JPS6029044B2 - 電気光学測量装置 - Google Patents
電気光学測量装置Info
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- JPS6029044B2 JPS6029044B2 JP56122555A JP12255581A JPS6029044B2 JP S6029044 B2 JPS6029044 B2 JP S6029044B2 JP 56122555 A JP56122555 A JP 56122555A JP 12255581 A JP12255581 A JP 12255581A JP S6029044 B2 JPS6029044 B2 JP S6029044B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
- G01C11/04—Interpretation of pictures
-
- 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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
光学度量衡の分野、特に写真測量の分野では、実際に使
用される測量装置の精度は、測量対象となる写真上の2
点間の相対的距離の測定の精度に依存する。
用される測量装置の精度は、測量対象となる写真上の2
点間の相対的距離の測定の精度に依存する。
たとえば、地形の立体モデルを構成する過程において、
基本的な方位パラメータを計算するために、ある地域の
航空写真上の特徴例えば1本の立木の位置をすでに確立
している基準点、例えば道路の交差点に関して精密に位
置決めすることは不可欠である。基準の地形特徴の位置
の座標を定めるために使用されるモノコンパレータおよ
びステレオコンパレータ等の装置、並びにこのような位
置座標の分析から立体地形図を生じるステレオコンパイ
ラの有効性は、被写体写真における2点間の距離を測定
しうる精度により左右される。
基本的な方位パラメータを計算するために、ある地域の
航空写真上の特徴例えば1本の立木の位置をすでに確立
している基準点、例えば道路の交差点に関して精密に位
置決めすることは不可欠である。基準の地形特徴の位置
の座標を定めるために使用されるモノコンパレータおよ
びステレオコンパレータ等の装置、並びにこのような位
置座標の分析から立体地形図を生じるステレオコンパイ
ラの有効性は、被写体写真における2点間の距離を測定
しうる精度により左右される。
これらの装置は、観察光学系と透明陽画写真との間に相
対的な変位を生じさせながら写真を光学手段で観察する
ために保持する手段と、このような変位を測定する手段
を具備するという点で実質的に類似している。これらの
手段のうち測定手段が、一貫して最も重要であり.且つ
必要な精度を実現するのに最大の困難をもたらしていた
。このような装置の最も簡単なものは固定台から構成さ
れ、この台の上に、強制的に第1水平軸に沿って運動す
るようにされた第1ステージと、第1水平軸に直交する
第2水平軸に沿って運動するようにされた第2ステージ
とが支持され、第2ステージは測量対象の写真を支持す
る。固定台に固着され且つ透明陽画写真の上方の固定位
置に支持される顕微鏡は、写真の地形特徴がこの写真を
介して透過される光の中で観察されている間に測量位置
基準を与えるための十字線を含む。固定台および第1ス
テージ上には指標マークが付され、これは第1および第
2ステージ上の直交水平軸に沿って付された目盛りと関
連して用いられて、地形特徴の座標および基準十字線に
関する写真の位置ずれの程度を表わすのに用いられる。
このような簡単なものから始まって、電気光学測量装置
は親ねじまたはその他の精密な変位機構、および角度解
読器等の電気機械測量装置の導入により測定精度が改善
された。
対的な変位を生じさせながら写真を光学手段で観察する
ために保持する手段と、このような変位を測定する手段
を具備するという点で実質的に類似している。これらの
手段のうち測定手段が、一貫して最も重要であり.且つ
必要な精度を実現するのに最大の困難をもたらしていた
。このような装置の最も簡単なものは固定台から構成さ
れ、この台の上に、強制的に第1水平軸に沿って運動す
るようにされた第1ステージと、第1水平軸に直交する
第2水平軸に沿って運動するようにされた第2ステージ
とが支持され、第2ステージは測量対象の写真を支持す
る。固定台に固着され且つ透明陽画写真の上方の固定位
置に支持される顕微鏡は、写真の地形特徴がこの写真を
介して透過される光の中で観察されている間に測量位置
基準を与えるための十字線を含む。固定台および第1ス
テージ上には指標マークが付され、これは第1および第
2ステージ上の直交水平軸に沿って付された目盛りと関
連して用いられて、地形特徴の座標および基準十字線に
関する写真の位置ずれの程度を表わすのに用いられる。
このような簡単なものから始まって、電気光学測量装置
は親ねじまたはその他の精密な変位機構、および角度解
読器等の電気機械測量装置の導入により測定精度が改善
された。
このような特徴は、たとえば米国特許第3116555
号に示唆されている。しかしながら、写真と最終的な変
位測定素子との間に介在する機械的な許容誤差にもかか
わらず必要な精度を達成するという問題は依然として残
っていた。測定の誤りの原因となるこのような一連の機
械装置におけるリンク装置またはインターフェースにつ
いて、従来の装置に固有の矛盾を除去するために変位測
定手段を写真自体とより密接に関連づけようとする努力
がなされた。
号に示唆されている。しかしながら、写真と最終的な変
位測定素子との間に介在する機械的な許容誤差にもかか
わらず必要な精度を達成するという問題は依然として残
っていた。測定の誤りの原因となるこのような一連の機
械装置におけるリンク装置またはインターフェースにつ
いて、従来の装置に固有の矛盾を除去するために変位測
定手段を写真自体とより密接に関連づけようとする努力
がなされた。
この目的のために米国特許第3330964号に示唆さ
