JPH07225111A

JPH07225111A - ３次元変位計測装置

Info

Publication number: JPH07225111A
Application number: JP6037661A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kubota; 哲也久保田; Hiroshi Okumura; 浩史奥村; Shiro Nakabayashi; 志郎中林
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-02-10
Filing date: 1994-02-10
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】簡易な構成の３次元変位計測装置を提供す
る。【構成】測定光線束と参照光線束とを干渉させること
により物体の変位を計測する３次元変位計測装置Ｓであ
って、測定光線束と参照光線束との干渉光線束を２分割
してなる分割光を受光する光学素子の少なくとも一方
に、光の強さとその入射位置が検出できる光学素子１２
が配設されてなる。そのため、被測定物体に１個のプロ
ーブ・コーナキューブ４を配設するのみで３次元変位を
測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３次元変位計測装置に関
する。さらに詳しくは、レーザ干渉計を用いてなる３次
元変位計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、超精密サーボ制御装置におけ
る精密計測センサとして、２周波数レーザ干渉計や静電
容量型センサが利用されている。例えば図７には、かか
る従来のレーザ干渉計を用いて構成されている１次元変
位測定装置の一例がブロック図で示されている（精密工
学会編「精密機構」（オーム社刊）、１８０頁〜１８１
頁参照）。この１次元変位測定装置においては、レーザ
発振装置１からのレーザ光は、１／２波長板２を透過し
た後、偏光ビームスプリッタ３により測定光と参照光と
に２分割され、測定光は被測定物体（図示せず）に配設
されているプローブ・コーナキューブ４により反射さ
れ、一方参照光は所定位置に固定されている固定コーナ
キューブ５により反射され、これらの反射光が干渉して
干渉光線束が生成され、この干渉光をその強弱の変化を
検出できる光学素子、例えばＰＤ９に受光させることに
より被測定物体のＺ軸方向の変位が計測される。また、
図７に示す変位計測装置では、干渉光線束は、ビームス
プリッタ７により２分割され、その一方の光路には１／
４波長板１０が介装されてＺ軸方向変位の正負の判定も
なされている。なお、図７において、６は三角プリズ
ム、８，１１は偏光板を示す。

【０００３】しかしながら、これらはいずれも１次元用
センサであるため、３次元変位を計測しようとする場合
には、これらの１次元用センサが３組必要となる。その
ため、かかるセンサを用いて３次元変位計測装置を作製
すると、装置が複雑化するとともにコスト上昇を招来す
る。

【０００４】そのため、サブミクロンオーダの位置決め
を必要とする、超精密サーボ技術分野でのサーボ系セン
サとして利用できる簡易な構成の３次元変位計測装置の
出現が熱望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、簡易な構成の
３次元変位計測装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、測定光線束と
参照光線束とを干渉させることにより物体の変位を計測
する３次元変位計測装置であって、測定光線束と参照光
線束との干渉光線束を２分割してなる分割光を受光する
光学素子の少なくとも一方に、光の強さとその入射位置
が検出できる光学素子が配設されてなることを特徴とす
る３次元変位計測装置に関する。

