JPS6047902A - 移動方向判定回路 - Google Patents
移動方向判定回路Info
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- JPS6047902A JPS6047902A JP58156873A JP15687383A JPS6047902A JP S6047902 A JPS6047902 A JP S6047902A JP 58156873 A JP58156873 A JP 58156873A JP 15687383 A JP15687383 A JP 15687383A JP S6047902 A JPS6047902 A JP S6047902A
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- JP
- Japan
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- frequency
- laser
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- Pending
Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/266—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light by interferometric means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (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】
本発明はレーザー干渉測長８１において被測定物の移動
方向の判断を行なう回路に関するものである。
方向の判断を行なう回路に関するものである。
安定化レーザーを光線としたマイケルソン干渉Ｎｌを構
成し一方の鏡を移動させると共に干渉縞の縞の通過回数
を観測すると光の波長以下の精度で鏡の移動距離を１１
１！ｌ定することができる。また、−万の鏡の代りに光
ファイバ〜ならびに反射面をおいた場合測定系は現場向
となり多くの便利があるが、この場合、縞の通過回数を
測定する代りに入射光と反射光の光ビートの波の数を測
定するとよい。
成し一方の鏡を移動させると共に干渉縞の縞の通過回数
を観測すると光の波長以下の精度で鏡の移動距離を１１
１！ｌ定することができる。また、−万の鏡の代りに光
ファイバ〜ならびに反射面をおいた場合測定系は現場向
となり多くの便利があるが、この場合、縞の通過回数を
測定する代りに入射光と反射光の光ビートの波の数を測
定するとよい。
この場合、反射面のおかれた被シ１す宝物が光線に近づ
く方向に動いたか、遠ざかる方向に移動したかは光ビー
トの波の数から知ることはできず、被測定物が微小振動
しながら移動を開始した場合には大きな測長誤差の要因
になる。従って、現場で正確な副長を行なう場合には光
ビートの測定と共に移動方向の正負を瞬時にｌｉＩ断を
してビート波数Ｏ）加減算を行なう必要がある。
く方向に動いたか、遠ざかる方向に移動したかは光ビー
トの波の数から知ることはできず、被測定物が微小振動
しながら移動を開始した場合には大きな測長誤差の要因
になる。従って、現場で正確な副長を行なう場合には光
ビートの測定と共に移動方向の正負を瞬時にｌｉＩ断を
してビート波数Ｏ）加減算を行なう必要がある。
−力Ｉ’ｄ ｅ数安定化レーザーにはゼ〜マノ効果を用
いたものがあり、数百キロヘルツからメガヘルス発振周
波数の異なった直交する偏光を放出するレー→ノーがあ
る。例えは第１図のごとく、レーサー１の発振光は互に
直交する方位Ｏ０と方位９０°の直線偏光であり発振周
波数の差はｆ。であるきする。この光をビーム分割鏡３
で二つに分割し、［ｊのビームを方位０°Ｏ）偏光子８
を通して固定鏡イで反射せしめ他のビームを方（Ｘ ！
＋００の偏光子９を通して移動反射鏡５で反射せしめた
後ビーム分割鏡、うで重ね合わせ方位４５°の偏光−Ｊ
′７を通して検知器１１で検知すると光ビー１−が端子
すにお（する電気振動とじて観測さｉ］る。
いたものがあり、数百キロヘルツからメガヘルス発振周
波数の異なった直交する偏光を放出するレー→ノーがあ
る。例えは第１図のごとく、レーサー１の発振光は互に
