WO2016088259A1 - 非接触計測装置 - Google Patents

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WO2016088259A1
WO2016088259A1 PCT/JP2014/082289 JP2014082289W WO2016088259A1 WO 2016088259 A1 WO2016088259 A1 WO 2016088259A1 JP 2014082289 W JP2014082289 W JP 2014082289W WO 2016088259 A1 WO2016088259 A1 WO 2016088259A1
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light
optical fiber
measurement
measuring device
interference
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PCT/JP2014/082289
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English (en)
French (fr)
Inventor
智浩 青戸
恭平 林
Original Assignee
株式会社東京精密
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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
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • the present invention relates to a non-contact measurement apparatus, and more particularly to a non-contact measurement apparatus using a white interference method that can be used in a radiation environment.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-contact measurement apparatus using a white interference method that can be used even in a radiation environment.
  • a light source that emits white light
  • a light splitting unit that splits white light emitted from the light source into measurement light and reference light
  • the light splitting unit A reference light scanning means having a reflector for reflecting the reference light emitted from the light source, a reference light path length changing means for changing the optical path length of the reference light by moving the reflector, and a measurement emitted from the light dividing means Measuring light irradiating means for irradiating light to the object to be measured, light detecting means for detecting interference light between the measuring light reflected by the object to be measured and the reference light reflected by the reflector, and detected by the light detecting means Calculation means for detecting the position of the reflector when the intensity of the interference light to be maximized is detected for each measurement light irradiation position, and calculating the dimension of the object to be measured for each measurement light irradiation position.
  • the light source, the reference light travel And the light detecting means are connected via an optical fiber circuit capable of generating a white interference signal composed of a plurality of optical fiber components, and the optical fiber circuit and the measuring light irradiation means are made of quartz optical fiber, Connected via the light dividing means provided on the end face of the optical fiber, the measuring light irradiation means comprises a quartz lens and a metal holding member holding the lens, the light dividing means, Non-contact measurement characterized in that it comprises a reflective material having a predetermined light transmittance, and the reference light scanning means and the optical fiber circuit are arranged inside a box whose internal temperature is controlled to a predetermined temperature. Providing the device.
  • the measuring light irradiating means and the light receiving unit do not use electronic components, and are made of quartz lenses that are durable against radiation, and metal (may be made of hollow quartz). Since the measuring light irradiation means is constituted by the holding member, non-contact measurement can be performed even in a strong radiation environment. Moreover, since the optical fiber exposed to a strong radiation environment is also made of quartz, it has a strong durability under the radiation environment.
  • the measuring light irradiation means and the lens and optical fiber of the light receiving section are made of quartz, they are highly resistant to radiation, so even in places where stable monitoring is necessary for a long period of time, such as nuclear power plants, it is stable and highly accurate. Can measure.
  • the reference beam scanning means has an origin, even if the measurement beam is interrupted, if the measurement beam is irradiated again, a correct measurement value can be read again, so that so-called absolute length measurement is possible. Furthermore, since the measuring light irradiation means is highly waterproof, it is possible to measure the dimension of the object to be measured placed in an environment where water vapor is generated.
  • the influence of noise light due to radiation can be minimized. That is, since the interference signal appears only when the measurement optical path length matches the reference optical path length, discrimination from noise light is facilitated. Furthermore, by controlling the reference light scanning means and the optical fiber circuit disposed inside the box to a constant temperature, measurement errors due to environmental temperature changes can be minimized.
  • a control device is configured by the light source, the reference light scanning unit, the light detection unit, the calculation unit, and the optical fiber circuit
  • a sensor head is configured by the light dividing unit and the measurement light irradiation unit. It is preferable that the control device and the sensor head are connected via the optical fiber.
  • the measurement light irradiation means and the optical fiber made of quartz are disposed in a radiation environment, and the control device is disposed in a safe place (under a non-radiation environment), whereby the remote operation by the control device is performed. Measurement is possible.
  • control device and the sensor head are connected via an optical fiber made of quartz, electrical noise due to radiation is not affected.
  • the length of the optical fiber is preferably 100 m or more.
  • the inside of the box is filled with helium gas, the helium gas is heated by heating means, and circulated in the internal space of the box by air blowing means.
  • heat transfer to the components can be made about three times faster than normal air, and oxidation of the metal member can be prevented.
  • the internal space of the box is preferably set to 36 to 38 ° C. by the heating means.
  • the internal temperature of the box is controlled to 36 to 38 ° C. by the heating means, efficient and stable temperature control can be performed.
  • the cooling means is provided inside the box and the internal temperature of the box is to be controlled to a low temperature (for example, 20 ° C.), due to the difference in heat transfer coefficient between the metal member such as the reference light scanning means and the optical fiber circuit, This is not preferable because a temperature control time shift occurs for each component.
  • the light transmittance of the reflecting material of the light dividing means is 20 to 30%.
  • the sensitivity as a dimension measuring device is optimized.
  • the length of a specific fiber inside the optical fiber circuit it is preferable to adjust the length of a specific fiber inside the optical fiber circuit. Thereby, the measurement distance can be changed.
  • the block diagram of the dimension measuring apparatus of embodiment with which the non-contact measuring device of this invention was applied Graph showing the relationship of signal intensity to the transmittance of reflectors Configuration diagram of a measuring light irradiation member provided in the dimension measuring apparatus of FIG.
  • A) is a front view of the dimension measuring apparatus
  • B) is a right side view of the dimension measuring apparatus.
  • Block diagram showing the configuration of the dimension measuring device Graph showing interference signal and noise signal in relation to distance and signal strength
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a dimension measuring apparatus 10 according to an embodiment to which a non-contact measuring apparatus of the present invention is applied.
  • the dimension measuring apparatus 10 includes a white light source (light source) 12, a reflector (light splitting means) 14, a measurement light irradiation member (measurement light irradiation means: light receiving unit) 16, a reference light scanning stage (reference light scanning means) 18, and a detection.
  • the apparatus includes an optical device (light detection means) 20, a controller (calculation means) 22, an optical fiber circuit 24, and an optical fiber 26 made of quartz.
