JPH0277604A - ホログラム測距装置 - Google Patents
ホログラム測距装置Info
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- JPH0277604A JPH0277604A JP63229116A JP22911688A JPH0277604A JP H0277604 A JPH0277604 A JP H0277604A JP 63229116 A JP63229116 A JP 63229116A JP 22911688 A JP22911688 A JP 22911688A JP H0277604 A JPH0277604 A JP H0277604A
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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】
産業上の利用分野
本発明は、光を用いて物体の変位を非接触で測定する光
学的測距装置、特にホログラムを用い干渉縞パターンか
ら距離を測定するホログラム測距装置に関するものであ
る。
学的測距装置、特にホログラムを用い干渉縞パターンか
ら距離を測定するホログラム測距装置に関するものであ
る。
従来の技術
従来の光学的測距装置の構成を図面に基づいて以下に説
明する。第８図は従来の光学的測距装置のブロック図で
ある。１はレーザ、２は図中のＸ方向にビームを走査す
る第１の偏向ミラー、３は図中のＹ方向にビームを走査
する第２の偏向ミラー、４は被測定物体、５はその被測
定物体４からの反射光を集光する集光レンズ、６は集光
レンズの後方に配置されたラインセンサである。
明する。第８図は従来の光学的測距装置のブロック図で
ある。１はレーザ、２は図中のＸ方向にビームを走査す
る第１の偏向ミラー、３は図中のＹ方向にビームを走査
する第２の偏向ミラー、４は被測定物体、５はその被測
定物体４からの反射光を集光する集光レンズ、６は集光
レンズの後方に配置されたラインセンサである。
次にこの従来例の光学的測距装置の原理を第９図を用い
て説明する。第９図においてＳを集光レンズ５の中心、
Ｌをレーザ１からの出射ビ・−ムの中心、０を被測定物
体４上の点、θ及びφを各４点０からの反射ビーム、レ
ーザｌからの出射ビームが基線ＬＳと成す角度とし、Ｄ
を基線ＬＳの長さと置けば点０までの距離りは式（１）
で表される。
て説明する。第９図においてＳを集光レンズ５の中心、
Ｌをレーザ１からの出射ビ・−ムの中心、０を被測定物
体４上の点、θ及びφを各４点０からの反射ビーム、レ
ーザｌからの出射ビームが基線ＬＳと成す角度とし、Ｄ
を基線ＬＳの長さと置けば点０までの距離りは式（１）
で表される。
ｈ−ロｔａｎｅｔａｎ・（ｔａｎｅ＋ｔａｎ・）・・・
式 （１）ここで角度θは集光レンズ５の光軸の向
きであり式（２）で与えられる ｔａｎθ＝ｆ／ｄ −−−式（２）ｆ＝集光レ
ンズ５の焦点距離 ｄ：集光レンズ５の中心点と、ラインセンサ６上のビー
ム検出点の距離 従って、第１及び第２の偏向ミラー２．３によりＸ方向
及びＹ方向にレーザビームを走査し、ラインセンサ６上
に集光させラインセンサ６上のビーム検出点Ｓと出射ビ
ームの中心り及び被測定物体４上の点Ｏの間で式（１）
、式（２）を解くことにより被測定物体４の距離りを測
定できる。
式 （１）ここで角度θは集光レンズ５の光軸の向
きであり式（２）で与えられる ｔａｎθ＝ｆ／ｄ −−−式（２）ｆ＝集光レ
ンズ５の焦点距離 ｄ：集光レンズ５の中心点と、ラインセンサ６上のビー
ム検出点の距離 従って、第１及び第２の偏向ミラー２．３によりＸ方向
及びＹ方向にレーザビームを走査し、ラインセンサ６上
に集光させラインセンサ６上のビーム検出点Ｓと出射ビ
ームの中心り及び被測定物体４上の点Ｏの間で式（１）
、式（２）を解くことにより被測定物体４の距離りを測
定できる。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記の様な構成では、式（１）、式（２）
