JPH09287917A - レーザ干渉測長器 - Google Patents
レーザ干渉測長器Info
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- JPH09287917A JPH09287917A JP9861396A JP9861396A JPH09287917A JP H09287917 A JPH09287917 A JP H09287917A JP 9861396 A JP9861396 A JP 9861396A JP 9861396 A JP9861396 A JP 9861396A JP H09287917 A JPH09287917 A JP H09287917A
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- laser
- moving distance
- reflecting mirror
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デッドパスの環境条件の変動による誤差を補
正する測定精度を向上したレーザ干渉測長器を実現す
る。 【解決手段】 レーザ光源11と、レーザ光源11からのレ
ーザビームを分割し、一方のレーザビームを可動反射鏡
122 に入射させて得た反射光と、他方のレーザビームを
参照反射鏡に入射させて得た反射光とを干渉させ対応し
た電気信号を生成する干渉光学系12と、電気信号のサイ
クル数を計数するカウンタ13と、少なくとも温度、湿
度、大気圧のいずれかを検出する環境条件検出部15と、
検出した環境条件に基づいて算出した補正波長とカウン
タのカウント値から可動反射鏡の移動距離を算出する移
動距離算出部14とを備えるレーザ干渉測長器において、
デッドパス距離を入力するデッドパス入力部16を備え、
移動距離測定中の環境条件の変化を検出て変化に起因す
るデッドパス距離での干渉縞の変化分を更に補正する。
正する測定精度を向上したレーザ干渉測長器を実現す
る。 【解決手段】 レーザ光源11と、レーザ光源11からのレ
ーザビームを分割し、一方のレーザビームを可動反射鏡
122 に入射させて得た反射光と、他方のレーザビームを
参照反射鏡に入射させて得た反射光とを干渉させ対応し
た電気信号を生成する干渉光学系12と、電気信号のサイ
クル数を計数するカウンタ13と、少なくとも温度、湿
度、大気圧のいずれかを検出する環境条件検出部15と、
検出した環境条件に基づいて算出した補正波長とカウン
タのカウント値から可動反射鏡の移動距離を算出する移
動距離算出部14とを備えるレーザ干渉測長器において、
デッドパス距離を入力するデッドパス入力部16を備え、
移動距離測定中の環境条件の変化を検出て変化に起因す
るデッドパス距離での干渉縞の変化分を更に補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つに分割したレ
ーザ光の一方を測定物体に取り付けられる反射鏡（コー
ナーキューブ）で反射させ、もう一方を固定の参照用コ
ーナーキューブで反射させて戻ってきたレーザ光と干渉
させ、測定物体の移動に伴い変化する干渉縞の本数を計
数して移動距離を測定するレーザ干渉測長器に関し、特
に温度変化等の環境条件の変化による測定誤差を低減し
たレーザ干渉測長器に関する。
ーザ光の一方を測定物体に取り付けられる反射鏡（コー
ナーキューブ）で反射させ、もう一方を固定の参照用コ
ーナーキューブで反射させて戻ってきたレーザ光と干渉
させ、測定物体の移動に伴い変化する干渉縞の本数を計
数して移動距離を測定するレーザ干渉測長器に関し、特
に温度変化等の環境条件の変化による測定誤差を低減し
たレーザ干渉測長器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、レーザ干渉測長器の構成を示す
図である。図３に示すように、レーザ光源１１から出射
されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２１で
２つのレーザビームに分けられる。この時、偏光ビーム