  • the white light emitted from the white light source 12 is converted into an optical fiber 28, an optical fiber 30 constituting the optical fiber circuit 24, a fiber circulator 32, an optical fiber 34 constituting the optical fiber circuit 24, and an optical fiber. 26 is transmitted to the reflecting material 14. Then, the white light is reflected by the reflecting material 14 to the measurement light 36 (arrow indicated by a solid line in FIG. 1) and the reference light (arrow indicated by a broken line in FIG. 1) toward the reference light scanning stage 18. It is divided into. After the measurement light passes through the measurement light irradiation member 16, the measurement light is irradiated to the measurement point on the surface of the measurement object 36.
  • the measurement light reflected or scattered at the measurement point on the surface of the object to be measured 36 passes through the measurement light irradiation member 16 again and enters the reflector 14. Then, the measurement light is combined with the reference light by the reflector 14 to become interference light, passes through the optical fibers 26 and 34, the fiber circulator 32, and the optical fiber 38 constituting the optical fiber circuit 24, and the fiber coupler 40. Is incident on. Then, one of the interference lights divided by the fiber coupler 40 enters the detector 20 via the optical fiber 42 and the optical fiber 44 that constitute the optical fiber circuit 24. By adjusting the length of the optical fiber 42 constituting the optical fiber circuit 24, it is possible to change the distance between the measured object 36 and the measurement light irradiation member 16, that is, the measurement distance (working distance).
  • the other interference light divided by the fiber coupler 40 is an optical fiber 46 constituting the optical fiber circuit 24, a fiber circulator 48, an optical fiber 50 constituting the optical fiber circuit 24, a fiber connector 52, and the optical fiber circuit 24. Is incident on a reference light scanning stage 18 having an optical path length adjustable within a predetermined range.
  • the interference light passes through the reference light scanning stage 18, it again passes through the optical fiber 54, the fiber connector 52, the optical fiber 50, the fiber circulator 48, the optical fiber 56 that constitutes the optical fiber circuit 24, and the optical fiber 58. It passes through and enters the detector 20.
  • the detector 20 detects a white interference fringe generated when the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light are substantially equal, converts the white interference fringe into an electrical signal, and transmits it to the controller 22.
  • the controller 22 obtains the optical path length of the reference light when the amplitude of the white interference fringes is maximized, and calculates the length (dimension) to the measurement point on the surface of the object to be measured 36.
  • the white light source 12 is a light source that has a short coherence length and can emit light having a broad wavelength.
  • a halogen lamp for example, SLD (Super Luminescence Diode), ASE (Amplified Spontaneous Emission), an optical frequency comb light source, or a wavelength swept laser light source can be used.
  • the reflecting material 14 is a reflecting film coated on the end face of the optical fiber 26 on the measuring light irradiation member 16 side, and its light transmittance is adjusted to 20 to 30% at which the sensitivity as the dimension measuring apparatus 10 is optimized. ing.
  • the reflecting material 14 has a beam splitter function, and interference light in which measurement light and reference light are combined into one is created at the position of the reflecting material 14. That is, an interference signal is created by the end face reflection of the optical fiber 26. By creating the interference light at the position of the reflecting material 14, even if the optical fiber 26 expands or contracts due to a temperature change, the interference light is not affected, so that accurate measurement can be performed.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship of the signal intensity (vertical axis) to the transmittance (horizontal axis) of the reflector 14 when measuring light is irradiated onto a sample target having a surface roughness Ra of 1.6 ⁇ m.
  • the highest signal intensity can be obtained when the transmittance of the reflecting material 14 is 23%.
  • it is preferably set to 20 to 30% where high signal intensity can be obtained.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the measurement light irradiation member 16.
  • the measuring light irradiation member 16 is a sensor head constituted by a quartz lens 60 and a metal lens holder (holding member) 62.
  • the optical fiber 26 whose end face is coated with the reflective material 14 is connected to the optical fiber connector 64 of the lens holder 62.
  • the lens holder 62 may be made of quartz. In this case, it is preferable to use a hollow member in order to suppress a change in refractive index due to a temperature change.
  • the measurement light irradiation member 16 has a function of irradiating the measurement object 36 with the measurement light, receiving the reflected light from the measurement object 36, and propagating the reflected light to the optical fiber circuit 24 via the optical fiber 26. Is provided.
  • the measurement light irradiation member 16 does not have an electronic component, and the optical fiber 26 and the lens 60 are made of quartz, durability against radiation is higher than that of other materials. Therefore, it is suitable for use in a radiation environment. Furthermore, it is preferable that the length of the optical fiber 26 is 100 m or more. Thereby, the optical fiber circuit 24 can be reliably separated from the radiation environment in which the sensor head is used, and remote measurement by the sensor head is possible in a non-radiation environment.
  • the optical fiber 26 is a single-mode optical fiber that has a smaller transmission loss and is suitable for long-distance transmission than a multi-mode optical fiber.
  • a reference light scanning stage 18 shown in FIG. 1 includes a CCP (Corner Cube Prism) 65, a linear motion stage (reference light path length changing means) 66 having a linear motor (not shown), and a linear scale 68. , And the scale head 70.
  • CCP Core Cube Prism
  • linear motion stage reference light path length changing means
  • the CCP 65 functions as a reflector that reflects the reference light, reflects the reference light and interference light emitted from the reflecting material 14, and makes the detector 20 enter the detector 20.
  • the linear motion stage 66 moves the CCP 65 to change the optical path lengths of the reference light and the interference light.
  • the CCP 65 is provided on the linear motion stage 66.
  • the linear motion stage 66 is provided on a guide rail (not shown). This guide rail is disposed so as to maintain the parallel coaxiality of the optical axes of the reference light and interference light emitted from the reflector 14.
  • the linear motion stage 66 is driven by the linear motor and reciprocates along the guide rail. As the linear motion stage 66 reciprocates along the guide rail, the CCP 65 reciprocates along the optical axes of the reference light and the interference light emitted from the reflector 14. Thereby, the optical path lengths of the reference light and the interference light are changed.
  • the linear scale 68 and the scale head 70 detect the position of the CCP 65.
  • the linear scale 68 is disposed so that the position of the linear motion stage 66 that moves along the guide rail can be detected.
  • the scale head 70 is provided on the linear motion stage 66. When the linear motion stage 66 moves, the scale head 70 moves along the linear scale 68.
  • the position information of the linear scale 68 is read by the scale head 70 and the position of the CCP 65 is detected.
  • the position information of the CCP 65 read by the scale head 70 is output to the controller 22.