から、測距精度はｄ即ち、集光レンズ５の中心点とライ
ンセンサ６上のビーム検出点の距離の検出精度で決まる
。ところが、ラインセンサ６上のビーム検出点の検出分
解能はラインセンサ６の構成セルの大きさで決り、測距
精度は数１０μｍのオーダとなってしまい、精密な組立
作業を行う組立ロボット等に用いるには精度が不充分で
あった。
から、測距精度はｄ即ち、集光レンズ５の中心点とライ
ンセンサ６上のビーム検出点の距離の検出精度で決まる
。ところが、ラインセンサ６上のビーム検出点の検出分
解能はラインセンサ６の構成セルの大きさで決り、測距
精度は数１０μｍのオーダとなってしまい、精密な組立
作業を行う組立ロボット等に用いるには精度が不充分で
あった。
本発明は、上記従来の光学的測距装置の課題を解決する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明のホログラム測距装置は、光源から発せられたビ
ームを２つの光路に分割する第１のビーム分割手段と、
この２分割された光路の少な（とも一方に配置された非
平行光変換手段と、この非平行光変換手段により非平行
光化されたビームを透過及び反射し一方のビームを被測
定物体に照射する第２のビーム分割手段と、前記被測定
物体がらの反射光と、前記第１のビーム分割手段により
２分割されたもう一方のビームとを合波する第１のビー
ム合波手段と、この合波光を２分割する第３のビーム分
割手段と、この第３のビーム分割手段により分割された
一方の光路中に配置された前記合波光により形成される
干渉縞を記録する光空間変調素子と、この光空間変調素
子からの記録パターン読み出し光と前記第３のビーム分
割手段により分割された一方のビームを合波する第２の
ビーム合波手段と、前記光空間変調素子への記録光の入
射を遮断するビーム遮断手段とを備えた事を特徴とする
ものである。
ームを２つの光路に分割する第１のビーム分割手段と、
この２分割された光路の少な（とも一方に配置された非
平行光変換手段と、この非平行光変換手段により非平行
光化されたビームを透過及び反射し一方のビームを被測
定物体に照射する第２のビーム分割手段と、前記被測定
物体がらの反射光と、前記第１のビーム分割手段により
２分割されたもう一方のビームとを合波する第１のビー
ム合波手段と、この合波光を２分割する第３のビーム分
割手段と、この第３のビーム分割手段により分割された
一方の光路中に配置された前記合波光により形成される
干渉縞を記録する光空間変調素子と、この光空間変調素
子からの記録パターン読み出し光と前記第３のビーム分
割手段により分割された一方のビームを合波する第２の
ビーム合波手段と、前記光空間変調素子への記録光の入
射を遮断するビーム遮断手段とを備えた事を特徴とする
ものである。
作用
本発明は、上記した構成により、ある基準位置において
、被測定物体に非平行光化された光を照射し、被測定物
体からの反射光と参照光との干渉縞を光空間変調素子に
記録し、この光空間変調素子に読みだし光を照射して得
られる基準干渉縞パターンと、この被測定物体が任意の
位置にある時に前記非平行光を照射し、被測定物体から
得られる反射光と参照光との、干渉縞を形成し、この干
渉縞パターンと基準干渉縞から、被測定物体の変位を測
定可能とすることで光の波長オーダの精度で被測定物体
の変位を測定可能としたものである。
、被測定物体に非平行光化された光を照射し、被測定物
体からの反射光と参照光との干渉縞を光空間変調素子に
記録し、この光空間変調素子に読みだし光を照射して得
られる基準干渉縞パターンと、この被測定物体が任意の
位置にある時に前記非平行光を照射し、被測定物体から
得られる反射光と参照光との、干渉縞を形成し、この干
渉縞パターンと基準干渉縞から、被測定物体の変位を測
定可能とすることで光の波長オーダの精度で被測定物体
の変位を測定可能としたものである。
実施例
