JPS61215903A - レ−ザ測長器 - Google Patents
レ−ザ測長器Info
- Publication number
- JPS61215903A JPS61215903A JP5808385A JP5808385A JPS61215903A JP S61215903 A JPS61215903 A JP S61215903A JP 5808385 A JP5808385 A JP 5808385A JP 5808385 A JP5808385 A JP 5808385A JP S61215903 A JPS61215903 A JP S61215903A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- laser
- signal
- laser beam
- beam splitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02083—Interferometers characterised by particular signal processing and presentation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
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】
（ａ）、産業上の利用分野
本発明は光の干渉縞をカウントすることにより移動する
被測定物の速度、移動量、振れ量等を測定するレーザ測
長器に関する。
被測定物の速度、移動量、振れ量等を測定するレーザ測
長器に関する。
（ｂ）、従来の技術
通常、この種のレーザ測長器において、レーザ光の干渉
縞をカウントする場合、あるトリガーレベルを設定する
必要が有るが、通常、レーザから射出されるレーザ光の
強度は変動し易いので、例えば、公表特許公報５５−５
０００３９号（特願昭５４−５００２１０）に見られる
ように、干渉光から０８．９００．１８０°位相の異な
る光線を取り出し、それ等３踵の信号を処理することに
より光強度に関する直流成分を除去してカウントする方
法が知られていた。
縞をカウントする場合、あるトリガーレベルを設定する
必要が有るが、通常、レーザから射出されるレーザ光の
強度は変動し易いので、例えば、公表特許公報５５−５
０００３９号（特願昭５４−５００２１０）に見られる
ように、干渉光から０８．９００．１８０°位相の異な
る光線を取り出し、それ等３踵の信号を処理することに
より光強度に関する直流成分を除去してカウントする方
法が知られていた。
（Ｃ）６発明が解決しようとする問題点しかし、この方
法では、干渉光を３つの異なる位相で抽出する必要が有
り、光学系が複雑になり、使用する光学部品の数も増大
してしまう欠点が有った。なお、９０°の位相の異なる
２つの干渉光は、被測定物体の移動距離及び該被測定物
体の移動方向を確定する上で必要なことから、上記した
９０°の位相の異なる２つの干渉光のみを利用して、光
強度に関する直流成分を除去出来れば好都合である。
法では、干渉光を３つの異なる位相で抽出する必要が有
り、光学系が複雑になり、使用する光学部品の数も増大
してしまう欠点が有った。なお、９０°の位相の異なる
２つの干渉光は、被測定物体の移動距離及び該被測定物
体の移動方向を確定する上で必要なことから、上記した
９０°の位相の異なる２つの干渉光のみを利用して、光
強度に関する直流成分を除去出来れば好都合である。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、被測定物体の移動
距離及び移動方向を確定する上で本来必要な、９００位
相のズレな干渉光のみから、光強度に関する直流成分を
除去することが可能なレーザ測長器を提供することを目
的とするものである。
距離及び移動方向を確定する上で本来必要な、９００位
相のズレな干渉光のみから、光強度に関する直流成分を
除去することが可能なレーザ測長器を提供することを目
的とするものである。
（ｄ）。問題点を解決するための手段
即ち、本発明は、レーザ光を射出し得るレーザ発振器を
有し、前記レーザ発振器から射出されるレーザ光を２方
向に分光するビームスプリッタを設け、前記ビームスプ
リッタにより２方向に分光されたレーザ光を再度ビーム
スプリッタ側に反射させる反射鏡を設け、前記分光され
た各レーザ光のうちの一方のレーザ光のＰ成分とＳ成分
相互間に９０°の位相ズレを生じさせる位相ズレ発生手
段を設け、更に前記反射鏡のうち、少なくとも一個を移
動する被測定物上に搭載し、更に前記ビームスプリッタ
により分光された２つのレーザ光がビームスプリッタ内
で再結合した際のレーザ光を、その成分であるＰ成分と
Ｓ成分に分光するレーザ光分光手段を設け、前記分光さ
れたレーザ光のＰ成分とＳ成分についての光強度を電気
信号としてそれぞれ測定する光強度測定手段を設け、前
