JPH034104A - レーザ測長器のための単位変換装置 - Google Patents
レーザ測長器のための単位変換装置Info
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- JPH034104A JPH034104A JP1140100A JP14010089A JPH034104A JP H034104 A JPH034104 A JP H034104A JP 1140100 A JP1140100 A JP 1140100A JP 14010089 A JP14010089 A JP 14010089A JP H034104 A JPH034104 A JP H034104A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 40
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/0207—Error reduction by correction of the measurement signal based on independently determined error sources, e.g. using a reference interferometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02083—Interferometers characterised by particular signal processing and presentation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
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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。
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）
この発明は、レーザ測長器から出力される測長パルスを
、メータ単位系などの所定の測長単位系で表現した距離
信号に変換するための単位変換装置に関する。
、メータ単位系などの所定の測長単位系で表現した距離
信号に変換するための単位変換装置に関する。
（従来の技術）
物の長さや距離を測定する装置として、レーザ測長器が
広く用いられている。特に、レーザ光の干渉を利用した
測長器は精密な測定に適しているが、このようなレーザ
測長器から出力される測長信号は、レーザ光の波長λに
依存した基準長λ／Ｎ（Ｎは整数）ごとのパルス信号と
なっているのが普通である。ところが、レーザ測長器の
測定結果を利用する他の機器では、一般にメータ単位系
などが用いられているため、レーザ測長器から出力され
るパルス信号を、メータ単位系などの所定の測長単位系
の信号に変換する必要がある。
広く用いられている。特に、レーザ光の干渉を利用した
測長器は精密な測定に適しているが、このようなレーザ
測長器から出力される測長信号は、レーザ光の波長λに
依存した基準長λ／Ｎ（Ｎは整数）ごとのパルス信号と
なっているのが普通である。ところが、レーザ測長器の
測定結果を利用する他の機器では、一般にメータ単位系
などが用いられているため、レーザ測長器から出力され
るパルス信号を、メータ単位系などの所定の測長単位系
の信号に変換する必要がある。
このような単位変換の方法としては、基準長λ／Ｎをメ
ータ単位系で表現した変換係数と、レーザ測長器から出
力される測長パルスの数とを乗じる第１の方法がある。
ータ単位系で表現した変換係数と、レーザ測長器から出
力される測長パルスの数とを乗じる第１の方法がある。
また、たとえば特開昭５５−６９００４号公報に開示さ
れているように、レーザ測長器から出力される測長パル
スを所定の分周比のレートマルチプライアカウンタで分
周することによってメータ単位系に変換する第２の方法
も知られている。第２の方法では、例えば基準長λ／Ｎ
が０．０７９１μｍであり、メートル単位系の単位長さ
を０．１μｍと設定した場合には４分周比を７９１０／
１Ｇ’とすればよい。こうすれば、レートマルチブラ
イアカウンタに測長パルスが１０パルス人力されると、
８パルスの信号が出力され、被測定距離が約０．８μｍ
であることが示される。
れているように、レーザ測長器から出力される測長パル
スを所定の分周比のレートマルチプライアカウンタで分
周することによってメータ単位系に変換する第２の方法
も知られている。第２の方法では、例えば基準長λ／Ｎ
が０．０７９１μｍであり、メートル単位系の単位長さ
を０．１μｍと設定した場合には４分周比を７９１０／
１Ｇ’とすればよい。こうすれば、レートマルチブラ
イアカウンタに測長パルスが１０パルス人力されると、
８パルスの信号が出力され、被測定距離が約０．８μｍ
であることが示される。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、第１の方法では、単位変換に際して乗算を行な
うので、高精度な測長データを得るために有効桁数を増
加させると演算スピードが遅くなる。従って、被測定距
離が高速で連続的に変化している場合には、その速い変
化に追従してＩＩ長データを得るのが困難であるという
問題があった。
うので、高精度な測長データを得るために有効桁数を増
加させると演算スピードが遅くなる。従って、被測定距
離が高速で連続的に変化している場合には、その速い変
