JPS62135703A - 測長器 - Google Patents
測長器Info
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- JPS62135703A JPS62135703A JP60277380A JP27738085A JPS62135703A JP S62135703 A JPS62135703 A JP S62135703A JP 60277380 A JP60277380 A JP 60277380A JP 27738085 A JP27738085 A JP 27738085A JP S62135703 A JPS62135703 A JP S62135703A
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- Japan
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- wavelength
- measurement
- light
- distance
- light beam
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザを使用して高精度の測長を行なう測長
器に関するものである。
器に関するものである。
更に詳しくは、レーザの干渉を利用して、波長を単位と
した高精度、高分解能の測長を行なうことのできる測長
器に関するものである。
した高精度、高分解能の測長を行なうことのできる測長
器に関するものである。
従来、このようなレーザを使用した測長器の例いる。図
において、１は２つのわずかに異なる周波数ｆｌ、ｆ２
からなるコヒーレントな光を発生するレーザ光源、２は
λ／４およびλ／２板、３はレーザ光源１の発振周波数
を安定化させるレーザ同調回路、４は２つの周波数信号
の差から測定対象の移動量（長さ）を算出する演算回路
、ＢＳＩ〜ＢＳ３はビームスプリッタ、ＭＨＩはミラー
、 ＰＤＩ〜ＰＤ３はフォトディテクタ、ＣＣ１，ＣＣ
２はキューブコーナである。キューブコーナＣＣ１は測
長動作に応じて移動する測長側のキューブコーナであり
、キューブコーナＣＣ２は一定の距離に固定された基準
側のキューブコーナである。このように構成された測長
器は、レーザのマイケルソン干渉を利用したものである
。
において、１は２つのわずかに異なる周波数ｆｌ、ｆ２
からなるコヒーレントな光を発生するレーザ光源、２は
λ／４およびλ／２板、３はレーザ光源１の発振周波数
を安定化させるレーザ同調回路、４は２つの周波数信号
の差から測定対象の移動量（長さ）を算出する演算回路
、ＢＳＩ〜ＢＳ３はビームスプリッタ、ＭＨＩはミラー
、 ＰＤＩ〜ＰＤ３はフォトディテクタ、ＣＣ１，ＣＣ
２はキューブコーナである。キューブコーナＣＣ１は測
長動作に応じて移動する測長側のキューブコーナであり
、キューブコーナＣＣ２は一定の距離に固定された基準
側のキューブコーナである。このように構成された測長
器は、レーザのマイケルソン干渉を利用したものである
。
周波数ｆ１．ｆ２の光はビームスプリッタＢＳ３で光学
的に分割され、周波Ｈｆｌの光はキューブコーナＣＣＩ
に送られ、周波ｉ＆ｆ２の光はキューブコーナＣＣ２に
送られる。また、キューブコーナｃｃ１ 、 ｃｃ２に
よりそれぞれ反射された光はビームスプリッタドｑｒ今
虚七ｈ ７番にギノ卆ｈ々ｐｎ’ｔけλＩＩＩＪする。
的に分割され、周波Ｈｆｌの光はキューブコーナＣＣＩ
に送られ、周波ｉ＆ｆ２の光はキューブコーナＣＣ２に
送られる。また、キューブコーナｃｃ１ 、 ｃｃ２に
よりそれぞれ反射された光はビームスプリッタドｑｒ今
虚七ｈ ７番にギノ卆ｈ々ｐｎ’ｔけλＩＩＩＪする。
ここで、キューブコーナＣＣ１が移動すると、周波１ｆ
ｌの光はドツプラ効果によりその移動方向にΔｆ１のド
ツプラ変調を受けることになる。二のため、フォトディ
テクタＰＤ３により検出されるビート信号はｆ２− （
ｆｌ±Δｆｌ）となり、（ｆ２− ｆｌ）との差からΔ
