JPS60306A - 合成波長法による測距方法 - Google Patents
合成波長法による測距方法Info
- Publication number
- JPS60306A JPS60306A JP58108134A JP10813483A JPS60306A JP S60306 A JPS60306 A JP S60306A JP 58108134 A JP58108134 A JP 58108134A JP 10813483 A JP10813483 A JP 10813483A JP S60306 A JPS60306 A JP S60306A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser
- light
- reflected
- distance
- Prior art date
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- Granted
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
木発す１は、合成波長法による測距方法に関するもので
ある。
ある。
干渉法による測距の一手段である合成波長法は、波長の
僅かに異なる２つの光束を２光東干渉計に入射させ、そ
れらによる干渉縞を同し検出器で検出し、干渉計の一方
の腕の反射鏡を掃引したときに生ずる振幅変調を受けた
干渉縞信号を自乗器及びローパスフィルターに通すこと
によって、元の波長よりもはるかに長い合成波長の信号
を発生させ、この信号の位相測定から距離を決定するも
のである。上記合成波長法によって得られる合成波長信
号は、波長が長い遠赤外線あるいはミリ波による干渉縞
信号と等価であり、波長の短い光束の干渉と異なり大気
のゆらぎや機械的振動等による影響を受けにくく、高精
度の精密測距に有効である。
僅かに異なる２つの光束を２光東干渉計に入射させ、そ
れらによる干渉縞を同し検出器で検出し、干渉計の一方
の腕の反射鏡を掃引したときに生ずる振幅変調を受けた
干渉縞信号を自乗器及びローパスフィルターに通すこと
によって、元の波長よりもはるかに長い合成波長の信号
を発生させ、この信号の位相測定から距離を決定するも
のである。上記合成波長法によって得られる合成波長信
号は、波長が長い遠赤外線あるいはミリ波による干渉縞
信号と等価であり、波長の短い光束の干渉と異なり大気
のゆらぎや機械的振動等による影響を受けにくく、高精
度の精密測距に有効である。
しかしながら、このような合成波長法では次のような問
題がある。即ち、ｌ―記合成波長法のための光源として
は、干渉性の良い多波長の光束を発振する炭酸カスレー
ザが極めて有望であるが、この炭酸ガスレーザでは連続
して２波長のレーザ光を同時発振させることが困難であ
る。そのため、２台の炭酸カスレーザを用いる必要があ
るが、２、台のレーザでは費用が嵩むうえに、各々のレ
ーザにおいて異なった波長変動を行うため、それらのレ
ーザ光に基づいて生成される合成波長の精度は波長が拡
大された分だけ悪くなる。
題がある。即ち、ｌ―記合成波長法のための光源として
は、干渉性の良い多波長の光束を発振する炭酸カスレー
ザが極めて有望であるが、この炭酸ガスレーザでは連続
して２波長のレーザ光を同時発振させることが困難であ
る。そのため、２台の炭酸カスレーザを用いる必要があ
るが、２、台のレーザでは費用が嵩むうえに、各々のレ
ーザにおいて異なった波長変動を行うため、それらのレ
ーザ光に基づいて生成される合成波長の精度は波長が拡
大された分だけ悪くなる。
本発明は、このような問題を解決し、２波長のレーザ光
の同時発振が困難な１台のレーザを用いながらも、その
レーザに交互に２波長のレーザ光を発振させ、それらの
レーザ光に基づく干渉縞信号を処理することにより、２
波長のレーザ光を同時Ｉ！ＩＸ続発振させた場合と同様
に測距できる方法を提供しようとするものである。
の同時発振が困難な１台のレーザを用いながらも、その
レーザに交互に２波長のレーザ光を発振させ、それらの
レーザ光に基づく干渉縞信号を処理することにより、２
波長のレーザ光を同時Ｉ！ＩＸ続発振させた場合と同様
に測距できる方法を提供しようとするものである。
一１二記目的を達成するため、本発明の合成波長法によ
る測距方法は、１台のレーザにおいて速い周期で交ＩＬ
に発振させた波長λ４．λ、のレーザ光を２光束干渉計
に入射させ、それらのレーザ光による干渉縞で、測距す
べき距離間隔に配置された第１及び第２の反射鏡からの
反射光に基づく干渉縞を、それぞれ別個の検出器で検出
し、これらの検出器の出力信号をそれぞれ」二記レーザ
光の発振の周期よりも長い時定数の処理回路において処