【０００７】前記３次元変位測定装置を具体化してなる
本発明の第１態様の３次元変位測定装置は、レーザ発振
装置と、該レーザ発振装置からのレーザ光線の偏光面を
４５度回転させる偏光面回転手段、例えば１／２波長板
と、該偏光面が４５度回転させられたレーザ光線を２分
割する偏光ビームスプリッタと、前記分割された光線の
一方を１８０度偏向する被測定物体に配設されているプ
ローブ・コーナキューブと、前記分割された光線の他方
を１８０度偏向する所定位置に固定されている固定コー
ナキューブと、前記プローブ・コーナキューブおよび固
定コーナキューブからの偏向光を２分割するビームスプ
リッタと、前記ビームスプリッタにより分割された一方
の光線が透過する第１光路と、前記ビームスプリッタに
より分割された他方の光線が透過する第２光路と、演算
処理装置とを備え、前記第１光路および第２光路の両者
に偏光板が設けられ、前記第１光路および第２光路の何
れか一方に１／４波長板が設けられ、前記第１光路およ
び第２光路の何れか一方に光の強さが検出できる光学素
子が設けられ、他方に光の強さとその入射位置が検出で
きる光学素子が設けられてなることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の第２態様の３次元変位測定
装置は、レーザ発振装置と、該レーザ発振装置からのレ
ーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転手段、
例えば、１／２波長板と、該偏光面が４５度回転させら
れたレーザ光線を２分割する偏光ビームスプリッタと、
前記分割された光線の一方を１８０度偏向する被測定物
体に配設されているプローブ・コーナキューブと、前記
分割された光線の他方を１８０度偏向する所定位置に固
定されている固定コーナキューブと、前記プローブ・コ
ーナキューブおよび固定コーナキューブからの偏向光の
光路を偏向する光学素子と、前記光学素子からの光線を
２分割するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタ
により分割された一方の光線が透過する第１光路と、前
記ビームスプリッタにより分割された他方の光線が透過
する第２光路と、演算処理装置とを備え、前記第１光路
および第２光路の両者に偏光板が設けられ、前記第１光
路および第２光路の何れか一方に１／４波長板が設けら
れ、前記第１光路および第２光路の何れか一方に光の強
さが検出できる光学素子が設けられ、他方に光の強さと
その入射位置が検出できる光学素子が設けられてなるこ
とを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明の第３態様の３次元変位測
定装置は、レーザ発振装置と、該レーザ発振装置からの
レーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転手
段、例えば１／２波長板と、該偏光面が４５度回転させ
られたレーザ光線を２分割する偏光ビームスプリッタ
と、前記分割された光線の一方を１８０度偏向する被測
定物体に配設されているプローブ・コーナキューブと、
前記分割された光線の他方を１８０度偏向する所定位置
に固定されている固定コーナキューブと、前記プローブ
・コーナキューブおよび固定コーナキューブからの光線
を２分割するビームスプリッタと、前記ビームスプリッ
タにより分割された一方の光線が透過する第１光路と、
前記ビームスプリッタにより分割された他方の光線が透
過する第２光路と、演算処理装置とを備え、前記第１光
路および第２光路の両者に偏光板が設けられ、前記第１
光路および第２光路の何れか一方に１／４波長板が設け
られ、前記第１光路および第２光路の両者に光の強さと
その入射位置が検出できる光学素子が設けられてなるこ
とを特徴とする。

【００１０】そして、本発明の第４態様の３次元変位測
定装置は、レーザ発振装置と、該レーザ発振装置からの
レーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転手
段、例えば１／２波長板と、該偏光面が４５度回転させ
られたレーザ光線を２分割する偏光ビームスプリッタ
と、前記分割された光線の一方を１８０度偏向する被測
定物体に配設されているプローブ・コーナキューブと、
前記分割された光線の他方を１８０度偏向する所定位置
に固定されている固定コーナキューブと、前記プローブ
・コーナキューブおよび固定コーナキューブからの偏向
光の光路を偏向する光学素子と、前記光学素子からの光
線を２分割するビームスプリッタと、前記ビームスプリ
ッタにより分割された一方の光線が透過する第１光路
と、前記ビームスプリッタにより分割された他方の光線
が透過する第２光路と、演算処理装置とを備え、前記第
１光路および第２光路の両者に偏光板が設けられ、前記
第１光路および第２光路の何れか一方に１／４波長板が
設けられ、前記第１光路および第２光路の両者に光の強
さとその入射位置が検出できる光学素子が設けられてな
ることを特徴とする。

【００１１】ここで、前記光の強さとその入射位置が検
出できる光学素子としては、例えば２次元半導体位置検
出素子や４分割フォトダイオードが用いられる。

【００１２】

【作用】本発明の３次元変位計測装置は前記のごとく構
成されているので、被測定物体に一つのプローブ・コー
ナキューブを配設するのみで、被測定物体の前後方向の
移動のみでなく、上下および左右方向の移動も測定する
ことができる。すなわち、３次元変位を測定することが
できる。

【００１３】また、本発明の好ましい態様においては、
光の強さとその入射位置が検出できる光学素子が２個用
いられているので、レーザ発振装置からの出射光に偏角
が生じてもその補正がなし得る。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。

