JPH041503A - レーザ測長計 - Google Patents

レーザ測長計

Info

Publication number
JPH041503A
JPH041503A JP10273990A JP10273990A JPH041503A JP H041503 A JPH041503 A JP H041503A JP 10273990 A JP10273990 A JP 10273990A JP 10273990 A JP10273990 A JP 10273990A JP H041503 A JPH041503 A JP H041503A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
interference light
light
optical
interference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10273990A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2992829B2 (ja
Inventor
Hide Hosoe
秀 細江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2102739A priority Critical patent/JP2992829B2/ja
Priority to DE69017159T priority patent/DE69017159T2/de
Priority to EP90313424A priority patent/EP0433008B1/en
Publication of JPH041503A publication Critical patent/JPH041503A/ja
Priority to US08/073,292 priority patent/US5305088A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2992829B2 publication Critical patent/JP2992829B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ測長計に関し、詳しくは、レーザから
の光を分岐手段で参照光路と測長光路に一旦分岐してか
ら合わせた後、光学的に位相が順次90″ずれた2相ま
たは3相の干渉光を分岐し、それら干渉光を検出しI;
電気信号に基づいて測長光路長の変化および変化の方向
を測定するレーザ測長計に関する。
〔従来の技術〕
上述のようなレーザ測長計として第6図に示したような
干渉縞計数型レーザ測長計は知られている。
このレーサi!lli長計においては、安定化レーザl
かC−2,“:I直線偏光かビームスブリ、・夕2でλ
/8板3j、よび固定コーナキューブ4を存する参照光
路と移動コーナキューブ5を有する測長光路とに分岐さ
れ、参照光路に分岐した参照光がλ/8板3を2回通る
ことによって円偏光にされ、この参照光の円偏光と測長
光路に分岐した測長光の直線偏光とが再びビームスプリ
ッタ21二よって合わされて2分割され、その2分割の
一方がさらに偏光ビームスプリッタ6Iこより、測長光
がその偏光面に対し±45″方向の分光となるように2
分割され、以上によって得られた3種の分割光がそれぞ
れフィルタ7および偏光板8を通ることIごより移動コ
ーナキューブ5の矢印方向の移動で干渉する位相が順次
906づつずれた3種の干渉光とされ、それら3種の干
渉光がそれぞれ検出#9に入射して90″づつ位相差の
ある3種の電気信号に変換され、それら3種の電気信号
がそれぞれ増幅器10で増幅された後に順次位相の90
″ずれた隣同志を組とする2組Iこされて、それら2組
の電気信号がそれぞれ減算器11に入力されることl:
よって得られる900位相のずれたS目]θおよびcO
5θ(但し、θ−2T(Lm−Lr)、/、J 、LI
I!・−m最先路長、L r−参照光路長、λ・・・波
&)で変化する電気信号の少なくとも一方から測長光路
長の変化を求め、両方から変化の方向を求めている。
すなわち、このし−ザ測長計は、しレーザ光の偏光原理
を利用して順次位相が90″ずねた3種の干渉縞信号を
得、その順次隣り合う信号の差から測長光路長の変化と
変化の方向の測定に用いる前述のsinθ、 eosθ