理することにより、上記波長λ４．＾、よりも１−分に
長い合成波長信号に基づく上記第１及び第２の反射鏡間
の距離の測定を行うものである。
る測距方法は、１台のレーザにおいて速い周期で交ＩＬ
に発振させた波長λ４．λ、のレーザ光を２光束干渉計
に入射させ、それらのレーザ光による干渉縞で、測距す
べき距離間隔に配置された第１及び第２の反射鏡からの
反射光に基づく干渉縞を、それぞれ別個の検出器で検出
し、これらの検出器の出力信号をそれぞれ」二記レーザ
光の発振の周期よりも長い時定数の処理回路において処
理することにより、上記波長λ４．＾、よりも１−分に
長い合成波長信号に基づく上記第１及び第２の反射鏡間
の距離の測定を行うものである。
このような本発明の測距方法によれば、２波長のレーザ
光を同時に連続発振させた場合と同等の合成波長信号を
得ることができ、しかもその合成波長信号は同一のレー
ザで発振させた２波長のレーザ光による干渉縞信号を処
理することによって得られるため、発振する２波長のレ
ーザ光に波長変動があってもそれらが互いに打ち消され
、従って実際の干渉を波長の短いレーザ光によって行わ
せるようにしたことと相俟って、高精度な測距を行うこ
とができる。
光を同時に連続発振させた場合と同等の合成波長信号を
得ることができ、しかもその合成波長信号は同一のレー
ザで発振させた２波長のレーザ光による干渉縞信号を処
理することによって得られるため、発振する２波長のレ
ーザ光に波長変動があってもそれらが互いに打ち消され
、従って実際の干渉を波長の短いレーザ光によって行わ
せるようにしたことと相俟って、高精度な測距を行うこ
とができる。
次に、本発明の方法を図面を参照しながらさらにルＩ細
に説明する。
に説明する。
第１図は、本発明の実施に使用する装置の構成を示し、
■はレーザ光源部、２は波長安定化部、３は２光東干渉
計で、レーザ光源部１において２波長のレーザ光を速い
周期で交互に発振させ、それらのレーザ光の波長を波長
安定化部２で安定させながら２光束干渉旧３に入用させ
、そこで生しる−［渉縞を検１１１処理することにより
測距を行うようにしている。
■はレーザ光源部、２は波長安定化部、３は２光東干渉
計で、レーザ光源部１において２波長のレーザ光を速い
周期で交互に発振させ、それらのレーザ光の波長を波長
安定化部２で安定させながら２光束干渉旧３に入用させ
、そこで生しる−［渉縞を検１１１処理することにより
測距を行うようにしている。
ヒ記し−ザ光源部１は、１台の炭酸ガスレーザ４を備え
、そのレーザ４における共振器を構成す卜２枚の鏡５，
６の一方を電歪素子７に取すイ」け、□その電歪素子７
をコンデンサ８を介して発振器８に接続し、これにより
発振器９からの速い周期の方形波を電歪素子７に印加し
、方形波の高レベルの電圧時に波長λ１のレーザ光を、
低レベルの電圧時にλ、のレーザ光をそれぞれ発振させ
、これにより波長λ１．λ、のレーザ光が速い周期で交
互に発振するように構成し、それらのレーザ光を２光東
干紗計３に向けて投射するようにしている。
、そのレーザ４における共振器を構成す卜２枚の鏡５，
６の一方を電歪素子７に取すイ」け、□その電歪素子７
をコンデンサ８を介して発振器８に接続し、これにより
発振器９からの速い周期の方形波を電歪素子７に印加し
、方形波の高レベルの電圧時に波長λ１のレーザ光を、
低レベルの電圧時にλ、のレーザ光をそれぞれ発振させ
、これにより波長λ１．λ、のレーザ光が速い周期で交
互に発振するように構成し、それらのレーザ光を２光東
干紗計３に向けて投射するようにしている。
に記波長安定化部２は、一対のレーザ光における波長の
誤差に基づく信号を、レーザ光源部１の入力側にフィー
ドパンクすることにより、それらの波長を所期の波長λ
５．λ、に安定化するものとして構成される。具体的に
は、レーザ光源部１がら投射されるレーザ光を第１のビ
ーム分割器１１で反射光と透過光に分割し、その反射光
をさらに２つの光束に分割するため第２のビーム分割器
１２及び反射鏡１３を光路上に配設し、それらにおいて
反射される２波長のレーザ光を上記発振器９からの信号
で電歪素子７と同期駆動されるチョッパ１４．１５によ
って、波長λ１及びλ２の単一・波長のレーザ光とし、
それらのレーザ光をそれぞれ検出器ＩＥｉ、１７で検出
した後積分器あるいはローパスフィルター等の処理回路
１８．１９を通して差動増幅器２ｏに加え、それにより
上記一対の単一波長のレーザ光における波長誤差を増幅
し、さらにその増幅された信号を次段の高圧増幅器２１
を介して上記電歪素子７に加えることにより、レーザ光
源部ｌで発振される一対のレーザ光の波長を所期の波長
λ２．λ２に安定化させるようにしている。