スプリッタ１２１の光軸は入射するレーザ光の偏光面に
対して４５°になるように調整されている。この場合、
偏光ビームスプリッタ１２１を透過するレーザ光はＰ偏
光、偏光ビームスプリッタ１２１で反射するレーザ光は
Ｓ偏光と呼ばれ、互いに偏光方向が直交している。一方
のレーザビーム（Ｐ偏光）は移動距離を測定する移動物
体に取り付けられた可動反射鏡（コーナーキューブ）１
２２に入射し、そこで逆方向に反射されて再び偏光ビー
ムスプリッタ１２１に入射する。他方のレーザビーム
（Ｓ偏光）は参照用反射鏡（コーナーキューブ）１２３
に入射し、そこで逆方向に反射されて再び偏光ビームス
プリッタ１２１に入射する。可動反射鏡１２２から偏光
ビームスプリッタ１２１に入射したレーザビームと参照
用参照用反射鏡１２３から偏光ビームスプリッタ１２１
に入射したレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２
１で重なり合い、偏光板１２４を通過した後光検出器１
２５に入射する。これらの２つのレーザビームは相互に
干渉し干渉縞を生じるが、干渉縞の強度は２つのレーザ
ビームの光路差がレーザビームの波長の整数倍の時にも
っとも大きくなり、光路差が波長の整数倍と１／２異な
る時にもっとも小さくなる。そのため、移動物体が移動
し、それに配置された可動反射鏡１２２が移動すると光
検出器１２５の出力強度が周期的に変化する。具体的に
は可動反射鏡１２２が１／２波長分移動すると、往復で
波長分の光路差が生じるため、光検出器１２５の出力強
度が変化するサイクル数に１／２波長を乗じた値が可動
反射鏡１２２、すなわち移動物体の移動距離である。
図である。図３に示すように、レーザ光源１１から出射
されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２１で
２つのレーザビームに分けられる。この時、偏光ビーム
スプリッタ１２１の光軸は入射するレーザ光の偏光面に
対して４５°になるように調整されている。この場合、
偏光ビームスプリッタ１２１を透過するレーザ光はＰ偏
光、偏光ビームスプリッタ１２１で反射するレーザ光は
Ｓ偏光と呼ばれ、互いに偏光方向が直交している。一方
のレーザビーム（Ｐ偏光）は移動距離を測定する移動物
体に取り付けられた可動反射鏡（コーナーキューブ）１
２２に入射し、そこで逆方向に反射されて再び偏光ビー
ムスプリッタ１２１に入射する。他方のレーザビーム
（Ｓ偏光）は参照用反射鏡（コーナーキューブ）１２３
に入射し、そこで逆方向に反射されて再び偏光ビームス
プリッタ１２１に入射する。可動反射鏡１２２から偏光
ビームスプリッタ１２１に入射したレーザビームと参照
用参照用反射鏡１２３から偏光ビームスプリッタ１２１
に入射したレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１２
１で重なり合い、偏光板１２４を通過した後光検出器１
２５に入射する。これらの２つのレーザビームは相互に
干渉し干渉縞を生じるが、干渉縞の強度は２つのレーザ
ビームの光路差がレーザビームの波長の整数倍の時にも
っとも大きくなり、光路差が波長の整数倍と１／２異な
る時にもっとも小さくなる。そのため、移動物体が移動
し、それに配置された可動反射鏡１２２が移動すると光
検出器１２５の出力強度が周期的に変化する。具体的に
は可動反射鏡１２２が１／２波長分移動すると、往復で
波長分の光路差が生じるため、光検出器１２５の出力強
度が変化するサイクル数に１／２波長を乗じた値が可動
反射鏡１２２、すなわち移動物体の移動距離である。
【０００３】光検出器１２５の出力信号は、増幅器等で
構成される信号処理回路１２６で処理されて２値信号に
変換され、カウンタ１３で計数される。データ処理回路
１４０は、カウンタ１３での計数値に基づいて移動距離
を算出し、算出した移動距離を出力する。データ処理回
路１４０はコンピュータで構成され、図示のように、Ｃ
ＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ＲＡＭ１４３と、カウ
ンタ１３での計数値を読み取るためのＩ／Ｏポート１４