で変化する信号を得ているから、レーザ光の強度変動等
の外乱の影響が相殺されて信号レベルの中心が常に一定
になり、干渉縞のミスカウントが少なくなって、精度の
高い測定がなされると言う特長がある。
しかし、従来のこのレーザ測長計は、偏光ビームスプリ
ッタ6をビームスプリッタ2に対して正確Iこ配設する
必要があるだけでなく、3種の分割光路のそれぞれにつ
いてフィルタ7および偏光板8を正確に配設しなければ
ならないと言う煩わしさがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、光学的に2相または3相の干渉光を分岐する
複数の光学素子の正確な配設が容易にできる干渉縞計数
型レーザ測長計の提供を第1の目的とし、さらに、レー
ザ光の強度変動等の外乱の影響を相殺した前述のsin
θ、 cosθで変化する信号を得るための順次位相が
90″ずれた3種の干渉縞信号を2相の干渉光の検出信
号から得るようにしたレーザ測長計の提供を第2の目的
とし、また光学的に分岐して得られる2相の干渉光の位
相差を正確に90″にする調節が容易にできるレーザ測
長計の提供を第3の目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、レーザからの光を分岐手段で参照光路と測長
光路に一旦分岐してから合わせた後、光学的に位相が順
次90°ずれt;2相または3相の干渉光を分岐し、そ
れら干渉光を検出した電気信号に基づいて測長光路長の
変化および変化の方向を測定するレーザ測長計において
、前記光学的に干渉光を分岐する複数の光学素子に45
6旋光板を含み、該複数の光学素子が隣同志互いに接触
して、全部もしくは一部が一体的に結合していることを
特徴とするレーザ測長計にあり、この構成によって前記
第1の目的を達成し、さらに、光学的に複数の光学素子
で906位相のずれた2相の干渉光を分岐して、それら
干渉光を検出した2種の電気信号のいずれか一方からそ
の干渉光に対し位相が18θ″ずれた3種目の電気信号
を得るようにすることによって前記第2の目的を達成し
、まl;、光学的に複数の光学素子で906位相のずれ
た2相の干渉光を分岐するのに、一方の干渉光について
用いられているλ/4以上のりタデーシ遊ンを持つ波長
板またはその下流側に隣接する偏光ビームスプリッタを
光軸周りに調節回動可能とすることによって前記第3の
目的を達成する。
〔作用〕
すなわち、本発明のレーザ測長計は、光学的に位相が順
次90°ずれた2相まI;は3相の干渉光を分岐する複
数の光学素子に45″旋光板を含むから、参照光と測長
光の合わされた光を2分割する45゜プリズム等として
構成されるビームスプリ・ツタを、レーザ光の参照光路
と測長光路への分割および参照光と測長光を合わせるの
に用いた同じ<456プリズム等として構成される偏光
ビームスプリッタと、側面を平行に配置することができ
るし、そして、45°旋光板やビームスプリッタ等光学
的に位相が順次90°ずれI;2相または3相の干渉光
を分岐する複数の光学素子が、隣同志互いに接触して全
部もしくは一部が一体的に結合しているから、それら複
数の光学素子の配設が容易にできて、干渉光の分岐を正
確に行うことができる。さらに、光学的に干渉光を分岐
する複数の光学素子を2相の干渉光を分岐するものとす
ることで、複数の光学素子等の数が少なくて済んで、そ
れら光学素子の結合配設が一層容易となるし、2相の干
渉光を検出した電気信号のいずれか一方から干渉縞位相
の1806ずれた電気信号を得ることで、2相の干渉光
の位相差を正確に90°にすれば3種の干渉縞信号の位
相差は正確に90°づつずれたものとなる。
また、光学的に2相の干渉光を分岐する複数の光学素子
のうちの、一方の干渉光について用いられているλ/4
以上のリタデーションを持つ波長板またはその下流側に
隣接する偏光ビームスグリツタを、光軸用りに調節回動
可能とすることによって、得られる2相の干渉光の位相
を容易に正確に90″とすることができ、複数の光学素
子の結合配設が一層容易となる。
〔実施例〕
以下、本発明を第1図乃至第5図により説明する。
第1図および第2図はそれぞれ本発明のレーザ測長計の
例を示す構成概要図、第3図は干渉光束と検出器の関係
を示す図、第4図は位相差r/2ラジアンの場合の2種
の干渉縞信号のりサージュ図形、第5図は位相差かに、
