JPH05126519A

JPH05126519A - 半導体レーザ測長器

Info

Publication number: JPH05126519A
Application number: JP3293246A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Tabata; 誠一郎田端; Keisuke Saito; 圭介斎藤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】アライメントを容易且つ正確に行うことであ
る。【構成】不可視光を発する計測用光源１とこの光を透過
光と反射光に分割する偏光ビームスプリッタ３との間
に、干渉フィルター１５を配置し、アライメント光源１
３からの可視光を不可視光の光路に一致させる。偏光ビ
ームスプリッタ３を透過した不可視光と可視光が移動鏡
６で反射され、再び偏光ビームスプリッタ３に入射す
る。移動鏡６で反射して本体１２の入射穴７へ入射する
可視光について、移動鏡６上のターゲットＡと本体１２
上のターゲットＢに可視光が位置するように移動鏡６の
位置及び角度を調整してアライメントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ光源から
射出された不可視光を、分割した後反射させ再び重ね合
わせて干渉させることにより、干渉計測を行うようにし
た半導体レーザ測長器に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、小型且つ安価であるた
め、通信，情報機器等の分野で光源等として急速に普及
してきている。又、干渉計測への応用も研究されてきて
いる。特に、測長器の光源として半導体レーザを用いれ
ば、装置全体の小型化を期待できる。

【０００３】このような干渉計測用の測長器は、計測時
にユーザーが測定系をセットアップすることが多い。測
長器をセッティングする場合、ユーザーは光源からの光
束やビームを観察しながら、干渉信号のコントラストが
十分大きくなるように移動鏡やコーナーキューブの位置
及び角度を調整してゆく。ところが、ほとんどの半導体
レーザ光は波長７８０ｎｍ帯を代表とする不可視光であ
るため、半導体レーザを測長器の光源として使用した場
合、アライメントに困難が生じることになる。

【０００４】これについて、例えば特開平２−１５７６
０１号公報等に開示された一般的な半導体レーザ測長器
によって説明する。図１９はトワイマングリーン干渉計
を利用した測長器の概略断面図である。不可視光を発す
る半導体レーザ光源１から発せられた光は、コリメータ
レンズ２によりコリメート光となり、偏光ビームスプリ
ッタ３に入射する。ここで、光源１から発する光の偏波
面が偏光ビームスプリッタ３に対して（即ち紙面に対し
て）４５°傾いている場合、この光は偏光ビームスプリ
ッタ３によってスプリッタ面３ａを透過する透過光と反
射する反射光とに２等分される。そして、透過光は、測
長器本体４に形成された射出穴５を通過して移動鏡６へ
向かい、移動鏡６で２回反射させられた後、測長器本体
４の射出穴５と並設された入射穴７を通過する。一方、
反射光は参照鏡８に向かい、２回反射させられる。

【０００５】これらの反射光は、夫々偏光ビームスプリ
ッタ３の各面に設けられた、結晶軸が紙面に対して４５
°傾いたλ／２板９，９を通過することによって、直交
偏波（偏光ビームスプリッタ３に対してＰ波又はＳ波と
なる偏波）に変換させられて、再び偏光ビームスプリッ
タ３に入射する。すると今度は、移動鏡６で反射された
透過光はスプリッター面３ａで反射され、参照鏡８で反
射された反射光はスプリッター面３ａを透過し、互いに
重合わされて干渉光検出器１０へ入射する。干渉光検出
器１０は、移動鏡６と参照鏡８までの光路長差に応じた
信号を出力する。このような測長器においては、参照鏡
８からの光路と移動鏡６からの光路とが、スプリッター
面３ａを介して一致するように調整されている場合、干
渉光検出器１０においてコントラストの良い信号を得る
ことができる。

【０００６】そこで、コントラストの良い信号を得るた
めに、ユーザーは測長器のセッティング時において、ま
ず測長器本体４の射出穴５から出射するビームａが移動
鏡６の予め（アライメント調整後に）設定されたターゲ
ットＡの位置に到達するようにすると共に、移動鏡６で
反射されるビームｂが本体４の入射穴７に相当するター
ゲットＢの位置に来るように、移動鏡６の位置及び角度
を調整する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、光源として
不可視光を発する半導体レーザを使用している場合、ビ
ームの位置を肉眼で見ることができないため、通常は赤
外域等の不可視光を可視化するためのＩＲカードが用い
られる。即ちＩＲカードに赤外光が入射するとその照射
部分で可視光が発光する現象を利用して、ＩＲカードを
ターゲットＡやターゲットＢの位置の周辺に配置し、可
視化された光束の位置を確認してアライメントを行うこ
とができる（特開昭６２−１８４４１４号参照）。しか
しながら、ＩＲカードの発光時間は３０秒〜６０秒と短
いため、発光強度が減衰するたび毎にＩＲカードをチャ
ージする必要がある。そのため、アライメント調整に多
くの時間を費やさなければならず、煩雑であるという問
題がある。