  • the detector 20 reflects the interference light generated by the measurement light reflected by the object to be measured 36 and the reference light reflected by the reflecting material 14 by the CCP 65, and causes the optical fiber 56 and the optical fiber 58 constituting the optical fiber circuit 24 to be reflected.
  • the intensity of the interference light that has passed through and the intensity of the interference light that has passed through the optical fiber 42 and the optical fiber 44, which are the other paths constituting the optical fiber circuit 24, are detected and output as an electrical signal (interference signal).
  • the intensity of the interference light detected by the detector 20 changes as the CCP 65 moves. That is, the intensity of the interference light is reflected by the CCP 65, and the interference light passing through the optical fiber 56 and the optical fiber 58 constituting the optical fiber circuit 24 and the optical fiber 42 that is the other path constituting the optical fiber circuit 24 and Since it changes due to the optical path length difference with the interference light that has passed through the optical fiber 44, if the optical path length of one interference light is changed by moving the CCP 65, the optical path length difference with the other interference light changes, and interference occurs. The light intensity changes. When the optical path length difference between the interference light beams of the two paths is zero, the intensity amplitude of the interference light is maximized.
  • an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) or C-MOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), a photodiode, or the like can be used.
  • the detector 20 samples at a predetermined time interval, converts the detected light amount at each sampling time into an electric signal, and outputs it to the controller 22 as an interference signal.
  • the controller 22 functions as a calculation unit for calculating the dimension of the object to be measured 36 and also functions as a control unit that controls the overall operation of the dimension measurement apparatus 10.
  • the controller 22 is configured by a PC (Personal Computer), and executes a predetermined program to realize functions as a calculation unit and a control unit.
  • the drive control of each part such as movement control of the CCP 65 and light emission control of the white light source 12 is performed by the controller 22.
  • the controller 22 acquires the interference signal (interference light intensity) output from the detector 20 and the position information of the CCP 65 output from the scale head 70, and the measurement light is irradiated on the site irradiated with the measurement light based on these information.
  • Dimension surface position
  • the dimension of the measurement light irradiation site is calculated as follows.
  • interference fringes (white interference fringes) are detected only when the difference in optical path length between the measurement light and the reference light is zero or in the vicinity thereof. Then, the contrast of the interference fringes becomes maximum when the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light coincide with each other, that is, when the difference between the optical path lengths is zero.
  • the contrast of the interference fringes is expressed as the intensity of the interference light detected by the detector 20, and the position of the CCP 65, that is, the interference light passing through the optical fiber 56 and the optical fiber 58 constituting the optical fiber circuit 24 and the other. It changes according to the optical path length difference between the optical fiber 42 and the interference light via the optical fiber 44 as the path. The maximum is obtained when the optical path length difference between the two interference lights passing through the two paths is zero.
  • the controller 22 determines the surface position by obtaining the position of the CCP 65 when the intensity of the interference light is maximum at the measurement point (measurement light irradiation point) of the object to be measured 36.
  • the dimension measuring apparatus 10 measures the dimension at each measurement point of the object to be measured 36. That is, the controller 22 detects the position of the CCP 65 when the intensity of the interference light detected by the detector 20 is maximized for each measurement light irradiation position, and the measurement object 36 for each measurement light irradiation position. Calculate the dimensions.
  • the optical fiber circuit 24 propagates white light from the white light source 12 via a plurality of optical fibers, and white interference consisting of a plurality of optical fiber components (fiber circulators 32 and 48, fiber coupler 40, fiber connector 52, etc.).
  • An optical circuit capable of generating a signal.
  • FIG. 4A is a front view of the dimension measuring apparatus 10
  • FIG. 4B is a right side view of the dimension measuring apparatus 10.
  • FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the dimension measuring apparatus 10.
  • the reference light scanning stage 18 and the optical fiber circuit 24 are arranged inside a sealed box 72 whose internal temperature is controlled to a predetermined temperature. That is, a member (a metal member of the reference light scanning stage 18 and the optical fiber circuit 24) whose measurement accuracy by the dimension measuring device 10 is influenced by a temperature change is controlled at a constant temperature inside the box 72. Temperature control is only heat up. That is, since heat is generated from the linear motor of the reference beam scanning stage 18, it is inefficient to cool, and it is difficult to simultaneously heat or cool those having different heat capacities.
  • the control temperature can be controlled at 36 to 38 ° C. (more preferably 37 ⁇ 0.2 ° C.) throughout the year by a thermostat and a fan with heater (heating means, air blowing means) 74 disposed inside the box 72. It is preferable from the viewpoints of the atmospheric temperature, the heat generation temperature of the linear motor, the load reduction of the blower 74 with heater, the damage of the member due to high temperature, and the like.
  • the box 72 is filled with helium gas [He: (0.152 W / (m ⁇ K): 10 times normal air)] having high thermal conductivity.
  • the metal member and the like inside the box 72 can reach the set temperature uniformly at a speed 3 to 5 times that of normal air, and also with an optical fiber having a heat capacity different from that of the metal member.
  • the box 72 has an end wall 72A upstream of the helium gas blowing direction and an end downstream of the helium gas blowing direction in order to circulate the helium gas efficiently inside the box 72.
  • the wall 72B is configured in an arc shape.
  • the measurement of the object to be measured 36 by the dimension measuring apparatus 10 is performed when the internal temperature of the box 72 reaches a set value.
  • control device 76 includes the white light source 12, the reference light scanning stage 18, the detector 20, the controller 22, and the optical fiber circuit 24. And the control apparatus 76 is connected to the measurement light irradiation member 16 which is a sensor head via the optical fiber 26.
  • the control device 76 is mounted on a rack 78 with casters and is carried to the site.
  • Reference numeral 80 denotes a display for displaying calculation results and the like.
  • symbol 82 shown with a dashed-two dotted line has shown the high radiation environment.
  • symbol L has shown the measurement distance.
  • FIG. 4B the reference light scanning stage 18 and the thermostat and heater-equipped blower 74 arranged inside the box 72 are shown by solid lines, and the arrangement position of the reference light scanning stage 18 and the thermostat and heater-equipped blower 74 is shown. Is shown in an easy-to-understand manner.
  • the measurement light irradiation member 16 is configured by the quartz lens 60 that is durable against radiation and the lens holder 62 made of metal or quartz without using electronic components, strong radiation shown in FIG. Non-contact measurement can also be performed in the environment 82.