ｆ１を求めれば、キューブコーナＣＣＩの移動量に比例
した出力信号を得ることができる。
ｌの光はドツプラ効果によりその移動方向にΔｆ１のド
ツプラ変調を受けることになる。二のため、フォトディ
テクタＰＤ３により検出されるビート信号はｆ２− （
ｆｌ±Δｆｌ）となり、（ｆ２− ｆｌ）との差からΔ
ｆ１を求めれば、キューブコーナＣＣＩの移動量に比例
した出力信号を得ることができる。
このように、レーザの干渉を利用して測定を行なうと、
光の波長を単位として測定を行なうことができるので、
高精度、高分解能の測長器を実現することができる。
光の波長を単位として測定を行なうことができるので、
高精度、高分解能の測長器を実現することができる。
しかしながら、上記のような測長器は、キューブコーナ
ＣＣ１における相対的な移動量を検出し、これに応じた
出力（パルス信号）をＩ（ｒ次積算するインクリメンタ
ル形の測長器であるために、測長動作中に電源が遮断さ
れると、再度電源が投入されても、それまでの測定量が
リセットされてしまい、その後の測定値が全く無意味な
ものになってしまう。
ＣＣ１における相対的な移動量を検出し、これに応じた
出力（パルス信号）をＩ（ｒ次積算するインクリメンタ
ル形の測長器であるために、測長動作中に電源が遮断さ
れると、再度電源が投入されても、それまでの測定量が
リセットされてしまい、その後の測定値が全く無意味な
ものになってしまう。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、アブ
ソリュートな測定出力を得ることができるとともに、高
精度、高分解能な測定を行なうことのできる測長器を簡
単な構成により実現することを目０勺としたものである
。
ソリュートな測定出力を得ることができるとともに、高
精度、高分解能な測定を行なうことのできる測長器を簡
単な構成により実現することを目０勺としたものである
。
本発明の測長器は、マイケルソンの干渉光学系を利用し
た測長器において、少なくとも２つ以上の波長のｒＪ４
なる光を切り換えて、測定対象までの距離に応じた光の
位相遅れ量をＩ［ｆ１次測定するとともに、これらの波
長と位相遅れ量との関係から前記測定対象までの距離を
求めるようにしたものである。
た測長器において、少なくとも２つ以上の波長のｒＪ４
なる光を切り換えて、測定対象までの距離に応じた光の
位相遅れ量をＩ［ｆ１次測定するとともに、これらの波
長と位相遅れ量との関係から前記測定対象までの距離を
求めるようにしたものである。
このように、２つ以上の異なる波長の光を使用して、各
光電に位相遅れ量を測定すると、６先の波長を過当な伯
に選ぶことにより、任意の測定範囲にわたってアブソリ
ュートな測定出力を得ることができるとともに、光の波
長を単位とした高精度、高分解能の測定を行なうことが
できる。
光電に位相遅れ量を測定すると、６先の波長を過当な伯
に選ぶことにより、任意の測定範囲にわたってアブソリ
ュートな測定出力を得ることができるとともに、光の波
長を単位とした高精度、高分解能の測定を行なうことが
できる。
第１図は本発明の測長器の一実施例を示す構成図である
。図において、前記第３図と同様のものは同一符号を付
して示す。５は波長の異なるＰｉ数のコヒーレントな光
を選択的に発生するレーザ光源、ＨＭＲＩはハーフミラ
−１ＡＯＭＩは光の位相遅れ量をヘテロダイン検出する
ために基４ＩＩ′１１の光を変調する音２光学変調器（
以下、ＡＯ変ｌａ器と略記する）、６はＡＯ変謂器ＡＯ
ＭＩを一定周波数ｆｂで駆動するＲ ｒｏｌｌ （ｉ１
号ｉｆｌ、７はフォトディテクタＰＤ３の出力に含まれ
る位゛柑遅れ量を検出する位相検出器である。レーザ光
源５は例えば一定波長の光ｒＡ５１と波長を任意の量だ
けシフトさせる波長シフタ５２により構成され、任意の
波長の光を順次発生する。
。図において、前記第３図と同様のものは同一符号を付
して示す。５は波長の異なるＰｉ数のコヒーレントな光
を選択的に発生するレーザ光源、ＨＭＲＩはハーフミラ