記光強度測定手段から出力される前記信号のうち、どち
らか一方の信号の位相を１８０°反転させて、反転前の
信号に加算して、当該反転させた信号の直流成分に対応
する信号を演算し、該演算された信号に基づいて、前記
Ｐ成分とＳ成分についての信号における直流成分を除去
する、トリが一レベル設定回路を設け、前記トリが一レ
ベル設定回路に、該トリが一レベル設定回路から出力さ
れる信号におけるサイクル数をカウントするカウンタ及
び、それ等信号における位相ズレの発生態様を判定する
判定手段を設けて構成される。
有し、前記レーザ発振器から射出されるレーザ光を２方
向に分光するビームスプリッタを設け、前記ビームスプ
リッタにより２方向に分光されたレーザ光を再度ビーム
スプリッタ側に反射させる反射鏡を設け、前記分光され
た各レーザ光のうちの一方のレーザ光のＰ成分とＳ成分
相互間に９０°の位相ズレを生じさせる位相ズレ発生手
段を設け、更に前記反射鏡のうち、少なくとも一個を移
動する被測定物上に搭載し、更に前記ビームスプリッタ
により分光された２つのレーザ光がビームスプリッタ内
で再結合した際のレーザ光を、その成分であるＰ成分と
Ｓ成分に分光するレーザ光分光手段を設け、前記分光さ
れたレーザ光のＰ成分とＳ成分についての光強度を電気
信号としてそれぞれ測定する光強度測定手段を設け、前
記光強度測定手段から出力される前記信号のうち、どち
らか一方の信号の位相を１８０°反転させて、反転前の
信号に加算して、当該反転させた信号の直流成分に対応
する信号を演算し、該演算された信号に基づいて、前記
Ｐ成分とＳ成分についての信号における直流成分を除去
する、トリが一レベル設定回路を設け、前記トリが一レ
ベル設定回路に、該トリが一レベル設定回路から出力さ
れる信号におけるサイクル数をカウントするカウンタ及
び、それ等信号における位相ズレの発生態様を判定する
判定手段を設けて構成される。
（ｅ）０作用
即ち、本発明は、位相ズレ発生手段により測定に本来必
要な９０°の位相がズしたレーザ光を生じさせると共に
、それ等９０°位相のズしたレーザ光から得られる電気
信号から、１８０°位相を反転させた信号を創製して、
前記電気信号中の直流成分を除去し、該直流成分の除去
された信号に基づいて被測定物体の移動量及び移動方向
を判定するように作用する。
要な９０°の位相がズしたレーザ光を生じさせると共に
、それ等９０°位相のズしたレーザ光から得られる電気
信号から、１８０°位相を反転させた信号を創製して、
前記電気信号中の直流成分を除去し、該直流成分の除去
された信号に基づいて被測定物体の移動量及び移動方向
を判定するように作用する。
（ｆ）、実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図は本発明によるレーザ測長器の一実施例を旋盤に
用いた一例を示す図、第２図はレーザ光のＰ成分とＳ成
分とを示すタイムチャート、第３図はトリガーレベル設
定回路の一例を示す回路図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は本発明の更に別の実施例を示す図
、第６図は本発明を移動物体の振れの測定用として用い
た例を示す図である。
用いた一例を示す図、第２図はレーザ光のＰ成分とＳ成
分とを示すタイムチャート、第３図はトリガーレベル設
定回路の一例を示す回路図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は本発明の更に別の実施例を示す図
、第６図は本発明を移動物体の振れの測定用として用い
た例を示す図である。
旋盤１は、第１図に示すように、ベット２を有しており
、ベット２上には被測定物である刃物台３が矢印Ａ、Ｂ
方向に摺動駆動自在に設けられている。刃物台３には、
後述のコーナキューブ７等と共に本発明によるレーザ測
長器１１を構成するビームスプリッタ１２が設けられて
おり、ビームスプリッタ１２の図中上方にはλ／４波長
板８を介してリトロレフレクタであるコーナーキューブ
１３が設けられている。また、刃物台３の図中右方＋ｃ
は、機体６にチャック５が回転駆動自在に設けられてお
り、チャック５にはりトロレフレクタであるコーナキュ
ーブ７が装着されている。
、ベット２上には被測定物である刃物台３が矢印Ａ、Ｂ
方向に摺動駆動自在に設けられている。刃物台３には、
後述のコーナキューブ７等と共に本発明によるレーザ測
長器１１を構成するビームスプリッタ１２が設けられて
おり、ビームスプリッタ１２の図中上方にはλ／４波長
板８を介してリトロレフレクタであるコーナーキューブ
１３が設けられている。また、刃物台３の図中右方＋ｃ
は、機体６にチャック５が回転駆動自在に設けられてお
り、チャック５にはりトロレフレクタであるコーナキュ
ーブ７が装着されている。
一方、ペット２の図中左方には、レーザ受発光部１５が
設けられており、レーザ受発光部１５にはレーザ発振器