/2ラジアンから△θラジアンずれた場合のりサージュ
図形である。
第1図および第2図において、第6図と同一符号は同一
機能のものを示している。そして、!2はλ/4板、1
2Aはλ/4板あるいはそれ以上の例えばλ/2板と言
った波長板、13は45″旋光板、14は45°反射平
面、15は結像レンズ、16は反射増幅器である。
すなわち、第1.2図のレーザ測長針は、安定化レーザ
lの直線偏光ビームをλ/4板1板上2偏光にし、その
円偏光を偏光ビームスプリッタ6で互いに直交する直線
偏光の参照光路の参照光と測長光路の測長光とに分割し
た後に合わせるようにしたことで、その後干渉光を得る
のに参照光と測長光が偏光ビームスプリッタ6で同様に
偏光される結果、両光の強度を等しくし易く、シたがっ
て干渉縞の明瞭な干渉光を容易に得られるようにした点
、および偏光ビームスプリッタ6で合わせられた光を4
5@ミラ一平面または全反射平面と言った45°反射平
面14で反射して光路を変えるようにしたことで、光学
的に干渉光を分岐する光学素子の配設位置設定の自由度
を大きくした点が第6図のレーザ測長計とまず相違して
いる。
さらに、第1図のレーザ測長計は、干渉縞位相が順次9
0″ずれた3相の干渉光を得る光学素子の45°旋光板
13、ビームスプリンタ2、ビームスプリッタ2によっ
て2分割された一方の分割光についてのλ/4板1板上
2光ビームスプリッタ6、ビームスプリッタ2によって
2分割された他方の分割光についての偏光ビームスプリ
ッタ6、およびその偏光ビームスプリッタ6を通過した
光についての45°反射千面14を有する平板状や側面
三角、四角、平行四辺形のプリズム構成の光学素子を光
路順に隣り合うもの同志接触させた状態で一体化してい
る。そして45°旋光板13がビームスプリッタ2を参
照光と測長光の合わせられた光を得るための偏光ビーム
スプリッタ6と側面を平行に配置し得るものにしている
。したがって、光学的に3相の干渉光を得る複数の光学
素子の配設が、第6図のレーザ測長計に比較して、極め
て容易に正確になされて、干渉縞位相が順次90’ずれ
た3相の干渉光を容易に得ることができる。
まt;、第2図のレーザ測長計は、干渉縞位相が90°
ずれた2相の干渉光を得る光学素子の456旋先板13
、ビームスプリッタ2、ビームスプリッタ2によって2
分割された一方の分割光についてのλ/4板等の波長板
12Aと偏光ビームスプリッタ6、e−ムスブリッタ2
1こよって2分割された他方の分割光C″ついての偏光
ビームスプリッタ6を有する平板状や三角、四角、平行
四辺形の45°プリズム構成の光学素子を光路順に隣り
合うもの同志接触させた状態で一体化している。したが
って、第1図のレーザ測長計に比較して45″反射千面
14を有する光学素子がないだけ一体化光学素子の形成
が容易であるし、干渉光の結像レンズ15や検出器9の
配設も2相の干渉光に対しでt−けでよいので−層容易
である。
第1,2囚のレーザ測長計は、明瞭な干渉縞信号を得る
ためiこ、干渉光を結像レンズ15で検出器9に結像さ
せている。それには、第3図に示したように、干渉光束
17中に現れる干渉縞部分17Aが検出器9で捕えられ
るように干渉光に対して結像レンズ15および検出器9
の位置を設定することが重要である。この点、第1図の
レーザ測長計は3相の干渉光それぞれに対して結像レン
ズj5と検出器9を配設しなくてはならなし1が、第2
図のレーザ測長計は2相の干渉光に対してだけでよいか
ら、1相分容易である。
まt−第2図のレーザ測長計は、2相の干渉光が正確に
位相差90゛であれば、そのうちの1相の干渉光の検出
信号から反転増幅器161ごよって1800位相差の干
渉Jill信号を作っているから、正確に位相が90°
ずれた3相の干渉縞信号を得ることができる。
以上述べたように、第1.2図のレーザ測長計では順次
位相が90°ずれた干渉光を比較的容易に得ることがで
き、したがって、stnθ、 COSθで変化する干渉
縞信号すなわち、リサージュ図形が箸4図に示したよう
な円となる干渉縞信号を得易い。
そして、このようなsinθ、 COSθの干渉縞信号
からは、測長光路の干渉縞間の変化も容易に正確に測定
することができる。しかし、それも参照光と測長光の合
わさった光から分割して干渉光を得る光学素子の一体化
が正確になされていることが条件となる。一体化が正確
になされていないと、得られる干渉光の位相差か90°