れているようなシステムは、単一ステージ支持体の一体
部分である電気光学座標測定目盛を提供したが、この支
持体により写真一目盛の組合せは観察光学系と目盛議取
りセンサとの固定組合せに関して一体として変位するこ
とができた。このようなシステムは著しく改善されたに
もかかわらず、透明陽画写真の全体にわたって光路が妨
げられないことが要求されるため、必然的に写真観察視
線と変位測定素子との間に横方向の過剰のずれが出ると
いう悩みがあった。
れているようなシステムは、単一ステージ支持体の一体
部分である電気光学座標測定目盛を提供したが、この支
持体により写真一目盛の組合せは観察光学系と目盛議取
りセンサとの固定組合せに関して一体として変位するこ
とができた。このようなシステムは著しく改善されたに
もかかわらず、透明陽画写真の全体にわたって光路が妨
げられないことが要求されるため、必然的に写真観察視
線と変位測定素子との間に横方向の過剰のずれが出ると
いう悩みがあった。
その結果、写真基準点と変位測定素子との間の間隔が広
がって、精密な電気光学測量動作においては許容できな
い誤差が生じる。このシステムはまた、変位測定のため
の目盛素子並びに測量対象写真を敦暦するために十分に
大きな面積の作業表面を必要とするという点でも不利で
あった。写真と直交目盛を写真観察視線と略一線上に配
遺した米国特許第372983び戦こ記載されているよ
うな装置により測定精度および装置の寸法減少にいくら
かの改良が実現された。
がって、精密な電気光学測量動作においては許容できな
い誤差が生じる。このシステムはまた、変位測定のため
の目盛素子並びに測量対象写真を敦暦するために十分に
大きな面積の作業表面を必要とするという点でも不利で
あった。写真と直交目盛を写真観察視線と略一線上に配
遺した米国特許第372983び戦こ記載されているよ
うな装置により測定精度および装置の寸法減少にいくら
かの改良が実現された。
しかしながら、写真観察視線に妨害がないことが一貫し
て要求された結果、直交目盛と写真とが分離されるよう
になった。これにより今度は、直交目盛と写真との間の
空間に観察光学系の素子を収容するのに十分な距離をお
いて、写真と直交目盛との間に必要な平行状態を維持し
、且つ写真観察視線の変位を目盛センサの変位に結合す
る誤りのない機械装置を設ける必要があるため、このよ
うな装置の有用性が制限された。これらの装置を寸法お
よび安定性の双方に関して最適のものにしようとする試
みの中で、直交目盛格子を透明写真支持板に組込み且つ
変位自在の観察光学系を測定システムのセンサと物理的
に関連づけることが考慮された。このようにすると、光
学系は写真上の任意の点まで動くことができるので装置
は写真と同じ広さにするだけでよい。さらに、変位セン
サは視線に密接に隣接すると思われるため、従来の装置
のような著しい機械的ずれは実質的に排除される。しか
しながら、このような配置の有用性には依然として障害
があった。
て要求された結果、直交目盛と写真とが分離されるよう
になった。これにより今度は、直交目盛と写真との間の
空間に観察光学系の素子を収容するのに十分な距離をお
いて、写真と直交目盛との間に必要な平行状態を維持し
、且つ写真観察視線の変位を目盛センサの変位に結合す
る誤りのない機械装置を設ける必要があるため、このよ
うな装置の有用性が制限された。これらの装置を寸法お
よび安定性の双方に関して最適のものにしようとする試
みの中で、直交目盛格子を透明写真支持板に組込み且つ
変位自在の観察光学系を測定システムのセンサと物理的
に関連づけることが考慮された。このようにすると、光
学系は写真上の任意の点まで動くことができるので装置
は写真と同じ広さにするだけでよい。さらに、変位セン
サは視線に密接に隣接すると思われるため、従来の装置
のような著しい機械的ずれは実質的に排除される。しか
しながら、このような配置の有用性には依然として障害
があった。
すなわち、センサー光学系の対を写真支持板の目盛格子
表面に近接して配置した結果、写真観察光路の中に目盛
格子が存在することである。このために生ずる問題は、
振幅回折格子型、位相回折格子型にかかわらず従来利用
可能であった目盛格子構造はすべて回折素子を観察視線
の中に置くもので、そのため調査すべき地勢の写真像が
劣化することに起因する。これらの回折格子はいまいま
装置を殆ど実際の役に立たなくしてしまうような像の減
弱をひき起こす。本発明の目的は、写真を透過する可視
光の有害な回折を全く起こさずに、電気光学的に感知し
得る目盛も生じ得るようにした位相回折型の格子構造を
設け、上記の欠点を解決した、電気光学測量装置を提供
するものである。本発明の反射位相回折格子は垂直に入
射する透過光に関して光学的厚さに全く相違を示さず、
従って写真を透過する光の回折を生じることがない。こ
れに反して目盛検出系の入射光は反射位相回折格子から
の反射により十分に回折されて、精密な電気光学測量の
基礎となるフリンジパターンを発生する。本発明の一実
施例によれば、透明写真支持体は異なる屈折率を有する
少なくとも2つの材料から成る複合層の交互の帯を具備
する反射位相回折格子パターンを備えている。
表面に近接して配置した結果、写真観察光路の中に目盛
格子が存在することである。このために生ずる問題は、
振幅回折格子型、位相回折格子型にかかわらず従来利用
可能であった目盛格子構造はすべて回折素子を観察視線
の中に置くもので、そのため調査すべき地勢の写真像が
劣化することに起因する。これらの回折格子はいまいま
装置を殆ど実際の役に立たなくしてしまうような像の減
弱をひき起こす。本発明の目的は、写真を透過する可視
光の有害な回折を全く起こさずに、電気光学的に感知し
得る目盛も生じ得るようにした位相回折型の格子構造を
設け、上記の欠点を解決した、電気光学測量装置を提供
するものである。本発明の反射位相回折格子は垂直に入
射する透過光に関して光学的厚さに全く相違を示さず、
従って写真を透過する光の回折を生じることがない。こ
れに反して目盛検出系の入射光は反射位相回折格子から
の反射により十分に回折されて、精密な電気光学測量の