１６がレーザ光１８を発振射出自在に設けられている。
設けられており、レーザ受発光部１５にはレーザ発振器
１６がレーザ光１８を発振射出自在に設けられている。
また、レーザ受発光部１５には、受光部１４を構成する
λ／４波長板１７を介して、偏光ビームスプリッタ１９
が設けられており、偏光ビームスプリッタ１９の分光方
向には、対物レンズ３１．３２を介してフォトディテク
タ２０．３３が直列にそれぞれ設けられている。フォト
ディテクタ２０．３３には増幅蕃２１．２１を介してト
リガーレベル設定口＃３５が接続しており、トリガーレ
ベル設定回路３５にはカウンタ２２及び測定制御部２５
が接続している。
λ／４波長板１７を介して、偏光ビームスプリッタ１９
が設けられており、偏光ビームスプリッタ１９の分光方
向には、対物レンズ３１．３２を介してフォトディテク
タ２０．３３が直列にそれぞれ設けられている。フォト
ディテクタ２０．３３には増幅蕃２１．２１を介してト
リガーレベル設定口＃３５が接続しており、トリガーレ
ベル設定回路３５にはカウンタ２２及び測定制御部２５
が接続している。
トリガーレベル設定回路３５は、第３図に示すように、
各増幅語２１．２１に接続される調整器３６．３７を有
しており、調整器３６には、一部反転器３９を介して、
加算器４０、更に乗算器４１が接続している。乗算器４
１には、減算器４２．４３が接続しており、減算器４２
．４３には前述のカウンタ２２及び測定制御部２５が接
続している。
各増幅語２１．２１に接続される調整器３６．３７を有
しており、調整器３６には、一部反転器３９を介して、
加算器４０、更に乗算器４１が接続している。乗算器４
１には、減算器４２．４３が接続しており、減算器４２
．４３には前述のカウンタ２２及び測定制御部２５が接
続している。
旋盤１は以上のような構成を有するので、刃物台３が矢
印Ａ、Ｂ方向に移動する場合において、その移動量を測
定する場合には、まず、レーザ発振器１６を駆動して単
一周波数の直線偏光であるレーザ光１８を刃物台３のビ
ームスプリッタ１２に向けて射出する。ビームスプリッ
タ１２はレーザ発振器１６からのレーザ光１８を、コー
ナーキューブ１３側に９０°の反射角度で反射させるも
のと、そのままコーナキューブ７側に透過させるものと
に分割する。コーナーキューブ１３側に反射されたレー
ザ光１８ は、コーナーキューブ１３で再度ビームスプ
リッタ１ｚ側に反射され、次いでλ／４波長板８を通過
し、そこでレーザ光１８を構成する直角２方向に振動す
るＰ成分とＳ成分との間に、９０°の位相差が生じる。
印Ａ、Ｂ方向に移動する場合において、その移動量を測
定する場合には、まず、レーザ発振器１６を駆動して単
一周波数の直線偏光であるレーザ光１８を刃物台３のビ
ームスプリッタ１２に向けて射出する。ビームスプリッ
タ１２はレーザ発振器１６からのレーザ光１８を、コー
ナーキューブ１３側に９０°の反射角度で反射させるも
のと、そのままコーナキューブ７側に透過させるものと
に分割する。コーナーキューブ１３側に反射されたレー
ザ光１８ は、コーナーキューブ１３で再度ビームスプ
リッタ１ｚ側に反射され、次いでλ／４波長板８を通過
し、そこでレーザ光１８を構成する直角２方向に振動す
るＰ成分とＳ成分との間に、９０°の位相差が生じる。
一方、コーナキューブ７側に透過されたレーザ光１８．
はコーナキューブ７で再度ビームスプリッタ１２側に反
射される。こうして、コーナーキューブ１３．７により
反射されたレーザ光１８は、再度ビームスプリッタ１２
に入射して再結合する。この際、コーナキューブ１３側
から反射されたレーザ光１８ＡのＰ成分とＳ成分には、
λ／４波長板８により、９０°の位相ズレが生じている
ので、ビームスプリッタ１２において結合したレーザ光
１８Ａ１１８８によって生じる干渉縞は、そのＰ成分、
Ｓ成分が９０°位相のズレなものとなる。
はコーナキューブ７で再度ビームスプリッタ１２側に反
射される。こうして、コーナーキューブ１３．７により
反射されたレーザ光１８は、再度ビームスプリッタ１２
に入射して再結合する。この際、コーナキューブ１３側
から反射されたレーザ光１８ＡのＰ成分とＳ成分には、
λ／４波長板８により、９０°の位相ズレが生じている
ので、ビームスプリッタ１２において結合したレーザ光
１８Ａ１１８８によって生じる干渉縞は、そのＰ成分、
Ｓ成分が９０°位相のズレなものとなる。
こうしてビームスプリッタ１２で再結合して干渉作用を
起こしたレーザ光１８は、受光部１４のλ／４波長板１
７により、Ｐ成分とＳ成分の位相差が完全に９０’にな
るように調整され、更に偏光ビームスプリッタ１９によ
り、Ｐ成分とＳ成分に分割され、Ｐ成分は、偏光ビーム
スプリッタ１９を透過して対物レンズ３１からフォトデ
ィテクタ２０に入射する。また、Ｓ成分は、偏光ピーム
スゴしソ々１９に上り万射六れアー斬絢しンイ３２から
フォトディテクタ３３に入射する。
起こしたレーザ光１８は、受光部１４のλ／４波長板１