−１ＡＯＭＩは光の位相遅れ量をヘテロダイン検出する
ために基４ＩＩ′１１の光を変調する音２光学変調器（
以下、ＡＯ変ｌａ器と略記する）、６はＡＯ変謂器ＡＯ
ＭＩを一定周波数ｆｂで駆動するＲ ｒｏｌｌ （ｉ１
号ｉｆｌ、７はフォトディテクタＰＤ３の出力に含まれ
る位゛柑遅れ量を検出する位相検出器である。レーザ光
源５は例えば一定波長の光ｒＡ５１と波長を任意の量だ
けシフトさせる波長シフタ５２により構成され、任意の
波長の光を順次発生する。
また、病算回路４は測定に使用された光の波長とその時
の位相遅れ量との関係から、キューブコーナＣＣ１まで
の距離を求めるものである。
の位相遅れ量との関係から、キューブコーナＣＣ１まで
の距離を求めるものである。
このように構成された測長器において、光の角数をｃｕ
ｂ （＝２ｆｒｆｂ）とし、レーザ光ｆＡ５から出射
される光の振幅ＶＯを Ｖｏ＝ ｓｉ。（ａｌ ｔ
（１）とすると、ＡＯ変調器八へＭＩにより変調され
た光の振幅ｖ１は ｖｌ−５ｉｎ（ｃａ＋ ＋ Ｑｌ ｂ）ｔ
（２）キューブコーナＣＣＩを介してもど
ってきた光の振幅ｖ２は Ｖ２ｘ ５ｉｎ（ωｔ ＋６）（３） となる。なお、小は基酔側および測長側の各光路におけ
る光路長の差に対応して発生する位相遅れはである。
ｂ （＝２ｆｒｆｂ）とし、レーザ光ｆＡ５から出射
される光の振幅ＶＯを Ｖｏ＝ ｓｉ。（ａｌ ｔ
（１）とすると、ＡＯ変調器八へＭＩにより変調され
た光の振幅ｖ１は ｖｌ−５ｉｎ（ｃａ＋ ＋ Ｑｌ ｂ）ｔ
（２）キューブコーナＣＣＩを介してもど
ってきた光の振幅ｖ２は Ｖ２ｘ ５ｉｎ（ωｔ ＋６）（３） となる。なお、小は基酔側および測長側の各光路におけ
る光路長の差に対応して発生する位相遅れはである。
フォトディテクタＰＤ３上では、上記の（２） 、 （
３）式に示されるような２つの光が重丹されるので、入
射する光の振幅は Ｖ１＋Ｖ２＝ ５ｉｎ（ω十（１１ｂ）ｔ ＋ ５ｉｎ
（＋ｗ ｔ ＋ ｃｂ ）＝ ２ ５ｉｎ（ｃ＋＋ｔ
＋ ωｂｔ／２＋ ６）ｃｏｓ（（ωｂｔ−ｃ
ｂ）／２）α） のように、ｖｌ 、 ｖ２の和となる。ここで、フォト
デ比例するので、理論的には （Ｖ１＋ｌ／２）−４ｓｉｎ”（（ω＋ ωｂ／２）ｔ
＋φ）・ｃｏｓ”（（ωｂｔ ｄ＋）／２）
（５）となるが、フォトディテクタＰＤ３は光の周波数
には応答できず、平均値を示すようになるので、その出
力ＶＰは Ｖｐ＝ ２ ＋ ２ ｃｏｓ（ωｂｔ−小）（６）とな
る。
３）式に示されるような２つの光が重丹されるので、入
射する光の振幅は Ｖ１＋Ｖ２＝ ５ｉｎ（ω十（１１ｂ）ｔ ＋ ５ｉｎ
（＋ｗ ｔ ＋ ｃｂ ）＝ ２ ５ｉｎ（ｃ＋＋ｔ
＋ ωｂｔ／２＋ ６）ｃｏｓ（（ωｂｔ−ｃ
ｂ）／２）α） のように、ｖｌ 、 ｖ２の和となる。ここで、フォト
デ比例するので、理論的には （Ｖ１＋ｌ／２）−４ｓｉｎ”（（ω＋ ωｂ／２）ｔ
＋φ）・ｃｏｓ”（（ωｂｔ ｄ＋）／２）
（５）となるが、フォトディテクタＰＤ３は光の周波数
には応答できず、平均値を示すようになるので、その出
力ＶＰは Ｖｐ＝ ２ ＋ ２ ｃｏｓ（ωｂｔ−小）（６）とな
る。
したがって、ＡＯ変訓器ＡＱＩＩｔｌにおける変調角周
波数ωｂがわかっていれば、フォトディテクタＰＤ３の
出力Ｖｐの値から位相遅れ量６を算出することができる
。
波数ωｂがわかっていれば、フォトディテクタＰＤ３の
出力Ｖｐの値から位相遅れ量６を算出することができる
。
さて、マイケルソンの干渉光学系を使用すると、上記の
ようにして、距離に応じて変化する位相遅れ量６を測定
することが可能であるが、この位相遅れ量るの伯は （２ｆＮ＋６） 二Ｎは自然数 と等価であるので、位相遅れ量６の大きさからただちに
キューブコーナＣＣＩまでの距離を特定することはでき
ない。
ようにして、距離に応じて変化する位相遅れ量６を測定
することが可能であるが、この位相遅れ量るの伯は （２ｆＮ＋６） 二Ｎは自然数 と等価であるので、位相遅れ量６の大きさからただちに