直交する方位Ｏ０と方位９０°の直線偏光であり発振周
波数の差はｆ。であるきする。この光をビーム分割鏡３
で二つに分割し、［ｊのビームを方位０°Ｏ）偏光子８
を通して固定鏡イで反射せしめ他のビームを方（Ｘ ！
＋００の偏光子９を通して移動反射鏡５で反射せしめた
後ビーム分割鏡、うで重ね合わせ方位４５°の偏光−Ｊ
′７を通して検知器１１で検知すると光ビー１−が端子
すにお（する電気振動とじて観測さｉ］る。
１に（（振動の周波数ｆ８は、移動鏡の移動１凹が士■
Ｑあるとすると、 ｆｂ−ン。としてｆ、 ＝ ｆｏ±
ｆ１． でノーｌえられる。従ってレーザーが完全に安
定化されてＩｓすｆ。が完全Ｉこ一定であればｆ８がｆ
。よｌ）大きいか小さいかで移動方向の士すなオ）も正
か１１かが判丙１できる。しかし現実にはわずかながら
ｆ。ｌこは変動が存在するしたがって正と負の間にあい
才いさが残ることになる。次にｆ。は、発振光の一部を
半透鏡２で取り出し、方位４５°の偏光二ｆ６を通し検
知器１０で検知すると端子ａにおける電気振動として取
り出すこきができるので、端子ａの電気振動周波数と端
子すの周波数の大小を比較すれば正、角の判断ができる
、周波数の大小の比較回路としては種々存在し、パルス
で比較するものとして例えはＴＴＬ ７４９５を使用し
た回路、Ｄフリップフロップを組合せて差周波ならびに
大小を判断する回路など数多いが７４９５の場合は信号
のパルスＩＩＪ 、 Ｄフリップフロップの場合はクリ
アパルスのパルスｌ］であいまいさが残る。特にｆ。が
数百メガヘルツである場合、このあい才いさの影響は大
きい。すなわちパルスＩＩｊが５（ｌｎ１１としても’
／］（ｌ バー １２ ：／ ｌ・）あいまいさがある
これは数百ヘルツの間圧でもなし負でもないという帯域
がある（とになる。Ｆ／■変換してアナログ的に比較す
るのは論外である。
Ｑあるとすると、 ｆｂ−ン。としてｆ、 ＝ ｆｏ±
ｆ１． でノーｌえられる。従ってレーザーが完全に安
定化されてＩｓすｆ。が完全Ｉこ一定であればｆ８がｆ
。よｌ）大きいか小さいかで移動方向の士すなオ）も正
か１１かが判丙１できる。しかし現実にはわずかながら
ｆ。ｌこは変動が存在するしたがって正と負の間にあい
才いさが残ることになる。次にｆ。は、発振光の一部を
半透鏡２で取り出し、方位４５°の偏光二ｆ６を通し検
知器１０で検知すると端子ａにおける電気振動として取
り出すこきができるので、端子ａの電気振動周波数と端
子すの周波数の大小を比較すれば正、角の判断ができる
、周波数の大小の比較回路としては種々存在し、パルス
で比較するものとして例えはＴＴＬ ７４９５を使用し
た回路、Ｄフリップフロップを組合せて差周波ならびに
大小を判断する回路など数多いが７４９５の場合は信号
のパルスＩＩＪ 、 Ｄフリップフロップの場合はクリ
アパルスのパルスｌ］であいまいさが残る。特にｆ。が
数百メガヘルツである場合、このあい才いさの影響は大
きい。すなわちパルスＩＩｊが５（ｌｎ１１としても’
／］（ｌ バー １２ ：／ ｌ・）あいまいさがある
これは数百ヘルツの間圧でもなし負でもないという帯域
がある（とになる。Ｆ／■変換してアナログ的に比較す
るのは論外である。
本発明はあいまいさが全＜ （？在することなしに１８
とｆ。の周波数の大小を比較して正負の判断をする回路
に関するもので、本発明により光ビー］、を用いた距ｍ
ｔ測定、振動測定装置の精度の向」二が行なわれること
−なった。
とｆ。の周波数の大小を比較して正負の判断をする回路
に関するもので、本発明により光ビー］、を用いた距ｍ
ｔ測定、振動測定装置の精度の向」二が行なわれること
−なった。
Ｊ）−）・第２図り降の図面により本発明の説明を行な
第２図は本発明の実施例である。前述のごとく、Ｌ’ｄ
ｉｋ ｒｌＩｆｏをイアするレー→ノーの直交する光
のビートハ検知ｉｔ：ｉ Ｉ Ｏで検知され移動鏡５の
ドノブラーンフトｆｌ＋が加えらゴまた周波数ｆｓ を
有する直交する偏光のヒー１にＱは検知１１で検知され
る。この二っ０） ｉｌｌ：気（１＋ ’ｊはそれぞれ
波形成形回路１２．１、つにより、それそ）１の周波数
に応じたパルスｆこ変換され、フリップフロップ１４の
セット、リセット端子に人ノ」さＪ］る。二つの人力の
周波数がわずかでも異なるとセノＩ−、リセノ１の間の
時間々Ｒ′Ａは変化し出力Ｑから出るパルス０） Ｉｌ
ｌは周波数差が正の時は除々に増加し、一定（ｌｌ’ｉ