４と、算出した移動距離を表示する表示器１４６との表
示インターフェース１４５と、レーザ干渉測長器を操作
するための操作キー１４８との操作キーインターフェー
ス１４７を有する。
構成される信号処理回路１２６で処理されて２値信号に
変換され、カウンタ１３で計数される。データ処理回路
１４０は、カウンタ１３での計数値に基づいて移動距離
を算出し、算出した移動距離を出力する。データ処理回
路１４０はコンピュータで構成され、図示のように、Ｃ
ＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２と、ＲＡＭ１４３と、カウ
ンタ１３での計数値を読み取るためのＩ／Ｏポート１４
４と、算出した移動距離を表示する表示器１４６との表
示インターフェース１４５と、レーザ干渉測長器を操作
するための操作キー１４８との操作キーインターフェー
ス１４７を有する。
【０００４】上記のようなレーザ干渉測長器を使用する
場合、操作者は、可動反射鏡１２２を移動物体に取り付
け、干渉光学系１２から出射されるレーザビームが可動
反射鏡１２２に入射するように、レーザ光源１１と干渉
光学系１２を固定する。その上で、移動物体を移動を開
始する位置に停止させた上でカウンタ１３の値をリセッ
トする。操作キー１４８を操作して測定が開始されるこ
とを指示した上で、移動物体を移動させる。データ処理
回路１４０は、周期的にカウンタ１３の値を読み取り、
演算した移動距離を随時表示器１４６に表示する。
場合、操作者は、可動反射鏡１２２を移動物体に取り付
け、干渉光学系１２から出射されるレーザビームが可動
反射鏡１２２に入射するように、レーザ光源１１と干渉
光学系１２を固定する。その上で、移動物体を移動を開
始する位置に停止させた上でカウンタ１３の値をリセッ
トする。操作キー１４８を操作して測定が開始されるこ
とを指示した上で、移動物体を移動させる。データ処理
回路１４０は、周期的にカウンタ１３の値を読み取り、
演算した移動距離を随時表示器１４６に表示する。
【０００５】このようなレーザ干渉測長器は、移動に伴
って変化する干渉縞を計数し、１つの干渉縞の変化を生
じる距離に計数した値を乗ずることにより移動距離を算
出する。そのため、１つの干渉縞当たりの距離の精度で
測定精度が決定され、１つの干渉縞当たりの距離はレー
ザビームの波長で決定される。波長はレーザビームの通
過する媒体（空気）の屈折率によって変化し、空気の屈
折率は主として気温、気圧、湿度の変化に伴って変化す
るため、高精度で移動距離を測定する場合には、気温、
気圧、湿度の変化に伴う空気の屈折率の変化を勘案して
補正を行う必要がある。
って変化する干渉縞を計数し、１つの干渉縞の変化を生
じる距離に計数した値を乗ずることにより移動距離を算
出する。そのため、１つの干渉縞当たりの距離の精度で
測定精度が決定され、１つの干渉縞当たりの距離はレー
ザビームの波長で決定される。波長はレーザビームの通
過する媒体（空気）の屈折率によって変化し、空気の屈
折率は主として気温、気圧、湿度の変化に伴って変化す
るため、高精度で移動距離を測定する場合には、気温、
気圧、湿度の変化に伴う空気の屈折率の変化を勘案して
補正を行う必要がある。
【０００６】大気中のレーザビームの波長は、真空中の
波長をλ0 、大気中の屈折率をｎ、気温をＴ（摂氏°
Ｃ）、気圧をＰ（ｈＰａ）、湿度をＨ（％）とすると、
次の式（１）で求められる。
波長をλ0 、大気中の屈折率をｎ、気温をＴ（摂氏°
Ｃ）、気圧をＰ（ｈＰａ）、湿度をＨ（％）とすると、
次の式（１）で求められる。
【０００７】
【数１】
【０００８】移動距離Ｌは、カウンタ１３の計数値を
Ｄ、レーザ波長をλ、レーザ干渉ピッチを１／Ｋ、内挿
分割数を１／ｄとすると、次の式（２）で求められる。 Ｌ＝Ｄ×（λ／Ｋ）／ｄ … （２） 式（１）に従って補正した波長λを使用して移動距離を
算出することにより、環境条件の差による誤差を補正で
きる。更には、移動物体の移動機構の線膨張補正等も行
われるが、本発明には直接関係しないので、ここでは説
明を省略する。
Ｄ、レーザ波長をλ、レーザ干渉ピッチを１／Ｋ、内挿