キューブコーナＣＣＩまでの距離を特定することはでき
ない。
そこで、本発明の測長器においては、測定に使用する波
長を変化させ、各波長に対応した位相遅れ量６を順次測
定するとともに、これらの測定結果を連立方程式として
解くことにより、測定対象（キューブコーナＣＣＩ ）
までの距離を求めるようにしたものである。
長を変化させ、各波長に対応した位相遅れ量６を順次測
定するとともに、これらの測定結果を連立方程式として
解くことにより、測定対象（キューブコーナＣＣＩ ）
までの距離を求めるようにしたものである。
いま、ハーフミラ−ＨＭＲＩからキューブコーナＣＣ２
までの距離をｄｌ、ハーフミラ−ＨＭＲＩからキューブ
コーナＣＣ１までの距離をｄ２とすると、これらの各光
路長の差は ２ｄｌ−２ｄ２−２ ｄ となる。したがって、測定に使用する光の波長をλｌ、
λ２．λ３．λ４（Ａ１くＡ２くＡ３くλ４〕とし、こ
の時に得られる位相遅れ量をｉ １． ｄ）２．．６３
゜ｃｉ＋４ （，６１〜ｄ＋４は０〜２ｆ）とすると
、各測定結果からは次のような式が成立する。
までの距離をｄｌ、ハーフミラ−ＨＭＲＩからキューブ
コーナＣＣ１までの距離をｄ２とすると、これらの各光
路長の差は ２ｄｌ−２ｄ２−２ ｄ となる。したがって、測定に使用する光の波長をλｌ、
λ２．λ３．λ４（Ａ１くＡ２くＡ３くλ４〕とし、こ
の時に得られる位相遅れ量をｉ １． ｄ）２．．６３
゜ｃｉ＋４ （，６１〜ｄ＋４は０〜２ｆ）とすると
、各測定結果からは次のような式が成立する。
２ｄ′ｌｍｎ１λ１＋λ１小１／２ｗ （７）
２ｄ冨Ｔ１２λ２＋λ２ ｔｂ２ ／２ｗ （
８）２ｄｍｎ３λ３＋λ３ ｄ）３ ／２ｖ
（９）２ｄｍｎ４λ４＋λ４ Ａ４ ／２ｅ
００）１１〜ＴＩ４は自然数、 また、これらの関係式の中から、上記（η、（８）式を
使用してｄを求めると、 ｄ ＝ Ａ １２（ｎｌ −ｎ２） ＋Ａ１２（Φ１／λ１−Φ２／λ２） （１１）Ａ
１ Ａ２ Φ１＝λ１ｄ＋１／２ｗ、Φ２Ｍλ２ｔｂ２／２ｆとな
る。ここで、Ａ１２は２つの波長λ１．λ２における最
小公債波長′であり、このＡ１２の値を測定範囲と等し
くまたはそれより大きく選ぶようにすると、上記（１１
）式におけるＡ １２（ｎｌ −ｎ２）の項の伯を特定
することができ、これらの波長λ１．λ２に対応した位
相遅れ量＃１．ｍ２から距Ｍ、ｄを一義的に算出するこ
とができる。すなわち、測定範囲が最小会（Δ波長Ａ１
２より狭ければ、この時の位相遅れ量６は常に０〜２ｇ
の間にあるので、距ａｄと位相遅れ量６とが一対一に対
応することになり、位相遅れ量小からただちに距ａｄを
特定することができる。
２ｄ冨Ｔ１２λ２＋λ２ ｔｂ２ ／２ｗ （
８）２ｄｍｎ３λ３＋λ３ ｄ）３ ／２ｖ
（９）２ｄｍｎ４λ４＋λ４ Ａ４ ／２ｅ
００）１１〜ＴＩ４は自然数、 また、これらの関係式の中から、上記（η、（８）式を
使用してｄを求めると、 ｄ ＝ Ａ １２（ｎｌ −ｎ２） ＋Ａ１２（Φ１／λ１−Φ２／λ２） （１１）Ａ
１ Ａ２ Φ１＝λ１ｄ＋１／２ｗ、Φ２Ｍλ２ｔｂ２／２ｆとな
る。ここで、Ａ１２は２つの波長λ１．λ２における最
小公債波長′であり、このＡ１２の値を測定範囲と等し
くまたはそれより大きく選ぶようにすると、上記（１１
）式におけるＡ １２（ｎｌ −ｎ２）の項の伯を特定
することができ、これらの波長λ１．λ２に対応した位
相遅れ量＃１．ｍ２から距Ｍ、ｄを一義的に算出するこ
とができる。すなわち、測定範囲が最小会（Δ波長Ａ１
２より狭ければ、この時の位相遅れ量６は常に０〜２ｇ
の間にあるので、距ａｄと位相遅れ量６とが一対一に対
応することになり、位相遅れ量小からただちに距ａｄを
特定することができる。
このように、上記の関係を利用して、波長（最小公債波
長）の組合せを選択し、測定範囲をＩＩＦＩ次絞り込ん
で行けば、任意の測定範囲にわたってアブソリュートな
測定結果を得ることができるとともに、測定の分解能を
波長単位にまで高めることができる。
長）の組合せを選択し、測定範囲をＩＩＦＩ次絞り込ん