【００１５】図１は本発明の実施例１の３次元変位計測
装置のブロック図、図２はＸ軸方向変位の測定原理の説
明図、図３は被測定物体にＸ軸方向に変位が生じていな
い場合の測定光と参照光の受光素子上での位置関係の説
明図、図４は被測定物体にＸ軸方向に変位が生じている
場合の測定光と参照光の受光素子上での位置関係の説明
図、図５は本発明の実施例２のブロック図、図６は同実
施例における偏角の補正原理の説明図である。図におい
て、１はレーザ発振装置、２は１／２波長板、３は偏光
ビームスプリッタ、４はプローブ・コーナキューブ、５
は固定コーナキューブ、６は三角プリズム、７はビーム
スプリッタ、８は偏光板、９はＰＤ、１０は１／４波長
板、１１は偏光板、１２は２次元ＰＳＤ、１３は演算処
理装置、Ａは第１光路、Ｂは第２光路、Ｓは３次元変位
計測装置を示す。

【００１６】実施例１図１を参照しながら、まず本発明の３次元変位計測装置
Ｓの測定原理について簡単に説明する。

【００１７】レーザ発振装置１から照射されたレーザ光
は、その偏光面がπ／４ｒａｄ（４５度）で偏光ビーム
スプリッタ３に入射させられ、偏光ビームスプリッタ３
によって測定光と参照光とに等分割される。等分割され
たレーザ光は、被測定物体（図示せず）に配設されてい
るプローブ・コーナキューブ４と所定位置に固定されて
いる固定コーナキューブ５とによりそれぞれ反射され、
すなわち１８０度偏向され、再び偏光ビームスプリッタ
３により同一光路上に位置させられて干渉する。この干
渉光を、例えば三角プリズム６により反射させて系外に
取り出してビームスプリッタ７により２分割するととも
に、その分割光をそれぞれ受光素子に導く。この受光素
子の一方には光の強さと入射位置が計測できる光学素
子、例えば２次元ＰＳＤ（以下、単にＰＳＤともいう）
１２が用いられ、他方には光の強さのみが計測できる光
学素子、例えばＰＤ９が用いられている。この受光素子
からの干渉光の強弱が演算処理装置１３によりカウント
されてＺ軸方向変位が測定される。また、一方の分割光
の光軸上に１／４波長板１０を置きその分割光の位相を
他方の分割光に対してπ／２ｒａｄ（９０度）遅らすこ
とにより、正方向と負方向の判別がなされる。

【００１８】ここで、レーザ光、より厳密には直線偏光
のレーザ光をその偏光面がπ／４ｒａｄ（４５度）で偏
光ビームスプリッタ３に入射させる手段としては、例え
ば直線偏光光線を回転させる性質を有している１／２波
長板が用いられるが、これに限定されるものではなく、
直線偏光のレーザ光を出力する発振装置自身を回転させ
てもよい。

【００１９】また、ここでは、３次元変位計測装置をコ
ンパクトにするために、三角プリズム６により光路を偏
向しているが、スペース的にゆとりがある場合には、光
路を偏向させる必要は必ずしもない。

【００２０】次に、図２および図３〜４を参照しなが
ら、Ｘ軸方向変位の計測原理について説明する。プロー
ブ・コーナキューブ４がＸ軸方向にΔＸだけ変化すると
ＰＳＤ１２上のレーザ光の変位は２ΔＸとなる（図２参
照）。一方、固定コーナキューブ５からの参照光には変
位が生じない。しかるに、ＰＳＤ１２の出力は光電変換
によって発生した光電流であるため、レーザ光の入射位
置は光の強度分布の平均点となる（図３参照）。すなわ
ち、図３と図４との比較により明らかなように、ＰＳＤ
１２におけるレーザ光の入射位置の変位はΔＸとして検
出される。したがって、プローブ・コーナキューブ４が
Ｘ軸方向にΔＸ変化すると、ＰＳＤ１２上でもΔＸの変
位が得られる。また、この変位は光の強度や光路長に依
存しない。よって、２次元ＰＳＤ１２を用いることによ
りＸ軸方向変位をも計測することができる。