以下に本発明をその実施例を示す図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は、本発明のホログラム測距装置にかかる第１の
実施例の平面図である。１０は第１のレーザでありその
出射光は略平行光である、ｌｌａは第１のレーザ１０か
ら発せられたビームを２つの光路に分割する第１のビー
ム分割手段、ｌｌｂは光路変換手段、１２はこの２分割
された光路の一方に配置された非平行光変換手段であり
、２つのレンズから成る共焦点光学系である。これによ
りビームは発散あるいは収束光すなわち非平行光に変換
される。１３は第１のビーム分割手段１１により２分割
された、もう一方の光路中に配置されたビームエクスパ
ンダー、１４はビーム平行光度調整手段１２により非平
行光化されたビームを透過及び反射し、その、透過光を
被測定物体１５に照射する第２のビーム分割手段、１６
は被測定物体１５からの反射光と、第１のビーム分割手
段１１により２分割されたもう一方のビームとを合波す
る第１のビーム合波手段、１７はこの合波光を２分割す
る第３のビーム分割手段、１８は光空間変調素子であり
、第３のビーム分割手段１７の透過光路中に配置されて
いる、１９及び２０は各々第３のビーム分割手段１７に
より２分割された残る一方の光路の光路変換手段である
。２１は光空間変調素子１８の読み出し用の第２のレー
ザ、２２は光空間変調素子１８からの記録パターン読み
出し光と第３のビーム分割手段１７により分割された一
方のビームを合波する第２のビーム合波手段、２３はそ
の第２のビーム合波手段２２により重畳された干渉縞パ
ターンを撮像するＴＶ左カメラ２４は光空間変調素子１
８への記録光の入射を遮断するビーム遮断手段である。
実施例の平面図である。１０は第１のレーザでありその
出射光は略平行光である、ｌｌａは第１のレーザ１０か
ら発せられたビームを２つの光路に分割する第１のビー
ム分割手段、ｌｌｂは光路変換手段、１２はこの２分割
された光路の一方に配置された非平行光変換手段であり
、２つのレンズから成る共焦点光学系である。これによ
りビームは発散あるいは収束光すなわち非平行光に変換
される。１３は第１のビーム分割手段１１により２分割
された、もう一方の光路中に配置されたビームエクスパ
ンダー、１４はビーム平行光度調整手段１２により非平
行光化されたビームを透過及び反射し、その、透過光を
被測定物体１５に照射する第２のビーム分割手段、１６
は被測定物体１５からの反射光と、第１のビーム分割手
段１１により２分割されたもう一方のビームとを合波す
る第１のビーム合波手段、１７はこの合波光を２分割す
る第３のビーム分割手段、１８は光空間変調素子であり
、第３のビーム分割手段１７の透過光路中に配置されて
いる、１９及び２０は各々第３のビーム分割手段１７に
より２分割された残る一方の光路の光路変換手段である
。２１は光空間変調素子１８の読み出し用の第２のレー
ザ、２２は光空間変調素子１８からの記録パターン読み
出し光と第３のビーム分割手段１７により分割された一
方のビームを合波する第２のビーム合波手段、２３はそ
の第２のビーム合波手段２２により重畳された干渉縞パ
ターンを撮像するＴＶ左カメラ２４は光空間変調素子１
８への記録光の入射を遮断するビーム遮断手段である。
以上の様に構成された本発明の第１の実施例の動作につ
いて第１図〜第５図を用いて説明する。
いて第１図〜第５図を用いて説明する。
先ず初めに、被測定物体１５が第１図に示した基準位置
２＝２０に有る場合、第１のレーザ１０からビームを照
射する。この出射光は略平行光でありかつ、第１のビー
ム分割手段１１ａで透過光と反射光に２分割される。こ
の反射光は光路変換手段１１ｂにより光路を略直角に変
換し、非平行光変換手段１２に入射させる、この非平行
変換手段１２の例えば後側のレンズの焦点位置を調整す
ることで、第１のレーザ１０の略平行光である出射光を
第１図に示した様に発散光に変換する。この発散光は第
２のビーム分割手段１４により反射光と透過光に２分割
される。この透過光は基準位置に有る被測定物体１５に