基礎となるフリンジパターンを発生する。本発明の一実
施例によれば、透明写真支持体は異なる屈折率を有する
少なくとも2つの材料から成る複合層の交互の帯を具備
する反射位相回折格子パターンを備えている。
2つの選択された材料は、透明写真支持板の片面に実質
的に等しい光学的厚さ入/4(入は光源の光の波長を示
す)で堆積され、各材料の堆積順序は交互の帯層で逆に
なっている。
的に等しい光学的厚さ入/4(入は光源の光の波長を示
す)で堆積され、各材料の堆積順序は交互の帯層で逆に
なっている。
このようにして複合帯層の光学的厚さは実質的に等しく
され、回折格子領域全体にわたって均一な物理的厚さが
維持される。この回折格子構造の結果として垂直透過光
の著しい回折はなく、従って板に載直された写真を像の
詳細を損うことなく回折格子を通して観察できる。
され、回折格子領域全体にわたって均一な物理的厚さが
維持される。この回折格子構造の結果として垂直透過光
の著しい回折はなく、従って板に載直された写真を像の
詳細を損うことなく回折格子を通して観察できる。
しかしながら、回折格子板全体が透明であるにもかかわ
らず個々の層の表面、特に高屈折率材料の表面は斜めの
入射光を十分に反射して、光電検出器により感知しうる
戻り光速を提供する。前述の層材料の堆積順序により反
射層表面は2組の交互の帯において入′4だけ異なる高
さに配置されるので、反射帯から反射される検出器光の
部分の間に入′2の移相が起き、その結果、典型的なモ
アレフリンジパターンを生じるそのような位相変位光東
部分の間に干渉が起こる。このように写真支持坂上に堆
積した位相回折格子は、概して米国特許第376891
1号に開示されているような変位測定装置を提供するレ
クチル回折格子素子と組合わせて利用できる。
らず個々の層の表面、特に高屈折率材料の表面は斜めの
入射光を十分に反射して、光電検出器により感知しうる
戻り光速を提供する。前述の層材料の堆積順序により反
射層表面は2組の交互の帯において入′4だけ異なる高
さに配置されるので、反射帯から反射される検出器光の
部分の間に入′2の移相が起き、その結果、典型的なモ
アレフリンジパターンを生じるそのような位相変位光東
部分の間に干渉が起こる。このように写真支持坂上に堆
積した位相回折格子は、概して米国特許第376891
1号に開示されているような変位測定装置を提供するレ
クチル回折格子素子と組合わせて利用できる。
このような応用用途においては、装置のレチクル、光源
および検出素子は電気光学測量用コンパレータまたはコ
ンパイラの写真観察光学系と密接に関連し且つ支持板の
回折格子に隣接してこの光学系と共に運動するように配
置されている。これにより例えば前記の米国特許第33
30964号に示されたシステムにおけるような写真観
察視線と変位測定素子との間の横方向のずれを実質的に
排除するという利点は実現され、しかも写真透過光は回
折をまったく受けないので、支持体および回折格子を介
して観察される写真像を劣化させることがない。動作中
、均一な、すなわち全方向性の光源からの光は一次振幅
回折格子レクチルパターンを透過して支持位相回折格子
に入射し、そこで光は反射して回折され、反射光に前述
の位相およびフリンジの形成が見られる。
および検出素子は電気光学測量用コンパレータまたはコ
ンパイラの写真観察光学系と密接に関連し且つ支持板の
回折格子に隣接してこの光学系と共に運動するように配
置されている。これにより例えば前記の米国特許第33
30964号に示されたシステムにおけるような写真観
察視線と変位測定素子との間の横方向のずれを実質的に
排除するという利点は実現され、しかも写真透過光は回
折をまったく受けないので、支持体および回折格子を介
して観察される写真像を劣化させることがない。動作中
、均一な、すなわち全方向性の光源からの光は一次振幅
回折格子レクチルパターンを透過して支持位相回折格子
に入射し、そこで光は反射して回折され、反射光に前述
の位相およびフリンジの形成が見られる。
次にこの反射光は残りのレクチル回折格子パターンを透
過して光電検出器にいたる。レクチル回折格子パターン
と写真支持体の回折格子パターンとの間の相関的運動に
より、レクチルにおいてフリンジパターンの変位が生じ
、その結果、検出器へ透過される光の強さが変化する。
本発明の位相回折格子を構成するために以下に説明する
真空黍着法を採用する。
過して光電検出器にいたる。レクチル回折格子パターン
と写真支持体の回折格子パターンとの間の相関的運動に
より、レクチルにおいてフリンジパターンの変位が生じ
、その結果、検出器へ透過される光の強さが変化する。
本発明の位相回折格子を構成するために以下に説明する
真空黍着法を採用する。
機能的な複合回折格子層を形成するために使用される一
対の薄膜誘電体は各々、酸化セリウム、二酸化チタン、
二酸化トリウム、硫化亜鉛および二酸化ジルコン等の高
屈折率(2.2〜2.7)化合物、およびフツ化マグネ
シウム、フツ化カルシウム、水晶石、フツ化リチウムお
よびシリカ等の低屈折率(1.3〜1.5)材料から選
択し、好ましい測量装置において採用される白熱光源の
有効動作波長である約85仇mで各々入/4の厚さ‘こ
堆積させる。高屈折率膜材料は明らかに複合回折格子層
の反射移相に対してより大きな影響を有すると思われる
ので、反射光東において最適の^/2の移相を確保する
ためには低屈折率膜材料の入/4の厚を維持することが
特に望ましい。写真照明のきわめてわずかな程度の透過
回折を保証するためには、回折格子の複合層全体にわた
って同じ膜材料の各々の厚さを少なくとも15%の範囲
内で等しく維持することも望ましい。電気光学測量コン
パレータまたはコンパイラにおいて使用するのに有効な
透明位相回折格子は、各々40仏mの回折格子周期を提
供するために約20仏mの線幅で堆積された議導体を有
する複合層により得ることができる。前述の感度倍増感
知システムにおいて同様の周期性のレチクルパターンを
利用すると、現在使用しうる検出器および鱗像のエレク
トロニクスで約1山mの測定精度が容易に得られる。本
発明の移相回折格子は、その透明度が高いために写真観