分割数を１／ｄとすると、次の式（２）で求められる。 Ｌ＝Ｄ×（λ／Ｋ）／ｄ … （２） 式（１）に従って補正した波長λを使用して移動距離を
算出することにより、環境条件の差による誤差を補正で
きる。更には、移動物体の移動機構の線膨張補正等も行
われるが、本発明には直接関係しないので、ここでは説
明を省略する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定方法では、
測定対象物である移動物体をある基準点に位置決めした
時にカウンタをリセットし（計数データをゼロクリアす
る）、この基準点を原点とする位置測定を行っていた。
干渉光学系の可動反射鏡１２２へのレーザビームの出入
射口からこの基準点までの距離Ｐはデッドパスと呼ばれ
る。従来のレーザ干渉測長器を使用した測定では、上記
の環境条件に起因する波長の変化による誤差の補正は、
移動距離についてのみ行われ、デッドパスについては何
ら補正は行われていなかった。そのため、デッドパスが
長ければ長いほどデッドパス内での気温、気圧、湿度に
よる誤差が大きかった。従来は、基準点をできるだけ干
渉光学系に近づけ、デッドパスを短くしていたが、配置
の関係でデッドパスをあまり短くできない場合もあり、
そのような場合には環境条件に起因する波長の変化のデ
ッドパスの部分での誤差が大きくなり、測定精度を低下
させていた。
測定対象物である移動物体をある基準点に位置決めした
時にカウンタをリセットし（計数データをゼロクリアす
る）、この基準点を原点とする位置測定を行っていた。
干渉光学系の可動反射鏡１２２へのレーザビームの出入
射口からこの基準点までの距離Ｐはデッドパスと呼ばれ
る。従来のレーザ干渉測長器を使用した測定では、上記
の環境条件に起因する波長の変化による誤差の補正は、
移動距離についてのみ行われ、デッドパスについては何
ら補正は行われていなかった。そのため、デッドパスが
長ければ長いほどデッドパス内での気温、気圧、湿度に
よる誤差が大きかった。従来は、基準点をできるだけ干
渉光学系に近づけ、デッドパスを短くしていたが、配置
の関係でデッドパスをあまり短くできない場合もあり、
そのような場合には環境条件に起因する波長の変化のデ
ッドパスの部分での誤差が大きくなり、測定精度を低下
させていた。
【００１０】デッドパスの長さをＰとし、波長がλ0 か
らΔλだけ変化すると、生じる誤差Δｐは次の式（３）
で表される。 Δｐ＝Ｐ×Δλ／λ0 … （３） 本発明は、このような環境条件の変化に起因する波長の
変化によってデッドパスで生じる誤差を補正可能にした
レーザ干渉測長器を実現することを目的とする。
らΔλだけ変化すると、生じる誤差Δｐは次の式（３）
で表される。 Δｐ＝Ｐ×Δλ／λ0 … （３） 本発明は、このような環境条件の変化に起因する波長の
変化によってデッドパスで生じる誤差を補正可能にした
レーザ干渉測長器を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ干渉測長
器は、上記目的を達成するため、使用者がデッドパスの
長さを入力するデッドパス長入力部を備え、環境条件の
変化に起因する波長の変化により入力されたデッドパス
長で生じる測定誤差を補正することを特徴とする。
器は、上記目的を達成するため、使用者がデッドパスの
長さを入力するデッドパス長入力部を備え、環境条件の
変化に起因する波長の変化により入力されたデッドパス
長で生じる測定誤差を補正することを特徴とする。
【００１２】図１は、本発明のレーザ干渉測長器の基本
構成を示す図である。図１に示すように、本発明のレー
ザ干渉測長器は、レーザ光源１１と、レーザ光源１１か
らのレーザビームを分割し、分割した一方のレーザビー
ムを被測定物に取り付けられた可動反射鏡１２２に入射
させて得た反射光と、他方のレーザビームを参照反射鏡
に入射させて得た反射光とを干渉させ、可動反射鏡１２
２の移動に伴う干渉縞の変化に対応して変化する電気信
号を生成する干渉光学系１２と、干渉光学系１２から出
力される電気信号のサイクル数を計数するカウンタ１３
と、少なくとも温度、湿度、大気圧のいずれかを検出す
る環境条件検出部１５と、環境条件検出部１５の検出し
た環境条件に基づいて補正波長を検出し、カウンタ１３