７により、Ｐ成分とＳ成分の位相差が完全に９０’にな
るように調整され、更に偏光ビームスプリッタ１９によ
り、Ｐ成分とＳ成分に分割され、Ｐ成分は、偏光ビーム
スプリッタ１９を透過して対物レンズ３１からフォトデ
ィテクタ２０に入射する。また、Ｓ成分は、偏光ピーム
スゴしソ々１９に上り万射六れアー斬絢しンイ３２から
フォトディテクタ３３に入射する。
この時、刃物台３が矢印Ａ、Ｂ方向に移動して、固定側
のコーナキューブ７に対して移動すると、ビームスプリ
ッタ１２とコーナキューブ７どの間の距離、従って光路
長Ｌ１が変動し、光路長の変動が生じないレーザ光１８
Ａに対してレーザ光１８ に位相差が生じろ。すると、
フォトディテクタ２０．３３上に形成される干渉縞の明
暗が、第２図に示すように、前述の９０°の位相ズレを
保持したまま、光路長Ｌ１がレーザ光１８の波長λの強
に相当する距ｆｌ＆だけ変化する毎に変化する。
のコーナキューブ７に対して移動すると、ビームスプリ
ッタ１２とコーナキューブ７どの間の距離、従って光路
長Ｌ１が変動し、光路長の変動が生じないレーザ光１８
Ａに対してレーザ光１８ に位相差が生じろ。すると、
フォトディテクタ２０．３３上に形成される干渉縞の明
暗が、第２図に示すように、前述の９０°の位相ズレを
保持したまま、光路長Ｌ１がレーザ光１８の波長λの強
に相当する距ｆｌ＆だけ変化する毎に変化する。
また、前述の位相ズレの方向、即ち、Ｐ成分とＳ成分の
相対的な位相差は、刃物台３の移動方向に応じて、変化
し、例えば、刃物台３が入方向に移動した場合には、Ｐ
成分がＳ成分に対して９０゜進み、刃物台３がＢ方向に
移動した場合には、Ｓ成分がＰ成分に対して９０°進む
。Ｐ成分とＳ成分の位相ズレの発生態様と、干渉縞の変
化サイクル数をカウントすることにより、刃物台３の移
動方向及び移動量を求めろことが出来る。
相対的な位相差は、刃物台３の移動方向に応じて、変化
し、例えば、刃物台３が入方向に移動した場合には、Ｐ
成分がＳ成分に対して９０゜進み、刃物台３がＢ方向に
移動した場合には、Ｓ成分がＰ成分に対して９０°進む
。Ｐ成分とＳ成分の位相ズレの発生態様と、干渉縞の変
化サイクル数をカウントすることにより、刃物台３の移
動方向及び移動量を求めろことが出来る。
干渉縞の変化サイクル数のカウントは、カウンタ２２に
より行われるが、フォトディテクタ２０．３３により計
測されるレーザ光１８Ａ、１８Ｂの干渉縞に基づく電気
信号３１（Ｐ成分）、５２（Ｓ成分）は、第２図に示す
ように、ある値ａの直流成分ＬＶを有する。しかし、こ
の直流成分ＬＶはレーザ光１８の強度に直接影響される
ので、変動し易く、カウンタ２２で信号Ｓ１、Ｓ２の変
化サイクルをカウントする際に、カウントの基準となる
トリガーレベルを前記値ａに設定すると、レーザ光１８
が変動した場合に、信号Ｓ１、Ｓ２のカウントが出来な
くなる可能性が有る（例えば、信号Ｓ１、Ｓ２の最大値
が前記値ａ以下になると、測定が不可能となる。）。
より行われるが、フォトディテクタ２０．３３により計
測されるレーザ光１８Ａ、１８Ｂの干渉縞に基づく電気
信号３１（Ｐ成分）、５２（Ｓ成分）は、第２図に示す
ように、ある値ａの直流成分ＬＶを有する。しかし、こ
の直流成分ＬＶはレーザ光１８の強度に直接影響される
ので、変動し易く、カウンタ２２で信号Ｓ１、Ｓ２の変
化サイクルをカウントする際に、カウントの基準となる
トリガーレベルを前記値ａに設定すると、レーザ光１８
が変動した場合に、信号Ｓ１、Ｓ２のカウントが出来な
くなる可能性が有る（例えば、信号Ｓ１、Ｓ２の最大値
が前記値ａ以下になると、測定が不可能となる。）。
そこで、各フォトディテクタ２０１３３からの電気信号
Ｓ１、Ｓ２を増幅器２１．２１で増幅した後、トリガー
レベル設定口＃Ｉ３５に入力して、信号Ｓ１、Ｓ２中の
直流成分を除去する。即ち、フォトディテクタ２０，３
３からの信号Ｓ１、ｓ２を、 ５１＝ａ＋ｂｓｉｎθ ５２＝ａ＋ｂｃｏｓθ ａ：信号Ｓ１、Ｓ２の直流成分 ｂ：信号Ｓ１、Ｓ２の振唱 とすると、増幅器２１．２１で信号Ｓ１、Ｓ２は増幅さ
れて Ｓ １ ＝Ａ＋Ｂｓ１ｎθ ５２ ＝Ａ＋Ｂｃｏｓθ Ａ：ａＸ聯膵、Ｂ： ｂＸ＃ となる。
Ｓ１、Ｓ２を増幅器２１．２１で増幅した後、トリガー
レベル設定口＃Ｉ３５に入力して、信号Ｓ１、Ｓ２中の
直流成分を除去する。即ち、フォトディテクタ２０，３
３からの信号Ｓ１、ｓ２を、 ５１＝ａ＋ｂｓｉｎθ ５２＝ａ＋ｂｃｏｓθ ａ：信号Ｓ１、Ｓ２の直流成分 ｂ：信号Ｓ１、Ｓ２の振唱 とすると、増幅器２１．２１で信号Ｓ１、Ｓ２は増幅さ
れて Ｓ １ ＝Ａ＋Ｂｓ１ｎθ ５２ ＝Ａ＋Ｂｃｏｓθ Ａ：ａＸ聯膵、Ｂ： ｂＸ＃ となる。
次に、調整器３６．３７で各信号Ｓｌ、及びＳ２ は、
その直流成分が、振幅Ｂの値に等しくなるように調整さ
れ、信号Ｓ１ 、Ｓ２ となる。
その直流成分が、振幅Ｂの値に等しくなるように調整さ
れ、信号Ｓ１ 、Ｓ２ となる。
Ｓ １ ＝Ｂ＋Ｂｓ１ｎθ
Ｓ２ ＝Ｂ＋ａｃｏｓθ
