JPS62201301A - レ−ザ−干渉測長機 - Google Patents
レ−ザ−干渉測長機Info
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- JPS62201301A JPS62201301A JP61043288A JP4328886A JPS62201301A JP S62201301 A JPS62201301 A JP S62201301A JP 61043288 A JP61043288 A JP 61043288A JP 4328886 A JP4328886 A JP 4328886A JP S62201301 A JPS62201301 A JP S62201301A
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- laser
- light
- reflected
- laser device
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- Granted
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- 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
-
- 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
- G01B2290/45—Multiple detectors for detecting interferometer signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、移動物体の距離又は長さを正確に測定する
レーザー干渉測長機に関し、特に簡易な構成で移動物体
の距離又は長さを正確に測定することができるようにし
たものである。
レーザー干渉測長機に関し、特に簡易な構成で移動物体
の距離又は長さを正確に測定することができるようにし
たものである。
従来のレーザー干渉測長機としては、例えば「レーザー
とその応用く増補版＞Ｊ１９８２年６月１０日産報出版
株式会社発行、第１４６頁〜１４９頁に記載されている
ものがある。
とその応用く増補版＞Ｊ１９８２年６月１０日産報出版
株式会社発行、第１４６頁〜１４９頁に記載されている
ものがある。
この従来例は、所謂マイケルソン干渉計をレーザー干渉
測長機に応用したものであり、その図２゜２に示されて
いるように、レーザー装置と、逆望遠鏡系と、ビームス
プリンター、２つの固定鏡、光電管、フリンジカウンタ
からなる干渉系と、移動物体に固定された可動鏡とを有
する。そして、レーザーから出射される光ビームを逆望
遠鏡を通して干渉計に入射し、ビームスプリッタを介し
て可動鏡に向かいこの可動鏡で反射された反射光がビー
ムスプリッタ近傍に配置された固定鏡で反射され、この
反射光が可動鏡で再度反射されてビームスプリフタに戻
り、これから光電管に入射され、ここで別途固定鏡で反
射された反射光と一緒になり、両者で干渉を生じ、フリ
ンジカウンタで明るい縞の数を計数することにより、移
動物体の距離を計測する。
測長機に応用したものであり、その図２゜２に示されて
いるように、レーザー装置と、逆望遠鏡系と、ビームス
プリンター、２つの固定鏡、光電管、フリンジカウンタ
からなる干渉系と、移動物体に固定された可動鏡とを有
する。そして、レーザーから出射される光ビームを逆望
遠鏡を通して干渉計に入射し、ビームスプリッタを介し
て可動鏡に向かいこの可動鏡で反射された反射光がビー
ムスプリッタ近傍に配置された固定鏡で反射され、この
反射光が可動鏡で再度反射されてビームスプリフタに戻
り、これから光電管に入射され、ここで別途固定鏡で反
射された反射光と一緒になり、両者で干渉を生じ、フリ
ンジカウンタで明るい縞の数を計数することにより、移
動物体の距離を計測する。
しかしながら、上記従来のレーザー干渉測長機にあって
は、使用部品点数が多（構成が複雑となると共に、これ