で行けば、任意の測定範囲にわたってアブソリュートな
測定結果を得ることができるとともに、測定の分解能を
波長単位にまで高めることができる。
以下にその具体的な測定例を説明する。
例えば、装置の測定範囲がθ〜１０００ｍ＋ｎであった
場合、まず、最小公債波長Ａ１２が１０００ｍｍとなる
ように、波長λ１．λ２の大きさを決定すると、上記（
１１）式におけるＡ １２（ｎｌ −ｎ２）の項は０と
なるので、この時の測定結果〔演算結果）ｄｌ。、。は
ｄｌ。。。−１０００（Φ１／λ１−Φ２／λ２）とな
り、位相遅れｆｆｉ、６１．ｍ２から距離ｄ ＋ ｓ
ｓ ＊が測定される。この時、本副長器における測定誤
差を±０．５％とする仁、上記の演算により得られる真
萌の範囲（分解能）は±５咽ということになる。
場合、まず、最小公債波長Ａ１２が１０００ｍｍとなる
ように、波長λ１．λ２の大きさを決定すると、上記（
１１）式におけるＡ １２（ｎｌ −ｎ２）の項は０と
なるので、この時の測定結果〔演算結果）ｄｌ。、。は
ｄｌ。。。−１０００（Φ１／λ１−Φ２／λ２）とな
り、位相遅れｆｆｉ、６１．ｍ２から距離ｄ ＋ ｓ
ｓ ＊が測定される。この時、本副長器における測定誤
差を±０．５％とする仁、上記の演算により得られる真
萌の範囲（分解能）は±５咽ということになる。
具体的な数値例を示せば、ｄ１□。−５１０順が得られ
た時の真（「１の範囲は、５０５馴〜５１５柵というこ
とになる。
た時の真（「１の範囲は、５０５馴〜５１５柵というこ
とになる。
次に、上記の分解能（±５１１Ｉｆｆｌ）を基にして、
波長＾１．＾３による最小公倍波ｙｃＡ１３の個が１０
価となるように、波長λ３の大きさを決定すると、上記
（１１）式は ｄ ＋ａ −１０（ｎｌ −ｎ３） ＋１０（Φ１／λ１−Φ３／＾３） （１３）とな
る。この時、式中の１０（ｎｌ−ｎ３）の項は、すてに
」二記の演算により、５１０Ｍと求められているので、
ここでは、１０（Φ１／λ１−Φ３／λ３）の項により
、５０５゜Ｍ〜５１５ Ｍの範囲で、より高分解能な測
定が行なわれる。すなわち、１０關の測定範囲を±０．
５％の精度で測定することができるので、分解能は±５
０μｍとなり、例えば、１０（Φ１／λ１−Φ３／λ３
）の項が２．１Ｍとなれば、今回の測定（演算）により
得られた結果は５１２．１１１１１１１、真値の範囲は
５１２．０５ｍｍ 〜５１２．１５ｍｍということにな
る。
波長＾１．＾３による最小公倍波ｙｃＡ１３の個が１０
価となるように、波長λ３の大きさを決定すると、上記
（１１）式は ｄ ＋ａ −１０（ｎｌ −ｎ３） ＋１０（Φ１／λ１−Φ３／＾３） （１３）とな
る。この時、式中の１０（ｎｌ−ｎ３）の項は、すてに
」二記の演算により、５１０Ｍと求められているので、
ここでは、１０（Φ１／λ１−Φ３／λ３）の項により
、５０５゜Ｍ〜５１５ Ｍの範囲で、より高分解能な測
定が行なわれる。すなわち、１０關の測定範囲を±０．
５％の精度で測定することができるので、分解能は±５
０μｍとなり、例えば、１０（Φ１／λ１−Φ３／λ３
）の項が２．１Ｍとなれば、今回の測定（演算）により
得られた結果は５１２．１１１１１１１、真値の範囲は
５１２．０５ｍｍ 〜５１２．１５ｍｍということにな
る。
同様に、波長λｌ、λ４による最小公債波長Ａ１４のイ
ｌｌｊが０．１闇となるように、波長λ４の大きさを決
定すると、５１２．０５珊〜５１２．１５ｍ＋ｎの範囲
を±０．５μｍの分解能で測定することができる。また
、この時の測定結果を５１２−０６３ ｍｍとすれば、
貫（ｍの範囲は５１２．０６２５ｍｍ〜５１２．０６３
５ｍｍである。
ｌｌｊが０．１闇となるように、波長λ４の大きさを決
定すると、５１２．０５珊〜５１２．１５ｍ＋ｎの範囲
を±０．５μｍの分解能で測定することができる。また
、この時の測定結果を５１２−０６３ ｍｍとすれば、
貫（ｍの範囲は５１２．０６２５ｍｍ〜５１２．０６３
５ｍｍである。
このようにして、ｄのｍを１μｍの分解能で測定するこ
とができたが、これ以上の内挿は、通常の干渉測定の原