【００２１】なお、前記ではＸ軸方向変位の計測につい
て説明したが、Ｙ軸方向変位についても同様にして計測
することができる。したがって、図１に示す計測装置Ｓ
によれば、ＸＹＺ軸方向の変位を同時に計測することが
できる。すなわち、３次元変位を計測することができ
る。

【００２２】以下、図１を参照しながら本発明の実施例
１にかかわる３次元変位計測装置の構成について説明す
る。

【００２３】実施例１にかかわる３次元変位計測装置Ｓ
は、図１に示すように、レーザ発振装置１と、このレー
ザ発振装置１からのレーザ光の偏光面を回転させる１／
２波長板２と、この１／２波長板を透過し回転させられ
たレーザ光を測定光（測定光線束）と参照光（参照光線
束）とに２分割する偏光ビームスプリッタ３と、図示し
ない被測定物体上に配設されて測定光を１８０度偏向す
る（反射する）プローブ・コーナキューブ４と、所定位
置において固定されて参照光を１８０度偏向する（反射
する）固定コーナキューブ５と、コーナキューブ４，５
により反射されてきた測定光と参照光との干渉光を９０
度偏向する（反射する）ことにより干渉光を系外に取出
す三角プリズム６と、この三角プリズム６により反射さ
れた干渉光を第１光路Ａと第２光路Ｂとに２分割するビ
ームスプリッタ７と、第１光路Ａに介装されている偏光
板８と、第１光路Ａの分割光を受光しその強さを測定す
る光学素子（ＰＤ）９と、第２光路Ｂに介装されている
１／４波長板１０および偏光板１１と、第２光路Ｂの分
割光を受光しその強さおよび入射位置を測定する光学素
子（２次元ＰＳＤ）１２と、光学素子９，１２からの信
号を演算処理して変位を算出する演算処理装置１３とを
備えてなる。

【００２４】この光の強さと入射位置を測定する光学素
子１２は、２次元ＰＳＤに限定されるものではなく、か
かる機能を有する光学素子を適宜用いることができ、例
えば４分割フォトダイオード（ＱＰＤ）も好適に用いる
ことができる。

【００２５】演算処理装置１３には、光学素子９，１２
からの信号を演算処理して変位を算出するプログラムが
格納されている。

【００２６】なお、レーザ発振装置１、偏光ビームスプ
リッタ３、コーナキューブ４，５等は、従来の１次元変
位測定装置に用いられているものと同様とされているの
で、その構成の詳細な説明は省略する。

【００２７】また、１／４波長板１０の介装位置は第２
光路Ｂに限定されるものではなく、第１光路Ａとされて
もよい。

【００２８】実施例２本発明の実施例２にかかわる３次元変位計測装置Ｓを図
５に示し、同装置Ｓは、レーザ発振装置１と、このレー
ザ発振装置１からのレーザ光の偏光面を回転させる１／
２波長板２と、この１／２波長板２を透過してきたレー
ザ光を測定光（測定光線束）と参照光（参照光線束）と
に２分割する偏光ビームスプリッタ３と、図示しない被
測定物体上に配設されて測定光を１８０度偏向する（反
射する）プローブ・コーナキューブ４と、所定位置にお
いて固定されて参照光を１８０度偏向する（反射する）
固定コーナキューブ５と、コーナキューブ４，５により
反射されてきた測定光と参照光との干渉光を９０度偏向
する（反射する）ことにより干渉光を系外に取出す三角
プリズム６と、この三角プリズム６により反射された干
渉光を第１光路Ａと第２光路Ｂとに２分割するビームス
プリッタ７と、第１光路Ａに介装されている偏向板８
と、第１光路Ａの分割光を受光しその強さと入射位置を
測定する光学素子（２次元ＰＳＤ）１２と、第２光路Ｂ
に介装されている１／４波長板１０および偏光板１１
と、第２光路Ｂの分割光を受光しその強さと入射位置を
測定する光学素子（２次元ＰＳＤ）１２と、第１光路Ａ
の光学素子１２と第２光路Ｂの光学素子１２からの信号
を演算処理して変位および偏角の補正を行なう演算処理
装置とを備えてなる。