化に追従してＩＩ長データを得るのが困難であるという
問題があった。
また、第２の方法では、近似の精度を上げるためにはレ
ートマルチブライアカウンタ内のカウンタの個数を増加
させる必要があり、その分、コストが高くつくのみでな
く、やはり演算スピードが遅くなるので上記と同様な問
題があった。
ートマルチブライアカウンタ内のカウンタの個数を増加
させる必要があり、その分、コストが高くつくのみでな
く、やはり演算スピードが遅くなるので上記と同様な問
題があった。
（発明の目的）
この発明は、従来の技術における上述の課題を解決する
ためになされたものであり、レーザ測長器の測長パルス
を所定の測長単位系の信号に高速で変換することができ
る単位変換装置を得ることを目的とする。
ためになされたものであり、レーザ測長器の測長パルス
を所定の測長単位系の信号に高速で変換することができ
る単位変換装置を得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上述の課題を解決するため、この発明では、波長λのレ
ーザ光を使用して被測定距離の増減を基準長λ／Ｎ （
Ｎは整数）ごとの測長パルスとじて出力するレーザ測長
器から前記測長パルスを受取って、これを所定の副長単
位系で表現した距離信号に変換する単位変換装置におい
て、前記基準長λ／ＮをＭ桁（Ｍは整数）のデジタル値
で表わした変換係数データであって、その下位側から（
Ｍ＋１）桁目の単位データが前記測長単位系の単位長さ
に相当するように規定された変換係数データを記憶する
。記憶手段と、前記測長パルスを受取ることにより、被
測定距離の増加および減少に応じて前記変換係数データ
を前記測長パルスごとに加算および減算し、その演算結
果に基づいて前記距離信号を出力する加減算手段とを備
えている。
ーザ光を使用して被測定距離の増減を基準長λ／Ｎ （
Ｎは整数）ごとの測長パルスとじて出力するレーザ測長
器から前記測長パルスを受取って、これを所定の副長単
位系で表現した距離信号に変換する単位変換装置におい
て、前記基準長λ／ＮをＭ桁（Ｍは整数）のデジタル値
で表わした変換係数データであって、その下位側から（
Ｍ＋１）桁目の単位データが前記測長単位系の単位長さ
に相当するように規定された変換係数データを記憶する
。記憶手段と、前記測長パルスを受取ることにより、被
測定距離の増加および減少に応じて前記変換係数データ
を前記測長パルスごとに加算および減算し、その演算結
果に基づいて前記距離信号を出力する加減算手段とを備
えている。
そして、前記加減算手段は、前記演算結果によって得ら
れた（Ｍ＋１）桁へのキャリーおよび（Ｍ＋１）桁から
のボローに基づいて前記距離信号を出力する。
れた（Ｍ＋１）桁へのキャリーおよび（Ｍ＋１）桁から
のボローに基づいて前記距離信号を出力する。
（作用）
加減算手段は、Ｍ桁のデジタル値である変換係数データ
を、レーザ測長器の基準長ごとに加算または減算し、（
Ｍ＋１）桁へのキャリーまたは（Ｍ＋１）桁からのボロ
ーに基づいて、単位変換後の信号である距離信号を出力
する。
を、レーザ測長器の基準長ごとに加算または減算し、（
Ｍ＋１）桁へのキャリーまたは（Ｍ＋１）桁からのボロ
ーに基づいて、単位変換後の信号である距離信号を出力
する。
（実施例）
Ａ、装置の構成と動作の概要
第１図は、この発明の一実施例としての単位変換装置を
備えたレーザ測長システムの構成を示すブロック図であ
る。
備えたレーザ測長システムの構成を示すブロック図であ
る。
レーザ測長システムＬＬは、レーザ発振器１と干渉計２
とレシーバ３と単位変換装置５と反射鏡４ａを備えてい
る。このうち、レーザ発振器１と干渉計２とレシーバ３
と反射ｍ４ａとは、汎用されるレーザ測長器を構成して
いる。
とレシーバ３と単位変換装置５と反射鏡４ａを備えてい
る。このうち、レーザ発振器１と干渉計２とレシーバ３
と反射ｍ４ａとは、汎用されるレーザ測長器を構成して
いる。
このレーザ測長システムは、干渉計２と、テーブル４の
前面に設けられた反射鏡４ａとの間の距離１を測長する
。このテーブル４は図示しないモータによって駆動され
て、（＋Ｙ）〜（−Ｙ）方向に移動する。
前面に設けられた反射鏡４ａとの間の距離１を測長する
。このテーブル４は図示しないモータによって駆動され
て、（＋Ｙ）〜（−Ｙ）方向に移動する。
レーザ発振器１から出射されたレーザビームＬＢ１は干
渉計２を介して反射１ｉ１ｔ４ａに到達し、反射ビーム
ＬＢ２となる。そして、レーザビームしＢ１と反射ビー
ムＬＢ２は、干渉計２から合成ビームＬＢ１２としてレ
シーバ３に与えられる。レシーバ３は合成ビームＬＢ１
２が生成する干渉縞を、Ａ相およびＢ相の２つのスケー
ル信号（１１１１長パルス信号）Ｓ、ＳＢに変換する。
渉計２を介して反射１ｉ１ｔ４ａに到達し、反射ビーム
ＬＢ２となる。そして、レーザビームしＢ１と反射ビー
ムＬＢ２は、干渉計２から合成ビームＬＢ１２としてレ
シーバ３に与えられる。レシーバ３は合成ビームＬＢ１
２が生成する干渉縞を、Ａ相およびＢ相の２つのスケー
ル信号（１１１１長パルス信号）Ｓ、ＳＢに変換する。
後述するように、このスケール信号Ｓ 、Ｓ のパルス
数によって＾ Ｂ 被８−１定距離１を知ることができ、また２つのスケー
ル信号Ｓ 、ＳＢの位相のずれ方によって被ＪＩ定距
離量が増大しているか減少しているかを知ることができ
る。
数によって＾ Ｂ 被８−１定距離１を知ることができ、また２つのスケー
ル信号Ｓ 、ＳＢの位相のずれ方によって被ＪＩ定距
離量が増大しているか減少しているかを知ることができ
る。
単位変換装置５は、これらのスケール信号ＳＡ。