察照明を著しく減弱することなく一対の直交回折格子パ
ターンを写真支持板上に付着して二鞄測定用格子を提供
できるという付加的な利点を提供する。このような二軸
格子により、光源、レクチルおよび検出器を具備する第
2ピックアップヘッドが変位自在の観察光学系と関連し
て、観察される写真の中の任意の点を座標を直接設定す
る手段を提供する。本発明による透明位相回折格子を利
用する測定装置の好ましい実施例が第1図に略図で示さ
れている。
対の薄膜誘電体は各々、酸化セリウム、二酸化チタン、
二酸化トリウム、硫化亜鉛および二酸化ジルコン等の高
屈折率(2.2〜2.7)化合物、およびフツ化マグネ
シウム、フツ化カルシウム、水晶石、フツ化リチウムお
よびシリカ等の低屈折率(1.3〜1.5)材料から選
択し、好ましい測量装置において採用される白熱光源の
有効動作波長である約85仇mで各々入/4の厚さ‘こ
堆積させる。高屈折率膜材料は明らかに複合回折格子層
の反射移相に対してより大きな影響を有すると思われる
ので、反射光東において最適の^/2の移相を確保する
ためには低屈折率膜材料の入/4の厚を維持することが
特に望ましい。写真照明のきわめてわずかな程度の透過
回折を保証するためには、回折格子の複合層全体にわた
って同じ膜材料の各々の厚さを少なくとも15%の範囲
内で等しく維持することも望ましい。電気光学測量コン
パレータまたはコンパイラにおいて使用するのに有効な
透明位相回折格子は、各々40仏mの回折格子周期を提
供するために約20仏mの線幅で堆積された議導体を有
する複合層により得ることができる。前述の感度倍増感
知システムにおいて同様の周期性のレチクルパターンを
利用すると、現在使用しうる検出器および鱗像のエレク
トロニクスで約1山mの測定精度が容易に得られる。本
発明の移相回折格子は、その透明度が高いために写真観
察照明を著しく減弱することなく一対の直交回折格子パ
ターンを写真支持板上に付着して二鞄測定用格子を提供
できるという付加的な利点を提供する。このような二軸
格子により、光源、レクチルおよび検出器を具備する第
2ピックアップヘッドが変位自在の観察光学系と関連し
て、観察される写真の中の任意の点を座標を直接設定す
る手段を提供する。本発明による透明位相回折格子を利
用する測定装置の好ましい実施例が第1図に略図で示さ
れている。
図示の適切こ、装置は以下により詳細に説明する位相回
折格子層24を坦持する透明ガラス板22から成る写真
支持体を含む。ガラス板23および現像済の写真乳剤層
25から成る透明陽画写真、典型的には地形の航空写真
が調査中、板22の上に支持される。全体として10で
示されている観察光学系は支持板22にごく隣接して位
置し且つ二重矢印により示されているように1本の座標
軸に沿って回折格子パターン24の線に実質的に垂直な
方向に運動するように配置されている。
折格子層24を坦持する透明ガラス板22から成る写真
支持体を含む。ガラス板23および現像済の写真乳剤層
25から成る透明陽画写真、典型的には地形の航空写真
が調査中、板22の上に支持される。全体として10で
示されている観察光学系は支持板22にごく隣接して位
置し且つ二重矢印により示されているように1本の座標
軸に沿って回折格子パターン24の線に実質的に垂直な
方向に運動するように配置されている。
本実施例において、この回折格子目盛は第3図に一部示
されているように直交するパターン線を含み、観察光学
系構造10はまた、直交座標軸に沿って第1図の平面に
垂直な方向に動くように配置されている。このようにし
て、調べられる地形のデカルト座標を決定できる。本実
施例の変位自在の観察光学系は第1図に本体16として
簡単に示されているが、この本体の中に視準レンズ系1
2および反射プリズム表面14が支持されている。
されているように直交するパターン線を含み、観察光学
系構造10はまた、直交座標軸に沿って第1図の平面に
垂直な方向に動くように配置されている。このようにし
て、調べられる地形のデカルト座標を決定できる。本実
施例の変位自在の観察光学系は第1図に本体16として
簡単に示されているが、この本体の中に視準レンズ系1
2および反射プリズム表面14が支持されている。
光源(図示せず)からの結像照明は光東27の中で写真
25に入射し、その後、支持板22および回折格子パタ
ーン24により透過され、レンズ12により視準され、
表面14から反射されて光東29に沿って付加的な結像
光学系(図示せず)に達するが、この光学系は写真像を
コンパレータ装置またはコンパイラ装置の綾眼レンズへ
運ぶ。光源13と、光電セソサ15が装着されているレ
クチル板17とを具備する変位検出器ヘッド11が観察
光学系10と密接に関連している。
25に入射し、その後、支持板22および回折格子パタ
ーン24により透過され、レンズ12により視準され、
表面14から反射されて光東29に沿って付加的な結像
光学系(図示せず)に達するが、この光学系は写真像を
コンパレータ装置またはコンパイラ装置の綾眼レンズへ
運ぶ。光源13と、光電セソサ15が装着されているレ
クチル板17とを具備する変位検出器ヘッド11が観察
光学系10と密接に関連している。
先に概略的に説明し、米国特許第3768911号によ
り詳細に論じられている測量装置に従えば、光源13か
らの拡散照明はしクチル板17の振幅回折格子パターン
を透過して、支持板22の位相回折格子層24から反射
され、板17の補助振幅回折格子パターンを再び透過し
てセンサ15に入射するが、その際の強さは位相回折格
子パターン24に関する観察手段10および検出器ヘッ
ド11の変位に従って変化する。レクチル回折格子パタ
ーン19は位相回折格子パターン24の一方の座標軸の
堆積線に実質的に平行に配設されている。図示されては
いないが、11で示し‐たものと全く同−の第2検出器
ヘッドが観察光学系1川こより坦持され、そのレクチル
パターンが位相回折格子パターンの付加的な軸に平行な
直交方向に広がっていることが理解されるであろう。本
発明の透明位相回折格子層24の構造が第2図により詳
細に示されており、これは写真支持板22上に被覆され
た誘電体の多重はさみ込み薄膜から成る。