理により行なわれる。例えば、波長λ１を１μｍとし、
この波長を使用して測定を行なえば、０．０１ｕｍ単位
の測定が可能である。また、上記より明らかなように、
得られる測定結果は、０〜１０００ｍｍの範囲にわたっ
て、常にアブソリュ−１・なものである。
とができたが、これ以上の内挿は、通常の干渉測定の原
理により行なわれる。例えば、波長λ１を１μｍとし、
この波長を使用して測定を行なえば、０．０１ｕｍ単位
の測定が可能である。また、上記より明らかなように、
得られる測定結果は、０〜１０００ｍｍの範囲にわたっ
て、常にアブソリュ−１・なものである。
なお、上記の説明においては、レーザ光源５として一波
長の光源５１と波長シフタ５２とにより構成される光源
を例示したが、波長の異なる複数の光を発生する手段は
これに限られるものではなく、例えば、発生波長の異な
るレーザ光源を複数個使用して、これらのレーザ光源の
出力光を選択的に出射するようにしても、同様の動作を
行なわせることができる。また、測定に使用する波長の
数は、目的とする分解能に応じて決められるもので、４
つに限られるものではない。さらに、位相遅れ量小から
距離ｄを求める演算手順は、上記の方法に限られるもの
ではない。
長の光源５１と波長シフタ５２とにより構成される光源
を例示したが、波長の異なる複数の光を発生する手段は
これに限られるものではなく、例えば、発生波長の異な
るレーザ光源を複数個使用して、これらのレーザ光源の
出力光を選択的に出射するようにしても、同様の動作を
行なわせることができる。また、測定に使用する波長の
数は、目的とする分解能に応じて決められるもので、４
つに限られるものではない。さらに、位相遅れ量小から
距離ｄを求める演算手順は、上記の方法に限られるもの
ではない。
第２図は本発明の測長器の他の実施例を示す１１４成図
である。図に示す装置は、位相遅れｆｆ１ｉにより変化
する干渉縞の位置を、フォトダイオードアレイＰＤＡＩ
を使用して検出するようにしたものである。図において
、ＩＴｉＪ記第１図および第３図と同様のものは同一符
号を付して示す。！ｌ！Ｒ２，ＭＲ３はミラーである。
である。図に示す装置は、位相遅れｆｆ１ｉにより変化
する干渉縞の位置を、フォトダイオードアレイＰＤＡＩ
を使用して検出するようにしたものである。図において
、ＩＴｉＪ記第１図および第３図と同様のものは同一符
号を付して示す。！ｌ！Ｒ２，ＭＲ３はミラーである。
すなわち、ミラーＭＲ２，ＭＲ３を僅かに傾けておくこ
とにより、フォトダイオードアレイＰＤへ１上に干渉縞
を形成することができ、この干渉縞の位置を検出するこ
とにより、正比ｊｄに応じた位相遅れ呈６を測定するこ
とができる。
とにより、フォトダイオードアレイＰＤへ１上に干渉縞
を形成することができ、この干渉縞の位置を検出するこ
とにより、正比ｊｄに応じた位相遅れ呈６を測定するこ
とができる。
一般に、フォトダイオードアレイＰＤＡＩにおいては、
これを１１１！成するフォトダイオード素子を一定速度
で走査することにより、フォトダイオードアレイＰＤへ
１自身に空間フィルタ特性を持たせることができ、ＡＯ
変訓：陸などを使用することなく、位相遅れ量６に応じ
た干渉縞の位置を容易に検出することができる。
これを１１１！成するフォトダイオード素子を一定速度
で走査することにより、フォトダイオードアレイＰＤへ
１自身に空間フィルタ特性を持たせることができ、ＡＯ
変訓：陸などを使用することなく、位相遅れ量６に応じ
た干渉縞の位置を容易に検出することができる。
以上説明したように、本発明の測長器では、マイケルソ
ンの干渉光学系を利用した測長器において、少なくとも
２つ以上の波長の異なる光を切り換えて、測定対象まで
の距離に応じた光の位相遅れ量を用口次測定するととも
に、これらの波長と位相遅れ量との関係から前記測定対
象までの距離を求めるようにしているので、６先の波長
を適当な伯に選ぶことにより、任意の測定範囲にわたっ
てアブソリュートな測定出力を得ることができるととも