Ｓ、を受取って、メータ単位系のＪＩＪ長単面単位測定
距Ｍ１を表現する距離パルス信号Ｓ、を外部に出力する
。この実施例では、被１１１１定距離夕が０．１μｍ変
化するたびに、距離パルス信号Ｓｔ、が１パルス出力さ
れる。また、被測定距ＩｌＮが増大しているか減少して
いるかを判別するための移動方向信号Ｓや−も、単位変
換装置５から外部に出力される。
距Ｍ１を表現する距離パルス信号Ｓ、を外部に出力する
。この実施例では、被１１１１定距離夕が０．１μｍ変
化するたびに、距離パルス信号Ｓｔ、が１パルス出力さ
れる。また、被測定距ＩｌＮが増大しているか減少して
いるかを判別するための移動方向信号Ｓや−も、単位変
換装置５から外部に出力される。
単位変換装置５は、パルス変換器５１と、第ルジスタ５
２と、加減算器５３と、第２レジスタ５４と、波長補正
器５５とを備えている。レシーバ３から出力されたスケ
ール信号Ｓ 、Ｓ は、八 Ｂ 単位変換袋Ｗ５のパルス変換器５１に入力され、パルス
変換器５１は、これらのスケール信号Ｓ＾。
２と、加減算器５３と、第２レジスタ５４と、波長補正
器５５とを備えている。レシーバ３から出力されたスケ
ール信号Ｓ 、Ｓ は、八 Ｂ 単位変換袋Ｗ５のパルス変換器５１に入力され、パルス
変換器５１は、これらのスケール信号Ｓ＾。
Ｂ８に応じて移動方向信号Ｓ＋−と、位置クロック信号
Ｓｐとを出力する。移動方向信号Ｓ＋−は、披測定距ｆ
ｉ量が増大する場合にはＨレベルとなり、逆に減少する
場合にはＬレベルとなる信号である。
Ｓｐとを出力する。移動方向信号Ｓ＋−は、披測定距ｆ
ｉ量が増大する場合にはＨレベルとなり、逆に減少する
場合にはＬレベルとなる信号である。
また、位置クロック信号Ｓ は、スケール信号ＳＡ、Ｓ
Ｏによって規定される基準長λ／Ｎ（後述する）ごとに
ＬレベルからＨレベルに立上るパルス信号である。
Ｏによって規定される基準長λ／Ｎ（後述する）ごとに
ＬレベルからＨレベルに立上るパルス信号である。
位置クロック信号Ｓ がパルス変換器５１から第２レジ
スタ５４に与えられると、第２レジスタ５４はそれ以前
に加減算器５３から与えられて保持していた距離パルス
データＤｔ、と加算デ゛−タＤｓ１とを、それぞれ距離
パルス信号Ｓ１．と被加算データＤｓ□として出力する
。なお、これらの距離パルスデータＤＬと加算データＤ
３１は、測長動作の開始時には共に零である。
スタ５４に与えられると、第２レジスタ５４はそれ以前
に加減算器５３から与えられて保持していた距離パルス
データＤｔ、と加算デ゛−タＤｓ１とを、それぞれ距離
パルス信号Ｓ１．と被加算データＤｓ□として出力する
。なお、これらの距離パルスデータＤＬと加算データＤ
３１は、測長動作の開始時には共に零である。
第２レジスタ５４から出力された被加算データＤＳ２が
加減算器５３に与えられると、加減算器５３において加
算または減算が実行される。このとき移動方向信号Ｓ
がＨレベルの場合には、加減今一 算器５３は第ルジスタ５２から人力された変換係数デー
タＤＲと、１２レジスタ５３から与えられた被加算デー
タＤ３□とを加算する。
加減算器５３に与えられると、加減算器５３において加
算または減算が実行される。このとき移動方向信号Ｓ
がＨレベルの場合には、加減今一 算器５３は第ルジスタ５２から人力された変換係数デー
タＤＲと、１２レジスタ５３から与えられた被加算デー
タＤ３□とを加算する。
なお、変換係数データＤＲは後述するように、レーザ測
長器の基準長λ／Ｎをメータ単位系に変換するためのデ
ータであり、予め波長補正器５５から第ルジスタ５２に
入力されて保持されている。測長動作の開始時では被加
算データＤ８□は零なので、変換係数データＤＲの値が
そのまま加算データＤ８１として出力される。なお、後
述するように演算の結果としてキャリー（またはボロー
）が発生した場合には、距離パルスデータＤ、も出力さ
れる。
長器の基準長λ／Ｎをメータ単位系に変換するためのデ
ータであり、予め波長補正器５５から第ルジスタ５２に
入力されて保持されている。測長動作の開始時では被加
算データＤ８□は零なので、変換係数データＤＲの値が
そのまま加算データＤ８１として出力される。なお、後
述するように演算の結果としてキャリー（またはボロー
）が発生した場合には、距離パルスデータＤ、も出力さ
れる。
加減算器５３から出力された加算データＤ８□と距離パ
ルスデータＤＬとは、第２レジスタ５４に人力されて新
たな保持データとなる。そして、位置クロック信号Ｓ
が第２レジスタ５４に人力されると、保持されていた加
算データＤｓｌが新たな被加算データＤ８□として加減
算器５３に帰還される。また、保持されていた距離パル
スデータＤＬが“１“ （Ｈレベル）の場合には、距離
パルス信号ＳＬが外部に出力される。
ルスデータＤＬとは、第２レジスタ５４に人力されて新
たな保持データとなる。そして、位置クロック信号Ｓ
が第２レジスタ５４に人力されると、保持されていた加
算データＤｓｌが新たな被加算データＤ８□として加減
算器５３に帰還される。また、保持されていた距離パル
スデータＤＬが“１“ （Ｈレベル）の場合には、距離
パルス信号ＳＬが外部に出力される。
Ｂ、変換係数データの内容
第ルジスタ５２に予め入力される変換係数データＤ は
、スケール信号Ｓ、ＳＢによって識ｊ？
Ａ別される基準長λ／Ｎごとの
距離９の変化を、０．１μｍごとの距離パルス信号ＳＬ
に変換するために用いられる。
、スケール信号Ｓ、ＳＢによって識ｊ？
Ａ別される基準長λ／Ｎごとの
距離９の変化を、０．１μｍごとの距離パルス信号ＳＬ
に変換するために用いられる。