り詳細に論じられている測量装置に従えば、光源13か
らの拡散照明はしクチル板17の振幅回折格子パターン
を透過して、支持板22の位相回折格子層24から反射
され、板17の補助振幅回折格子パターンを再び透過し
てセンサ15に入射するが、その際の強さは位相回折格
子パターン24に関する観察手段10および検出器ヘッ
ド11の変位に従って変化する。レクチル回折格子パタ
ーン19は位相回折格子パターン24の一方の座標軸の
堆積線に実質的に平行に配設されている。図示されては
いないが、11で示し‐たものと全く同−の第2検出器
ヘッドが観察光学系1川こより坦持され、そのレクチル
パターンが位相回折格子パターンの付加的な軸に平行な
直交方向に広がっていることが理解されるであろう。本
発明の透明位相回折格子層24の構造が第2図により詳
細に示されており、これは写真支持板22上に被覆され
た誘電体の多重はさみ込み薄膜から成る。
本実施例においては、これらの膜材料は酸化セリウム2
‐6とフッ化マグネシウム28である。これらの材料の
各々は従来の真空蒸着技術により、以下より詳細に説明
する手順で支持体上に被覆される。各膜部分検出器ヘッ
ドの光線13の平均有効波長、たとえば本実施例の白熱
光源の場合には85仇mで測定して約入′4の厚さに堆
積させる。第3図からわかるように、板22の表面に現
われる堆積材料の選択されたパターンは各々の座標方向
に酸化セリウム26の同寸法の孤立した正方形と交互に
なっているフッ化マグネシウム28の二組の直交する線
から構成されている。動作中、検出器ヘッド11の光源
13からの光は位相回折格子パターン24の表面から約
3柳の位置にある回折格子パターン19を透過し、各々
複合層24の中の、フッ化マグネシウム膜28とは入/
4の厚さだけ異なる高さに位置する高屈折率酸化セリウ
ム膜26,26′の各々の最初に当たった界面から反射
される。これらの組になった界面から反射された光の各
部分は、このように全体として入/2だけ位相変位され
、これらの間に干渉を生じる結果となり、特性フリンジ
パターンが形成される。次にこのパターンがレチクル回
折格子パタ−ン19の残り部分に入射し、回折格子パタ
ーン19はフリンジパターンを有効に遮断して検出器セ
ンサー5に入射する光の強さの明確な変化を生じさせる
。
‐6とフッ化マグネシウム28である。これらの材料の
各々は従来の真空蒸着技術により、以下より詳細に説明
する手順で支持体上に被覆される。各膜部分検出器ヘッ
ドの光線13の平均有効波長、たとえば本実施例の白熱
光源の場合には85仇mで測定して約入′4の厚さに堆
積させる。第3図からわかるように、板22の表面に現
われる堆積材料の選択されたパターンは各々の座標方向
に酸化セリウム26の同寸法の孤立した正方形と交互に
なっているフッ化マグネシウム28の二組の直交する線
から構成されている。動作中、検出器ヘッド11の光源
13からの光は位相回折格子パターン24の表面から約
3柳の位置にある回折格子パターン19を透過し、各々
複合層24の中の、フッ化マグネシウム膜28とは入/
4の厚さだけ異なる高さに位置する高屈折率酸化セリウ
ム膜26,26′の各々の最初に当たった界面から反射
される。これらの組になった界面から反射された光の各
部分は、このように全体として入/2だけ位相変位され
、これらの間に干渉を生じる結果となり、特性フリンジ
パターンが形成される。次にこのパターンがレチクル回
折格子パタ−ン19の残り部分に入射し、回折格子パタ
ーン19はフリンジパターンを有効に遮断して検出器セ
ンサー5に入射する光の強さの明確な変化を生じさせる
。
同様のフリンジパターンが複合層24の直交するように
配置された回折格子パターンおよびもう1つの検出器ヘ
ッド11において作られて、同様にその軸に沿った観察
光学系または写真の変位を指示する。本発明の複合位相
回折格子層を形成するための好ましい手順が第4図に図
式的に示されている。
配置された回折格子パターンおよびもう1つの検出器ヘ
ッド11において作られて、同様にその軸に沿った観察
光学系または写真の変位を指示する。本発明の複合位相
回折格子層を形成するための好ましい手順が第4図に図
式的に示されている。
工程aにおいて、3肌の板ガラスのシート41が陽・性
に作用するフオトレジスト42、たとえばコダック・マ
イクロ・ポジテイブ・レジスト809として市販されて
いるジアジン化ナフトキノンにより約1山mの厚さに被
覆される。この被覆はメーカーにより示唆されているよ
うな通常の方法により行ない、工程bにおいてこれを原
板の下で約25分間、約1.5メートルの距離から12
5ワットのフラッドランプの光に接触露光し、市販のア
ルカリ現像剤溶液の中で現像して、被覆物の露光領域の
除去を行ない且つ原板を複写したレジストパターン43
を得る。この操作において採用される原板は、二組の幅
が約20山mの直交するように配置された平行な不透明
の線を具備する。工程cに表示されているように、アル
ミニウム層44が通常の技術に従ってレジストパターン
43および支持板44の露出表面領域の上に室温で約l
rmの厚さに真空蒸着される。
に作用するフオトレジスト42、たとえばコダック・マ
イクロ・ポジテイブ・レジスト809として市販されて
いるジアジン化ナフトキノンにより約1山mの厚さに被
覆される。この被覆はメーカーにより示唆されているよ
うな通常の方法により行ない、工程bにおいてこれを原
板の下で約25分間、約1.5メートルの距離から12
5ワットのフラッドランプの光に接触露光し、市販のア
ルカリ現像剤溶液の中で現像して、被覆物の露光領域の
除去を行ない且つ原板を複写したレジストパターン43
を得る。この操作において採用される原板は、二組の幅
が約20山mの直交するように配置された平行な不透明
の線を具備する。工程cに表示されているように、アル
ミニウム層44が通常の技術に従ってレジストパターン
43および支持板44の露出表面領域の上に室温で約l
rmの厚さに真空蒸着される。
次に工程dにおいてアセトンの中で溶解によりレジスト
パターンを剥取り、これに伴ってアルミニウムの上張り
パターンを除去して、当初のレジストの露光領域に対応