照射され、その反射光は再び第２のビーム分割手段１４
により反射され第１のビーム合波手段１６に入射し、こ
れを透過する。
２＝２０に有る場合、第１のレーザ１０からビームを照
射する。この出射光は略平行光でありかつ、第１のビー
ム分割手段１１ａで透過光と反射光に２分割される。こ
の反射光は光路変換手段１１ｂにより光路を略直角に変
換し、非平行光変換手段１２に入射させる、この非平行
変換手段１２の例えば後側のレンズの焦点位置を調整す
ることで、第１のレーザ１０の略平行光である出射光を
第１図に示した様に発散光に変換する。この発散光は第
２のビーム分割手段１４により反射光と透過光に２分割
される。この透過光は基準位置に有る被測定物体１５に
照射され、その反射光は再び第２のビーム分割手段１４
により反射され第１のビーム合波手段１６に入射し、こ
れを透過する。
他方、第１のビーム分割手段１１ａで２分割されたもう
一方のビームは、ビームエクスパンダ−１３により拡大
され第１のビーム合波手段１６により反射される。
一方のビームは、ビームエクスパンダ−１３により拡大
され第１のビーム合波手段１６により反射される。
従って、第１のビーム合波手段１６により被測定物体１
５からの反射光が物体光となり、ビームエクスパンダ−
１３を透過した光が参照先に相当して第３図に示した様
な同心円状の干渉縞が形成される。この干渉縞は拡散光
と平行光すなわち、球面波と平面波の波面の曲率差に起
因する１種のニュートンリングであり、その干渉縞ピッ
チは波長／２である。この干渉縞パターンは第３のビー
ムスプリッタ１７により反射光と透過光に分離されが、
透過光はビーム遮断手段２４に入射するが、この時はビ
ーム遮断手段２４はオン状態となっており透過させるの
で、光は空間光変調素子１８に入射する。
５からの反射光が物体光となり、ビームエクスパンダ−
１３を透過した光が参照先に相当して第３図に示した様
な同心円状の干渉縞が形成される。この干渉縞は拡散光
と平行光すなわち、球面波と平面波の波面の曲率差に起
因する１種のニュートンリングであり、その干渉縞ピッ
チは波長／２である。この干渉縞パターンは第３のビー
ムスプリッタ１７により反射光と透過光に分離されが、
透過光はビーム遮断手段２４に入射するが、この時はビ
ーム遮断手段２４はオン状態となっており透過させるの
で、光は空間光変調素子１８に入射する。
この空間光変調素子１８の構成を第４図に示す。３０は
ネマチック液晶層、３１は反射層、３２はカバーガラス
、３３は透明電極、３４は光伝導体、３５は遮光層、３
６は液晶配向膜でり透明電極３３間には電圧が印加され
ている。干渉縞パターンが光伝導体３４側から入射する
と、光が照射された部分は光伝導体３４のイジビーダン
スが低下し、光が照射されていない部分と比較して高い
電圧が印加される。その結果、干渉縞パターンに相当す
る電圧パターンがネマチック液晶層３０に印加されネマ
チック液晶層３０の液晶分子の配向状態が、空間的に変
調されて基準位置２＝２０に於ける被測定物体１５と参
照光が形成する干渉縞パターンが空間光変調素子１８に
記録される。
ネマチック液晶層、３１は反射層、３２はカバーガラス
、３３は透明電極、３４は光伝導体、３５は遮光層、３
６は液晶配向膜でり透明電極３３間には電圧が印加され
ている。干渉縞パターンが光伝導体３４側から入射する
と、光が照射された部分は光伝導体３４のイジビーダン
スが低下し、光が照射されていない部分と比較して高い
電圧が印加される。その結果、干渉縞パターンに相当す
る電圧パターンがネマチック液晶層３０に印加されネマ
チック液晶層３０の液晶分子の配向状態が、空間的に変
調されて基準位置２＝２０に於ける被測定物体１５と参
照光が形成する干渉縞パターンが空間光変調素子１８に
記録される。
次に被測定物体１５が第２図を用いて任意の測定位置Ｚ
＝Ｚｌの位置に変位した場合について説明する。図中の
番号１０〜２４はすべて、第１図と同じものを示す。こ
の時も、被測定物体１５が基準位置２＝２０に有った時
