JP2010002248A - 変位計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変位計は、被測定物10の表面の第1スポットS1で反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、第1偏光反射ビーム40として受光するとともに、第2スポットS2で反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、第2偏光反射ビーム42として受光し、ビームスプリッタ600を介して、光軸に平行なビームが撮像手段の撮像面に結像するように形成されたテレセントリック光学系に導く。二つの光路には、前記第1、第2偏光ビームを前記2次元平面内と交差する方向に光学的に位置シフトさせるプリズム400,410が設けられ、更に第2の反射光路には、撮像面までの光学倍率を第2の反射光路の光学倍率と等価的に同一に補正する光学倍率補正光学系500が設けられている。
【選択図】図1
Description
所定の2次元平面内における被測定物の2次元変位を光学的に測定する変位計において、
第1偏向測定ビーム及び第2偏光測定ビームを出射する測定光発生部と、
前記第1偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内に位置する前記被測定物の表面に入射させる第1の入射光路と、
前記第2偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内に位置する前記被測定物の表面の位置であって前記第1偏向測定ビームとは異なる入射位置に、前記第1偏向測定ビームとは異なる方向から入射させる第2の入射光路と、
前記被測定物の表面における前記第1偏向測定ビームの入射された第1スポットで反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、所与の方向から第1偏向反射ビームとして受光する第1の反射光路と、
前記被測定物の表面における前記第2偏向測定ビームの入射された第2スポットで反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、所与の方向から第2偏向反射ビームとして受光する第2の反射光路と、
光軸に平行なビームが撮像手段の撮像面に結像するように形成されたテレセントリック光学系と、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームが前記テレセントリック光学系の光軸と平行になるように、第1の反射光路及び第2の反射光路から出力される前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームを前記テレセントリック光学系に導く導光部と、
を含み、
第1の反射光路及び第2の反射光路の少なくとも一方は、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームの少なくとも一方を前記2次元平面内と交差する方向に光学的に位置シフトさせる位置シフト光学系と、
前記第1及び第2のスポットから、前記撮像手段の撮像面までの光学倍率を等価的に同一に補正する光学倍率補正光学系と、
を含むことを特徴とする。
前記第1の入射光路は、
前記第1偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内を通過するビームとして、前記被測定物の表面に入射させ、
前記第2の入射光路は、
前記第2偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内を通過するビームとして、前記第1偏向測定ビームとは異なる方向から前記被測定物の異なる表面位置に入射するように構成してもよい。
前記測定光発生部は、
測定ビームとしてマルチモードレーザビームを出力する光源と、
前記マルチモードレーザビームを平行光とするコリメートレンズと、
前記平行光を円偏光する1/4波長板と、
円偏光された測定ビームに含まれるS偏光成分を透過し前記第1偏向測定ビームとして出力し、P偏光成分を反射し前記第2偏向測定ビームとして出力するビームスプリッタ部と、
を含むようにしてもよい。
前記第1の入射光路及び第2の入射光路は、
前記前記被測定物に対し、前記2次元平面内において互いに直交する方向から、前記第1偏向測定ビーム及び前記第2偏向測定ビームを入射するように光路が形成するように構成してもよい。
前記導光部は、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームが前記テレセントリック光学系の光軸と平行になるように、第1の反射光路及び第2の反射光路から出力される前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームを前記テレセントリック光学系に透過または反射するビームスプリッタ部とする構成を採用してもよい。
前記撮像手段の撮像面上における、前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームの結像位置に基づき、前記被測定物の2次元変位の各次元の変位量を演算する変位量演算手段を含む構成を採用してもよい。
被測定物の2次元変位を光学的に測定する前記2次元平面を、回転軸を中心に回転する被測定物の前記回転軸に直交する方向に設定し、
前記変位量演算手段は、
回転軸を中心に回転する前記被測定物の軸ぶれ量を前記2次元平面内の表面変位量として演算する構成を採用してもよい。
図4には、本発明に係る変位計の基本原理及びその構成が示されている。
図1には、本発明の好適な実施例が示されている。なお、図4に示す原理図と対応する部材には、同一を付しその説明は省略する。
30 第1の偏向測定ビーム
32 第2の偏向測定ビーム
40 第1の偏向反射ビーム
42 第2の偏向反射ビーム
100 測定光発生部
110 レーザダイオード
112 コリメートレンズ
116 絞り
118 1/4波長板
119 偏向ビームスプリッタ
120 第1の入射光学系
130 第2の入射光学系
200−1 第1の反射光路
200−2 第2の反射光路
300 テレセントリック光学系
302 光軸
310 凸レンズ
312 絞り
330 撮像手段としての光位置センサ
332 受光面
334−1、334−2 各ビームスポットS10、S20の移動経路
400、410 位置シフト光学系としてのプリズム
500 光学倍率補正光学系
510 凹レンズ
512 凸レンズ
Claims (7)
- 所定の2次元平面内における被測定物の2次元変位を光学的に測定する変位計において、