信号Ｓ１ は、その後、一部反転器３９に入力して、１
８０°位相の異なる信号Ｓｌ、に変換される。
８０°位相の異なる信号Ｓｌ、に変換される。
Ｓ １ ＝Ｂ＋Ｂ＋５ｉｎ（θ＋１８０’）信号Ｓ１
は、更に加算器４０で信号Ｓ１ に加算処理されて信号
Ｓ１４となる。
は、更に加算器４０で信号Ｓ１ に加算処理されて信号
Ｓ１４となる。
３１ ＝ＳＬ ＋８１ ＝
Ｂ＋Ｂｓ１ｎ（θ＋１８０°） ＋Ｂ＋Ｂｓ１ｎθ＝２
Ｂ更に、信号Ｓ１４は乗算器４１によす、独修されて信
号Ｓ１ となる。
Ｂ更に、信号Ｓ１４は乗算器４１によす、独修されて信
号Ｓ１ となる。
３１ ＝４３１ ＝Ｂ
信号Ｓ１．は減算器４２．４３に入力され、減算＠４２
では、 Ｓ １ ＝３１−３１ ＝Ｂ＋Ｂｓ１ｎθ−Ｂ＝Ｂｓｉ
ｎθ６ ２ Ｓ なる演算を行い、 減算器４３では Ｓ ２−５２−３１ ＝Ｂ＋Ｂｃｏｓθ−Ｂ＝Ｂｅｏｓ
θなる演算を行って、その結果を信号Ｓ１６、Ｓ２３と
してカウンタ２２及び測定制御部２５に出力する。
では、 Ｓ １ ＝３１−３１ ＝Ｂ＋Ｂｓ１ｎθ−Ｂ＝Ｂｓｉ
ｎθ６ ２ Ｓ なる演算を行い、 減算器４３では Ｓ ２−５２−３１ ＝Ｂ＋Ｂｃｏｓθ−Ｂ＝Ｂｅｏｓ
θなる演算を行って、その結果を信号Ｓ１６、Ｓ２３と
してカウンタ２２及び測定制御部２５に出力する。
カウンタ２２は、これにより、フォトディテクタ２０，
３３で捕捉されたレーザ光１８のＰ成分とＳ成分を、そ
の直流成分を除去した形でカウントすることが可能とな
り、レーザ光１８の光強度の変動に影響されることなく
、各壬渉蕩ヲカウントすることが出来る。
３３で捕捉されたレーザ光１８のＰ成分とＳ成分を、そ
の直流成分を除去した形でカウントすることが可能とな
り、レーザ光１８の光強度の変動に影響されることなく
、各壬渉蕩ヲカウントすることが出来る。
測定制御部２５は、カウンタ２２からの干渉縞のカウン
ト値と、同様に減算器４２．４３から出力される信号３
１６．３２３の位相ズレの発生状態から、刃物台３の移
動量と移動方向を求め、ディスプレイ等の適宜な表示手
段上に表示する。
ト値と、同様に減算器４２．４３から出力される信号３
１６．３２３の位相ズレの発生状態から、刃物台３の移
動量と移動方向を求め、ディスプレイ等の適宜な表示手
段上に表示する。
なお、上述の実施例は、移動する刃物台３上にビームス
プリッタ１２を搭載した場合について説明したが、ビー
ムスプリッタ１２は移動側に限らず、第４図に示すよう
に、チャック５等の固定側に搭載してもよいことは勿論
である。また、Ｐ成分、Ｓ成分に位相ズレを起させるλ
／４波長板８は、第１図の場合【よ、コーナキューブ１
３からの反射光を透過させたが、コーナキューブ１３の
入射光を透過させても良いことは勿論であり、更にλ／
４波長板の代りにλ／８波長板を２枚、コーナキューブ
１３の入射及び反射側に設けて構成することも当然可能
である。
プリッタ１２を搭載した場合について説明したが、ビー
ムスプリッタ１２は移動側に限らず、第４図に示すよう
に、チャック５等の固定側に搭載してもよいことは勿論
である。また、Ｐ成分、Ｓ成分に位相ズレを起させるλ
／４波長板８は、第１図の場合【よ、コーナキューブ１
３からの反射光を透過させたが、コーナキューブ１３の
入射光を透過させても良いことは勿論であり、更にλ／
４波長板の代りにλ／８波長板を２枚、コーナキューブ
１３の入射及び反射側に設けて構成することも当然可能
である。
更に、第５図に示すように、レーザ発振器１６からのレ
ーザ光１８を、２個のビームスプリッタ２６及びプリズ
ムミラ２８等により、Ｘ、Ｙ。
ーザ光１８を、２個のビームスプリッタ２６及びプリズ
ムミラ２８等により、Ｘ、Ｙ。
Ｚ軸等の直行する３方向に分光し、各分光されたレーザ
光１８について、ビームスプリッタ１２Ａ１１２８．１
２ｏ１コーナーキユーブ１３Ａ、 １３，１１３ｏ１
λ／４波長板８Ａ、 ８Ｂ、 ８゜、コーナキューブ
７Ａ１７．．７゜及び、ビームスプリッタ−９、フォト
ディテクタ２０．３３等からなる受光部１４ ．１４
．１４ を設け、矢印方向に空間中を移動する被測定
物３０の３次元的な位置を測定するように構成すること
も可能である。
光１８について、ビームスプリッタ１２Ａ１１２８．１
２ｏ１コーナーキユーブ１３Ａ、 １３，１１３ｏ１
λ／４波長板８Ａ、 ８Ｂ、 ８゜、コーナキューブ
７Ａ１７．．７゜及び、ビームスプリッタ−９、フォト
ディテクタ２０．３３等からなる受光部１４ ．１４
．１４ を設け、矢印方向に空間中を移動する被測定
物３０の３次元的な位置を測定するように構成すること
も可能である。
また、第６図に示すように、移動する被測定物３０に２
個のコーナーキューブ１３を設け、固定側にビームスプ
リッタ１２及びプリズムミラ２７を設けて、被測定物３
０が矢印Ｇ、Ｈ方向に移動する際に、被測定物３０が矢
印Ｉ、Ｊ方向に振れると、その相対的な光路長Ｌ１、Ｌ
２が変動するのを利用して、被測定物３０が移動する際
のピッチングやヨーイング更には、被測定物３０が移動