と同様に第１のビーム合波手段１６により、非平行光変
換手段１２を透過し発散光に変換されたビームの被測定
物体１５からの反射光が物体光となり、ビームエクスパ
ングー１３を透過した光が参照先に相当して同心円状の
干渉縞が形成される。
＝Ｚｌの位置に変位した場合について説明する。図中の
番号１０〜２４はすべて、第１図と同じものを示す。こ
の時も、被測定物体１５が基準位置２＝２０に有った時
と同様に第１のビーム合波手段１６により、非平行光変
換手段１２を透過し発散光に変換されたビームの被測定
物体１５からの反射光が物体光となり、ビームエクスパ
ングー１３を透過した光が参照先に相当して同心円状の
干渉縞が形成される。
しかしながら、この任意の測定位置Ｚ＝Ｚ＋における発
散光の波面の曲率は基準位置Ｚ＝Ｚｏにおける曲率とは
異なるすなわち、光路長が長い分だけＺ＝Ｚｌの位置に
於ける波面の曲率は小さくなる。従って、第５図に示し
た様に干渉縞ピッチが広くなる。
散光の波面の曲率は基準位置Ｚ＝Ｚｏにおける曲率とは
異なるすなわち、光路長が長い分だけＺ＝Ｚｌの位置に
於ける波面の曲率は小さくなる。従って、第５図に示し
た様に干渉縞ピッチが広くなる。
この任意の測定位置Ｚ＝ＺＩに被測定物体１５が有る場
合は、ビーム遮断手段２４はオフ状態となっているので
第５図に示した干渉縞パターンは空間光変調素子１８に
は書き込まれず、光路変換手段１９．２０により光路を
変換され、第２のビーム合波手段２２に入射する。
合は、ビーム遮断手段２４はオフ状態となっているので
第５図に示した干渉縞パターンは空間光変調素子１８に
は書き込まれず、光路変換手段１９．２０により光路を
変換され、第２のビーム合波手段２２に入射する。
他方、第２のレーザ２１により空間光変調素子１８を照
射すると、空間光変調素子１８は前述した様にネマチッ
ク液晶層３０の液晶分子の配向状態が、空間的に変調さ
れて基準位置２＝２０に於ける被測定物体１５と参照光
が形成する干渉縞パターンが記録されているので、第２
のレーザ２１からの入射光の偏光状態が空間的に変調さ
れる。
射すると、空間光変調素子１８は前述した様にネマチッ
ク液晶層３０の液晶分子の配向状態が、空間的に変調さ
れて基準位置２＝２０に於ける被測定物体１５と参照光
が形成する干渉縞パターンが記録されているので、第２
のレーザ２１からの入射光の偏光状態が空間的に変調さ
れる。
従って、空間光変調素子１８からの反射光を偏光ビーム
スプリッタ−（図示せず）を介して第２のビーム合波手
段２２に入射する構成とすることで、あるいは第２のビ
ーム合波手段２２そのものを偏光ビームスプリッタ−と
することで、この入射光の強度パターンを基準位置２＝
２０に於ける被測定物体１５と参照光が形成する干渉縞
パターンとすることができる。
スプリッタ−（図示せず）を介して第２のビーム合波手
段２２に入射する構成とすることで、あるいは第２のビ
ーム合波手段２２そのものを偏光ビームスプリッタ−と
することで、この入射光の強度パターンを基準位置２＝
２０に於ける被測定物体１５と参照光が形成する干渉縞
パターンとすることができる。
従ってＴＶカメラ２３で撮像される画像は、被測定物体
１５が基準位置２＝２０に、有る時の干渉縞パターンと
、測定位置Ｚ＝Ｚｌに有る時の干渉縞パターンが重畳さ
れたものとなるので、この２つの干渉縞の比較から波長
／２の分解能で発散光の曲率変化すなわち、２０とＺｌ
の距離を測定できる。
１５が基準位置２＝２０に、有る時の干渉縞パターンと
、測定位置Ｚ＝Ｚｌに有る時の干渉縞パターンが重畳さ
れたものとなるので、この２つの干渉縞の比較から波長
／２の分解能で発散光の曲率変化すなわち、２０とＺｌ
の距離を測定できる。
すなわち、本実施例によれば発散光を物体光とし平行光
を参照光とする干渉縞を、被測定物体がある基準位置有
る時にまず空間光変調素子に記録しこの干渉縞パターン
と、ｍ定物体が任意の測定位置に有る時の干渉縞パター
ンを重畳して比較することで、波長／２の分解能で精度
よく被測定物体の変位を測定できる。