からずれて、そのために最終的に得られる2相の干渉縞
信号もsinθ。
cos(θ+△θ)で変化するものとなり、そのリサー
ジュ図形は第5図に示したような楕円となる。
このようなsinθ、C05(θ十△θ)の干渉縞信号
からは、周期的な誤差が生ずるため、PI!J長光路の
干渉縞間の変化を正確に測定することは困難である。
そこで、第2図のレーザ測長針における光学的に2相の
干渉光を分岐する光学素子の274以上好ましくはλ/
2以上のリタデーシシンを持つ波長板12Aまたはその
下流の偏光ビームスプリッタ6を光軸間りに調節回動可
能とすることにより、波長板12Aまたは偏光ビームス
プリッタ6を光軸用りに調節回動して、2相の干渉光の
位相差を正確に90″ とすることができる。したがっ
て、この例では一層容易にsinθ、 cosθで変化
する干渉縞信号を得ることができる。
本発明は、以上述べた例に限らず、参照光と測長光の合
わさった光を得るまでの光路の光学素子が従来のレーザ
測長計に8tすると同様のものであってもよいし、また
2相の干渉光を分岐するものでは、干渉光を光ファイバ
ー等で測長演算器の検出器に導くようにすれば電気的な
ノイズの入ることが少ないから、反転増幅器によって3
相目の干渉縞信号を作らないものであってもよい。
〔発明の効果〕
本発明のレーザ測長計においては、光学的に位相が順次
90″ずれた2相または3相の干渉光を分岐する複数の
光学素子が45’旋光板を含んで隣同志互いに接触し、
全部もしくは一部が一体的に結合されているから、複数
の光学素子の配設が容易lこ正確になされ、正確lこ位
相が90″ずれた干渉光を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第11!lおよび第2図はそれぞれ本発明のレーザ測長
計の例を示す構成概要図、第311!Jは干渉光束と検
出器の関係を示す図、第4図は位相差π/2ラジアンの
場合の2種の干渉縞信号のりサージ二図形、第5図は位
相差がr/2ラジアンから△θラレファンずれた場合の
+Jサージュ図形、嬉6図は従来の干渉縞計数型測長計
の例を示す構成概要図である。 l・・・安定化レーザ  2・・・ヒームスプリッタ3
・・・λ/8板    4・・・固定コーナキューブ5
・・・移動コーナキューブ 6・・偏光ビームスブリ・lり

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザからの光を分岐手段で参照光路と測長光路
    に一旦分岐してから合わせた後、光学的に位相が順次9
    0゜ずれた2相または3相の干渉光を分岐し、それら干
    渉光を検出した電気信号に基づいて測長光路長の変化お
    よび変化の方向を測定するレーザ測長計において、前記
    光学的に干渉光を分岐する複数の光学素子に45゜旋光
    板を含み、該複数の光学素子が隣同志互いに接触して、
    全部もしくは一部が一体的に結合していることを特徴と
    するレーザ測長計。
  2. (2)前記複数の光学素子が90゜位相のずれた2相の
    干渉光を分岐し、それら干渉光を検出した電気信号のい
    ずれか一方からそれに対応した干渉光に対し位相が18
    0゜ずれた干渉光の電気信号に相当する3相目の電気信
    号を得、前記測定にそれら3相の電気信号を利用する特
    許請求の範囲第1項記載のレーザ測長計。
  3. (3)前記複数の光学素子が90゜位相のずれた2相の
    干渉光を分岐し、そのうちの一方の干渉光について用い
    られているλ/4以上のリタデーションを持つ波長板ま
    たはその下流側に隣接する偏光ビームスプリッタが光軸
    周りに調節回動可能に設けられている特許請求の範囲第
    1項記載のレーザ測長計。
JP2102739A 1989-12-11 1990-04-18 レーザ測長計 Expired - Lifetime JP2992829B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2102739A JP2992829B2 (ja) 1990-04-18 1990-04-18 レーザ測長計
DE69017159T DE69017159T2 (de) 1989-12-11 1990-12-11 Laser-interferometrischer Messapparat.