【０００８】本発明は、このような課題に鑑み、不可視
光を発する半導体レーザを光源として用いて、移動反射
鏡，干渉光検出器及び参照鏡の相対的な位置調整を容易
且つ正確に行うことができるようにした、半導体レーザ
測長器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザ測長器は、不可視光を発する半導体レーザ光源と、光
分割素子によって分割された不可視光を夫々移動反射鏡
と固定反射鏡とで反射させた後光分割素子で重ね合わせ
る干渉計部と、この重ね合わされた干渉光を検出する干
渉光検出器と、から成る半導体レーザ測長器において、
レーザ光の移動反射鏡への入射光路又は射出光路に対し
て、光路が一致又は平行になるように可視光を発する光
源を配置したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】可視光のビームが、予め移動反射鏡や測長器本
体にマークしたターゲットの位置へ来るように、移動反
射鏡の位置及び角度調整を行うことにより、移動反射
鏡、干渉光検出器及び固定反射鏡の相対的な位置調整を
行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を図１及び図２に
基づいて説明するが、上述の従来技術と同様の部分には
同一の符号を用いてその説明を省略する。図１は半導体
レーザ測長器の概略断面図を示すものであり、図中、測
長器本体１２内に可視光であるアライメント光を発する
半導体レーザやＬＥＤ等の光源（以下、アライメント光
源という）１３が配置されており、このアライメント光
はコリメータレンズ１４を通過してコリメート光にな
る。しかも、アライメント光源１３とコリメータレンズ
１４は、不可視光である計測光を発する半導体レーザ
（以下、計測用光源という）１による不可視光の光路上
に対して、直交する方向に配置されている。又、コリ
メータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３との間の計測
光路において、アライメント光との交点には、ダイクロ
イックミラー等の干渉フィルター１５が配置されてい
る。この干渉フィルター１５は、図２に示すように、波
長λｍの計測光は透過させ、波長λａのアライメント光
は反射させるような分光特性を有している。よって、計
測光は干渉フィルター１５を透過し、アライメント光は
干渉フィルター１５で反射されて、重ね合わされること
になる。尚、移動鏡６の入射面上のターゲットＡと測長
器本体１２の入射穴７に一致するターゲットＢは、アラ
イメント完了状態で計測光及びアライメント光が照射さ
れるべき位置を示しており、予めマークされている。

【００１２】本実施例は上述のように構成されているか
ら、計測用光源１から射出され、コリメータレンズ２で
コリメート光となった計測光は、干渉フィルター１５を
透過する。又、アライメント光源１３から射出されたア
ライメント光は、コリメータレンズ１４を介して干渉フ
ィルター１５で反射されて、計測光と同一光路上を進
み、この２光は偏光ビームスプリッタ３に入射する。こ
こで、計測光の偏波方向は偏光ビームスプリッタ３（紙
面）に対して４５°傾いているように設定されているか
ら、上述の従来技術と同様にスプリッター面３ａで透過
光と反射光に２分割され、夫々移動鏡６と参照鏡８とで
反射される。そして、λ／２板９で夫々直交偏波に変換
されて再び偏光ビームスプリッタ３に入射して、透過及
び反射されて重ね合わされた後、干渉光検出器１０に入
射する。

【００１３】一方、アライメント光の一部も偏光ビーム
スプリッタ３を透過して移動鏡６に向かい、計測光と同
一の光路を進行して移動鏡６で反射され、入射穴７を介
して偏光ビームスプリッタ３に向かう。尚、一部のアラ
イメント光は偏光ビームスプリッタ３で反射されて参照
鏡８方向に向かうことになるが、その説明は省略する。
従って、ユーザー等が半導体レーザ測長器をセッティン
グするために、アライメントをする場合、移動鏡６の入
射面上のターゲットＡや測長器本体１２の入射穴７に相
当するターゲットＢの周辺に位置するアライメント光の
ビームを観察して、ターゲットＡ及びターゲットＢにア
ライメント光のビームが一致するよう移動鏡６の位置及
び角度を調整すればよい。