第1偏向測定ビーム及び第2偏光測定ビームを出射する測定光発生部と、
前記第1偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内に位置する前記被測定物の表面に入射させる第1の入射光路と、
前記第2偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内に位置する前記被測定物の表面の位置であって前記第1偏向測定ビームとは異なる入射位置に、前記第1偏向測定ビームとは異なる方向から入射させる第2の入射光路と、
前記被測定物の表面における前記第1偏向測定ビームの入射された第1スポットで反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、所与の方向から第1偏向反射ビームとして受光する第1の反射光路と、
前記被測定物の表面における前記第2偏向測定ビームの入射された第2スポットで反射されたビームに含まれる前記2次元平面内を通過するビームを、所与の方向から第2偏向反射ビームとして受光する第2の反射光路と、
光軸に平行なビームが撮像手段の撮像面に結像するように形成されたテレセントリック光学系と、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームが前記テレセントリック光学系の光軸と平行になるように、第1の反射光路及び第2の反射光路から出力される前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームを前記テレセントリック光学系に導く導光部と、
を含み、
第1の反射光路及び第2の反射光路の少なくとも一方は、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームの少なくとも一方を前記2次元平面内と交差する方向に光学的に位置シフトさせる位置シフト光学系と、
前記第1及び第2のスポットから、前記撮像手段の撮像面までの光学倍率を等価的に同一に補正する光学倍率補正光学系と、
を含む変位計。 - 請求項1において、
前記第1の入射光路は、
前記第1偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内を通過するビームとして、前記被測定物の表面に入射させ、
前記第2の入射光路は、
前記第2偏向測定ビームを、所与の光路を介して前記2次元平面内を通過するビームとして、前記第1偏向測定ビームとは異なる方向から前記被測定物の異なる表面位置に入射させることを特徴とする変位計。 - 請求項1、2のいずれかにおいて、
前記測定光発生部は、
測定ビームとしてマルチモードレーザビームを出力する光源と、
前記マルチモードレーザビームを平行光とするコリメートレンズと、
前記平行光を円偏光する1/4波長板と、
円偏光された測定ビームに含まれるS偏光成分を透過し前記第1偏向測定ビームとして出力し、P偏光成分を反射し前記第2偏向測定ビームとして出力するビームスプリッタ部と、
を含むことを特徴とする変位計。 - 請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記第1の入射光路及び第2の入射光路は、
前記前記被測定物に対し、前記2次元平面内において互いに直交する方向から、前記第1偏向測定ビーム及び前記第2偏向測定ビームを入射するように光路が形成されたことを特徴とする変位計。 - 請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記導光部は、
前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームが前記テレセントリック光学系の光軸と平行になるように、第1の反射光路及び第2の反射光路から出力される前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームを前記テレセントリック光学系に透過または反射するビームスプリッタ部であることを特徴とする変位計。 - 請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記撮像手段の撮像面上における、前記第1偏向反射ビーム及び前記第2偏向反射ビームの結像位置に基づき、前記被測定物の2次元変位の各次元の変位量を演算する変位量演算手段を含むことを特徴とする変位計。 - 請求項6において、
被測定物の2次元変位を光学的に測定する前記2次元平面を、回転軸を中心に回転する被測定物の前記回転軸に直交する方向に設定し、
前記変位量演算手段は、
回転軸を中心に回転する前記被測定物の軸ぶれ量を前記2次元平面内の表面変位量として演算することを特徴とする変位計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008160063A JP5149085B2 (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 変位計 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012161362A1 (ko) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | 한국전기안전공사 | 레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01142401A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Yokogawa Electric Corp | 光学式変位測定装置 |
JPH04339245A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-11-26 | Canon Inc | 表面状態検査装置 |
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2008
- 2008-06-19 JP JP2008160063A patent/JP5149085B2/ja not_active Expired - Fee Related
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WO2012161362A1 (ko) * | 2011-05-26 | 2012-11-29 | 한국전기안전공사 | 레이저를 이용한 중전기기의 3차원 진동 측정 장치 및 방법 |
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