  • the optical fiber 26 exposed to the strong radiation environment 82 is also made of quartz, it has high durability in the radiation environment.
  • the lens 60 and the optical fiber 26 are made of quartz, stable and highly accurate measurement can be performed even in a place where stable monitoring is necessary for a long period of time such as a nuclear power plant.
  • the measurement light irradiation member 16 is highly waterproof, it is possible to measure the dimension of an object to be measured placed in an environment where water vapor is generated.
  • the principle of the white light interferometry can minimize the influence of noise light due to radiation. That is, since the interference signal appears only when the measurement optical path length matches the reference optical path length, discrimination from noise light is facilitated.
  • FIG. 6 is a graph showing the interference signal A and the noise signal B in the relationship between the distance (horizontal axis) and the signal intensity (vertical axis).
  • noise light due to Compton scattering or noise signal B of Cherenkov light due to the influence of radiation can be selected and removed from interference signal A by a measurement method based on the principle of white interference.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the outside air temperature (vertical axis) with respect to time (horizontal axis) and the measured displacement (vertical axis) with respect to the outside air temperature when the measurement distance L is set to 600 mm.
  • the measurement light irradiation member 16 and the optical fiber 26 are disposed in the radiation environment 82, and the control device 76 of FIG. It becomes.
  • control device 76 and the sensor head (measurement light irradiation member 16) are connected via the optical fiber 26 made of quartz, electrical noise due to radiation does not affect.
  • the measurement distance is about 1 m and the measurement range is about 100 mm. Accuracy can be achieved.
  • the temperature inside the box 72 is set to 36 to 38 ° C. and the temperature is controlled by a heater with a thermostat, the temperature can be controlled efficiently and stably.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Dimension measuring apparatus, 12 ... White light source, 14 ... Reflecting material, 16 ... Measuring light irradiation member, 18 ... Reference light scanning stage, 20 ... Detector, 22 ... Controller, 24 ... Optical fiber circuit, 26 ... Optical fiber, 28 ... Optical fiber, 30 ... Optical fiber, 32 ... Fiber circulator, 34 ... Optical fiber, 36 ... Device under test, 38 ... Optical fiber, 40 ... Fiber coupler, 42 ... Optical fiber, 44 ... Optical fiber, 46 ... Optical fiber 48 ... Fiber circulator, 50 ... Optical fiber, 52 ... Fiber connector, 54 ... Optical fiber, 56 ...
  • Optical fiber 58 ... Optical fiber, 60 ... Lens, 62 ... Lens holder, 64 ... Optical fiber connector, 65 ... CCP, 66 ... Linear motion stage, 68 ... Linear scale, 70 ... Scale head, 72 ... Box, 74 ... Thermostat And a heater with a blower, 76 ... controller, 78 ... rack 80 ... display, 82 ... radiation environment

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Abstract