EP90313424A EP0433008B1 (en) 1989-12-11 1990-12-11 Laser interferometric measuring apparatus
US08/073,292 US5305088A (en) 1989-12-11 1993-06-07 Laser interferometric measuring machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2102739A JP2992829B2 (ja) 1990-04-18 1990-04-18 レーザ測長計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH041503A true JPH041503A (ja) 1992-01-07
JP2992829B2 JP2992829B2 (ja) 1999-12-20

Family

ID=14335611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2102739A Expired - Lifetime JP2992829B2 (ja) 1989-12-11 1990-04-18 レーザ測長計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2992829B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834691A (en) * 1995-01-19 1998-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Lead frame, its use in the fabrication of resin-encapsulated semiconductor device
EP2251635A2 (en) 2009-05-15 2010-11-17 Panasonic Corporation Probe for three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus.
CN113810103A (zh) * 2021-09-08 2021-12-17 中国矿业大学(北京) 波长测量系统以及波长测量方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834691A (en) * 1995-01-19 1998-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Lead frame, its use in the fabrication of resin-encapsulated semiconductor device
EP2251635A2 (en) 2009-05-15 2010-11-17 Panasonic Corporation Probe for three-dimensional shape measuring apparatus and three-dimensional shape measuring apparatus.
CN113810103A (zh) * 2021-09-08 2021-12-17 中国矿业大学(北京) 波长测量系统以及波长测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2992829B2 (ja) 1999-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7333214B2 (en) Detector for interferometric distance measurement
US5172186A (en) Laser interferometry length measuring an apparatus employing a beam slitter
US4867565A (en) Opto-electronic detection device for remotely detecting a physical magnitude
US8179534B2 (en) Fixed wavelength absolute distance interferometer
CN100541112C (zh) 单块正交探测器
US7864336B2 (en) Compact Littrow encoder
EP0250306A2 (en) Angle measuring interferometer
US5305088A (en) Laser interferometric measuring machine
EP0539757B1 (en) Optical type encoder
EP0244275A2 (en) Angle measuring interferometer
US7379187B2 (en) Detector configuration for interferometric distance measurement
JPH07101166B2 (ja) 干渉計
US3635552A (en) Optical interferometer
US5179424A (en) Optoelectronic apparatus for the remote measuring of a physical magnitude
JP3413945B2 (ja) 縞計数変位干渉計
JP2007132727A (ja) 干渉測定装置
JPH041503A (ja) レーザ測長計
JPH03146822A (ja) エンコーダー
US5067813A (en) Optical apparatus for measuring displacement of an object
KR101198013B1 (ko) 음향광변조필터를 이용한 다중파장 헤테로다인 간섭계
JPS5938521B2 (ja) 微小変位測定および位置合わせ装置
JPH02298804A (ja) 干渉計測装置
JP5260261B2 (ja) 偏光分離型干渉計及び偏光分離干渉計型測長器
JP2981927B2 (ja) 多相分割用光学系
JPH04109129A (ja) 偏光検出光学系