【００１４】上述のように、本実施例によれば、可視光
であるアライメント光がターゲットＡ及びＢを照射する
ように移動鏡６の位置及び角度を調整するだけで、容易
且つ迅速に、しかも正確に移動鏡６，参照鏡８及び干渉
光検出器１０等のアライメント調整を行うことができ
る。又、本実施例の場合、アライメント光源に対して参
照鏡８と移動鏡６との光路長差を０にすることができる
から、波長揺らぎに対するアライメント誤差が小さく、
偏光ビームスプリッタ３や参照鏡８等の干渉光学系と移
動鏡６の環境状態が等しく外乱の影響が少ない。更に、
コヒーレンスの悪いレーザを計測用光源１として使用す
ることができる。

【００１５】ところで、本実施例では、干渉信号のコン
トラスト値を計算して表示する機能を干渉光検出器１０
に持たせることもできる。この機能については、本出願
人による特願平３−２３９７１５号出願に詳細に説明さ
れており、これによれば、移動鏡６を光軸方向に移動さ
せることなく、干渉信号のコントラストを知ることがで
きる。即ち、上述したアライメント光によるアライメン
ト調整終了後に、最終的なアライメント調整をする際、
ユーザーは、干渉光検出器１０で表示されるコントラス
ト値を観察しながら移動鏡６の位置及び角度を調整する
ことで、所望のコントラスト値を越えるように調節すれ
ばよい（以下に述べる第二，三，四，五，六，七，九，
十一及び十三実施例でも同様に適用できる）。

【００１６】尚、コントラスト値を表示する際に、アラ
イメント光が干渉光検出器１０に混入して誤った値が表
示されないように、アライメント光によるラフなアライ
メントが終了したらアライメント光の電源を遮断する
か、干渉光検出器１０に用いる光検出素子として計測光
の波長帯域にのみ感度を有するものを使用する必要があ
る。或いは、偏光ビームスプリッタ３と干渉光検出器１
０との間に、計測光の波長帯域の光のみを透過するよう
な遮断フィルタを挿入し、干渉光検出器１０にアライメ
ント光が入射するのを防ぐようにすれば、アライメント
光に対しても感度を有する光検出素子を使用することも
できる（以下に述べる第二，三，四，六，九，十一及び
十三実施例でも同様に適用できる）。このようにして、
アライメントが終了して実際に計測を行うときには、ア
ライメント光は必要ないため、アライメント光源１３の
電源を遮断するようにする。

【００１７】又、計測用光源１とアライメント光源１３
の配設位置を交換して配置してもよく、その場合、干渉
フィルター１５としては、計測光の波長に対しては反射
させ、アライメント光の波長に対しては透過させるよう
な分光特性を有するものを使用する必要がある（以下に
述べる第九及び十三実施例にも同様に適用できる）。

【００１８】尚、計測光とアライメント光の光強度に余
裕がある場合には、干渉フィルター１５に代えて波長選
択性のない安価なハーフミラーを用いるようにしてもよ
い（以下に述べる第二，四，九，十一及び十三実施例で
も同様に適用できる）。

【００１９】又、特にアライメント光源１３として偏光
性のある光源を用いた場合、この光源から発する可視光
が効率良く偏光ビームスプリッタ３を透過するように、
アライメント光の偏波方向を偏光ビームスプリッタ３に
対してＰ波となるように調節すればよい（以下に述べる
第四，九（但し図１３（Ｂ）に示す例のみ）及び十三実
施例でも同様に適用できる）。又、このような偏光性の
ある光源を用いる場合、干渉フィルター１５に代えて偏
光ビームスプリッタを用いるようにしてもよい。これを
第一実施例の変形例として、図３の概略断面図に基づい
て説明する。図中、干渉フィルター１５に代えて、計測
光を透過し且つアライメント光を反射させる特性を持つ
偏光ビームスプリッタ１７が配設されており、更に偏光
ビームスプリッタ１７と偏光ビームスプリッタ３の間の
光路上には、結晶軸方向が＋２２．５°であるλ／２板
１８が挿入されている。又、計測光の偏波方向は偏光ビ
ームスプリッタ１７に対してＰ波となるように調整され
ているため、計測光のほとんどは偏光ビームスプリッタ
１７を透過する。アライメント光の偏光方向は偏光ビー
ムスプリッタ１７に対してＳ波となるように調整されて
いるため、アライメント光のほとんどは偏光ビームスプ
リッタ１７で反射される。