に達すると急１こ零となるごとき変化を示し、逆に周波
数差が負であるとある一定値から次第に減小し零となる
と急に一定値に遺る。
第２図は本発明の実施例である。前述のごとく、Ｌ’ｄ
ｉｋ ｒｌＩｆｏをイアするレー→ノーの直交する光
のビートハ検知ｉｔ：ｉ Ｉ Ｏで検知され移動鏡５の
ドノブラーンフトｆｌ＋が加えらゴまた周波数ｆｓ を
有する直交する偏光のヒー１にＱは検知１１で検知され
る。この二っ０） ｉｌｌ：気（１＋ ’ｊはそれぞれ
波形成形回路１２．１、つにより、それそ）１の周波数
に応じたパルスｆこ変換され、フリップフロップ１４の
セット、リセット端子に人ノ」さＪ］る。二つの人力の
周波数がわずかでも異なるとセノＩ−、リセノ１の間の
時間々Ｒ′Ａは変化し出力Ｑから出るパルス０） Ｉｌ
ｌは周波数差が正の時は除々に増加し、一定（ｌｌ’ｉ
に達すると急１こ零となるごとき変化を示し、逆に周波
数差が負であるとある一定値から次第に減小し零となる
と急に一定値に遺る。
また、／、’Ｊ波数Ｚ：が完全に零であればＱがら出る
パルス「ＩＪは一定である。反転出力司の出）ｊはＱの
出力の反転されたものである。従って、Ｑ、ｄ出力を適
当な時定数を有する積分回路１５．１６で積分すれば第
、３図のごとき波が得られる。第３図（Ａ）はｆｏ＜
ｆ、のとき、（Ｂ）はｆ。＞ｆ、０）ときのＱ出力の波
形であると・共にｆ。＜ｒ、のときの（Ａ）はＱの出力
波形（Ｂ）はＱの出力波形でもある。一つの周波数ノで
、が零に近づくと波形の４り降りの部分はｊｌ′Ｉｉ’
ｒにゆっくりしたものとなるが図で矢印で示した部分の
変化は急峻である。従って、積分回路１５．１６の出力
を微分回路１７．１８を通して取り出せば急峻ｆこ変化
する部分のみを取り出すことが出来、取り出したパルス
はｆ。とｆ８の人、小１こよりＱ出力側は負、正ｑ出力
側は正、負のパルス列となる。
パルス「ＩＪは一定である。反転出力司の出）ｊはＱの
出力の反転されたものである。従って、Ｑ、ｄ出力を適
当な時定数を有する積分回路１５．１６で積分すれば第
、３図のごとき波が得られる。第３図（Ａ）はｆｏ＜
ｆ、のとき、（Ｂ）はｆ。＞ｆ、０）ときのＱ出力の波
形であると・共にｆ。＜ｒ、のときの（Ａ）はＱの出力
波形（Ｂ）はＱの出力波形でもある。一つの周波数ノで
、が零に近づくと波形の４り降りの部分はｊｌ′Ｉｉ’
ｒにゆっくりしたものとなるが図で矢印で示した部分の
変化は急峻である。従って、積分回路１５．１６の出力
を微分回路１７．１８を通して取り出せば急峻ｆこ変化
する部分のみを取り出すことが出来、取り出したパルス
はｆ。とｆ８の人、小１こよりＱ出力側は負、正ｑ出力
側は正、負のパルス列となる。
従って、微分回路１７、Ｊ８の出力パルスをＲ，Ｓフリ
ップフロップの入力とすれは、イ。＜ｆ８、ｆｏ＞ｆ５
に応じ Ｈあるいは Ｌ の信弓を得るＣとができｆｂ
の測定を可逆カウンタ −で行なうことがＦ＋Ｊ能とな
る。また、微分回路のパルスの正、負で周波数差の正角
を判断する場合には回路Ｉ６．１８あるいは（１ｊ１路
１５．１７は不要きなる。
ップフロップの入力とすれは、イ。＜ｆ８、ｆｏ＞ｆ５
に応じ Ｈあるいは Ｌ の信弓を得るＣとができｆｂ
の測定を可逆カウンタ −で行なうことがＦ＋Ｊ能とな
る。また、微分回路のパルスの正、負で周波数差の正角
を判断する場合には回路Ｉ６．１８あるいは（１ｊ１路
１５．１７は不要きなる。
第４図は本発明の実施例の回路Ｉ４．１５．１６．１７
．１８のＲ１（分の１４体的なＩＧＩ ＃Ｉ例である。
．１８のＲ１（分の１４体的なＩＧＩ ＃Ｉ例である。
Ｕの部分かフリップフロップ回路、■の部分が積分四路
、Ｗの部分が微プ〕回路の例である。
、Ｗの部分が微プ〕回路の例である。
本発明の回路を用いることにより、安定化レーザーの発
振周波数の安定何が副長のＬ’１度に全く影惜’ｔ −
’ｊ エないシステムが実現ｒｒＪ能となり移動鏡に光
Ｏ）波ＪＶの数倍の振ｉＪを有する振動がｒＪ（Ｅする
場合にＮ３いても光ビート周波数のｊＦ角を正確に判断
することにより完全な副長が行なわれること５なつｊこ
。
振周波数の安定何が副長のＬ’１度に全く影惜’ｔ −
’ｊ エないシステムが実現ｒｒＪ能となり移動鏡に光
Ｏ）波ＪＶの数倍の振ｉＪを有する振動がｒＪ（Ｅする
場合にＮ３いても光ビート周波数のｊＦ角を正確に判断
することにより完全な副長が行なわれること５なつｊこ
。
第１図は本発明の説明図第２図は本発明の実施例第、４