の出力するサイクル数と補正波長から可動反射鏡１２２
の移動距離を算出する移動距離算出部１４とを備えるレ
ーザ干渉測長器において、可動反射鏡１２２の移動範囲
の干渉光学系１２に近い側の位置から干渉光学系１２の
可動反射鏡１２２へのレーザビームの出力口までのデッ
ドパス距離を入力するデッドパス入力部１６を備え、移
動距離算出部１４は、環境条件検出部１５が検出する移
動距離測定中の環境条件の変化を検出し、環境条件の変
化に起因するデッドパス距離での干渉縞の変化分を更に
補正して移動距離を算出することを特徴とする。
構成を示す図である。図１に示すように、本発明のレー
ザ干渉測長器は、レーザ光源１１と、レーザ光源１１か
らのレーザビームを分割し、分割した一方のレーザビー
ムを被測定物に取り付けられた可動反射鏡１２２に入射
させて得た反射光と、他方のレーザビームを参照反射鏡
に入射させて得た反射光とを干渉させ、可動反射鏡１２
２の移動に伴う干渉縞の変化に対応して変化する電気信
号を生成する干渉光学系１２と、干渉光学系１２から出
力される電気信号のサイクル数を計数するカウンタ１３
と、少なくとも温度、湿度、大気圧のいずれかを検出す
る環境条件検出部１５と、環境条件検出部１５の検出し
た環境条件に基づいて補正波長を検出し、カウンタ１３
の出力するサイクル数と補正波長から可動反射鏡１２２
の移動距離を算出する移動距離算出部１４とを備えるレ
ーザ干渉測長器において、可動反射鏡１２２の移動範囲
の干渉光学系１２に近い側の位置から干渉光学系１２の
可動反射鏡１２２へのレーザビームの出力口までのデッ
ドパス距離を入力するデッドパス入力部１６を備え、移
動距離算出部１４は、環境条件検出部１５が検出する移
動距離測定中の環境条件の変化を検出し、環境条件の変
化に起因するデッドパス距離での干渉縞の変化分を更に
補正して移動距離を算出することを特徴とする。
【００１３】本発明のレーザ干渉測長器によれば、デッ
ドパスについても環境条件の変化に起因する誤差を補正
するので、測定精度が向上する。
ドパスについても環境条件の変化に起因する誤差を補正
するので、測定精度が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図２は、本発明の実施例の構成を
示す図である。図２において、参照番号１１はレーザ光
源であり、所定の波長のレーザビームを出力する。レー
ザ光源１１としては、安価で出力するレーザビームの波
長が安定したＨｅ−Ｎｅレーザ等のガスレーザを使用す
ることが望ましい。レーザ光源１１から出力されるレー
ザビームをそのまま使用するようにしてもよいが、実願
昭６２−５２８６９号に記載されている分離型レーザ干
渉計のようにレーザ光源から出力されるレーザビームを
光ファイバで導き、そこから出力されるレーザビームを
コリメータレンズで平行ビームにするようにしてもよ
い。
示す図である。図２において、参照番号１１はレーザ光
源であり、所定の波長のレーザビームを出力する。レー
ザ光源１１としては、安価で出力するレーザビームの波
長が安定したＨｅ−Ｎｅレーザ等のガスレーザを使用す
ることが望ましい。レーザ光源１１から出力されるレー
ザビームをそのまま使用するようにしてもよいが、実願
昭６２−５２８６９号に記載されている分離型レーザ干
渉計のようにレーザ光源から出力されるレーザビームを
光ファイバで導き、そこから出力されるレーザビームを
コリメータレンズで平行ビームにするようにしてもよ
い。
【００１５】図３で説明したように、レーザ光源１１か
ら出射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１
２１で２つのレーザビームに分けられ、一方のレーザビ
ームは可動反射鏡１２２に入射し、そこで逆方向に反射
されて再び偏光ビームスプリッタ１２１に入射する。他
方のレーザビームは参照用反射鏡１２３に入射し、そこ
で逆方向に反射されて再び偏光ビームスプリッタ１２１
に入射する。可動反射鏡１２２から偏光ビームスプリッ
タ１２１に入射したレーザビームと参照用参照用反射鏡
１２３から偏光ビームスプリッタ１２１に入射したレー