変換係数データＤＲは以下のように、Ｍビットの２進数
として正規化されてる。
として正規化されてる。
ＤＲ−（λ／Ｎ）Ｘ２／Δ！ ・・・（１）ここ
で、 λ；レーザ光の波長。
で、 λ；レーザ光の波長。
Ｎ：整数。（λ／Ｎ）は、スケール信号によって識別し
うる基準長を示す。通常は、Ｎ−８〜３２である。
うる基準長を示す。通常は、Ｎ−８〜３２である。
Ｍ：変換係数データＤＲのビット数。
Δ！＝メータ単位系の測長単位。
この実施例では、変換係数データＤＲは次の値となる。
２
ＤＲ−０，８３３／１６Ｘ２ １０．１４ １８９９１
９６４３Ｂ （１０進数）−６５４７＾Ｃ１４（１
６進数） なお、λ−０．６３３μｍ、 Ｎ −１６，Ｍ−３２゜
Δ童−０，１μｍとした。
９６４３Ｂ （１０進数）−６５４７＾Ｃ１４（１
６進数） なお、λ−０．６３３μｍ、 Ｎ −１６，Ｍ−３２゜
Δ童−０，１μｍとした。
第１表は、位置クロック信号Ｓ と移動方向信号Ｓ と
に応じて、加算データＤｓ１と距離パルス十− データＤ、が変化する状態を示す表である。なお、距離
パルスデータＤＬは、加算または減算の結果として、（
Ｍ＋１）桁へのキャリーまたは（Ｍ＋１）桁からのボロ
ーが発生すると“１” （Ｈレベル）となるデータであ
る。
に応じて、加算データＤｓ１と距離パルス十− データＤ、が変化する状態を示す表である。なお、距離
パルスデータＤＬは、加算または減算の結果として、（
Ｍ＋１）桁へのキャリーまたは（Ｍ＋１）桁からのボロ
ーが発生すると“１” （Ｈレベル）となるデータであ
る。
（以下余白）
第１表
第１表に示すように、移動方向信号Ｓ７＞（Ｈし十−
ベルのときに、位置クロックＳ が３パルス発生すると
、加算の結果として＜Ｍ＋１）桁へのキャリーが発生す
る。第１表に対応する基準長λ／Ｎ（−０，６３３／
１Ｂ）は約０．０４４ ｍである。また、位置クロック
信号Ｓ の１パルスは、基準長λ／Ｎに対応する。従っ
て、位置クロック信号Ｓｐの３パルス分は約０．１２μ
ｍに相当する。このように、位置クロック信号Ｓ が３
パルス発生すると、披測定距離夕が測長単位Δ１ （−
０，１μｍ）変化するので、このとき距離パルスデータ
ＤＬの値が′ｌ”となりそれによって距離パルス信号Ｓ
ｔ、が出力される。
、加算の結果として＜Ｍ＋１）桁へのキャリーが発生す
る。第１表に対応する基準長λ／Ｎ（−０，６３３／
１Ｂ）は約０．０４４ ｍである。また、位置クロック
信号Ｓ の１パルスは、基準長λ／Ｎに対応する。従っ
て、位置クロック信号Ｓｐの３パルス分は約０．１２μ
ｍに相当する。このように、位置クロック信号Ｓ が３
パルス発生すると、披測定距離夕が測長単位Δ１ （−
０，１μｍ）変化するので、このとき距離パルスデータ
ＤＬの値が′ｌ”となりそれによって距離パルス信号Ｓ
ｔ、が出力される。
なお、位置り、ロック信号Ｓ、のパルス数で指示される
実際の距Ｍ（約０，１２μｍ）と、ＪＩＪ長単位Δ１（
−０，１μｍ）との誤差は、加算データＤｓｔ（−２Ｆ
Ｄ７０＾３Ｃ）として第２レジスタ５４に保持され、さ
らにこのデータが被加算データＤｓ２として加減算器５
３に帰還される。そして、この被加算データＤｓ２に基
づいて、さらに加算または減算が行われていくので、実
際の距離と測定単位ごとに出力される距離パルスデータ
ＤＬとの誤差が累積していくことがない。
実際の距Ｍ（約０，１２μｍ）と、ＪＩＪ長単位Δ１（
−０，１μｍ）との誤差は、加算データＤｓｔ（−２Ｆ
Ｄ７０＾３Ｃ）として第２レジスタ５４に保持され、さ
らにこのデータが被加算データＤｓ２として加減算器５
３に帰還される。そして、この被加算データＤｓ２に基
づいて、さらに加算または減算が行われていくので、実
際の距離と測定単位ごとに出力される距離パルスデータ
ＤＬとの誤差が累積していくことがない。
波長補正器５５は、レーザ測長システムＬＬの環境に応
じてレーザビームＬＢ、ＬＢ２の波長λを補正し、さら
に補正した波長λに基づいて変換係数データＤＲを（１
）式に基づいて算出する。
じてレーザビームＬＢ、ＬＢ２の波長λを補正し、さら
に補正した波長λに基づいて変換係数データＤＲを（１
）式に基づいて算出する。
レーザビームＬＢ、ＬＢ２の波長λは例えば次式で求め
られる。
られる。
λ−λｓｎｓ／ｎ
〜λ （１−Δｎ／ｎｓ） ・・・（２ａ）
Δｎ ／ ｎ ３〜−１０．９３１ （Ｔ−２０）０．
３５９ （Ｐ −７６０） ＋０．０５０ （ＰＨ−１０） −０，０１５（ｃ−３）ｌｘｌｏ−６ ・・・（２ｂ） ここで、 ｎ：空気の屈折率。
Δｎ ／ ｎ ３〜−１０．９３１ （Ｔ−２０）０．
３５９ （Ｐ −７６０） ＋０．０５０ （ＰＨ−１０） −０，０１５（ｃ−３）ｌｘｌｏ−６ ・・・（２ｂ） ここで、 ｎ：空気の屈折率。
ｎｓ：標準計量状１（２０℃、 ７６０ Ｔｏｒｒ）に
おける空気の屈折率。
おける空気の屈折率。
Ｔ：温度（’Ｃ）。
Ｐ：大気圧（Ｔｏｒｒ）。
Ｐ１１’水蒸気分圧（Ｔｏｒｒ）。
Ｃ：ＣＯ２濃度（０，０１容量％）。
このように、波長補正器５５によってレーザビームＬＢ
、ＬＢ２の波長λを補正し、これに基づいて変換係数デ
ータＤ、を第２レジスタ５４に適宜人力するようにすれ
ば、例えば室温などが経時的に変化した場合にも、常に
正しい測定結果を得ることができるという利点がある。
、ＬＢ２の波長λを補正し、これに基づいて変換係数デ
ータＤ、を第２レジスタ５４に適宜人力するようにすれ
ば、例えば室温などが経時的に変化した場合にも、常に
正しい測定結果を得ることができるという利点がある。
Ｃ０単位変換装置の動作の詳細
第２図は、単位変換装置５の動作を示すタイミングチャ