【００２０】そして、偏光ビームスプリッタ１７を経由
した計測光とアライメント光は、図４（Ａ）に示すよう
に、計測光に対しては２２．５°、アライメント光に対
しては６７．５°の角度に結晶軸を傾けたλ／２板１８
に入射する。そのため、計測光とアライメント光は偏光
ビームスプリッタ３に対して４５°傾いた直線偏波とな
って（同図（Ｂ）参照）、このスプリッタ３に入射する
ことになる。これにより、アライメント光と計測光のい
ずれもが偏光ビームスプリッタ３において透過成分と反
射成分に分けられるが、アライメント光の反射成分は重
要ではないので、図中では省略してある。

【００２１】尚、本第一実施例では、トワイマングリー
ン型の干渉計を用いて説明したが、これに代えて平面ミ
ラーを用いた場合やベネット型干渉計等にも、本実施例
と同様の構成を適用することができる（以下に述べる第
二，三，四，九，十一及び十三実施例でも同様に適用で
きる）。

【００２２】次に、本発明の第二実施例を図５に基づい
て説明する。本実施例においては、計測光が偏光ビーム
スプリッタ３によって透過光と反射光とに分割された後
の透過光路上にアライメント光を重ね合わせ、移動鏡６
へ入射するようにしている。従って、本実施例の場合、
偏光ビームスプリッタ３と測長器本体１２の射出穴５と
の間の透過光路上に、干渉フィルター１５が配置されて
いる。そのため、アライメント光源１３から射出された
可視光がコリメータレンズ１４を介して干渉フィルター
１５で反射され、計測光の透過光と重なるようになって
いる。

【００２３】尚、アライメント光源１３として偏波特性
を有する光源を用いる場合には、その偏波方向を偏光ビ
ームスプリッタ３に対してＳ波として入射するように調
節すれば、入射穴７と偏光ビームスプリッタ３との間の
λ／２板９によってＰ波に変換され、偏光ビームスプリ
ッタ３をそのまま透過することになる。これにより、ア
ライメント光は干渉光検出器１０へ入射しないことにな
るから、アライメント光の波長に感度を持つ光検出素子
を用いた場合でも、遮断フィルターは必要なくなる（以
下に述べる第九（但し図１３（Ａ）の例のみ）及び十一
実施例でも同様に適用できる）。

【００２４】本実施例の場合、第一実施例と比較して、
アライメント光源１３として偏波特性を有する光源を用
いる場合には遮断フィルターが不要になるという利点に
加えて、アライメント光は偏光ビームスプリッタ３を通
過しないでターゲットＡ，Ｂの領域に至るため、第一実
施例のように偏光ビームスプリッタ３によるアライメン
ト光の反射損失がなく、アライメント光を効率良く利用
することができるという利点を有する。

【００２５】図６は、本発明の第三実施例を示すもので
ある。本実施例においては、計測用光源１の計測光は結
合レンズ２０を介して光ファイバ２１に入射され、アラ
イメント光源１３のアライメント光は結合レンズ２２を
介して光ファイバ２３に入射される。そして、二つの光
ファイバ２１，２３内の光は、ファイバ型光合波器２４
によって重ねられて、光ファイバ２５を伝播し、測長器
本体１２内のコリメータレンズ２に射出される。本実施
例の場合、計測光とアライメント光を光ファイバに入射
させるだけで、計測光とアライメント光の光軸調整が行
えるという利点を有する。

【００２６】次に、図７は、本発明の第四実施例を示す
ものである。本実施例は、計測用光源１の光状態を知る
ために光分岐素子を光路の途中に配置して計測光の一部
を取り出し、光検出器でその光を検出する機構を、具備
するようにしたものである。特に、図７は、波長選択素
子を用いて計測光の波長安定化の制御を行うようにした
構成例である。図中、干渉フィルター２７は第一実施例
と同様にコリメータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３
との間に配置し、計測光とアライメント光との合波手段
として用いているが、その分光特性は、計測光の波長に
対しては一部反射且つ一部透過の特性を有し、アライメ
ント光の波長に対しては全て反射させる特性を有するよ
うに構成されている。従って、この干渉フィルター２７
によって計測光の一部が反射されて、ファブリペロエタ
ロン等の波長選択素子２８に入射するようになってい
る。そして、この波長選択素子２８を通過した計測光の
強度を光検出器２９で検出し、その信号から制御回路３
０によって、計測用光源１の発光状態を最適化するため
の制御信号を出力し、計測用光源１にフィードバックさ
せるようにしたものである。