するアルミニウムのパターン44を得る。アルミニウム
のパターンと露出したガラス表面の上に真空蒸着法によ
り酸化セリウム45の^′4(85瓜mのとき)層を被
覆し、その層の上にフッ化マグネシウム46の入/4層
を被覆する。この蒸着の間、仕上がった複合層において
正確な屈折率を保証するため、高い一定の温度を維持す
るように通常注意する。板41と、堆積したCe02層
およびMgF2層を冷却した後、厚さ約1仏mのクロム
層47を室温で真空蒸着する(第4e図)。次に被覆し
た板を約10%のNaOHの苛性俗に浸し、その中で残
りのアルミニウム堆積物が溶解して、その次に続いて板
に堆積している層と共に板41から取除かれて、工程f
に示されているようにCe0245,MgF246およ
びCr47の複合層のパターンを生ずる。従来の真空蒸
着技術を利用して、工程gに示されているようにMgF
248およびCe0249の入/4層を順にクロム表面
と露出したガラス表面の上に被覆する。次に被覆した板
をクロムエッチング用溶液、たとえば酸性セリウム硝酸
アンモニウム等の中に浸してクロムパターン層を溶解し
、これをMが2およびCe02の上張り層と共に除去す
る。
パターンを剥取り、これに伴ってアルミニウムの上張り
パターンを除去して、当初のレジストの露光領域に対応
するアルミニウムのパターン44を得る。アルミニウム
のパターンと露出したガラス表面の上に真空蒸着法によ
り酸化セリウム45の^′4(85瓜mのとき)層を被
覆し、その層の上にフッ化マグネシウム46の入/4層
を被覆する。この蒸着の間、仕上がった複合層において
正確な屈折率を保証するため、高い一定の温度を維持す
るように通常注意する。板41と、堆積したCe02層
およびMgF2層を冷却した後、厚さ約1仏mのクロム
層47を室温で真空蒸着する(第4e図)。次に被覆し
た板を約10%のNaOHの苛性俗に浸し、その中で残
りのアルミニウム堆積物が溶解して、その次に続いて板
に堆積している層と共に板41から取除かれて、工程f
に示されているようにCe0245,MgF246およ
びCr47の複合層のパターンを生ずる。従来の真空蒸
着技術を利用して、工程gに示されているようにMgF
248およびCe0249の入/4層を順にクロム表面
と露出したガラス表面の上に被覆する。次に被覆した板
をクロムエッチング用溶液、たとえば酸性セリウム硝酸
アンモニウム等の中に浸してクロムパターン層を溶解し
、これをMが2およびCe02の上張り層と共に除去す
る。
その結果得られる被覆板を洗浄し、乾燥して工程hに示
すような完成した写真支持体を得る。ここで複合位相回
折格子層はMgF2/Ce0246,45およびCe0
2/MgF249,48の交互の帯または線から成る。
第4図に示される方法を少し変形したものでは、工程d
の最初のアルミニウム層パターン44をまず第1にアル
ミニウムの連続する層を板41に堆積させ、その上にレ
ジスト層42を被覆し、その後露光を現像を行ない、続
いてアルミニウムをエッチングし、残りのレジストを剥
取ることにより得る。
すような完成した写真支持体を得る。ここで複合位相回
折格子層はMgF2/Ce0246,45およびCe0
2/MgF249,48の交互の帯または線から成る。
第4図に示される方法を少し変形したものでは、工程d
の最初のアルミニウム層パターン44をまず第1にアル
ミニウムの連続する層を板41に堆積させ、その上にレ
ジスト層42を被覆し、その後露光を現像を行ない、続
いてアルミニウムをエッチングし、残りのレジストを剥
取ることにより得る。
次にアルミニウムパターンを第4図に示されているその
後の工程e〜hで利用して同様の結果を得ることができ
る。前述のように、Ce02の代わり‘こ他の高屈折率
誘電体を使用してもよく、また低屈折率のMgF2の代
わりにこれに匹敵する範囲の屈折率を有する誘電体を用
いても良い。
後の工程e〜hで利用して同様の結果を得ることができ
る。前述のように、Ce02の代わり‘こ他の高屈折率
誘電体を使用してもよく、また低屈折率のMgF2の代
わりにこれに匹敵する範囲の屈折率を有する誘電体を用
いても良い。
測量装置の信号応答を改良するための別の変形例は板4
1にMgF2の入/4層(55皿mのとき)等の反射防
止層を最初に被覆することを含む。この反射防止層は可
視光に関して複合位相回折格子層24を支持体22から
隔離する作用をもち、これがない場合には測定用フリン
ジパターンと干渉してこれに有害な影響を及ぼすかもし
れない透過回折並びに支持板の表面からの反射を有効に
低減させる。
1にMgF2の入/4層(55皿mのとき)等の反射防
止層を最初に被覆することを含む。この反射防止層は可
視光に関して複合位相回折格子層24を支持体22から
隔離する作用をもち、これがない場合には測定用フリン
ジパターンと干渉してこれに有害な影響を及ぼすかもし
れない透過回折並びに支持板の表面からの反射を有効に
低減させる。
第1図は本発明による測量装置の素子を概略的に示す断
面図、第2図は本発明による複合位相回折格子層の構造
を示す第1図の写真支持板の一部の、第3図の線2一2
に沿った断面図、第3図は位相回折格子層の一部の平面
図、第4図は本発明による好ましい位相回折格子構造の
作製に利用される方法工程を示す、写真支持板の一連の
断面図である。 13・・・光源、15・・・変位検出器ヘッド、19・
・・振幅回折格子パターン、24・・・位相回折格子層
。 第1図第2図 第3図 第4図
面図、第2図は本発明による複合位相回折格子層の構造
を示す第1図の写真支持板の一部の、第3図の線2一2
に沿った断面図、第3図は位相回折格子層の一部の平面
図、第4図は本発明による好ましい位相回折格子構造の
作製に利用される方法工程を示す、写真支持板の一連の
断面図である。 13・・・光源、15・・・変位検出器ヘッド、19・
・・振幅回折格子パターン、24・・・位相回折格子層
。 第1図第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光源と、前記光源からの光の中に位置し且つ相対的