ートである。この図は、時刻ｔ１以降において、被１１
１＋定距離１が一定速度で増大している場合を示してい
る。従って、スケール信号Ｓ＾。
ートである。この図は、時刻ｔ１以降において、被１１
１＋定距離１が一定速度で増大している場合を示してい
る。従って、スケール信号Ｓ＾。
Ｓｏは、それぞれ一定の周期Ｔ１で変化するパルス信号
となっている・ スケール信号Ｓ 、Ｓ は、被測定圧Ｍ１の変Ｂ 化量に応じて出力される測長パルスであり、スケール信
号ｓ 、ｓ の１周期Ｔｔが、レーザビー＾
Ｂ ムＬＢ、ＬＢ２の波長λの１／４の長さ（λ／！ ４）に対応している。また、スケール信号ＳＡ。
となっている・ スケール信号Ｓ 、Ｓ は、被測定圧Ｍ１の変Ｂ 化量に応じて出力される測長パルスであり、スケール信
号ｓ 、ｓ の１周期Ｔｔが、レーザビー＾
Ｂ ムＬＢ、ＬＢ２の波長λの１／４の長さ（λ／！ ４）に対応している。また、スケール信号ＳＡ。
Ｓ は、それぞれ半周期Ｔ１／２ごとにＨレベルとＬレ
ベルとに切換わるパルス信号であり、Ａ相スケール信号
ＳＡとＢ相スケール信号との位相は１／４周期ずれて出
力される。そして、この位相のずれ方によって被測定距
離１が増大しているか減少しているかが判別される。す
なわち、被測定圧Ｍ１が増大している場合には、第２図
のように、Ａ相スケール信号Ｓ＾がＬレベルからＨレベ
ルに立上るときに、Ｂ相スケール信号ＳＢがＬレベルに
維持されている。この場合には、パルス変換器５１から
出力される移動方向信号Ｓ＋−はＨレベルとなる。一方
、逆に被測定距離量が減少している場合には、Ａ相スケ
ール信号Ｓ＾が立上るときに、Ｂ相スケール信号がＨレ
ベルに維持されており、移動方向信号Ｓ−はＬレベルと
なる（図示せず）。
ベルとに切換わるパルス信号であり、Ａ相スケール信号
ＳＡとＢ相スケール信号との位相は１／４周期ずれて出
力される。そして、この位相のずれ方によって被測定距
離１が増大しているか減少しているかが判別される。す
なわち、被測定圧Ｍ１が増大している場合には、第２図
のように、Ａ相スケール信号Ｓ＾がＬレベルからＨレベ
ルに立上るときに、Ｂ相スケール信号ＳＢがＬレベルに
維持されている。この場合には、パルス変換器５１から
出力される移動方向信号Ｓ＋−はＨレベルとなる。一方
、逆に被測定距離量が減少している場合には、Ａ相スケ
ール信号Ｓ＾が立上るときに、Ｂ相スケール信号がＨレ
ベルに維持されており、移動方向信号Ｓ−はＬレベルと
なる（図示せず）。
パルス変換器５１は、人相スケール信号ＳＡとＢ相スケ
ール信号ＳＢが立上りエツジと立下りエツジをそれぞれ
発生するごとに、位置クロック信号Ｓ を発生する。従
って、位置クロック信号Ｓ は、スケール信号Ｓ 、
Ｓ の１／４周期ｐ ＡＨ Ｔ ｔ ／ ４ごとに出力されるパルス信号となってい
るとともに、基準長λ／Ｎはλ／１６（−λ／４＋４）
となっている。
ール信号ＳＢが立上りエツジと立下りエツジをそれぞれ
発生するごとに、位置クロック信号Ｓ を発生する。従
って、位置クロック信号Ｓ は、スケール信号Ｓ 、
Ｓ の１／４周期ｐ ＡＨ Ｔ ｔ ／ ４ごとに出力されるパルス信号となってい
るとともに、基準長λ／Ｎはλ／１６（−λ／４＋４）
となっている。
時刻ｔ 以前は、加算データＤ３、と被加算デーりＤｓ
２の値はともに零である。テーブル４が動き始め、ｔｌ
で最初の位置クロック信号Ｓｐのパルスがパルス変換器
５１から出力されると、第２レジスタ５４から被加算デ
ータρ５２（−０）が加減算器５３に与えられる。そし
て、加算の結果として加算データＤ８．が加減算器５３
から出力される。
２の値はともに零である。テーブル４が動き始め、ｔｌ
で最初の位置クロック信号Ｓｐのパルスがパルス変換器
５１から出力されると、第２レジスタ５４から被加算デ
ータρ５２（−０）が加減算器５３に与えられる。そし
て、加算の結果として加算データＤ８．が加減算器５３
から出力される。
このときの加算データＤ （第２図中のり、）のＳｔ
値は変換係数データＤＲの値に等しい。そして、この加
算データＤ （−Ｄ −ＤＲ）が第２レジＳｔ
ｔ スタに保持される。
算データＤ （−Ｄ −ＤＲ）が第２レジＳｔ
ｔ スタに保持される。
次に、時刻ｔ でＢ相スケール信号ＳＢが立上す、位置
クロック信号Ｓ のパルスが発生すると、データＤ が
被加算データＤＳ２として第２レジス■ り５４から出力され、加減算器５３に与えられる。
クロック信号Ｓ のパルスが発生すると、データＤ が
被加算データＤＳ２として第２レジス■ り５４から出力され、加減算器５３に与えられる。
そして、加算の結果として得られた新たな加算データＤ
（Ｄ −２Ｄ、）が第２レジスタ５４にＳｔ
２ 保持される。
（Ｄ −２Ｄ、）が第２レジスタ５４にＳｔ
２ 保持される。
さらに、時刻ｔ でＡＩｔｌＮスケール信号ＳＡ信号Ｓ
下り、位置クロック信号Ｓ のパルスが発生すると、デ
ータＤ が被加算データＤ３□として第２しジスタ５４
から出力され、加減算器５３に与えられる。このとき、
加算の結果として、第１表に示すように（Ｍ＋１）桁へ
のキャリーが発生するので、距離パルスデータＤｔが“
１” （Ｈレベル）となる。
ータＤ が被加算データＤ３□として第２しジスタ５４
から出力され、加減算器５３に与えられる。このとき、
加算の結果として、第１表に示すように（Ｍ＋１）桁へ
のキャリーが発生するので、距離パルスデータＤｔが“
１” （Ｈレベル）となる。
そして、時刻ｔ でＢ相スケール信号Ｓｏの立下りに応
じて、位置クロック信号Ｓ のパルスが発生すると、第
２レジスタ５４から距離パルス信号ＳＬが外部に出力さ
れる。