する面の平面度等の測定も可能である。なお、この場合
におけるプリズムミラ２７は、レーザ光１８ が１回反
射する度にＰ成分とＳ成分との間に４５°の位相ズレが
生じるので、λ／４波長板８と同様に、レーザ光１８８
のＰ成分とＳ成分との間に９０°の位相ズレを起させる
性質を有する。
個のコーナーキューブ１３を設け、固定側にビームスプ
リッタ１２及びプリズムミラ２７を設けて、被測定物３
０が矢印Ｇ、Ｈ方向に移動する際に、被測定物３０が矢
印Ｉ、Ｊ方向に振れると、その相対的な光路長Ｌ１、Ｌ
２が変動するのを利用して、被測定物３０が移動する際
のピッチングやヨーイング更には、被測定物３０が移動
する面の平面度等の測定も可能である。なお、この場合
におけるプリズムミラ２７は、レーザ光１８ が１回反
射する度にＰ成分とＳ成分との間に４５°の位相ズレが
生じるので、λ／４波長板８と同様に、レーザ光１８８
のＰ成分とＳ成分との間に９０°の位相ズレを起させる
性質を有する。
［ｇｌ。発明の効果
以上、説明したように、本発明によれば、レーザ光１８
を射出し得るレーザ発振器１６を有し、前記レーザ発振
器１６から射出されるレーザ光１８を２方向に分光する
ビームスプリッタ１２を設け、前記ビームスプリッタ１
２により２方向に分光されたレーザ光１８Ａ、１８．を
再度ビームスプリッタ１２側に反射させるコーナーキュ
ーブ７．１３等の反射鏡を設け、前記分光された各レー
ザ光１８Ａ１１８６のうちの一方のレーザ光のＰ成分と
Ｓ成分相互間に９０°の位相ズレを生じさせるλ／４波
長板８、プリズムミラ２７等の位相ズレ発生手段を設け
、更に前記反射鏡のうち、少なくとも一個を移動する刃
物台３等の被測定物３０上に搭載し、更に前記ビームス
プリッタ１２により分光された２つのレーザ光１８Ａ、
１８．がビームスプリッタ１２内で再結合した際のレー
ザ光１８を、その成分であるＰ成分とＳ成分に分光する
偏向ビームスプリッタ１９等のレーザ光分光手段を設け
、前記分光されたレーザ光１８のＰ成分とＳ成分につい
ての光強度を電気信号Ｓ１、Ｓ２として測定するフォト
ディテクタ２０，３３等の光強度測定手段を設け、前記
光強度測定手段から出力される前記信号Ｓ１、Ｓ２のう
ち、どちらか一方の信号（例えば、信号Ｓｌ）の位相を
１８０°反転させて、反転前の信号に加算して、当該反
転させた信号の直流成分に対応する信号Ｓ１５を演算し
、該演算された信号８１５に基づいて、前記信号Ｓ１、
Ｓ２における直流成分を除去する、トリガーレベル設定
口＄３５を設け、前記トリガーレベル設定回路３５に、
該トリガーレベル設定回路３５から出力される信号Ｓ１
６、Ｓ２３におけるサイクル数をカウントするカウンタ
２２及び、それ等信号Ｓ１６、Ｓ２３における位相ズレ
の発生態様を判定する測定制御部２５等の判定手段を設
けたので、ビームスプリッタ１２で再結合したレーザ光
１８から、被測定物の移動距離及び移動方向を確定する
上で本来必要な、９Ｑ’位相のズした干渉光を抽出する
だけで、トリガーレベル設定回路３５により光強度に関
する直流成分を、信号Ｓ１、Ｓ２から除去することが可
能となり、干渉光を３つの異なる位相で抽出する方法に
比して、光学系を簡略化して、使用する光学部品もその
分減らすことが出来る。
を射出し得るレーザ発振器１６を有し、前記レーザ発振
器１６から射出されるレーザ光１８を２方向に分光する
ビームスプリッタ１２を設け、前記ビームスプリッタ１
２により２方向に分光されたレーザ光１８Ａ、１８．を
再度ビームスプリッタ１２側に反射させるコーナーキュ
ーブ７．１３等の反射鏡を設け、前記分光された各レー
ザ光１８Ａ１１８６のうちの一方のレーザ光のＰ成分と
Ｓ成分相互間に９０°の位相ズレを生じさせるλ／４波
長板８、プリズムミラ２７等の位相ズレ発生手段を設け
、更に前記反射鏡のうち、少なくとも一個を移動する刃
物台３等の被測定物３０上に搭載し、更に前記ビームス
プリッタ１２により分光された２つのレーザ光１８Ａ、
１８．がビームスプリッタ１２内で再結合した際のレー
ザ光１８を、その成分であるＰ成分とＳ成分に分光する
偏向ビームスプリッタ１９等のレーザ光分光手段を設け
、前記分光されたレーザ光１８のＰ成分とＳ成分につい
ての光強度を電気信号Ｓ１、Ｓ２として測定するフォト
ディテクタ２０，３３等の光強度測定手段を設け、前記
光強度測定手段から出力される前記信号Ｓ１、Ｓ２のう
ち、どちらか一方の信号（例えば、信号Ｓｌ）の位相を
１８０°反転させて、反転前の信号に加算して、当該反
転させた信号の直流成分に対応する信号Ｓ１５を演算し
、該演算された信号８１５に基づいて、前記信号Ｓ１、
Ｓ２における直流成分を除去する、トリガーレベル設定
口＄３５を設け、前記トリガーレベル設定回路３５に、
該トリガーレベル設定回路３５から出力される信号Ｓ１
６、Ｓ２３におけるサイクル数をカウントするカウンタ
２２及び、それ等信号Ｓ１６、Ｓ２３における位相ズレ