に運動することにより干渉フリンジパターンを生じるよ
うに配置された複数の回折格子パターンと、前記干渉フ
リンジパターンの光の強さに応答して変化する電気信号
を発生する光電手段とを有する電気光学測量装置におい
て、第1回折格子パターンを透過した光を第2回折格子
パターンへ反射する反射位相回折格子パターンを具備し
、且つ前記光電手段が前記第2回折格子パターンを透過
した光の中に位置することを特徴とする電気光学測量装
置。 2 前記反射位相回折格子は、表面が平坦な支持体と、
その上に堆積され、反射率が著しく異なる2つの膜材料
から成る交互に連続する幅および光学的な厚さが実質的
に等しい帯から成る第1層と、前記第1層の上にある、
前記2つの膜材料から成る交互に連続する、幅および光
学的な厚さが実質的に等しい帯から成る第2層とを有す
る被覆膜とを具備し、前記第2層の低屈折率材料および
高屈折率材料の各々は前記第1層の各々高屈折率材料お
よび低屈折率材料の上に堆積され且つこれと同一の広が
りを有し、そのため前記反射位相回折格子の上表面が前
記支持体の表面に実質的に平行であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の電気光学測量装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/176,886 US4286871A (en) | 1980-08-11 | 1980-08-11 | Photogrammetric measuring system |
US176886 | 1994-01-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5763414A JPS5763414A (en) | 1982-04-16 |
JPS6029044B2 true JPS6029044B2 (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=22646279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56122555A Expired JPS6029044B2 (ja) | 1980-08-11 | 1981-08-06 | 電気光学測量装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4286871A (ja) |
JP (1) | JPS6029044B2 (ja) |
CA (1) | CA1154585A (ja) |
CH (1) | CH645186A5 (ja) |
DE (1) | DE3131269C2 (ja) |
FR (1) | FR2488395A1 (ja) |
IT (1) | IT1137863B (ja) |
SE (1) | SE456607B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102617793B1 (ko) * | 2022-12-27 | 2023-12-27 | 주식회사 휴라이트 | 수소 발생 장치 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4475811A (en) * | 1983-04-28 | 1984-10-09 | The Perkin-Elmer Corporation | Overlay test measurement systems |
JPS60118912U (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-12 | アルプス電気株式会社 | 反射型光学式ロ−タリエンコ−ダのコ−ドホイ−ル |
JPS60217361A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-10-30 | Alps Electric Co Ltd | 光反射式コ−ド板 |
IT1179627B (it) * | 1984-05-02 | 1987-09-16 | Olivetti & Co Spa | Disco otturatore per trasduttore ottico |
JPS6196410A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Asahi Chem Ind Co Ltd | ロ−タリ−エンコ−ダ−用デイスクの製造法 |
GB8615197D0 (en) * | 1986-06-21 | 1986-07-23 | Renishaw Plc | Opto-electronic scale reading apparatus |
US5021649A (en) * | 1989-03-28 | 1991-06-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Relief diffraction grating encoder |
JPH11183199A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Merutekku:Kk | フォトセンサー用スケール |
DE10011872A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-27 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Reflexions-Messteilung und Verfahren zur Herstellung derselben |
DE10150099A1 (de) * | 2001-10-11 | 2003-04-17 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren zur Herstellung eines Maßstabes, sowie derart hergestellter Maßstab und eine Positionsmesseinrichtung |