誤差に基づく信号を、レーザ光源部１の入力側にフィー
ドパンクすることにより、それらの波長を所期の波長λ
５．λ、に安定化するものとして構成される。具体的に
は、レーザ光源部１がら投射されるレーザ光を第１のビ
ーム分割器１１で反射光と透過光に分割し、その反射光
をさらに２つの光束に分割するため第２のビーム分割器
１２及び反射鏡１３を光路上に配設し、それらにおいて
反射される２波長のレーザ光を上記発振器９からの信号
で電歪素子７と同期駆動されるチョッパ１４．１５によ
って、波長λ１及びλ２の単一・波長のレーザ光とし、
それらのレーザ光をそれぞれ検出器ＩＥｉ、１７で検出
した後積分器あるいはローパスフィルター等の処理回路
１８．１９を通して差動増幅器２ｏに加え、それにより
上記一対の単一波長のレーザ光における波長誤差を増幅
し、さらにその増幅された信号を次段の高圧増幅器２１
を介して上記電歪素子７に加えることにより、レーザ光
源部ｌで発振される一対のレーザ光の波長を所期の波長
λ２．λ２に安定化させるようにしている。
このようにして波長が安定化されたレーザ光源拡大され
た後ビーム分割器２４によって反射光と透過光に分割さ
れる。上記反射光は掃引可能に構成された参照反射鏡２
５において反射し、同一光路を戻って１１びビーム分割
器２４に入射し、それを透過して集光レンズ２６に向か
う。また、上記ビーム分割器２４における透過光は、測
定すべき距離りの間隔で配設された第１及び第２の反射
鏡２７．２８でそれぞれ反射し、同一光路を戻ってビー
ム分割器２４で反射し、上記参照反射鏡２５からの反射
光と重なった干渉光となり、集光レンズ２６により収束
される。而して、」二記干渉光によって生じる干渉Ｍの
うち、第１の反射鏡２７からの反射光に基づいて生成さ
れる干渉縞は、反射鏡２９で反射されて一方の検出器３
１で検出され、また第２の反射鏡２８からの反則光に基
づいて生成されるＥ渉縞は、他方の検出器３２によって
直接検出され、これにより、交！Ｌに発振する波長λ１
及びλ、のレーザ光による干渉縞がそれぞれ各検出器３
１．３２によって同時に検出されることになる。上記各
検出器３１．３２からの出５．）カイへ号は、上記発振
器９における方形波の周期よχ０．λ、の２つのレーザ
光を同時に連続発振させた場合の干渉縞信号と同等にな
るようにして処理される。さらに、Ｌ記各処理回路３３
．３４からの出力信号は、自乗器３５．３Ｂ 、及びロ
ーパスフィルター３７．３８を通すことにより、波長が
元の波長λ１．λ２よりはるかに長い合成波長信号とさ
れた後位相比較器３８に送られ、それ−′らの合成波長
信号の位相差から上記第１及び第２の反射鏡２７．２８
の距１？ｌＩＬがｎり足される。
た後ビーム分割器２４によって反射光と透過光に分割さ
れる。上記反射光は掃引可能に構成された参照反射鏡２
５において反射し、同一光路を戻って１１びビーム分割
器２４に入射し、それを透過して集光レンズ２６に向か
う。また、上記ビーム分割器２４における透過光は、測
定すべき距離りの間隔で配設された第１及び第２の反射
鏡２７．２８でそれぞれ反射し、同一光路を戻ってビー
ム分割器２４で反射し、上記参照反射鏡２５からの反射
光と重なった干渉光となり、集光レンズ２６により収束
される。而して、」二記干渉光によって生じる干渉Ｍの
うち、第１の反射鏡２７からの反射光に基づいて生成さ
れる干渉縞は、反射鏡２９で反射されて一方の検出器３
１で検出され、また第２の反射鏡２８からの反則光に基
づいて生成されるＥ渉縞は、他方の検出器３２によって
直接検出され、これにより、交！Ｌに発振する波長λ１
及びλ、のレーザ光による干渉縞がそれぞれ各検出器３
１．３２によって同時に検出されることになる。上記各
検出器３１．３２からの出５．）カイへ号は、上記発振
器９における方形波の周期よχ０．λ、の２つのレーザ
光を同時に連続発振させた場合の干渉縞信号と同等にな
るようにして処理される。さらに、Ｌ記各処理回路３３
．３４からの出力信号は、自乗器３５．３Ｂ 、及びロ
ーパスフィルター３７．３８を通すことにより、波長が
元の波長λ１．λ２よりはるかに長い合成波長信号とさ
れた後位相比較器３８に送られ、それ−′らの合成波長
信号の位相差から上記第１及び第２の反射鏡２７．２８
の距１？ｌＩＬがｎり足される。
第１図は本発明の実施に用いる装置の構成図である。
３・・２光束干渉形、４・・炭酸ガスレーザ、２７・・
第１の反射鏡、２８・・第２の反射鏡、３１．３２ ・
・検出器、 ３３．３４ ・・処理回路。 指定代理人
第１の反射鏡、２８・・第２の反射鏡、３１．３２ ・
・検出器、 ３３．３４ ・・処理回路。 指定代理人
Claims (1)
- １、 １台のレーザにおいて速い周期で交互に発振させ