らの使用部品の精度を高める必要があるので高価となり
、しかも各使用部品の光軸合わせ、光路調整に高度の熟
練技術を必要とし、さらに、干渉縞を明暗の一次元信号
として検出する方法でばＳ／Ｎ比が小さくなり、そのう
え干渉光の計測過程が複雑である等の問題点があった。
は、使用部品点数が多（構成が複雑となると共に、これ
らの使用部品の精度を高める必要があるので高価となり
、しかも各使用部品の光軸合わせ、光路調整に高度の熟
練技術を必要とし、さらに、干渉縞を明暗の一次元信号
として検出する方法でばＳ／Ｎ比が小さくなり、そのう
え干渉光の計測過程が複雑である等の問題点があった。
そこで、この発明は、上記従来例の問題点に着目してな
されたものであり、簡単な構成で高精度の測長を行うこ
とができると共に、光軸合わせ等を容易に行うことが可
能であり、干渉光の計測過程も簡易化することができる
レーザー干渉測長機を提供することを目的としている。
されたものであり、簡単な構成で高精度の測長を行うこ
とができると共に、光軸合わせ等を容易に行うことが可
能であり、干渉光の計測過程も簡易化することができる
レーザー干渉測長機を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、この発明は、略平行な光ビ
ームを出射する端面が半透鏡であるレーザー装置と、該
レーザー装置の光ビームの光軸と光軸を略一致させ且つ
一端に入射した光ビームの焦点となる他端に半透鏡を形
成した光学レンズとを相対移動可能に配置し、且つ前記
光学レンズの出射端に生じる干渉縞を光電変換手段と、
該光電変換手段の検出信号に基づき干渉縞の通過本数及
び移動方向を検出して前記レーザー装置と光学レンズと
の相対距離を検出する相対距離検出手段とを備えている
ことを特徴としている。
ームを出射する端面が半透鏡であるレーザー装置と、該
レーザー装置の光ビームの光軸と光軸を略一致させ且つ
一端に入射した光ビームの焦点となる他端に半透鏡を形
成した光学レンズとを相対移動可能に配置し、且つ前記
光学レンズの出射端に生じる干渉縞を光電変換手段と、
該光電変換手段の検出信号に基づき干渉縞の通過本数及
び移動方向を検出して前記レーザー装置と光学レンズと
の相対距離を検出する相対距離検出手段とを備えている
ことを特徴としている。
この発明においては、出射端面が半透鏡とされたレーザ
ー装置から出射される略平行な光ビームを、出射端側に
半透鏡を形成し且つ入射した光ビームの焦点が出射端と
なるようにした光学レンズに入射することにより、その
半透鏡で光ビームの一部が反射されてレーザー装置の出
射端に戻り、ここで、再度反射されて光学レンズに入射
されることにより、この反射光とレーザー装置からの直
接入射光との間で干渉させ、光学レンズの出射側に干渉
縞を生成させる。この干渉縞の明暗を光電変換手段で電
気的信号に変換し、この変換信号を相対距離検出手段に
供給することにより、この干渉縞の明暗の移動方向及び
通過本数を測定してレーザー装置と光学レンズとの間の
相対距離の増加又は減少の判別を含む相対移動距離の測
定を行う。
ー装置から出射される略平行な光ビームを、出射端側に
半透鏡を形成し且つ入射した光ビームの焦点が出射端と
なるようにした光学レンズに入射することにより、その
半透鏡で光ビームの一部が反射されてレーザー装置の出
射端に戻り、ここで、再度反射されて光学レンズに入射
されることにより、この反射光とレーザー装置からの直
接入射光との間で干渉させ、光学レンズの出射側に干渉
縞を生成させる。この干渉縞の明暗を光電変換手段で電
気的信号に変換し、この変換信号を相対距離検出手段に
供給することにより、この干渉縞の明暗の移動方向及び
通過本数を測定してレーザー装置と光学レンズとの間の
相対距離の増加又は減少の判別を含む相対移動距離の測
定を行う。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図である。
図中、１は固定部に水平に配置されたレーザー装置であ
づて、例えばＩ−ｒｅ−Ｎｅレーザーで構成され、この
Ｈｅ−Ｎｅレーザーは、外部鏡影に構成され、レーザー