じて、位置クロック信号Ｓ のパルスが発生すると、第
２レジスタ５４から距離パルス信号ＳＬが外部に出力さ
れる。
時刻ｔ４以降の動作の説明は省略するが、上記と同様に
、加減算器５３において（Ｍ＋ｌ）桁へのキャリーが発
生するたびに、距離パルス信号Ｓｔ、が出力される。
、加減算器５３において（Ｍ＋ｌ）桁へのキャリーが発
生するたびに、距離パルス信号Ｓｔ、が出力される。
なお、被測定距離量が減少する場合についての詳しい説
明は省略するが、上記と同様に、加減算器５３において
（Ｍ＋１）桁からのボローが発生するたびに距離パルス
信号ＳＬが出力される。
明は省略するが、上記と同様に、加減算器５３において
（Ｍ＋１）桁からのボローが発生するたびに距離パルス
信号ＳＬが出力される。
図示しない外部装置は、単位変換装置５から距離パルス
信号ＳＬと移動方向信号Ｓ＋−とを受取り、これらの信
号に基づいて被測定距離！の変化をｉｌｌｌ長単位Δ！
（−０，１μｍ）ごとに知ることができる。
信号ＳＬと移動方向信号Ｓ＋−とを受取り、これらの信
号に基づいて被測定距離！の変化をｉｌｌｌ長単位Δ！
（−０，１μｍ）ごとに知ることができる。
このように、この実施例においては、スケール信号Ｓ
、ＳＢから距離パルス信号Ｓｔ、への変換＾ が、加減算器５３における加算または減算のみに基づい
ているので、乗算などを行なう場合に比べて演算スピー
ドがはるかに速いという利点がある。
、ＳＢから距離パルス信号Ｓｔ、への変換＾ が、加減算器５３における加算または減算のみに基づい
ているので、乗算などを行なう場合に比べて演算スピー
ドがはるかに速いという利点がある。
Ｄ、変形例
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、たと
えば次のような変形も可能である。
えば次のような変形も可能である。
■ 位置クロック信号Ｓ のパルスは、Ａ相およびＢ相
スケール信号Ｓ 、Ｓｏの１７４周期＾ Ｔ１／４ごとに出力されるものとしたが、１周期Ｔ１ご
とに出力されるとしてもよく、また１／２周期Ｔ１／２
ごとに出力されるものとしてもよい。
スケール信号Ｓ 、Ｓｏの１７４周期＾ Ｔ１／４ごとに出力されるものとしたが、１周期Ｔ１ご
とに出力されるとしてもよく、また１／２周期Ｔ１／２
ごとに出力されるものとしてもよい。
これらの変形の場合には、基準長λ／Ｎがそれぞれλ／
４およびス／８となる。
４およびス／８となる。
但し、上記実施例のようにスケール信号Ｓ＾。
ＳＢの立上りエツジおよび立下りエツジのすべてに対応
して位置クロック信号Ｓ のパルスを出力するようにす
れば、測定精度が向上するという利点がある。
して位置クロック信号Ｓ のパルスを出力するようにす
れば、測定精度が向上するという利点がある。
なお、第２図の例では、被ＡＰ１定距Ｍ１が一定速度で
増大するものとしたので、スケール信号Ｓ＾。
増大するものとしたので、スケール信号Ｓ＾。
Ｓ も一定の周期Ｔ１で変化している。しかし、被ａ？
１定距Ｎ１は任意の速度および方向（増大または減少）
で変化してもよいことは言うまでもない。
１定距Ｎ１は任意の速度および方向（増大または減少）
で変化してもよいことは言うまでもない。
この場合においても、スケール信号Ｓ 、Ｓ は Ｃ
一定長さλ／４ごとに周期的に変化する信号となり、単
位変換装置！５によってスケール信号Ｓ＾。
位変換装置！５によってスケール信号Ｓ＾。
Ｓ が距離パルス信号Ｓｔに正しく変換される。
■ レーザーｐｊ長器から単位変換装置５へ人力される
１１−１長パルスは、上記のようなスケール信号ＳＡ、
ＳＢに限らず、被測定圧ＭＥの変化に応じて与えられる
アップパルスとダウンパルスの組合せであってもよい。
１１−１長パルスは、上記のようなスケール信号ＳＡ、
ＳＢに限らず、被測定圧ＭＥの変化に応じて与えられる
アップパルスとダウンパルスの組合せであってもよい。
すなわち、単位変換装置５へ人力されるＡｐｌ長パルス
は、被測定距離の増減を基準長λ／Ｎごとに表わすパル
スであればよい。
は、被測定距離の増減を基準長λ／Ｎごとに表わすパル
スであればよい。
■ 変換係数データＤＲは、一般に、ｎ進数のデジタル
値として表わすことができる。このとき、変換係数デー
タＤＲは、（１）式のかわりに次式で与えられる値を有
するＭ桁のｎ進数として正規化される。
値として表わすことができる。このとき、変換係数デー
タＤＲは、（１）式のかわりに次式で与えられる値を有
するＭ桁のｎ進数として正規化される。
０ ・・・（３）
Ｄ Ｒ−（λ／Ｎ）Ｘｎ ／Δｐ
（−発明の効果）
以下説明したように、この発明によれば、Ｍ桁のデジタ
ル値である変換係数データをレーザ測長器の基準長ごと
に加算または減算し、（Ｍ＋１）格へのキャリーまたは
（Ｍ＋１）桁からのボローに基づいて、単位変換後の信
号である距離信号を出力する。従って、乗算などのスピ
ードの遅い演算を行う必要がないので、レーザ測長器の
測長パルスの単位変換を高速で行うことができ、構成部
品のコストを低減できるという効果がある。
ル値である変換係数データをレーザ測長器の基準長ごと
に加算または減算し、（Ｍ＋１）格へのキャリーまたは
（Ｍ＋１）桁からのボローに基づいて、単位変換後の信
号である距離信号を出力する。従って、乗算などのスピ
ードの遅い演算を行う必要がないので、レーザ測長器の
測長パルスの単位変換を高速で行うことができ、構成部
品のコストを低減できるという効果がある。
１４１図は、この発明の実施例としての単位変換装置を
組込んだレーザ測長システムの構成を示すブロック図、 第２図は実施例の動作を示すタイミングチャートである