【００２７】尚、計測用光源１とアライメント光源１３
の配設位置を交換した場合、干渉フィルター２７とし
て、アライメント光の波長に対しては全て透過となるよ
うな特性のフィルターを用いることになる。本実施例に
よれば、同一の干渉フィルター２７を用いて、測長器の
アライメント調整と、計測光の波長安定化等計測光の状
態を最適化するための計測用光源１の出力調整とを行う
ことができる。そのため、計測光を波長選択素子２８へ
導くための光分岐素子を別個に配置する必要がないた
め、測定器の小型化及び低価格化を図ることができると
いう利点を有する。

【００２８】図８は、本発明の第五実施例を示すもので
ある。本実施例においては、移動鏡６で反射して再び偏
光ビームスプリッタ３へ入射する計測光の光路の光軸の
延長上に、計測用光源１及びコリメータレンズ２と平行
にアライメント光源１３及びコリメータレンズ１４が配
設されている。しかも、アライメント光の偏光方向は、
偏光ビームスプリッタ３に対してＰ波となるように調整
されている。そのため、アライメント光は、偏光ビーム
スプリッタ３、λ／２板９、移動鏡６そして偏光ビーム
スプリッタ３へと、計測光の光路を逆に辿るように進む
ことになる。従って、図８に示すように、アライメント
光のターゲットＡは移動鏡６の（アライメント光にとっ
ての）入射面上にあり、ターゲットＢは測長器本体１２
の射出面５上に位置することになる。

【００２９】このような構成によっても、上述の各実施
例と同様にアライメント調整することができる。しか
も、本実施例の場合、アライメント光と計測光との合波
手段として干渉フィルター等の新たな光合成器が不要で
あるため、測長器全体をより小型化することができる。
又、アライメント光の偏波状態に関わらず、アライメン
ト光は干渉光検出器１０に入射しないという利点もあ
る。

【００３０】次に、図９は本発明の第六実施例を示すも
のである。本実施例においては、計測用光源１から射出
された計測光の一部が偏光ビームスプリッタ３で反射さ
れて参照鏡８へ向かう光路の光軸と反対方向の延長線上
に、アライメント光源１３及びコリメータレンズ１４が
配設されているものである。しかも、アライメント光は
偏光ビームスプリッタ３に対してＳ波となるように調整
されている。従って、アライメント光源１３から射出さ
れたアライメント光は偏光ビームスプリッタ３のスプリ
ッター面３ａで反射されて計測光と重なり、移動鏡６へ
向かうことになる。

【００３１】本実施例によれば、アライメント光と計測
光との合波手段として干渉フィルター等の新たな光合成
器が不要であるため、測長器全体をより小型化すること
ができる上に、アライメント光の偏波方向が前述のよう
に調整されていればアライメント光は干渉光検出器１０
に入射しないという利点もある。

【００３２】図１０及び図１１は本発明の第七実施例を
示すものである。本実施例においては、アライメント光
源１３及びコリメータレンズ１４は、偏光ビームスプリ
ッタ３の前方であって、このスプリッタ３を透過した計
測光と平行にしかもずれた位置に配設されている。その
ため、アライメント光は計測光と平行に進み、測長器本
体１２の射出穴５から所定距離ずれた位置に形成された
別の射出穴３２（図１１参照）を通過することになる。
従って、本実施例では、アライメント調整が正確に成さ
れた場合の移動鏡６の入射面に照射されるアライメント
光の位置がターゲットＡ′であり、次いで移動鏡６で反
射されて測長器本体１２の入射面７と所定距離ずれたア
ライメント光が照射される位置がターゲットＢ′となる
（図１１参照）。よって、ユーザーはアライメント調整
に際しては、これまでと同様にターゲットＡ′，Ｂ′の
位置にアライメント光が来るように移動鏡６を調整すれ
ばよい。

【００３３】又、第一実施例のように、アライメント光
源１３を偏光ビームスプリッタ３の後方に配置し、アラ
イメント光が計測光と平行にこのスプリッタ３を透過す
るようにしてもよい。この場合、アライメント光源１３
を計測用光源１に対して垂直に設置し、反射ミラーによ
って計測光と平行になるよう光路を形成してもよい。本
実施例によれば、アライメント光が計測光の入射穴７に
入射しないため、干渉光検出器１０にアライメント光が
入射しないという利点を有する。

【００３４】次に、図１２は本発明の第八実施例を示す
ものである。本実施例では、アライメント系が例えば第
七実施例と同様に構成され、アライメント光が干渉光検
出器１０に入射しないようになっている。図中、干渉光
検出器１０で検出される干渉信号のコントラスト値は比
較回路３３に伝達されるようになっており、このコント
ラスト値が、アライメント調整が完了した状態における
予め設定された或るレベルを越えた場合に、アライメン
ト光の発光状態を変化させる制御信号を、比較回路３３
からアライメント光源１３に出力するようになってい
る。アライメント光の発光状態を変化させる態様として
は、例えばアライメント光を点滅させるようにすればよ
い。