ザビームは、偏光ビームスプリッタ１２１で重なり合
い、偏光板１２４を通過した後光検出器１２５に入射す
る。光検出器１２５は干渉する２つのレーザビームを受
光し、干渉縞に応じた電気信号を出力する。干渉縞は可
動反射鏡１２２の移動に伴って変化し、変化する干渉縞
の本数、すなわち電気信号のサイクル数を計数すると可
動反射鏡１２２の移動距離が測定できる。光検出器１２
５の出力信号は、増幅器等で構成される信号処理回路１
２６で処理されて２値信号に変換され、カウンタ１３で
計数される。少なくとも偏光ビームスプリッタ１２１
と、参照用参照用反射鏡１２３と、偏光板１２４と、光
検出器１２５は干渉光学ユニットとして一体に構成され
ており、信号処理回路１２６も干渉光学ユニット内に設
けることが望ましい。
ら出射されたレーザビームは、偏光ビームスプリッタ１
２１で２つのレーザビームに分けられ、一方のレーザビ
ームは可動反射鏡１２２に入射し、そこで逆方向に反射
されて再び偏光ビームスプリッタ１２１に入射する。他
方のレーザビームは参照用反射鏡１２３に入射し、そこ
で逆方向に反射されて再び偏光ビームスプリッタ１２１
に入射する。可動反射鏡１２２から偏光ビームスプリッ
タ１２１に入射したレーザビームと参照用参照用反射鏡
１２３から偏光ビームスプリッタ１２１に入射したレー
ザビームは、偏光ビームスプリッタ１２１で重なり合
い、偏光板１２４を通過した後光検出器１２５に入射す
る。光検出器１２５は干渉する２つのレーザビームを受
光し、干渉縞に応じた電気信号を出力する。干渉縞は可
動反射鏡１２２の移動に伴って変化し、変化する干渉縞
の本数、すなわち電気信号のサイクル数を計数すると可
動反射鏡１２２の移動距離が測定できる。光検出器１２
５の出力信号は、増幅器等で構成される信号処理回路１
２６で処理されて２値信号に変換され、カウンタ１３で
計数される。少なくとも偏光ビームスプリッタ１２１
と、参照用参照用反射鏡１２３と、偏光板１２４と、光
検出器１２５は干渉光学ユニットとして一体に構成され
ており、信号処理回路１２６も干渉光学ユニット内に設
けることが望ましい。
【００１６】移動距離算出部１４は、コンピュータで構
成され、図示のように、ＣＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２
と、ＲＡＭ１４３と、カウンタ１３での計数値を読み取
るためのＩ／Ｏポート１４４と、算出した移動距離を表
示する表示器１４６との表示インターフェース１４５
と、レーザ干渉測長器を操作するための操作キー１４８
との操作キーインターフェース１４７と、温度センサ１
５１と大気圧センサ１５２と湿度センサ１５３の検出す
る温度、大気圧及び湿度を読み取るためのＩ／Ｏポート
１４９とを有する。温度センサ１５１と大気圧センサ１
５２と湿度センサ１５３は干渉光学ユニット付近に取り
付けられる。
成され、図示のように、ＣＰＵ１４１と、ＲＯＭ１４２
と、ＲＡＭ１４３と、カウンタ１３での計数値を読み取
るためのＩ／Ｏポート１４４と、算出した移動距離を表
示する表示器１４６との表示インターフェース１４５
と、レーザ干渉測長器を操作するための操作キー１４８
との操作キーインターフェース１４７と、温度センサ１
５１と大気圧センサ１５２と湿度センサ１５３の検出す
る温度、大気圧及び湿度を読み取るためのＩ／Ｏポート
１４９とを有する。温度センサ１５１と大気圧センサ１
５２と湿度センサ１５３は干渉光学ユニット付近に取り
付けられる。
【００１７】デッドパスの長さの入力は、操作者が表示
器１４６の表示を見ながら操作キーを操作して入力す
る。入力するデッドパスの長さは、後述するようにそれ
ほど正確である必要はない。コンピュータは、入力され
たデッドパスの長さＰをＲＡＭ１４３に記憶する。測定
が開始されると、可動反射鏡１２２がリセット位置に移
動され、操作キー１４８によりリセットが指示されるの
で、コンピュータはＩ／Ｏポート１４９を介して温度セ
ンサ１５１、大気圧センサ１５２、及び湿度センサ１５
３の出力する温度、大気圧及び湿度のデータをサンプリ
ングする。これらのデータから、式（１）に従って大気
中のレーザ波長λを算出し、記憶されているデッドパス