。 ５・・・単位変換装置、ｓＡ、ｓＢ・・・スケール信号
、Ｓｔ、・・・距離パルス信号
組込んだレーザ測長システムの構成を示すブロック図、 第２図は実施例の動作を示すタイミングチャートである
。 ５・・・単位変換装置、ｓＡ、ｓＢ・・・スケール信号
、Ｓｔ、・・・距離パルス信号
Claims (1)
- （１）波長λのレーザ光を使用して被測定距離の増減を
基準長λ／Ｎ（Ｎは整数）ごとの測長パルスとして出力
するレーザ測長器から、前記測長パルスを受取って、こ
れを所定の測長単位系で表現した距離信号に変換する単
位変換装置であって、前記基準長λ／ＮをＭ桁（Ｍは整
数）のデジタル値で表わした変換係数データであって、
その下位側から（Ｍ＋１）桁目の単位データが前記測長
単位系の単位長さに相当するように規定された変換係数
データを記憶する記憶手段と、 前記測長パルスを受取ることにより、前記被測定距離の
増加および減少にそれぞれ応じて前記変換係数データを
前記測長パルスごとに加算および減算し、その演算結果
に基づいて前記距離信号を出力する加減算手段とを備え
ており、 前記加減算手段は、前記演算結果によって得られた（Ｍ
＋１）桁へのキャリーおよび（Ｍ＋１）桁からのボロー
に基づいて前記距離信号を出力することを特徴とするレ
ーザ測長器のための単位変換装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140100A JPH0749923B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | レーザ測長器のための単位変換装置 |
| EP90110371A EP0400649B1 (en) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Unit conversion device for laser interferometic measuring machine |
| US07/531,040 US5184313A (en) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Conversion device for laser interferometic measuring apparatus |
| DE90110371T DE69004860T2 (de) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Vorrichtung zur Umrechnung von Einheiten für eine interferometrische Messmaschine mit Laser. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140100A JPH0749923B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | レーザ測長器のための単位変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034104A true JPH034104A (ja) | 1991-01-10 |
| JPH0749923B2 JPH0749923B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=15260944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1140100A Expired - Lifetime JPH0749923B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | レーザ測長器のための単位変換装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5184313A (ja) |
| EP (1) | EP0400649B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0749923B2 (ja) |
| DE (1) | DE69004860T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6687013B2 (en) * | 2000-03-28 | 2004-02-03 | Hitachi, Ltd. | Laser interferometer displacement measuring system, exposure apparatus, and electron beam lithography apparatus |
| IL161300A0 (en) * | 2001-10-31 | 2004-09-27 | Bristol Myers Squibb Co | Methods of screening for toxicity of test compounds |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626116A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Koito Mfg Co Ltd | 積算計 |