を参照光とする干渉縞を、被測定物体がある基準位置有
る時にまず空間光変調素子に記録しこの干渉縞パターン
と、ｍ定物体が任意の測定位置に有る時の干渉縞パター
ンを重畳して比較することで、波長／２の分解能で精度
よく被測定物体の変位を測定できる。
次に、本発明の第２の実施例について第６図を用いて説
明する。第６図は本発明の第２の実施例の可変非平行光
変換手段４０の構成図である。４０ａは第１の凸レンズ
、４０ｂは第２の凸レンズ、４０ｃは第２の凸レンズ４
０ｂの焦点位置可変手段であり例えば、モータとギア列
から構成されている。以上の様に構成された可変非平行
光変換手段４０を第１図及び第２図に示したホログラム
測距装置に用いいれば、物体光の非平行光度すなわち波
面の曲率を任意に設定できるので、被測定物体の位置が
基準位置および測定位置において参照光との間で形成さ
れる干渉縞のピッチおよび稿本数を、所望の測定距離範
囲言い換えれば物体光の曲率の変化範囲に対して最適な
値に設定することができ、例えば組立ロボットの視覚装
置として用いる場合、作業内容に応じてダイナミックレ
ンジと精度の選択が可能となる。
明する。第６図は本発明の第２の実施例の可変非平行光
変換手段４０の構成図である。４０ａは第１の凸レンズ
、４０ｂは第２の凸レンズ、４０ｃは第２の凸レンズ４
０ｂの焦点位置可変手段であり例えば、モータとギア列
から構成されている。以上の様に構成された可変非平行
光変換手段４０を第１図及び第２図に示したホログラム
測距装置に用いいれば、物体光の非平行光度すなわち波
面の曲率を任意に設定できるので、被測定物体の位置が
基準位置および測定位置において参照光との間で形成さ
れる干渉縞のピッチおよび稿本数を、所望の測定距離範
囲言い換えれば物体光の曲率の変化範囲に対して最適な
値に設定することができ、例えば組立ロボットの視覚装
置として用いる場合、作業内容に応じてダイナミックレ
ンジと精度の選択が可能となる。
次に、本発明の第３の実施例について第７図を用いて説
明する。５０は焦点距離が異なる２つのレンズからなる
共焦点光学系であり５０ａは焦点距離がｆｌである第１
の凸レンズ、５０ｂは焦点距離がｆ２である第２の凸レ
ンズであ°す、これら２つのレンズは共焦点光学系を構
成している。
明する。５０は焦点距離が異なる２つのレンズからなる
共焦点光学系であり５０ａは焦点距離がｆｌである第１
の凸レンズ、５０ｂは焦点距離がｆ２である第２の凸レ
ンズであ°す、これら２つのレンズは共焦点光学系を構
成している。
この共焦点光学系５０を第１図および第２図に示したホ
ログラム測距装置の第１のビーム合波手段１６と第３の
ビーム分割手段１７の間に配置する。この共焦点光学系
５０を介することで、物体光の波面の曲率の被測定物体
１５の距離位置による変化率は、第１及び第２の凸レン
ズの焦点距離の比すなわち（ｆ２／ｆｌ）の２乗倍され
る。
ログラム測距装置の第１のビーム合波手段１６と第３の
ビーム分割手段１７の間に配置する。この共焦点光学系
５０を介することで、物体光の波面の曲率の被測定物体
１５の距離位置による変化率は、第１及び第２の凸レン
ズの焦点距離の比すなわち（ｆ２／ｆｌ）の２乗倍され
る。
従って、たとえばｆｌ＝１０−■、ｆ２＝１００１に設
定すれば、物体光の波面の曲率の被測定物体１５の距離
位置による変化率は、１／１００に低減できる。すなわ
ち、共焦点光学系５０を介することで、被測定物体の距
離による干渉縞のピッチ、稿本数の変化を増減できるの
で、本発明の第２の実施例と゛同様の効果を得ることが
できる。
定すれば、物体光の波面の曲率の被測定物体１５の距離
位置による変化率は、１／１００に低減できる。すなわ
ち、共焦点光学系５０を介することで、被測定物体の距
離による干渉縞のピッチ、稿本数の変化を増減できるの
で、本発明の第２の実施例と゛同様の効果を得ることが
できる。
発明の効果
本発明のホログラム測距装置は、光源から発せられたビ
ームを２つの光路に分割する第１のビーム分割手段と、
この２分割された光路の少な（とも一方に配置された非