JP4280509B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 投影露光用マスク、投影露光用マスクの製造方法、投影露光装置および投影露光方法 |
US7235280B2 (en) * | 2003-11-12 | 2007-06-26 | Srs Technologies, Inc. | Non-intrusive photogrammetric targets |
US7470892B2 (en) * | 2004-03-03 | 2008-12-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical encoder |
US8127993B2 (en) * | 2007-06-01 | 2012-03-06 | Mitutoyo Corporation | Reflection type encoder, scale thereof and method for producing scale |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US3330964A (en) * | 1963-09-09 | 1967-07-11 | Itck Corp | Photoelectric coordinate measuring system |
DE1548707C3 (de) * | 1966-07-26 | 1979-02-15 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Fotoelektrischer Schrittgeber |
US3839039A (en) * | 1969-11-18 | 1974-10-01 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Process for producing color stripe filter |
CA921695A (en) * | 1970-01-19 | 1973-02-27 | National Research Council Of Canada | Stereocompiler |
GB1353470A (en) * | 1970-10-19 | 1974-05-15 | Post D | Position measuring apparatus utilizing moire fringe multiplication |
US3768911A (en) * | 1971-08-17 | 1973-10-30 | Keuffel & Esser Co | Electro-optical incremental motion and position indicator |
US3877810A (en) * | 1972-11-08 | 1975-04-15 | Rca Corp | Method for making a photomask |
US3873203A (en) * | 1973-03-19 | 1975-03-25 | Motorola Inc | Durable high resolution silicon template |
CH626169A5 (ja) * | 1976-11-25 | 1981-10-30 | Leitz Ernst Gmbh |
-
1980
- 1980-08-11 US US06/176,886 patent/US4286871A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-07-28 CA CA000382651A patent/CA1154585A/en not_active Expired
- 1981-08-06 JP JP56122555A patent/JPS6029044B2/ja not_active Expired
- 1981-08-07 DE DE3131269A patent/DE3131269C2/de not_active Expired
- 1981-08-10 FR FR8115458A patent/FR2488395A1/fr active Granted
- 1981-08-10 SE SE8104772A patent/SE456607B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-08-10 IT IT23461/81A patent/IT1137863B/it active
- 1981-08-10 CH CH513481A patent/CH645186A5/fr not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102617793B1 (ko) * | 2022-12-27 | 2023-12-27 | 주식회사 휴라이트 | 수소 발생 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1154585A (en) | 1983-10-04 |
US4286871A (en) | 1981-09-01 |
SE8104772L (sv) | 1982-02-12 |
DE3131269C2 (de) | 1985-08-22 |
CH645186A5 (fr) | 1984-09-14 |
JPS5763414A (en) | 1982-04-16 |
DE3131269A1 (de) | 1982-04-08 |
IT8123461A0 (it) | 1981-08-10 |
FR2488395B1 (ja) | 1985-03-29 |
FR2488395A1 (fr) | 1982-02-12 |
IT1137863B (it) | 1986-09-10 |
SE456607B (sv) | 1988-10-17 |
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