| JPH01118702A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 測長装置の計測値処理方法およびその回路 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3573805A (en) * | 1968-02-29 | 1971-04-06 | Gen Electric | Conversion apparatus for converting nonstandard pulse count to standard measurement count |
| JPS5569004A (en) * | 1978-11-18 | 1980-05-24 | Toshiba Corp | Measuring unit of amount of movement |
| FR2468099A1 (fr) * | 1979-10-17 | 1981-04-30 | Anvar | Procede et appareil d'interferometrie laser a deux longueurs d'ondes |
| US4583856A (en) * | 1983-06-27 | 1986-04-22 | Gca Corporation | Resolution system for interferometer |
| US4643577A (en) * | 1983-07-15 | 1987-02-17 | Wero Ohg Roth & Co. | Length measuring apparatus based on the dual laser beam interferometer principle |
| US4803646A (en) * | 1984-10-01 | 1989-02-07 | Ford Motor Company | Electronic odometer |
| KR900002117B1 (ko) * | 1985-03-28 | 1990-04-02 | 시부야 고오교오 가부시끼가이샤 | 레이저 광선을 이용한 거리측정방법과 장치 |
| DE3532768A1 (de) * | 1985-09-13 | 1987-03-19 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zur addition, speicherung und wiedergabe elektrischer zaehlimpulse |
| US4879732A (en) * | 1986-09-22 | 1989-11-07 | Zbigniew Dorosz | Odometer with distance traveled and distance remaining displays |
| JPS63292002A (ja) * | 1987-05-25 | 1988-11-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レ−ザ測長装置 |
| DE3737435A1 (de) * | 1987-11-04 | 1989-05-24 | Duerrwaechter E Dr Doduco | Verfahren zum bestimmen der drehwinkelstellung einer drehbahr gelagerten elektrischen wicklung |
| US4989222A (en) * | 1989-05-22 | 1991-01-29 | Stemco Inc. | Electronic hubodometer |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1140100A patent/JPH0749923B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-31 EP EP90110371A patent/EP0400649B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-31 DE DE90110371T patent/DE69004860T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-31 US US07/531,040 patent/US5184313A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626116A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-13 | Koito Mfg Co Ltd | 積算計 |
| JPH01118702A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 測長装置の計測値処理方法およびその回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0400649A3 (en) | 1992-06-03 |
| EP0400649A2 (en) | 1990-12-05 |
| US5184313A (en) | 1993-02-02 |
| JPH0749923B2 (ja) | 1995-05-31 |
| EP0400649B1 (en) | 1993-12-01 |
| DE69004860D1 (de) | 1994-01-13 |
| DE69004860T2 (de) | 1994-04-14 |
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