た波長λ１．λ２のレーザ光を２光束干渉計に入射させ
、それらのレーザ光による干渉縞で、測距すべき距離間
隔に配置された第１及びｆ￥）２の反射鏡からの反射光
に基づく干渉縞を、それぞれ別個の検出器で検出し、こ
れらの検出器の出力信号をそれぞれ上記レーザ光の発振
の周期よりも長い時定数の処理回路において処理するこ
とにより、１−記波長λ１．λ２よりも十分に長い合成
波長信号に基づく上記第１及び第２の反射鏡間の距離の
測定を行うことを特徴とする合成波長法による測距方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58108134A JPS60306A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 合成波長法による測距方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58108134A JPS60306A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 合成波長法による測距方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60306A true JPS60306A (ja) | 1985-01-05 |
| JPH0133761B2 JPH0133761B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=14476789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58108134A Granted JPS60306A (ja) | 1983-06-16 | 1983-06-16 | 合成波長法による測距方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60306A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61247901A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 干渉計における位相差検出方法 |
| JPS62135703A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-18 | Yokogawa Electric Corp | 測長器 |
| JPH01304303A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-07 | Yokogawa Electric Corp | 測長器 |
| JPH0552540A (ja) * | 1991-02-08 | 1993-03-02 | Hughes Aircraft Co | 干渉計レーザ表面粗さ計 |
| CN1304814C (zh) * | 2005-02-25 | 2007-03-14 | 清华大学 | 具有方向识别功能的自混合干涉HeNe激光位移传感器 |
-
1983
- 1983-06-16 JP JP58108134A patent/JPS60306A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61247901A (ja) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 干渉計における位相差検出方法 |
| JPS62135703A (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-18 | Yokogawa Electric Corp | 測長器 |
| JPH01304303A (ja) * | 1988-06-01 | 1989-12-07 | Yokogawa Electric Corp | 測長器 |
| JPH0552540A (ja) * | 1991-02-08 | 1993-03-02 | Hughes Aircraft Co | 干渉計レーザ表面粗さ計 |
| CN1304814C (zh) * | 2005-02-25 | 2007-03-14 | 清华大学 | 具有方向识别功能的自混合干涉HeNe激光位移传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0133761B2 (ja) | 1989-07-14 |
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