の長さＰからリセット時のデッドパス相当のカウントデ
ータＣｄを算出して記憶する。この時、カウンタ１３の
値もリセットされる。カウントデータＣｄは、分割数を
Ｄとすると、次の式（４）で求められる。
器１４６の表示を見ながら操作キーを操作して入力す
る。入力するデッドパスの長さは、後述するようにそれ
ほど正確である必要はない。コンピュータは、入力され
たデッドパスの長さＰをＲＡＭ１４３に記憶する。測定
が開始されると、可動反射鏡１２２がリセット位置に移
動され、操作キー１４８によりリセットが指示されるの
で、コンピュータはＩ／Ｏポート１４９を介して温度セ
ンサ１５１、大気圧センサ１５２、及び湿度センサ１５
３の出力する温度、大気圧及び湿度のデータをサンプリ
ングする。これらのデータから、式（１）に従って大気
中のレーザ波長λを算出し、記憶されているデッドパス
の長さＰからリセット時のデッドパス相当のカウントデ
ータＣｄを算出して記憶する。この時、カウンタ１３の
値もリセットされる。カウントデータＣｄは、分割数を
Ｄとすると、次の式（４）で求められる。
【００１８】Ｃｄ＝Ｐ×Ｄ／λ … （４） コンピュータは、常時温度、大気圧及び湿度のデータを
所定の周期でサンプリングし、算出したその時点のレー
ザ波長λ’に基づいて移動距離を算出すると共に、波長
変動時のデッドパス相当のカウントデータΔＣｄを算出
する。カウントデータＣｄ’は、次の式（５）で求めら
れる。
所定の周期でサンプリングし、算出したその時点のレー
ザ波長λ’に基づいて移動距離を算出すると共に、波長
変動時のデッドパス相当のカウントデータΔＣｄを算出
する。カウントデータＣｄ’は、次の式（５）で求めら
れる。
【００１９】Ｃｄ’＝Ｐ×Ｄ／λ’ … （５） 従って、波長変動によるデッドパスでのカウント値の差
ΔＣｄは、次の式（６）で表される。 ΔＣｄ＝Ｃｄ−Ｃｄ’ … （６） 従って、カウントデータをこのΔＣｄ分補正すればよい
ので、補正前のカウント値をＣｐとすると、補正後のカ
ウント値Ｃは、式（７）で表される。
ΔＣｄは、次の式（６）で表される。 ΔＣｄ＝Ｃｄ−Ｃｄ’ … （６） 従って、カウントデータをこのΔＣｄ分補正すればよい
ので、補正前のカウント値をＣｐとすると、補正後のカ
ウント値Ｃは、式（７）で表される。
【００２０】Ｃ＝Ｃｐ−ΔＣｄ … （７） 以上のようにして、デッドパスの環境条件の変動による
誤差が補正される。デッドパスの環境条件の変動による
誤差は、気温１°Ｃの変化、気圧２．５ｍｍＨｇの変
化、及び湿度７０％の変化に対してデッドパスの長さと
入力したデッッドパス設定値との差の１００万分の１
（１ｐｐｍ）程度であり、デッドパスの長さの設定精度
は、測定で必要な精度を勘案して行えばよい。
誤差が補正される。デッドパスの環境条件の変動による
誤差は、気温１°Ｃの変化、気圧２．５ｍｍＨｇの変
化、及び湿度７０％の変化に対してデッドパスの長さと
入力したデッッドパス設定値との差の１００万分の１
（１ｐｐｍ）程度であり、デッドパスの長さの設定精度
は、測定で必要な精度を勘案して行えばよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
デッドパスの環境条件の変動による誤差が補正されるの
で、デッドパスを考慮せずに自由に配置することができ
るため、レーザ干渉測長器の使用の自由度が向上する。
デッドパスの環境条件の変動による誤差が補正されるの
で、デッドパスを考慮せずに自由に配置することができ
るため、レーザ干渉測長器の使用の自由度が向上する。
【図１】本発明のレーザ干渉測長器の基本構成を示す図
である。
である。
【図２】第１実施例のレーザ干渉測長器の構成を示す図
である。
である。
【図３】従来のレーザ干渉測長器の構成を示す図であ
る。
る。
１１…レーザ光源 １２…干渉光学ユニット １３…カウンタ １４…移動距離算出部 １５…環境条件検出部 １６…デッドパス入力部
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ光源（１１）と、 該レーザ光源（１１）からのレーザビームを分割し、分
割した一方のレーザビームを被測定物に取り付けられた