【００３５】ところで、上述した各実施例においては、
アライメント光をターゲットＡ，Ｂ等に一致させる調整
の終了後に、干渉光検出器１０による計測光の干渉強度
表示機能によって最終的なアライメント調整を行うよう
になっている。しかしながら、本実施例によれば、ユー
ザーがアライメント光のビーム位置を観察しながら移動
鏡６の調整を行う際、最終的に干渉光検出器１０の表示
手段を見ることなく、アライメント光の発光状態の変化
によってアライメント調整の完了を認識することができ
る。従って、本実施例によれば、ユーザーはビーム光を
見るだけでアライメント調整の全てを行うことができ、
アライメント調整が一層容易になるという利点を有す
る。

【００３６】図１３は本発明の第九実施例を示すもので
ある。同図（Ａ）に示す測長器は第二実施例と基本構成
を同一にしており、計測用光源１、コリメータレンズ
２、偏光ビームスプリッタ３、参照鏡８、一対のλ／２
板９、干渉光検出器１０から成る計測用光学素子群は、
測長器本体３４に内蔵されている。又、アライメント用
光学素子群を構成する、アライメント光源１３、コリメ
ータレンズ１４及び干渉フィルター１５は、アライメン
トユニット３５に内蔵されている。このアライメントユ
ニット３５はネジ止め等の手段によって測長器本体３４
に着脱可能になっており、装着状態で移動鏡６へ向かう
計測光の光軸と干渉フィルター１５で反射されるアライ
メント光の光軸とが一致するようになっている。

【００３７】本実施例では、アライメント用光学素子群
や計測計用光学素子群をユニット化することで、測長器
本体３４に対するアライメントユニット３５の着脱を容
易にすることができる。そのため、計測時には不必要と
なるアライメントユニット３５を、容易に測長器から取
り外すことができる。

【００３８】又、同図（Ｂ）は（Ａ）に示す測長器の変
形例を示すものであり、測長器の基本構成は第一実施例
と同様である。本実施例の場合、計測用光学素子群が図
（Ａ）の測長器本体３４の構成から、更に第一本体ユニ
ット３６と第二本体ユニット３７の２つに分割されてい
る。測長器は計測用光源と干渉計部とを切り離して使用
する場合があり、この変形例はこのような場合に対応で
きるようにしたものである。従って、このような場合に
は計測用光源１と第二本体ユニット３７内の干渉計光学
系とのアライメントも必要になる。即ち、第一本体ユニ
ット３６には、計測用光源１とコリメータレンズ２が内
蔵されており、第二本体ユニット３７には、偏光ビーム
スプリッタ３、一対のλ／２板９、参照鏡８及び干渉光
検出器１０が内蔵されている。この実施例の場合、まず
第一本体ユニット３６の前方に、射出穴３８を通過する
計測光がアライメントユニット３５内でアライメント光
と光路が一致するように、アライメントユニット３５を
装着する。更に、このユニット３５の射出穴３９を通過
する重ね合わされた計測光とアライメント光が、第二本
体ユニット３７の入射穴４０を通過するように第二本体
ユニット３７の装着位置を決定することになる。そし
て、その後、第一実施例と同様に移動鏡６のアライメン
ト調整を行うことになる。

【００３９】次に、図１４は本発明の第十実施例を示す
ものである。図１４（Ａ）の測長器の基本構成は、図１
２の第八実施例と同様であり、この測長器の光学系を、
図１３（Ａ）の構成のようにユニット化してアライメン
トユニット３５の測長器本体３４からの着脱を容易にし
たものである。図中、アライメント光源１３及びコリメ
ータレンズ１４は、計測用光源１及びコリメータレンズ
２と垂直にアライメントユニット３５内に配置されてい
て、ミラー４２によって計測光の光路と平行に曲げられ
た後、計測光の射出穴４３とは別の射出穴４４から出射
され、移動鏡６に向かうようになっている。又、アライ
メント光源１３は比較回路３３を介して、測長器本体３
４の干渉光検出器１０とコネクタによって結合されてお
り、この結合部についてもコネクタによって、アライメ
ント光源１３及び比較回路３３を測長器本体３４と切り
離すことができる。