管２のブルースター窓３ａ、３ｂに対向して、光共振器
を構成する全反射鏡４ａと反射率９９％の半透鏡４ｈと
が配設され、半透鏡４ｂから単一波長の平行な光ビーム
５を出射する。
づて、例えばＩ−ｒｅ−Ｎｅレーザーで構成され、この
Ｈｅ−Ｎｅレーザーは、外部鏡影に構成され、レーザー
管２のブルースター窓３ａ、３ｂに対向して、光共振器
を構成する全反射鏡４ａと反射率９９％の半透鏡４ｈと
が配設され、半透鏡４ｂから単一波長の平行な光ビーム
５を出射する。
一方、レーザー装置１から出射される光ビーム５に対向
する位置に光ビーム５に沿って移動可能な被距離測定移
動体６が配設され、この移動体６に光軸を光ビームの光
軸と略−敗させて屈折率分布型レンズ７が取付けられて
いる。この屈折率分布型レンズ７は、第２図＋ａ）及び
（ｂ）に示すように、光学用ガラスロッドの屈折率をイ
オン拡散によって中心軸から離れる程、屈折率の値を小
さくするようにしたもので、その屈折率はレンズの半径
方向をＸ軸とし、屈折率分布定数をＡとすると次式％式
％ そして、屈折率分布型レンズ７のレーザー装置１側の入
射端７ａとは反対側の出射端７ｂに例えば金を蒸着して
半透鏡８が形成されている。ここで、屈折率分布型レン
ズ７の長さは、入射端７ａに入射されるレーザー光の焦
点が出射端となるように選定されている。
する位置に光ビーム５に沿って移動可能な被距離測定移
動体６が配設され、この移動体６に光軸を光ビームの光
軸と略−敗させて屈折率分布型レンズ７が取付けられて
いる。この屈折率分布型レンズ７は、第２図＋ａ）及び
（ｂ）に示すように、光学用ガラスロッドの屈折率をイ
オン拡散によって中心軸から離れる程、屈折率の値を小
さくするようにしたもので、その屈折率はレンズの半径
方向をＸ軸とし、屈折率分布定数をＡとすると次式％式
％ そして、屈折率分布型レンズ７のレーザー装置１側の入
射端７ａとは反対側の出射端７ｂに例えば金を蒸着して
半透鏡８が形成されている。ここで、屈折率分布型レン
ズ７の長さは、入射端７ａに入射されるレーザー光の焦
点が出射端となるように選定されている。
また、移動体６の屈折率分布型レンズ７の半透鏡８に対
向する位置に光電変換手段１０が配設されている。この
光電変換手段１０の一例は、第３図に示すように、多数
の光ファイバー１１をその一端が屈折率分布型レンズ７
の光軸と直交する受光面Ｒを形成するように同心円状に
束ねたバンドルファイバー１２と、それらの同心円を構
成する各光ファイバー１１の他端が束ねられて対向され
たフォトダイオード等の複数の光電変換素子１３とで構
成され、これら光電変換素子１３から受光面に照射され
た光線の同心円状の面信号を点信号とし、これを干渉縞
検出信号として出力する。
向する位置に光電変換手段１０が配設されている。この
光電変換手段１０の一例は、第３図に示すように、多数
の光ファイバー１１をその一端が屈折率分布型レンズ７
の光軸と直交する受光面Ｒを形成するように同心円状に
束ねたバンドルファイバー１２と、それらの同心円を構
成する各光ファイバー１１の他端が束ねられて対向され
たフォトダイオード等の複数の光電変換素子１３とで構
成され、これら光電変換素子１３から受光面に照射され
た光線の同心円状の面信号を点信号とし、これを干渉縞
検出信号として出力する。
光電変換手段１０から出力される干渉縞検出信号は、Ａ
／Ｄ変換器１５を介して処理装置１６に供給される。こ
の処理装置１６は、各光電変換素子１３の検出信号を夫
々パルス信号形成回路１７に供給して、このパルス信号
形成回路１７で所定周期で走査することにより、パルス
信号に変換し、その９０度の位相差（Ａピッチ）を有す
る２周期分のパルス信号を方向判別回路１８に供給して
、移動方向に応じた加算パルス信号及び減算パルス信号
を形成し、これら加算及び減算パルス信号を逓倍回路１
９で４逓倍してからアップダウンカウンタ２０に供給す
る。したがって、カウンタ２０のカウント値によってレ
ーザー装置ｌと移動体６との間の相対距離を検出するこ
とができる。
／Ｄ変換器１５を介して処理装置１６に供給される。こ
の処理装置１６は、各光電変換素子１３の検出信号を夫