　放射線環境下でも使用可能な白色干渉法による非接触計測装置を提供する。寸法測定装置（１０）は、電子部品を使用せず、放射線に対して耐久性のある石英製のレンズ（６０）、及び金属製のレンズホルダ（６２）によって測定光照射部材（１６）を構成したので、強い放射線環境（８２）においても非接触計測ができる。また、強い放射線環境（８２）に晒される光ファイバ（２６）も石英製なので放射線環境（８２）での使用に問題はない。また、レンズ（６０）及び光ファイバ（２６）が石英製なので、原子力発電所等のように長期間安定したモニタリングが必要な場所でも安定して高精度の測定ができる。

Description

非接触計測装置
　本発明は、非接触計測装置に係り、特に放射線環境下で使用可能な白色干渉法による非接触計測装置に関する。
　被測定物の寸法（表面高さ）を非接触で精密に測定する方法として、低コヒーレンス干渉の原理を利用した測定方法が知られている（特許文献１、２等参照）。この測定方法は、スペクトル波長が広い白色光源、いわゆる低コヒーレンス光源から放射される白色光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被測定物に照射し、被測定物で反射した測定光と参照光とを干渉させることにより、測定光を照射した位置における被測定物の寸法（表面高さ）を測定するものである。
特開２００９－２２２７０５号公報 特開２０１０－４３９５４号公報
　しかしながら、特許文献１、２に開示されたようなレーザー干渉計等の非接触センサーを使用する従来の非接触計測装置では、加速器施設、原子力発電所、及び粒子線治療施設等の強い放射線環境下で使用可能なものは存在しなかった。
　その理由としては、放射線による部材の早期の劣化によって装置が使用不能になること、電気部品に対する放射線ノイズが発生して、計測誤差の原因になることがあげられる。そして何より、放射線環境下では電子部品が早期に故障することが大きな理由であった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、放射線環境下でも使用可能な白色干渉法による非接触計測装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、前記目的を達成するために、白色光を放射する光源と、前記光源から放射された白色光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、前記光分割手段から出射される参照光を反射する反射体、及び前記反射体を移動させて参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段を有する参照光走査手段と、前記光分割手段から出射される測定光を被測定物に照射する測定光照射手段と、前記被測定物で反射した測定光と前記反射体で反射した参照光との干渉光を検出する光検出手段と、前記光検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるときの前記反射体の位置を測定光の照射位置ごとに検出して、測定光の照射位置ごとの被測定物の寸法を算出する演算手段と、を備えた非接触計測装置において、前記光源、前記参照光走査手段、及び前記光検出手段は、複数の光ファイバ部品からなる白色干渉信号生成可能な光ファイバ回路を介して接続され、前記光ファイバ回路と前記測定光照射手段とは、石英製の光ファイバと前記光ファイバの端面に備えられた前記光分割手段を介して接続され、前記測定光照射手段は、石英製のレンズ及び前記レンズを保持する金属製の保持部材からなり、前記光分割手段は、所定の光透過率を有する反射材からなり、前記参照光走査手段及び前記光ファイバ回路は、内部温度が所定の温度に制御されたボックスの内部に配置されていることを特徴とする非接触計測装置を提供する。
　本発明の一態様によれば、測定光照射手段及び受光部には電子部品を使用せず、放射線に対して耐久性のある石英製のレンズ、及び金属製（中空の石英製でもよい）の保持部材によって測定光照射手段を構成したので、強い放射線環境下でも非接触計測ができる。また、強い放射線環境下に晒される光ファイバも石英製なので放射線環境下で強い耐久性がある。
　測定光照射手段及び受光部のレンズ及び光ファイバが石英製なので、放射線に対して耐久性が高いため、原子力発電所等のように長期間安定したモニタリングが必要な場所でも安定して高精度の測定ができる。
　また、参照光走査手段が原点を持つので、測定光を遮断しても、測定光を再度照射すれば、再び正しい測定値を読み出すことができるため、いわゆる絶対測長が可能となる。更に、前記測定光照射手段は防水性が高いので、水蒸気が発生するような環境に配置された被測定物の寸法も測定できる。
　また、白色干渉法を原理とすることで、放射線によるノイズ光の影響を最小限にできる。つまり、測定光路長と参照光路長が一致したときのみ干渉信号が現れるため、ノイズ光との判別が容易になる。更に、ボックスの内部に配置された参照光走査手段及び前記光ファイバ回路を一定の温度に制御することにより、環境温度変化による計測誤差を最小にできる。
　本発明の一態様は、前記光源、前記参照光走査手段、前記光検出手段、前記演算手段、及び前記光ファイバ回路によって制御装置が構成され、前記光分割手段及び前記測定光照射手段によってセンサーヘッドが構成され、前記制御装置と前記センサーヘッドとが前記光ファイバを介して接続されていることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、測定光照射手段及び石英製の光ファイバを放射線環境下に配置し、制御装置を安全な場所（非放射線環境下）に配置することにより、制御装置による遠隔操作、計測が可能となる。
　また、制御装置とセンサーヘッドとを石英製の光ファイバを介して接続したので、放射線による電気的ノイズは影響しない。
　本発明の一態様は、前記光ファイバの長さは１００ｍ以上であることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、制御装置からセンサーヘッドが１００ｍ以上離れていても、測定距離が１ｍ程度で、測定範囲が１００ｍｍ程度の広い測定範囲で数μｍの高精度非接触計測を実現できる。
　本発明の一態様は、前記ボックスの内部にヘリウムガスが充填され、前記ヘリウムガスが加熱手段によって加熱され、かつ送風手段によって前記ボックスの内部空間内で循環されることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、ボックスの内部にヘリウムガスを充填することで、構成部品への熱伝達を通常の空気よりも３倍程度早くでき、かつ金属製部材の酸化を防止できる。
　本発明の一態様は、前記ボックスの内部空間が前記加熱手段によって３６～３８℃に設定されることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、ボッスクの内部温度を加熱手段によって３６～３８℃に制御したので、効率のよい安定した温度制御ができる。
　なお、ボックスの内部に冷却手段を設け、ボックスの内部温度を低温（例えば２０℃）に制御しようとすると、参照光走査手段等の金属製部材と光ファイバ回路との熱伝達率の違いにより、構成部品ごとに温度制御の時間的なずれが生じてしまうので好ましくない。
　本発明の一態様は、前記光分割手段の前記反射材の光透過率は、２０～３０％であることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、寸法測定装置としての感度が最適になる。
　本発明の一態様は、前記光ファイバ回路の内部の特定のファイバの長さを調整することが好ましい。これにより、測定距離の変更が可能となる。
　本発明によれば、放射線環境下でも使用可能な白色干渉法による非接触計測装置を提供できる。