【００２９】すなわち、実施例２にかかわる３次元変位
計測装置Ｓは、実施例１の第１光路Ａの光学素子、ＰＤ
９に代えて第１光路Ａにも２次元ＰＳＤ１２を設けてな
るものである。かかる構成とすることにより、実施例１
では得られない次のような付加的効果が得られる。

【００３０】以下、図６を参照しながら、その付加的効
果について説明する。

【００３１】レーザ発振装置１においては、その発熱等
による変形のためにレーザ光の出射方向がわずかに変化
する。この変化による測定誤差は、２個のＰＳＤ１２，
１２を光路長が異なるように配置することによって補正
することができる。すなわち、レーザ発振装置１からＰ
ＳＤ１までの光路長をＬ₁、ＰＳＤ１とＰＳＤ２との光
路長差をＬ₂とし、被測定物体がＸ方向にΔｘ変位した
とし、すなわち、プローブ・コーナキューブがΔｘ変位
したとし、そしてＰＳＤ１とＰＳＤ２でその変位が、そ
れぞれｘ₁、ｘ₂と計測されたとする。このときレーザ光
の偏角θは、 θ＝ａｒｃｔａｎ（（ｘ₂−ｘ₁）／Ｌ₂）となる。また、被測定物体の変位Δｘは、図６より明ら
かなように、 Δｘ＝ｘ₁−Ｌ₁ｔａｎθ となる。

【００３２】したがって、実施例２においては、レーザ
発振装置１から出射光に偏角が生じてもそれを補正する
ことができる。そのため、演算処理装置１３には、実施
例１におけるプログラムの他にこの補正演算のためのプ
ログラムも格納されている。

【００３３】なお、実施例１と同様に、この光の強さと
入射位置を測定する光学素子としては、２次元ＰＳＤに
限定されるものではなく、かかる機能を有する光学素子
を適宜用いることができる。例えば４分割フォトダイオ
ード（ＱＰＤ）も好適に用いることができ、また１／４
波長板の介装位置は第２光路に限定されるものではな
く、第１光路に介装されてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、被測定物体に従来の１次元変位計測装置と同様に、
単一のプローブ・コーナキューブを配設するだけの簡単
な構成により３次元変位を測定することができるという
優れた効果が得られる。また、本発明の好ましい態様に
よれば、レーザ発振装置から出射されるレーザ光に、レ
ーザ発振装置の熱変形により偏角が生じてもそれを補正
して計測がなし得るという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の３次元変位計測装置のブロ
ック図である。