【００４０】又、同図（Ｂ）は第十実施例の変形例であ
り、同図（Ａ）の構成を図１３（Ｂ）のようにユニット
化したものである。この場合のアライメントは、アライ
メントユニット３５のアライメント光用の射出穴４４か
ら射出するアライメント光が、第二本体ユニット３７の
アライメント光用入射穴４５に入射するよう第二本体ユ
ニット３７の位置決めを行い、そして移動鏡６の調整を
することによって、行われる。

【００４１】又、図１５は本発明の第十一実施例を示す
ものである。光学系の構成は基本的に図１３（Ａ）に対
応するものであり、図中、（Ａ）はアライメントユニッ
ト３５の断面図、（Ｂ）はアライメントユニット３５を
分離した測長器の斜視図である。図１５（Ａ）におい
て、アライメントユニット３５は、アライメント光源１
３とコリメータレンズ１４と干渉フィルター１５が内蔵
されており、ユニット３５の水平腕枠３５ａには一対の
ネジ穴４６が穿設されている。又このユニット３５の垂
直腕枠３５ｂには、干渉フィルター１５で反射されたア
ライメント光が射出される射出穴４７が形成さている。

【００４２】又、同図（Ｂ）の測長器本体４８におい
て、図１３（Ａ）の測長器本体３４内の干渉光学系と同
一構成の光学系が、互いに直交する２軸方向に２つ内蔵
されている。又、その上面にはアライメントユニット３
５の水平腕枠３５ａを嵌合させるための一対の凹部４８
ａ，４８ｂが互いに直交するように形成されており、各
凹部４８ａ，４８ｂに装着されたアライメントユニット
３５のネジ穴４６に対応する位置に一対のネジ穴４９が
夫々形成されている。又、測長器本体４８の何れかの凹
部４８ａ又は４８ｂにアライメントユニット３５が装着
されネジ止めされた状態で、本体４８の二つの面の射出
穴４７に対応する位置には、計測光の射出穴５が夫々形
成されている。更に、この穴５から所定距離離れた位置
に、夫々移動鏡６で反射されたアライメント光と計測光
の入射穴７が形成されている。従って、アライメントユ
ニット３５を測長器本体４８の何れかの凹部４８ａ又は
４８ｂに装着することで、２方向の変位量を測定でき
る。

【００４３】上述のように、本実施例によれば、２軸の
光学系を有する測長器に対して、１つのアライメントユ
ニット３５を用いて２方向の変位量を選択的に測定でき
る。又、計測時には不必要となるアライメントユニット
３５を取り外すことができる上に、測長器の使用状況に
最も適した位置にアライメントユニット３５を配置でき
るという利点がある。

【００４４】次に、図１６は本発明の第十二実施例を示
すものである。本実施例においては、アライメント光源
１３は測長器本体１２の外部に設置されており、この光
源から発せられたアライメント光は結合レンズ２０を通
って光ファイバ２１に入射する。この光ファイバ２１の
他端にはコリメータレンズを内蔵するファイバ結合コネ
クタ５１が連結されていて、このコネクタ５１が測長器
本体１２に離脱可能に固定されている。そして、測長器
本体１２内で、コネクタ５１から出射されたアライメン
ト光はミラー５２によって計測光と平行に光路を曲げら
れ、計測光の射出穴５３とは別の射出穴５４を通過して
移動鏡６へ向かう。又、アライメント調整のための、ア
ライメント光の移動鏡６の入射面でのターゲットＡ′と
測長器本体への反射光のターゲットＢ′は計測光の光路
とずれており、これは第七実施例と同様である。そし
て、アライメントが終了したら、ファイバ結合コネクタ
５１を測長器本体１２から外せばよい。

【００４５】本実施例においては、計測用光源１に対す
るアライメント光源１３の相対的位置が自由であり、し
かも計測時に不要となるアライメント光源１３を本体１
２から容易に外すことができるという利点がある。

【００４６】次に、図１７及び図１８は本発明の第十三
実施例を示すものである。図中、アライメント光学系は
第一実施例と同様の位置に配置されている。移動鏡６と
参照鏡８は夫々平面ミラーによって構成されており、偏
光ビームスプリッタ３と移動鏡６の間及び偏光ビームス
プリッタ３と参照鏡８の間には、夫々λ／４板５５が設
けられている。又、偏光ビームスプリッタ３を透過する
計測光が通過するλ／４板５５と移動鏡６との間の光路
には、計測光の波長に対しては透過し、アライメント光
の波長に対しては一部透過且つ一部反射させるような分
光特性を有する干渉フィルター５６が、光路に直交して
配置されている。