本発明の非接触計測装置が適用された実施形態の寸法測定装置の構成図 反射材の透過率に対する信号強度の関係を示したグラフ 図１の寸法測定装置に設けられた測定光照射部材の構成図 （Ａ）は寸法測定装置の正面図、（Ｂ）は寸法測定装置の右側面図 寸法測定装置の構成を示したブロック図 距離と信号強度との関係において干渉信号とノイズ信号とを示したグラフ 時間に対する外気温と外気温度に対する測定変位との関係を示したグラフ
　以下、添付図面に従って本発明に係る非接触計測装置の好ましい実施形態について詳説する。
　図１は、本発明の非接触計測装置が適用された実施形態の寸法測定装置１０の構成図である。
　〔寸法測定装置１０の構成〕
　寸法測定装置１０は、白色光源（光源）１２、反射材（光分割手段）１４、測定光照射部材（測定光照射手段：受光部）１６、参照光走査ステージ（参照光走査手段）１８、検出器（光検出手段）２０、コントローラ（演算手段）２２、光ファイバ回路２４、及び石英製の光ファイバ２６を備えて構成される。
　寸法測定装置１０では、白色光源１２から放射された白色光は、光ファイバ２８、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ３０、ファイバサーキュレータ３２、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ３４、及び光ファイバ２６を通過して反射材１４に伝送される。そして、その白色光は、反射材１４により、被測定物３６へ向かう測定光（図１の実線で示す矢印）と、参照光走査ステージ１８へ向かう参照光（図１の破線で示す矢印）とに分割される。測定光は、測定光照射部材１６を通過した後、被測定物３６の表面の測定点に照射される。そして、被測定物３６の表面の測定点で反射又は散乱された測定光は、再度、測定光照射部材１６を通過して反射材１４に入射する。そして、測定光は、反射材１４で参照光と一つに合わされて干渉光となり、光ファイバ２６、３４、ファイバサーキュレータ３２、及び光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ３８を通過してファイバカプラ４０に入射する。そして、ファイバカプラ４０で分割され、一方の干渉光は、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ４２、及び光ファイバ４４を介して検出器２０に入射する。光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ４２の長さを調整することで、被測定物３６と測定光照射部材１６の距離、すなわち測定距離（ワーキングディスタンス）を変更することが可能である。
　一方、ファイバカプラ４０で分割された他方の干渉光は、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ４６、ファイバサーキュレータ４８、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５０、ファイバコネクタ５２、及び光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５４を介して、所定の範囲で調整可能な光路長を有する参照光走査ステージ１８に入射する。
　そして、干渉光は、参照光走査ステージ１８を経由した後、再度、光ファイバ５４、ファイバコネクタ５２、光ファイバ５０、ファイバサーキュレータ４８、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５６、及び光ファイバ５８を通過して検出器２０に入射する。
　検出器２０は、測定光の光路長と参照光の光路長がほぼ等しい時に生じる白色干渉縞を検出し、白色干渉縞を電気信号に変換してコントローラ２２に伝送する。コントローラ２２は、白色干渉縞の振幅が最大となるときの参照光の光路長を求め、被測定物３６の表面の測定点までの長さ（寸法）を算出する。
　以下、寸法測定装置１０の各部の構成を説明する。
　<白色光源１２>
　白色光源１２は、コヒーレンス長が短く、広帯域な波長の光を放射可能な光源である。白色光源１２として、例えば、ハロゲンランプ、ＳＬＤ（Super Luminescence Diode）、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）、光周波数コム光源、又は波長掃引型レーザー光源を使用できる。
　<反射材１４>
　反射材１４は、光ファイバ２６の測定光照射部材１６側の端面にコーティングされた反射膜であり、その光透過率は、寸法測定装置１０としての感度が最適となる２０～３０％に調整されている。反射材１４は、ビームスプリッタの機能を備え、反射材１４の位置で測定光と参照光とが一つに合された干渉光が作成される。つまり、光ファイバ２６の端面反射によって干渉信号が作成される。反射材１４の位置で干渉光を作成することにより、温度変化によって光ファイバ２６に伸縮が発生しても干渉光に影響を与えないので、正確な計測ができる。
　図２は、表面粗さＲａが１．６μｍのサンプルターゲットに測定光を照射した際の、反射材１４の透過率（横軸）に対する信号強度（縦軸）の関係を示したグラフである。図２によれば、反射材１４の透過率が２３％の場合に最も高い信号強度が得られるが、実用範囲では、高い信号強度が得られる２０～３０％に設定することが好ましい。
　<測定光照射部材１６>
　図３は、測定光照射部材１６の構成図である。
　測定光照射部材１６は、石英製のレンズ６０と金属製のレンズホルダ（保持部材）６２とによって構成されたセンサーヘッドである。レンズホルダ６２の光ファイバコネクタ６４に、端面に反射材１４がコーティングされた光ファイバ２６が接続されている。なお、レンズホルダ６２を石英で製作してもよい。この場合、温度変化による屈折率変化を抑制するために、中空部材とすることが好ましい。
　測定光照射部材１６は、測定光を被測定物３６に照射し、かつ被測定物３６からの反射光を受光し、光ファイバ２６を経由して、光ファイバ回路２４に反射光を伝播させる機能を備える。
　ここで、測定光照射部材１６は電子部品を有しておらず、また、光ファイバ２６及びレンズ６０は石英製なので、放射線に対する耐久性が他の材料よりも高い。よって、放射線環境下での使用に適している。更に、光ファイバ２６の長さを１００ｍ以上にすることが好ましい。これにより、センサーヘッドが使用される放射線環境から光ファイバ回路２４を確実に離間でき、非放射線環境下でセンサーヘッドによる遠隔計測が可能となる。なお、光ファイバ２６は、マルチモード型の光ファイバと比較して、伝送損失が小さく長距離伝送に好適なシングルモード型の光ファイバである。
　<参照光走査ステージ１８>
　図１に示す参照光走査ステージ１８は、ＣＣＰ（Corner Cube Prism：コーナーキューブプリズム：反射体）６５、リニアモータ（不図示）を備えた直動ステージ（参照光路長変更手段）６６、リニアスケール６８、及びスケールヘッド７０によって構成される。
　ＣＣＰ６５は、参照光を反射する反射体として機能し、反射材１４から出射される参照光及び干渉光を反射して、検出器２０に入射させる。
　直動ステージ６６は、ＣＣＰ６５を移動させて参照光及び干渉光の光路長を変化させる。ＣＣＰ６５は、直動ステージ６６に設けられる。直動ステージ６６は、不図示のガイドレールに設けられる。このガイドレールは、反射材１４から出射される参照光及び干渉光の光軸の平行同軸性を保つように配設される。直動ステージ６６は、前記リニアモータによって駆動されて、前記ガイドレールに沿って往復移動する。直動ステージ６６がガイドレールに沿って往復移動することにより、ＣＣＰ６５が反射材１４から出射される参照光及び干渉光の光軸に沿って往復移動する。これにより、参照光及び干渉光の光路長が変化する。