可動反射鏡（１２２）に入射させて得た反射光と、他方
のレーザビームを参照反射鏡に入射させて得た反射光と
を干渉させ、前記可動反射鏡（１２２）の移動に伴う干
渉縞の変化に対応して変化する電気信号を生成する干渉
光学系（１２）と、 該干渉光学系（１２）から出力される前記電気信号のサ
イクル数を計数するカウンタ（１３）と、 少なくとも温度、湿度、大気圧のいずれかを検出する環
境条件検出部（１５）と、 該環境条件検出部（１５）の検出した環境条件に基づい
て補正波長を検出し、前記カウンタ（１３）の出力する
前記サイクル数と前記補正波長から前記可動反射鏡（１
２２）の移動距離を算出する移動距離算出部（１４）と
を備えるレーザ干渉測長器において、 前記可動反射鏡（１２２）の移動範囲の前記干渉光学系
（１２）に近い側の位置から前記干渉光学系（１２）の
前記可動反射鏡（１２２）へのレーザビームの出力口ま
でのデッドパス距離を入力するデッドパス入力部（１
６）を備え、 前記移動距離算出部（１４）は、前記環境条件検出部
（１５）が検出する移動距離測定中の前記環境条件の変
化を検出し、該環境条件の変化に起因する前記デッドパ
ス距離での前記干渉縞の変化分を更に補正して前記移動
距離を算出することを特徴とするレーザ干渉測長器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9861396A JPH09287917A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | レーザ干渉測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9861396A JPH09287917A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | レーザ干渉測長器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09287917A true JPH09287917A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14224440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9861396A Pending JPH09287917A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | レーザ干渉測長器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09287917A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100297228B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-09-22 | 박호군 | 외부 공진기형 링레이저를 이용한 고정밀도 링레이저 간섭계 |
| JP2002148021A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Yokogawa Electric Corp | 位置決め装置 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP9861396A patent/JPH09287917A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100297228B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-09-22 | 박호군 | 외부 공진기형 링레이저를 이용한 고정밀도 링레이저 간섭계 |
| JP2002148021A (ja) * | 2000-11-15 | 2002-05-22 | Yokogawa Electric Corp | 位置決め装置 |
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