に、光の波長を単位とした高精度、高分解能のｌ！１１
＋定を行なうことのできる測長器を簡単な構成により実
現することができる。
ンの干渉光学系を利用した測長器において、少なくとも
２つ以上の波長の異なる光を切り換えて、測定対象まで
の距離に応じた光の位相遅れ量を用口次測定するととも
に、これらの波長と位相遅れ量との関係から前記測定対
象までの距離を求めるようにしているので、６先の波長
を適当な伯に選ぶことにより、任意の測定範囲にわたっ
てアブソリュートな測定出力を得ることができるととも
に、光の波長を単位とした高精度、高分解能のｌ！１１
＋定を行なうことのできる測長器を簡単な構成により実
現することができる。
第１図および第２図は本発明の測長器の一実施例を示す
構成図、第３図は従来の１ｌｔｌｌ長器の一例を示す）
１ろ成因である。 １．５ ・・・レーザ光源、２・・・λ／４およびλ／
２板、３・・・レーザ同訓回路、４ ・・・演算回路、
６・・・変調信号源、７・・・位相検出回路、ＢＳＩ〜
ＢＳ３ ・・・ビームスプリッタ、 ＦＤＩ〜ＰＤ３
・・・フォトディテクタ、 ＭＲ１〜ＭＲ３・・・ミ
ラー、 ＣＣＩ 、 ＣＣ２・・・キューブコーナ、Ａ
ＯＭＩ・・・ＡＯ変変器器ＨＭＲＩ・・・ハーフミラ−
０ 第１図 第２図
構成図、第３図は従来の１ｌｔｌｌ長器の一例を示す）
１ろ成因である。 １．５ ・・・レーザ光源、２・・・λ／４およびλ／
２板、３・・・レーザ同訓回路、４ ・・・演算回路、
６・・・変調信号源、７・・・位相検出回路、ＢＳＩ〜
ＢＳ３ ・・・ビームスプリッタ、 ＦＤＩ〜ＰＤ３
・・・フォトディテクタ、 ＭＲ１〜ＭＲ３・・・ミ
ラー、 ＣＣＩ 、 ＣＣ２・・・キューブコーナ、Ａ
ＯＭＩ・・・ＡＯ変変器器ＨＭＲＩ・・・ハーフミラ−
０ 第１図 第２図
Claims (1)
- マイケルソンの干渉光学系を利用した測長器において、
少なくとも２つ以上の波長の異なる光を切り換えて、測
定対象までの距離に応じた光の位相遅れ量を順次測定す
るとともに、これらの波長と位相遅れ量との関係から前
記測定対象までの距離を求めるようにしてなる測長器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277380A JPS62135703A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277380A JPS62135703A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 測長器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135703A true JPS62135703A (ja) | 1987-06-18 |
Family
ID=17582720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60277380A Pending JPS62135703A (ja) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | 測長器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62135703A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6428502A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Yokogawa Electric Corp | Length measuring device |
| US5106191A (en) * | 1989-06-07 | 1992-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-frequency distance and displacement measuring interferometer |
