JP2008516246A - 絶対距離値を測定する方法及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
本発明の別の好適な実施形では、距離の変化の測定が、
・変調光による位相測定法,
・「チャープ」信号,コヒーレント信号若しくはインコヒーレント信号又は
・絶対値干渉計
を用いた絶対値の測定を校正するために使用される。ここでも、絶対距離に相当するそれぞれ計算された値が、測定される値だけ時間に対応する相対距離又はそれぞれの距離変化によって校正されることが成立する。
dM=カウンタ状態の差,
lambda=使用される光の波長,
n=媒体,一般に空気の位相屈折率
したがって、例えば測定距離が0.1 〜50mでかつターゲットの速度が10m/sまでの場合、0.3 〜2.4 マイクロメートルの分解能が、約±0.3ppmの精度で可能である。
この場合、関数Round() は整数の丸めを実施し、さらに:
D=絶対距離
f0,f1=最小周波数
ng=群屈折率
c0=真空中の光速度
Add=追加定数
最小値を正確に測定するため、光変調周波数fが、特にさらに光変調される:例えば、約500 kHz の範囲の20 kHzの正弦周波数変調(FM)が、2〜2.3 GHzの周波数帯域内の基本周波数fに基づいて実施される。したがって、第1導関数が、フォトダイオードの検出信号から生成され、FM変調信号が、FM変調なしの信号の最小位置で零を通過する。このような零の通過は、最小値を検出することよりも簡単である。−追加のFM変調を伴うか又は伴わない−プリセットされている基本周波数での受信信号の振幅の算定は、以下では簡単のためサンプリングと呼ばれる。
絶対距離値を算定する測定過程後に、この絶対距離値が、相対距離算定部、すなわち例えば干渉計に転送される。その後にこの距離値は、例えば5m/s で干渉計の測定値を通じて迅速にも移動する。
・変調光による位相測定法,
・「チャープ」信号,コヒーレント信号若しくはインコヒーレント信号又は
・絶対値干渉計
によって実施される。多くの場合、積分期間の距離の変化が、測定過程中に検出され校正されることが一般的である。
2 相対距離測定器
3 制御器
4 第1ビームスプリッタ
5 第2ビームスプリッタ
6 トラッキング制御器
7 トラッキングミラー
8 反射器
9 測定区間
10 測定装置
Claims (11)
- 測定装置(10)とターゲット(8)との間の区間(9)に応じて絶対距離値を測定する方法にあって、この場合、多数の個々の測定ステップが、絶対距離値を測定する絶対距離測定器(1)によって実施される方法において、これらの個々の測定ステップと少なくともほぼ同時に、測定装置(10)とターゲット(8)との間の距離変化も、相対距離測定器(2)によってその都度測定され、この距離変化が、絶対距離を算定するために考慮されることを特徴とする方法。
- 絶対距離測定器(1)が、多数のサンプリングステップにわたって絶対距離値に繰り返し到達し、2つのサンプリングステップ間で発生する測定装置(10)とターゲット(8)との間の距離変化が、相対距離測定器(2)によって検出され、2つのサンプリングステップのうちの後のサンプリングステップで絶対距離値(1)を制御するために一緒に使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 絶対距離値を測定するため、多数のサンプリングステップによる反復法が使用され、この場合、出力値(A)が、各サンプリングステップで入力値(fn ,fn+1 ,fn+2 ,...)から生成されて測定され、この出力値(A)は、入力値(fn ,fn+1 ,fn+2 ,...)及び距離に依存し、この場合、サンプリングステップと後続するサンプリングステップとの間で生じる距離変化が、その都度測定され、後続するサンプリングステップに対する入力値(fn+1 ,fn+2 ,fn+3 ,...)の算定時にこの距離変化を校正するために使用されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 絶対距離値を測定する方法は、フィゾー法であり、入力値(fn ,fn+1 ,fn+2 ,...)は、変調周波数であり、この変調周波数は、出射する光ビーム及び戻る光ビームに作用し、出力値は、変調された戻る光ビームの強度(A)であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 以下のステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法:
・連続して測定される絶対距離値を測定し、
・少なくともほぼ同時の連続する相対距離値を測定し、
・各絶対距離値を対応する少なくともほぼ同時の相対距離値だけ校正して、校正された連続する絶対距離値を生成し、そして
・校正された連続する絶対距離値を評価して、対応する1つの絶対距離値を算定する。 - 評価は、平均値の生成,積分又はその他の濾波を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 測定装置(10)とターゲット(8)との間の区間(9)に応じて絶対距離を算定する絶対距離測定器(1)を有し、絶対距離値を測定する測定装置(10)において、測定装置(10)は、この測定装置(10)とターゲット(8)との間の距離変化を算定する相対距離測定器(2)を有し、絶対距離測定器(1)は、多数の個々の測定ステップを実施するために構成されていて、測定装置(10)は、絶対距離測定器(1)による絶対距離の算定時に相対距離測定器(2)によって算出された距離変化を考慮する手段を有することを特徴とする測定装置。
- 測定装置は、多数のサンプリングステップによる反復法を実施する手段(1)を有し、この場合、出力値が、各サンプリングステップで入力値から測定可能であり、この出力値は、入力値及び距離に依存し、この場合、相対距離を算定する手段(2)が、距離変化を算定するために構成されていて、この距離変化は、サンプリングステップと後続するサンプリングステップとの間で発生し、測定装置(10)は、後続するサンプリングステップに対する入力値の算定時に距離変化を校正する手段を有することを特徴とする請求項8に記載の測定装置。
- 測定装置(10)は、連続して測定される絶対距離値を測定する手段(1),少なくともほぼ同時の連続する相対距離値を測定する手段(2),各絶対距離値を対応する少なくともほぼ同時の相対距離値だけ校正して、校正された連続する絶対距離値を生成する手段及び校正された連続する絶対距離値を評価して、対応する1つの絶対距離値を算定する手段を有することを特徴とする請求項8に記載の測定装置。
- 測定装置(10)は、相対距離値を、絶対距離を算定する手段(1)に送る手段を有することを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載の測定装置。
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