【図２】Ｘ軸方向変位の測定原理の説明図である。

【図３】被測定物体にＸ軸方向に変位が生じていない場
合の測定光と参照光の受光素子上での位置関係の説明図
である。

【図４】被測定物体にＸ軸方向に変位が生じている場合
の測定光と参照光の受光素子上での位置関係の説明図で
ある。

【図５】本発明の実施例２の３次元変位計測装置のブロ
ック図である。

【図６】同実施例における偏角の補正原理の説明図であ
る。

【図７】従来の１次元変位計測装置のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１レーザー発振装置２１／２波長板３偏光ビームスプリッタ４プローブ・コーナキューブ５固定コーナキューブ６三角プリズム７ビームスプリッタ８，１１偏光板９ＰＤ１０１／４波長板１２２次元ＰＳＤ１３演算処理装置Ａ第１光路Ｂ第２光路Ｓ３次元変位計測装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定光線束と参照光線束とを干渉させる
ことにより物体の変位を計測する３次元変位計測装置で
あって、測定光線束と参照光線束との干渉光線束を２分
割してなる分割光線束を受光する受光素子の少なくとも
一方に、光の強さとその入射位置が検出できる光学素子
が配設されてなることを特徴とする３次元変位計測装
置。
【請求項２】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転
手段と、該偏光面が４５度回転させられたレーザ光線を
２分割する偏光ビームスプリッタと、前記分割された光
線の一方を１８０度偏向する被測定物体に配設されてい
るプローブ・コーナキューブと、前記分割された光線の
他方を１８０度偏向する所定位置に固定されている固定
コーナキューブと、前記プローブ・コーナキューブおよ
び固定コーナキューブからの偏向光を２分割するビーム
スプリッタと、前記ビームスプリッタにより分割された
一方の光線が透過する第１光路と、前記ビームスプリッ
タにより分割された他方の光線が透過する第２光路と、
演算処理装置とを備え、前記第１光路および第２光路の
両者に偏光板が設けられ、前記第１光路および第２光路
の何れか一方に１／４波長板が設けられ、前記第１光路
および第２光路の何れか一方に光の強さが検出できる光
学素子が設けられ、他方に光の強さとその入射位置が検
出できる光学素子が設けられてなることを特徴とする３
次元変位計測装置。
【請求項３】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線が透過する１／２波長板と、該１／２波
長板を透過してきたレーザ光線を２分割する偏光ビーム
スプリッタと、前記分割された光線の一方を１８０度偏
向する被測定物体に配設されているプローブ・コーナキ
ューブと、前記分割された光線の他方を１８０度偏向す
る所定位置に固定されている固定コーナキューブと、前
記プローブ・コーナキューブおよび固定コーナキューブ
からの偏向光を２分割するビームスプリッタと、前記ビ
ームスプリッタにより分割された一方の光線が透過する
第１光路と、前記ビームスプリッタにより分割された他
方の光線が透過する第２光路と、演算処理装置とを備
え、前記第１光路および第２光路の両者に偏光板が設け
られ、前記第１光路および第２光路の何れか一方に１／
４波長板が設けられ、前記第１光路および第２光路の何
れか一方に光の強さが検出できる光学素子が設けられ、
他方に光の強さとその入射位置が検出できる光学素子が
設けられてなることを特徴とする３次元変位計測装置。
【請求項４】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転
手段と、該偏光面が４５度回転させられたレーザ光線を
２分割する偏光ビームスプリッタと、前記分割された光
線の一方を１８０度偏向する被測定物体に配設されてい
るプローブ・コーナキューブと、前記分割された光線の
他方を１８０度偏向する所定位置に固定されている固定
コーナキューブと、前記プローブ・コーナキューブおよ
び固定コーナキューブからの偏向光の光路を偏向する光
学素子と、前記光学素子からの光線を２分割するビーム
スプリッタと、前記ビームスプリッタにより分割された
一方の光線が透過する第１光路と、前記ビームスプリッ
タにより分割された他方の光線が透過する第２光路と、
演算処理装置とを備え、前記第１光路および第２光路の
両者に偏光板が設けられ、前記第１光路および第２光路
の何れか一方に１／４波長板が設けられ、前記第１光路
および第２光路の何れか一方に光の強さが検出できる光
学素子が設けられ、他方に光の強さとその入射位置が検
出できる光学素子が設けられてなることを特徴とする３
次元変位計測装置。
【請求項５】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線が透過する１／２波長板と、該１／２波
長板を透過してきたレーザ光線を２分割する偏光ビーム
スプリッタと、前記分割された光線の一方を１８０度偏
向する被測定物体に配設されているプローブ・コーナキ
ューブと、前記分割された光線の他方を１８０度偏向す
る所定位置に固定されている固定コーナキューブと、前