の発生態様を判定する測定制御部２５等の判定手段を設
けたので、ビームスプリッタ１２で再結合したレーザ光
１８から、被測定物の移動距離及び移動方向を確定する
上で本来必要な、９Ｑ’位相のズした干渉光を抽出する
だけで、トリガーレベル設定回路３５により光強度に関
する直流成分を、信号Ｓ１、Ｓ２から除去することが可
能となり、干渉光を３つの異なる位相で抽出する方法に
比して、光学系を簡略化して、使用する光学部品もその
分減らすことが出来る。
第１図は本発明によるレーザ測長器の一実施例を旋盤に
用いた一例を示す図、第２図はレーザ光のＰ成分とＳ成
分とを示すタイムチャート、第３図はトリガーレベル設
定回路の一例を示す回路図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は本発明の更に別の実施例を示す図
、第６図は本発明を移動物体の振れの測定用として用い
た例を示す図である。 ３・・・・・・被測定物（刃物台） ７．１３・・・・・・反射鏡（コーナキューブ）８・・
・・・・位相ズレ発生手段（λ／４波長板）１１・・・
・レーザ測長器 １２・・・・・ビームスプリッタ １６・・・・・・レーザ発振器 １８−・・・・レーザ光 １９・・・・・・レーザ光分光手段 （偏光ビームスプリッタ） ２０．３３・・・・・・光強度測定手段（フォトディテ
クタ） ２２・・・・・・カウンタ ２５・・・・・・判定手段（測定制御部）２７・・・・
・・位相ズレ発生手段（プリズムミラ）３０ ・・・被
測定物 ３５・・・・・・トリガーレベル設定回路出願人 株
式会社 山崎鉄工所 代理人 弁理士 相１）伸二 （ほか１名） 第２図 第３図
用いた一例を示す図、第２図はレーザ光のＰ成分とＳ成
分とを示すタイムチャート、第３図はトリガーレベル設
定回路の一例を示す回路図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は本発明の更に別の実施例を示す図
、第６図は本発明を移動物体の振れの測定用として用い
た例を示す図である。 ３・・・・・・被測定物（刃物台） ７．１３・・・・・・反射鏡（コーナキューブ）８・・
・・・・位相ズレ発生手段（λ／４波長板）１１・・・
・レーザ測長器 １２・・・・・ビームスプリッタ １６・・・・・・レーザ発振器 １８−・・・・レーザ光 １９・・・・・・レーザ光分光手段 （偏光ビームスプリッタ） ２０．３３・・・・・・光強度測定手段（フォトディテ
クタ） ２２・・・・・・カウンタ ２５・・・・・・判定手段（測定制御部）２７・・・・
・・位相ズレ発生手段（プリズムミラ）３０ ・・・被
測定物 ３５・・・・・・トリガーレベル設定回路出願人 株
式会社 山崎鉄工所 代理人 弁理士 相１）伸二 （ほか１名） 第２図 第３図
Claims (1)
- レーザ光を射出し得るレーザ発振器を有し、前記レーザ
発振器から射出されるレーザ光を２方向に分光するビー
ムスプリッタを設け、前記ビームスプリッタにより２方
向に分光されたレーザ光を再度ビームスプリッタ側に反
射させる反射鏡を設け、前記分光された各レーザ光のう
ちの一方のレーザ光のＰ成分とＳ成分相互間に９０°の
位相ズレを生じさせる位相ズレ発生手段を設け、更に前
記反射鏡のうち、少なくとも一個を移動する被測定物上
に搭載し、更に前記ビームスプリッタにより分光された
２つのレーザ光がビームスプリッタ内で再結合した際の
レーザ光を、その成分であるＰ成分とＳ成分に分光する
レーザ光分光手段を設け、前記分光されたレーザ光のＰ
成分とＳ成分にっいての光強度を電気信号としてそれぞ
れ測定する光強度測定手段を設け、前記光強度測定手段
から出力される前記信号のうち、どちらか一方の信号の
位相を１８０°反転させて、反転前の信号に加算して、
当該反転させた信号の直流成分に対応する信号を演算し
、該演算された信号に基づいて、前記Ｐ成分とＳ成分に
ついての信号における直流成分を除去する、トリガーレ
ベル設定回路を設け、前記トリガーレベル設定回路に、
該トリガーレベル設定回路から出力される信号における
サイクル数をカウントするカウンタ及び、それ等信号に
おける位相ズレの発生態様を判定する判定手段を設けて
構成したレーザ測長器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5808385A JPS61215903A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | レ−ザ測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5808385A JPS61215903A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | レ−ザ測長器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61215903A true JPS61215903A (ja) | 1986-09-25 |