　リニアスケール６８とスケールヘッド７０は、ＣＣＰ６５の位置を検出する。リニアスケール６８は、前記ガイドレールに沿って移動する直動ステージ６６の位置検出が可能となるように配設される。スケールヘッド７０は、直動ステージ６６に設けられる。直動ステージ６６が移動すると、スケールヘッド７０がリニアスケール６８に沿って移動する。スケールヘッド７０でリニアスケール６８の位置情報を読み取り、ＣＣＰ６５の位置を検出する。スケールヘッド７０で読み取られたＣＣＰ６５の位置情報は、コントローラ２２に出力される。
　<検出器２０>
　検出器２０は、被測定物３６で反射した測定光と反射材１４で反射した参照光で生成された干渉光がＣＣＰ６５で反射され、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５６及び光ファイバ５８を経由した干渉光と、光ファイバ回路２４を構成するもう一方の経路である光ファイバ４２及び光ファイバ４４経由した干渉光の強度を検出し、電気信号（干渉信号）として出力する。
　ここで、検出器２０で検出される干渉光の強度は、ＣＣＰ６５の移動により変化する。すなわち、干渉光の強度は、ＣＣＰ６５で反射され、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５６及び光ファイバ５８を経由した干渉光と光ファイバ回路２４を構成するもう一方の経路である光ファイバ４２及び光ファイバ４４を経由した干渉光との光路長差により変化するので、ＣＣＰ６５を移動させて一方の干渉光の光路長を変化させると、他方の干渉光との光路長差が変化して、干渉光の強度が変化する。前述した前記２経路の干渉光の光路長差がゼロのとき、干渉光の強度振幅が最大になる。
　検出器２０としては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、Ｃ－ＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像デバイス、フォトダイオード等を使用できる。検出器２０は、所定の時間間隔でサンプリングして、各サンプリング時点における検出光量を電気信号に変換し、干渉信号としてコントローラ２２に出力する。
　<コントローラ２２>
　コントローラ２２は、被測定物３６の寸法を算出するための演算手段として機能し、かつ寸法測定装置１０の全体の動作を統括制御する制御手段として機能する。コントローラ２２は、ＰＣ（Personal Computer）で構成され、所定のプログラムを実行して、演算手段及び制御手段としての機能を実現する。
　ＣＣＰ６５の移動制御、白色光源１２の発光制御等の各部の駆動制御は、コントローラ２２によって行われる。
　また、被測定物３６の寸法の算出は、このコントローラ２２によって行われる。すなわち、コントローラ２２は、検出器２０から出力される干渉信号（干渉光の強度）、スケールヘッド７０から出力されるＣＣＰ６５の位置情報を取得し、これらの情報に基づいて測定光を照射した部位における寸法（表面位置）を算出する。具体的には、次のようにして測定光照射部位の寸法を算出する。
　白色光源１２から放射される光は、コヒーレンス長が短いため、測定光と参照光との光路長の差がゼロ又はその近傍でのみ干渉縞（白色干渉縞）が検出される。そして、その干渉縞のコントラストは、測定光の光路長と参照光の光路長とが一致するとき、すなわち、両者の光路長の差がゼロのときに最大となる。
　干渉縞のコントラストは、検出器２０で検出される干渉光の強度として表され、ＣＣＰ６５の位置、すなわち、光ファイバ回路２４を構成する光ファイバ５６及び光ファイバ５８を経由した干渉光ともう一方の経路である光ファイバ４２及び光ファイバ４４経由した干渉光との光路長差に応じて変化する。そして、前述した２つの経路を経由した２つの干渉光の光路長差がゼロのときに最大となる。
　そこで、コントローラ２２は、被測定物３６の測定点（測定光の照射点）について干渉光の強度が最大となるときのＣＣＰ６５の位置を求めて表面位置を決定する。
　なお、寸法測定装置１０は、被測定物３６の各測定点について寸法を測定する。つまり、コントローラ２２は、検出器２０で検出される干渉光の強度が最大となるときのＣＣＰ６５の位置を測定光の照射位置ごとに検出して、測定光の照射位置ごとの被測定物３６の寸法を算出する。
　<光ファイバ回路２４>
　光ファイバ回路２４は、白色光源１２からの白色光を、複数本の光ファイバ経由で伝播させ、複数の光ファイバ部品（ファイバサーキュレータ３２、４８、ファイバカプラ４０、ファイバコネクタ５２等）からなる白色干渉信号生成可能な光回路である。
　<参照光走査ステージ１８及び光ファイバ回路２４>
　図４（Ａ）は寸法測定装置１０の正面図、（Ｂ）は寸法測定装置１０の右側面図である。図５は寸法測定装置１０の構成を示したブロック図である。
　図４、図５の如く、参照光走査ステージ１８及び光ファイバ回路２４は、内部温度が所定の温度に制御された密閉型のボックス７２の内部に配置される。すなわち、寸法測定装置１０による計測精度が温度変化に影響される部材（参照光走査ステージ１８の金属製部材及び光ファイバ回路２４）が、ボックス７２の内部において一定の温度で制御される。温度制御はヒートアップのみである。つまり、参照光走査ステージ１８のリニアモータから発熱が生じるため、冷却するのは効率が悪く、また熱容量が異なるものを同時に加熱したり冷却したりすることは困難であるからである。
　ボックス７２の内部を一定温度に制御することにより、光ファイバ回路２４の熱伸縮、参照光走査ステージ１８の金属製部材の熱伸縮、光学部品の屈折率の変化、及び熱膨張の影響を排除できる。これにより、寸法測定装置１０の測定精度が向上する。制御温度は、ボックス７２の内部に配置された、サーモスタット及びヒータ付き送風機（加熱手段、送風手段）７４により、通年において３６～３８℃（より好ましくは３７±０．２℃）で制御することが、大気の温度、リニアモータの発熱温度、ヒータ付き送風機７４の負荷軽減、高温による部材の損傷等の観点から好ましい。
　また、ボックス７２の内部には、熱伝導率の高いヘリウムガス〔Ｈｅ：（０．１５２Ｗ／（ｍ・Ｋ）：通常空気の１０倍〕が充填されている。ヘリウムガスを充填することによって、ボックス７２の内部の金属製部材等を、通常空気の３～５倍の速さで、更に金属製部材とは熱容量の異なる光ファイバ等も一様に設定温度に到達させることができる。
　なお、空気（Ｎ２、Ｏ２、Ｈ２Ｏの集団）の熱伝導率は約０．０２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。空気は、通常ヘリウムガスに比べ質量が重いため、単位時間当たりの物体への衝突回数が減少する。これが温度上昇時間の違いとなり、その比率は、(０．１５２／０．０２４)１／２＝２．５１（倍）になる。
　また、図４（Ｂ）の如くボックス７２は、ヘリウムガスをボックス７２の内部で効率よく循環させるために、ヘリウムガスの送風方向上流側の端壁７２Ａ、及びヘリウムガスの送風方向下流側の端壁７２Ｂが円弧状に構成されている。これにより、ヘリウムガスは、ボックス７２の内部で効率よく循環し、その対流によって参照光走査ステージ１８及び光ファイバ回路２４が所定の温度に速やかに到達する。
　寸法測定装置１０による被測定物３６の測定は、ボックス７２の内部温度が設定値に到達したところで実施する。