記プローブ・コーナキューブおよび固定コーナキューブ
からの偏向光の光路を偏向する光学素子と、前記光学素
子からの光線を２分割するビームスプリッタと、前記ビ
ームスプリッタにより分割された一方の光線が透過する
第１光路と、前記ビームスプリッタにより分割された他
方の光線が透過する第２光路と、演算処理装置とを備
え、前記第１光路および第２光路の両者に偏光板が設け
られ、前記第１光路および第２光路の何れか一方に１／
４波長板が設けられ、前記第１光路および第２光路の何
れか一方に光の強さが検出できる光学素子が設けられ、
他方に光の強さとその入射位置が検出できる光学素子が
設けられてなることを特徴とする３次元変位計測装置。
【請求項６】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転
手段と、該偏光面が４５度回転させられたレーザ光線を
２分割する偏光ビームスプリッタと、前記分割された光
線の一方を１８０度偏向する被測定物体に配設されてい
るプローブ・コーナキューブと、前記分割された光線の
他方を１８０度偏向する所定位置に固定されている固定
コーナキューブと、前記プローブ・コーナキューブおよ
び固定コーナキューブからの光線を２分割するビームス
プリッタと、前記ビームスプリッタにより分割された一
方の光線が透過する第１光路と、前記ビームスプリッタ
により分割された他方の光線が透過する第２光路と、演
算処理装置とを備え、前記第１光路および第２光路の両
者に偏光板が設けられ、前記第１光路および第２光路の
何れか一方に１／４波長板が設けられ、前記第１光路お
よび第２光路の両者に光の強さとその入射位置が検出で
きる光学素子が設けられてなることを特徴とする３次元
変位計測装置。
【請求項７】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線が透過する１／２波長板と、該１／２波
長板を透過してきたレーザ光線を２分割する偏光ビーム
スプリッタと、前記分割された光線の一方を１８０度偏
向する被測定物体に配設されているプローブ・コーナキ
ューブと、前記分割された光線の他方を１８０度偏向す
る所定位置に固定されている固定コーナキューブと、前
記プローブ・コーナキューブおよび固定コーナキューブ
からの光線を２分割するビームスプリッタと、前記ビー
ムスプリッタにより分割された一方の光線が透過する第
１光路と、前記ビームスプリッタにより分割された他方
の光線が透過する第２光路と、演算処理装置とを備え、
前記第１光路および第２光路の両者に偏光板が設けら
れ、前記第１光路および第２光路の何れか一方に１／４
波長板が設けられ、前記第１光路および第２光路の両者
に光の強さとその入射位置が検出できる光学素子が設け
られてなることを特徴とする３次元変位計測装置。
【請求項８】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線の偏光面を４５度回転させる偏光面回転
手段と、該偏光面が４５度回転させられたレーザ光線を
２分割する偏光ビームスプリッタと、前記分割された光
線の一方を１８０度偏向する被測定物体に配設されてい
るプローブ・コーナキューブと、前記分割された光線の
他方を１８０度偏向する所定位置に固定されている固定
コーナキューブと、前記プローブ・コーナキューブおよ
び固定コーナキューブからの偏向光の光路を偏向する光
学素子と、前記光学素子からの光線を２分割するビーム
スプリッタと、前記ビームスプリッタにより分割された
一方の光線が透過する第１光路と、前記ビームスプリッ
タにより分割された他方の光線が透過する第２光路と、
演算処理装置とを備え、前記第１光路および第２光路の
両者に偏光板が設けられ、前記第１光路および第２光路
の何れか一方に１／４波長板が設けられ、前記第１光路
および第２光路の両者に光の強さとその入射位置が検出
できる光学素子が設けられてなることを特徴とする３次
元変位計測装置。
【請求項９】レーザ発振装置と、該レーザ発振装置か
らのレーザ光線が透過する１／２波長板と、該１／２波
長板を透過してきたレーザ光線を２分割する偏光ビーム
スプリッタと、前記分割された光線の一方を１８０度偏
向する被測定物体に配設されているプローブ・コーナキ
ューブと、前記分割された光線の他方を１８０度偏向す
る所定位置に固定されている固定コーナキューブと、前
記プローブ・コーナキューブおよび固定コーナキューブ
からの偏向光の光路を偏向する光学素子と、前記光学素
子からの光線を２分割するビームスプリッタと、前記ビ
ームスプリッタにより分割された一方の光線が透過する
第１光路と、前記ビームスプリッタにより分割された他
方の光線が透過する第２光路と、演算処理装置とを備
え、前記第１光路および第２光路の両者に偏光板が設け
られ、前記第１光路および第２光路の何れか一方に１／
４波長板が設けられ、前記第１光路および第２光路の両
者に光の強さとその入射位置が検出できる光学素子が設
けられてなることを特徴とする３次元変位計測装置。
【請求項１０】前記光の強さとその入射位置が検出で
きる光学素子が２次元半導体位置検出素子または４分割
フォトダイオードであることを特徴とする請求項１、
２、３、４、５、６、７、８または９記載の３次元変位
計測装置。