| JP2012145362A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Mitsutoyo Corp | レーザ干渉測長装置の絶対距離測定方法、及びレーザ干渉測長装置 |
| US8830480B2 (en) | 2010-11-10 | 2014-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus |
| US9945115B2 (en) | 2013-10-08 | 2018-04-17 | Simpson Strong-Tie Company, Inc. | Concrete anchor |
| USRE48981E1 (en) | 2014-01-14 | 2022-03-22 | Simpson Strong-Tie Company Inc. | Thrust nut |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990003A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-05-24 | ベブ・カ−ル・ツアイス・イエ−ナ | 干渉測定装置 |
| JPS60306A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 合成波長法による測距方法 |
-
1985
- 1985-12-10 JP JP60277380A patent/JPS62135703A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990003A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-05-24 | ベブ・カ−ル・ツアイス・イエ−ナ | 干渉測定装置 |
| JPS60306A (ja) * | 1983-06-16 | 1985-01-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 合成波長法による測距方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6428502A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Yokogawa Electric Corp | Length measuring device |
| US5106191A (en) * | 1989-06-07 | 1992-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-frequency distance and displacement measuring interferometer |
| US8830480B2 (en) | 2010-11-10 | 2014-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus |
| JP2012145362A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Mitsutoyo Corp | レーザ干渉測長装置の絶対距離測定方法、及びレーザ干渉測長装置 |
| US9945115B2 (en) | 2013-10-08 | 2018-04-17 | Simpson Strong-Tie Company, Inc. | Concrete anchor |
| USRE48981E1 (en) | 2014-01-14 | 2022-03-22 | Simpson Strong-Tie Company Inc. | Thrust nut |
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