　<制御装置７６>
　図５の如く制御装置７６は、白色光源１２、参照光走査ステージ１８、検出器２０、コントローラ２２、及び光ファイバ回路２４によって構成される。そして、制御装置７６は、センサーヘッドである測定光照射部材１６に光ファイバ２６を介して接続される。
　制御装置７６は、キャスター付きのラック７８に搭載されて現場に搬入される。なお、符号８０は、演算結果等を表示するディスプレイである。また、二点鎖線で示す符号８２のエリアは、高い放射線環境を示している。更に、符号Ｌは、測定距離を示している。更にまた、図４（Ｂ）では、ボックス７２の内部に配置された参照光走査ステージ１８及びサーモスタット及びヒータ付き送風機７４を実線で示し、参照光走査ステージ１８及びサーモスタット及びヒータ付き送風機７４の配置位置を分かり易く図示している。
　〔寸法測定装置１０の効果〕
　ａ）電子部品を使用せず、放射線に対して耐久性のある石英製のレンズ６０、及び金属製又は石英製のレンズホルダ６２によって測定光照射部材１６を構成したので、図５に示す強い放射線環境８２においても非接触計測ができる。
　ｂ）強い放射線環境８２に晒される光ファイバ２６も石英製なので放射線環境下で高い耐久性がある。
　ｃ）レンズ６０及び光ファイバ２６が石英製なので、原子力発電所等のように長期間安定したモニタリングが必要な場所でも安定して高精度の測定ができる。
　ｄ）参照光走査ステージ１８が原点を持つので、測定光を遮断しても、測定光を再度照射すれば、再び正しい測定値を読み出すことができるため、いわゆる絶対測長が可能となる。
　ｅ）測定光照射部材１６は防水性が高いので、水蒸気が発生するような環境に配置された被測定物の寸法も測定できる。
　ｆ）白色干渉法を原理とすることで、放射線によるノイズ光の影響を最小限にできる。つまり、測定光路長と参照光路長が一致したときのみ干渉信号が現れるため、ノイズ光との判別が容易になる。
　図６は、距離（横軸）と信号強度（縦軸）との関係において干渉信号Ａとノイズ信号Ｂとを示したグラフである。
　図６に示すように、放射線の影響でコンプトン散乱によるノイズ光やチェレンコフ光のノイズ信号Ｂは、白色干渉を原理とした測定方法によって、干渉信号Ａから選別、除去ができる。
　ｇ）ボックス７２の内部に配置された参照光走査ステージ１８及び光ファイバ回路２４を一定の温度（３６～３８℃、より好ましくは３７±０．２℃）に制御することにより、環境温度変化による計測誤差を最小にできる。
　図７は、測定距離Ｌを６００ｍｍに設定した場合における、時間（横軸）に対する外気温（縦軸）と、外気温度に対する測定変位（縦軸）との関係を示したグラフである。
　図７によれば、７時間３０分の測定時間において、外気温度は２０±５℃変化したが、寸法測定装置１０による測定変位は±２．０μｍであった。よって、外気温度に影響されず、高い測定精度を得ることができる。
　ｈ）図５の如く、測定光照射部材１６及び光ファイバ２６を放射線環境８２に配置し、図５の制御装置７６を安全な場所に配置させることにより、制御装置７６による遠隔操作、計測が可能となる。
　ｉ）制御装置７６とセンサーヘッド（測定光照射部材１６）とを石英製の光ファイバ２６を介して接続したので、放射線による電気的ノイズは影響しない。
　ｊ）光ファイバ２６の長さを１００ｍ以上とすることにより、制御装置７６からセンサーヘッドが１００ｍ以上離れていても、測定距離が１ｍ程度で測定範囲が１００ｍｍ程度の広い測定範囲で数μｍの高精度を実現できる。
　ｋ）ボックス７２の内部にヘリウムガスを充填することで、構成部品への熱伝達を通常の空気よりも３倍程度早くでき、かつ金属製部材の酸化を防止できる。
　ｌ）ボッスク７２の内部の温度を３６～３８℃に設定し、サーモスタット付きヒータによって温度制御したので、効率よく安定した温度制御ができる。
　ｍ）反射材１４の光透過率を２０～３０％に設定したので、寸法測定装置１０としての最適な感度が得られる。
　１０…寸法測定装置、１２…白色光源、１４…反射材、１６…測定光照射部材、１８…参照光走査ステージ、２０…検出器、２２…コントローラ、２４…光ファイバ回路、２６…光ファイバ、２８…光ファイバ、３０…光ファイバ、３２…ファイバサーキュレータ、３４…光ファイバ、３６…被測定物、３８…光ファイバ、４０…ファイバカプラ、４２…光ファイバ、４４…光ファイバ、４６…光ファイバ、４８…ファイバサーキュレータ、５０…光ファイバ、５２…ファイバコネクタ、５４…光ファイバ、５６…光ファイバ、５８…光ファイバ、６０…レンズ、６２…レンズホルダ、６４…光ファイバコネクタ、６５…ＣＣＰ、６６…直動ステージ、６８…リニアスケール、７０…スケールヘッド、７２…ボックス、７４…サーモスタット及びヒータ付き送風機、７６…制御装置、７８…ラック、８０…ディスプレイ、８２…放射線環境

Claims (7)

  1. 　白色光を放射する光源と、
    　前記光源から放射された白色光を測定光と参照光とに分割する光分割手段と、
    　前記光分割手段から出射される参照光を反射する反射体、及び前記反射体を移動させて参照光の光路長を変更する参照光路長変更手段を有する参照光走査手段と、
    　前記光分割手段から出射される測定光を被測定物に照射する測定光照射手段と、
    　前記被測定物で反射した測定光と前記反射体で反射した参照光との干渉光を検出する光検出手段と、
    　前記光検出手段で検出される干渉光の強度が最大となるときの前記反射体の位置を測定光の照射位置ごとに検出して、測定光の照射位置ごとの被測定物の寸法を算出する演算手段と、を備えた非接触計測装置において、
    　前記光源、前記参照光走査手段、及び前記光検出手段は、複数の光ファイバ部品からなる白色干渉信号生成可能な光ファイバ回路を介して接続され、
    　前記光ファイバ回路と前記測定光照射手段とは、石英製の光ファイバと前記光ファイバの端面に備えられた前記光分割手段を介して接続され、
    　前記測定光照射手段は、石英製のレンズ及び前記レンズを保持する金属製の保持部材からなり、
    　前記光分割手段は、所定の光透過率を有する反射材からなり、
    　前記参照光走査手段及び前記光ファイバ回路は、内部温度が所定の温度に制御されたボックスの内部に配置されていることを特徴とする非接触計測装置。
  2. 　前記光源、前記参照光走査手段、前記光検出手段、前記演算手段、及び前記光ファイバ回路によって制御装置が構成され、
    　前記光分割手段及び前記測定光照射手段によってセンサーヘッドが構成され、
    　前記制御装置と前記センサーヘッドとが前記光ファイバを介して接続されている請求項１に記載の非接触計測装置。
  3. 　前記光ファイバの長さは１００ｍ以上である請求項１又は２に記載の非接触計測装置。
  4. 　前記ボックスの内部にヘリウムガスが充填され、前記ヘリウムガスが加熱手段によって加熱され、かつ送風手段によって前記ボックスの内部空間内で循環される請求項１、２又は３に記載の非接触計測装置。
  5. 　前記ボックスの内部空間が前記加熱手段によって３６～３８℃に設定される請求項４に記載の非接触計測装置。
  6. 　前記光分割手段の前記反射材の光透過率は、２０～３０％である請求項１から５のいずれか１項に記載の非接触計測装置。
  7. 　前記光ファイバ回路の内部の特定のファイバの長さを調整することで、測定距離の変更が可能な請求項１から５のいずれか１項に記載の非接触計測装置。
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