平行光変換手段と、被測定物体が基準位置に有る時の干
渉縞を記録する光空間変調素子と、この光空間変調素子
からの５記録パターン読み出し光と、被測定物体が任意
の測定位置に有る時の干渉縞を合波する合波手段とを備
えることで、被測定物体の変位により非平行光である物
体光の波面の曲率が変化することから、非測定物体の測
定位置における参照光との干渉縞のパターン像と、被測
定物体が基準位置に有る時の干渉縞パターンと比較する
ことで、光の波長オーダの精度で被測定物体の変位を測
定可能としたホログラム測距装置である。
ームを２つの光路に分割する第１のビーム分割手段と、
この２分割された光路の少な（とも一方に配置された非
平行光変換手段と、被測定物体が基準位置に有る時の干
渉縞を記録する光空間変調素子と、この光空間変調素子
からの５記録パターン読み出し光と、被測定物体が任意
の測定位置に有る時の干渉縞を合波する合波手段とを備
えることで、被測定物体の変位により非平行光である物
体光の波面の曲率が変化することから、非測定物体の測
定位置における参照光との干渉縞のパターン像と、被測
定物体が基準位置に有る時の干渉縞パターンと比較する
ことで、光の波長オーダの精度で被測定物体の変位を測
定可能としたホログラム測距装置である。
第１図は本発明にかかるホログラム測距装置の第１の実
施例の平面図、第２図、第３図、第４図、第５図はそれ
ぞれ本発明の第１の実施例の動作を説明するための図、
第６図は本発明にかかるホログラム測距装置の第２の実
施例の可変非平行光変換手段の平面図、第７図は本発明
の第３の実施例の共焦点光学系の平面図、第８図は従来
例の光学測距装置のブロック図、第９図は同装置の原理
説明図である。 １０・・・第１のレーザ、１２・・・非平行光変換手段
、１５・・・被測定物体、１８・・・空間光変調素子、
２１・・・第２のレーザ、２３・・・ＴＶ左カメラ２４
・・・ビーム遮断手段、４０・・・可変非平行光変換手
段、５０・・°・共焦点光学系。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第２図 第３図 第４図 ３０才マツチック液晶層 第６図 第 ８図 第９図
施例の平面図、第２図、第３図、第４図、第５図はそれ
ぞれ本発明の第１の実施例の動作を説明するための図、
第６図は本発明にかかるホログラム測距装置の第２の実
施例の可変非平行光変換手段の平面図、第７図は本発明
の第３の実施例の共焦点光学系の平面図、第８図は従来
例の光学測距装置のブロック図、第９図は同装置の原理
説明図である。 １０・・・第１のレーザ、１２・・・非平行光変換手段
、１５・・・被測定物体、１８・・・空間光変調素子、
２１・・・第２のレーザ、２３・・・ＴＶ左カメラ２４
・・・ビーム遮断手段、４０・・・可変非平行光変換手
段、５０・・°・共焦点光学系。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第２図 第３図 第４図 ３０才マツチック液晶層 第６図 第 ８図 第９図
Claims (4)
- （１）ある基準位置において、被測定物体に非平行光を
照射し、前記被測定物体からの反射光と参照光とで形成
される干渉縞を記録したホログラムから再生された干渉
縞パターンと、任意の位置で前記被測定物体に前記非平
行光を照射し、前記被測定物体からの反射光と前記参照
光とで形成される干渉縞とを重畳することにより前記被
測定物体の変位を測定可能としたことを特徴とするホロ
グラム測距装置。 - （２）光源と、この光源から発せられたビームを２つの
光路に分割する第１のビーム分割手段と、この２分割さ
れた光路の少なくとも一方に配置されたビーム平行光度
調整手段と、この非平行光変換手段により非平行光化さ
れたビームを透過及び反射し一方のビームを被測定物体
に照射する第２のビーム分割手段と、前記被測定物体か
らの反射光と、前記第１のビーム分割手段により２分割
されたもう一方のビームとを合波する第１のビーム合波