【００４７】本実施例は上述のように構成されているか
ら、偏光ビームスプリッタ３を透過した計測光とアライ
メント光は干渉フィルター５６に入射し、アライメント
光の一部と計測光は射出（入射）穴５７を通過して移動
鏡６に向かう。そして、移動鏡６で反射して再び干渉フ
ィルター５６に入射するが、この時計測光はこのフィル
ター５６を全て透過し、アライメント光はその一部は透
過するが一部は反射して再度移動鏡６に向かうことにな
る。そして、この光は再び移動鏡６で反射して本体１２
の射出穴５７へ向かう。ここで、この光を二重反射光と
呼ぶことにすると、移動鏡６が完全にアライメント調整
されている場合、即ち移動鏡６がアライメント光の光軸
に対して垂直であるならば、この二重反射光も干渉フィ
ルター５６に垂直に入射することになる。

【００４８】しかしながら、移動鏡６が、図１８に示す
ように、光軸に対して角度θ傾斜している場合、二重反
射光はその傾斜角度の４倍の角度４θで測長器本体１２
の前面に入射することになる。従って、この二重反射光
を目視観察して射出穴５７に入るように移動鏡６の位置
を調整すれば、精密なアライメントを行うことができ
る。これについて、上述の各実施例においてアライメン
トを行う場合には、ターゲットＡ，Ｂにアライメント光
のビーム位置を合わせる方法を用いているため、微妙な
ビーム位置のずれを目視で読み取ることができなかっ
た。しかしながら、本実施例では、二重反射光を目視で
読み取ることで、微妙な角度ずれを増幅して見ることが
できる。要するに、本実施例では、角度ずれの読み取り
感度を増大させることになり、上述した他の実施例以上
に精度良くアライメント調整を行うことができる。尚、
本実施例の場合、射出穴５７の位置がターゲットに相当
することになる。又、アライメント光の光強度が大きけ
れば、三重，四重の反射光を目視観察することが可能に
なり、角度ずれの感度を一層増大させることができる。

【００４９】尚、上述した本発明の各実施例において、
アライメント光源１３として計測用光源１と異なってコ
ヒーレンス性のない光源を用いるようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】上述のように本発明に係る半導体レーザ
測長器は、可視光を発する光源を、可視光の光路が不可
視光の移動反射鏡への光路に対して一致又は平行になる
ように配置したから、移動反射鏡と固定反射鏡と干渉光
検出器の相対的なアライメント調整を容易且つ正確に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図２】干渉フィルターの波長に対する光の透過率を表
す図である。

【図３】第一実施例の変形例を示す測長器の概略断面図
である。

【図４】（Ａ）はλ／２板に入射する前のアライメント
光と計測光の偏光方向を示す図、（Ｂ）はλ／２板に入
射した後のアライメント光と計測光の偏光方向を示す図
である。

【図５】本発明の第二実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図６】本発明の第三実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図７】本発明の第四実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図８】本発明の第五実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図９】本発明の第六実施例を示す測長器の概略断面図
である。

【図１０】本発明の第七実施例を示す測長器の概略断面
図である。

【図１１】図１０の測長器本体を移動鏡側から見た図で
ある。

【図１２】本発明の第八実施例を示す測長器の概略断面
図である。

【図１３】（Ａ）は本発明の第九実施例を示す測長器の
概略断面図、（Ｂ）はその変形例を示す図である。

【図１４】（Ａ）は本発明の第十実施例を示す測長器の
概略断面図、（Ｂ）はその変形例を示す図である。

【図１５】本発明の第十一実施例を示すものであり、
（Ａ）はアライメントユニットの概略断面図、（Ｂ）は
測長器本体とアライメントユニットとを分離した斜視図
である。

【図１６】本発明の第十二実施例を示す測長器の概略断
面図である。

【図１７】本発明の第十三実施例を示す測長器の概略断
面図である。

【図１８】図１７において、移動鏡とアライメント光の
反射光との関係を示す図である。

【図１９】従来の半導体レーザ測長器の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１計測用光源３偏光ビームスプリッタ６移動鏡８参照鏡１０干渉光検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不可視光を発する半導体レーザ光源と、光
分割素子によって分割された該不可視光を夫々移動反射
鏡と固定反射鏡とで反射させた後前記光分割素子で重ね
合わせる干渉計部と、該重ね合わされた干渉光を検出す
る干渉光検出器と、から成る半導体レーザ測長器におい
て、前記不可視光の移動反射鏡への入射光路又は射出光路に
対し、光路が一致又は平行になるように可視光を発する
光源を配置したことを特徴とする半導体レーザ測長器。