図は説明図第４図は本発明の一部の具体例Ｃある。 ｌｌｌ′ｌ父偏光を放出するレーザー ２１，１ −ビーム分割鏡 ４ 固定鏡 ５ 移動鏡 ６．７ ・・方位４５°偏光イ ８ ・ 方位０°偏光子 ９ 方位９０°偏光子 １０．１１・ 検知器 １２．１３ ・波形成形回路 １４ ° ） リ ノ ブ フ 口 ソ ブ１５、ノ（
ｉ−イ１１分恒１ｂ凸１１ ］７、Ｎ８ ・・・ 微分回路 ａ、ｂｙ Ｃ，ｄ 端子 （Ａ）、（Ｂ） 波形 ；（ン １． ｌＮ１Ａ 膏３１Σ 才Ｚ１履
図は説明図第４図は本発明の一部の具体例Ｃある。 ｌｌｌ′ｌ父偏光を放出するレーザー ２１，１ −ビーム分割鏡 ４ 固定鏡 ５ 移動鏡 ６．７ ・・方位４５°偏光イ ８ ・ 方位０°偏光子 ９ 方位９０°偏光子 １０．１１・ 検知器 １２．１３ ・波形成形回路 １４ ° ） リ ノ ブ フ 口 ソ ブ１５、ノ（
ｉ−イ１１分恒１ｂ凸１１ ］７、Ｎ８ ・・・ 微分回路 ａ、ｂｙ Ｃ，ｄ 端子 （Ａ）、（Ｂ） 波形 ；（ン １． ｌＮ１Ａ 膏３１Σ 才Ｚ１履
Claims (1)
- 発振周波数が異なる互に直交する二つの偏光を放出する
レーザーを光源としたレーザー干渉副長装置において、
一方の偏光を移動する反射面、１こ照射し該偏光の反射
光と該偏光と直交した他方の偏光との間の光ビートを検
知して測定電気振動波に変換すると共に前記レーザーの
直交する二つの偏光の間の光ビートを検知して参照電気
振動波に変換し、該１１す定電気振動波と該参照電気振
動波を一つのフリノブフロソの入力端子に、一方がセッ
ト側、他力がリセット側となるごとく導き該フリップフ
ロップの出力端子に第一の積分回路を接続した後第−の
微分回路を接続しＷｂ、微分回路の出力の路を接続し第
一と第二の微分回路の出力の極性の相異を用いてＯｉｌ
記移動する反射面の移動方向を知ることを特徴とする移
動方向判定回路
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156873A JPS6047902A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 移動方向判定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156873A JPS6047902A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 移動方向判定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6047902A true JPS6047902A (ja) | 1985-03-15 |
Family
ID=15637252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58156873A Pending JPS6047902A (ja) | 1983-08-26 | 1983-08-26 | 移動方向判定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047902A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806778A (en) * | 1985-02-28 | 1989-02-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Micro-displacement measuring apparatus using a semiconductor laser |
-
1983
- 1983-08-26 JP JP58156873A patent/JPS6047902A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806778A (en) * | 1985-02-28 | 1989-02-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Micro-displacement measuring apparatus using a semiconductor laser |
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