手段と、この合波光を２分割する第３のビーム分割手段
と、この第３のビーム分割手段により分割された一方の
光路中に前記合波光により形成される干渉縞を記録する
光空間変調素子と、この光空間変調素子からの記録パタ
ーン読み出し光と前記第３のビーム分割手段により分割
された一方のビームを合波する第２のビーム合波手段と
、前記光空間変調素子への記録光の入射を遮断するビー
ム遮断手段とを備えた事を特徴とする請求項１記載のホ
ログラム測距装置。 - （３）非平行光変換手段を２つのレンズから成る共焦点
光学系で構成し、少なくともひとつのレンズに可動手段
を設け、ビームの平行光度を可変としたことを特徴とす
る請求項２記載のホログラム測距装置。 - （４）第１のビーム合波手段と、この合波光を２分割す
る第３のビーム分割手段配置との間に、焦点距離が異な
る２つのレンズからなる共焦点光学系を配置したことを
特徴とする請求項２又は３記載のホログラム測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229116A JP2553662B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | ホログラム測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229116A JP2553662B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | ホログラム測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277604A true JPH0277604A (ja) | 1990-03-16 |
| JP2553662B2 JP2553662B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16886997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229116A Expired - Fee Related JP2553662B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | ホログラム測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553662B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016099122A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社ミツトヨ | 非接触位置決め方法および非接触位置決め装置 |
| CN112611548A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-06 | 昆明理工大学 | 一种基于数字全息的透镜焦距测量装置及方法 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP63229116A patent/JP2553662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016099122A (ja) * | 2014-11-18 | 2016-05-30 | 株式会社ミツトヨ | 非接触位置決め方法および非接触位置決め装置 |
| CN112611548A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-04-06 | 昆明理工大学 | 一种基于数字全息的透镜焦距测量装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2553662B2 (ja) | 1996-11-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |