signal that suppresses a change in position, the change in the intensity of the interference light when the amount of displacement between the first and second displacement detection members changes. The physical quantity measuring device according to claim 1, characterized in that linearity is maintained.
(5)上記第1及び第2の変位検出部材間に当該第1及
び第2の変位検出部材の相対的位置関係を変更制御でき
る変位制御手段を設け、上記変位制御手段に変位量設定
信号を与えることにより上記相対的位置関係を設定でき
るようにした ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の物理量
測定装置。
(5) Displacement control means capable of changing and controlling the relative positional relationship between the first and second displacement detection members is provided between the first and second displacement detection members, and a displacement amount setting signal is provided to the displacement control means. 2. The physical quantity measuring device according to claim 1, wherein the relative positional relationship can be set by providing a physical quantity.
(6)一対の反射面間において当該反射面間隔に対応す
る干渉光強度を呈する干渉光を発生させ、上記干渉光を
光電変換することによつて上記干渉光強度を表す光電変
換信号を得るフアブリペロー干渉光学系を有し、 上記フアブリペロー干渉光学系を構成する上記一対の反
射面のうち一方の反射面を第1の変位検出部材に固着し
、かつ上記一対の反射面のうち他方の反射面を第2の変
位検出部材に固着し、上記光電変換信号の変位量に基づ
いて上記第1及び第2の変位検出部材間の相対的変位に
対応する測定出力信号を得るようになされ、 上記干渉光強度の変化率が一定になる上記反射面間隔の
値を、上記第1及び第2の変位検出部材間に上記相対的
変位が生じていない状態における上記反射面間隔として
選定する ことを特徴とする物理量測定装置。
(6) Fabry-Perot generates interference light exhibiting an interference light intensity corresponding to the distance between the reflective surfaces between a pair of reflective surfaces, and photoelectrically converts the interference light to obtain a photoelectric conversion signal representing the interference light intensity. an interference optical system, one of the pair of reflective surfaces constituting the Fabry-Perot interference optical system is fixed to the first displacement detection member, and the other of the pair of reflective surfaces is fixed to the first displacement detection member; fixed to a second displacement detection member to obtain a measurement output signal corresponding to a relative displacement between the first and second displacement detection members based on the displacement amount of the photoelectric conversion signal; A value of the reflective surface spacing at which the rate of change in intensity is constant is selected as the reflective surface spacing in a state where no relative displacement occurs between the first and second displacement detection members. Physical quantity measuring device.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60225005A (en) * 1984-04-24 1985-11-09 Tokyo Erekutoron Kk Correction system for positioning apparatus utilizing laser beam

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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