Family
ID=13074024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5808385A Pending JPS61215903A (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | レ−ザ測長器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61215903A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6488202A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Topcon Corp | Interferometer and light source apparatus therefor |
| JP2006266797A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Anritsu Corp | 光ヘテロダイン干渉装置 |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP5808385A patent/JPS61215903A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6488202A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Topcon Corp | Interferometer and light source apparatus therefor |
| JP2006266797A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Anritsu Corp | 光ヘテロダイン干渉装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3891321A (en) | Optical method and apparatus for measuring the relative displacement of a diffraction grid | |
| US4907886A (en) | Method and apparatus for two-wavelength interferometry with optical heterodyne processes and use for position or range finding | |
| JPH0198902A (ja) | 光波干渉測長装置 | |
| SE330446B (ja) | ||
| US4512661A (en) | Dual differential interferometer | |
| US4180328A (en) | Interferometer which corrects for spurious vibrations | |
| JPH03180704A (ja) | レーザ干渉計 | |
| JPH08320206A (ja) | 光波干渉測定装置および光波干渉測定方法 | |
| US5189677A (en) | Arrangement having two laser diodes for generating light having two wavelengths | |
| JPH0339605A (ja) | 光学式表面形状測定装置 | |
| JPS61215903A (ja) | レ−ザ測長器 | |
| JPH09166414A (ja) | 光計測装置 | |
| JP2572111B2 (ja) | レーザ干渉測定装置 | |
| JPH0235248B2 (ja) | ||
| GB1233597A (ja) | ||
| JPH06186337A (ja) | レーザ測距装置 | |
| JPH09280822A (ja) | 光波干渉測定装置 | |
| JP2002116005A (ja) | レーザ干渉計型変位計 | |
| JPS6355035B2 (ja) | ||
| JPH0133761B2 (ja) | ||
| GB1345204A (en) | Interferometer systems for sensing the idsplacement of an object | |
| JPH04283603A (ja) | 光源に近赤外レ−ザダイオ−ドを用いた光学的測定装置 | |
| JPH11257915A (ja) | 変位測定用干渉計 | |
| CN112345796A (zh) | 一种差动外差式激光加速计测量装置及其方法 | |
| JPS58225301A (ja) | 光学式変位測定装置 |