々パルス信号形成回路１７に供給して、このパルス信号
形成回路１７で所定周期で走査することにより、パルス
信号に変換し、その９０度の位相差（Ａピッチ）を有す
る２周期分のパルス信号を方向判別回路１８に供給して
、移動方向に応じた加算パルス信号及び減算パルス信号
を形成し、これら加算及び減算パルス信号を逓倍回路１
９で４逓倍してからアップダウンカウンタ２０に供給す
る。したがって、カウンタ２０のカウント値によってレ
ーザー装置ｌと移動体６との間の相対距離を検出するこ
とができる。
次に、上記実施例の動作について説明する。レーザー装
置１からレーザー光が出力されているものとすると、こ
のレーザー光が移動体６に載置された屈折率分布型レン
ズ７の入射端７ａに入射される。この屈折率分布型レン
ズ７に入射されたレーザー光は、第４図に示す如く、出
射端７ｂ位置で収束し、そのうちの約５０％が半透鏡８
によって反射されてレーザー装置１側に戻り、その出射
端面で約９９％が反射されて再度屈折率分布型レンズ７
に入射する。したがって、屈折率分布型レンズ７に直接
入射されるレーザー装置１からの直接光と、その反射光
とではレーザー装置１の出射端と屈折率分布型レンズ７
の半透鏡８との光学距離の２倍の光路差を生じ、両者が
干渉することになる。この干渉により、屈折率分布型レ
ンズ７の出射側に第４図に示すように、鮮明な同心円状
の干渉縞９を生じる（なお、第４図においては暗部をハ
ツチングで示している）。このように、同心円状の干渉
縞を生じる理由は、レーザー装置１の出射端となる半透
鏡４ｂの外側端面が僅かに球面状となっていることによ
り、この半透鏡４ｂで反射される反射光が球面波になる
ことに起因するものであると考えられる。
置１からレーザー光が出力されているものとすると、こ
のレーザー光が移動体６に載置された屈折率分布型レン
ズ７の入射端７ａに入射される。この屈折率分布型レン
ズ７に入射されたレーザー光は、第４図に示す如く、出
射端７ｂ位置で収束し、そのうちの約５０％が半透鏡８
によって反射されてレーザー装置１側に戻り、その出射
端面で約９９％が反射されて再度屈折率分布型レンズ７
に入射する。したがって、屈折率分布型レンズ７に直接
入射されるレーザー装置１からの直接光と、その反射光
とではレーザー装置１の出射端と屈折率分布型レンズ７
の半透鏡８との光学距離の２倍の光路差を生じ、両者が
干渉することになる。この干渉により、屈折率分布型レ
ンズ７の出射側に第４図に示すように、鮮明な同心円状
の干渉縞９を生じる（なお、第４図においては暗部をハ
ツチングで示している）。このように、同心円状の干渉
縞を生じる理由は、レーザー装置１の出射端となる半透
鏡４ｂの外側端面が僅かに球面状となっていることによ
り、この半透鏡４ｂで反射される反射光が球面波になる
ことに起因するものであると考えられる。
そして、この干渉縞９が光電変換手段１０の受光面Ｒに
投影されるので、これがバンドルファイバー１２を通じ
て光電変換素子１３に点情報として伝達され、この光電
変換素子１３から受光面Ｒの半径方向の各点の明暗に応
じた第５図（ａｌに示す干渉縞検出信号がＡ／Ｄ変換器
１５を介して処理装置１６に入力される。
投影されるので、これがバンドルファイバー１２を通じ
て光電変換素子１３に点情報として伝達され、この光電
変換素子１３から受光面Ｒの半径方向の各点の明暗に応
じた第５図（ａｌに示す干渉縞検出信号がＡ／Ｄ変換器
１５を介して処理装置１６に入力される。
したがって、処理装置１６のパルス信号形成回路１７で
所定周期で走査することにより、第５図（ｂｌに示す如
く受光面Ｒの半径方向の光強度分布を表す波形信号を得
、その９０度の位相差を有する２周期分の波形信号を必
要に応じて波形整形して夫々方向判別回路１８に供給す
ることにより、干渉縞９の移動方向を判別する。この場
合の判別は、干渉縞９の移動方向が第５図（ａ）に示す
如く受光面Ｒの中心位置から外側に移動する場合には、
レーザー装置ｌと移動体６との距離が減少するものとし
て、その干渉縞９の移動に応じて減算パルス信号を出力
し、逆に干渉縞９の移動方向が受光面Ｒの外周部から中
心位置に向かって移動する場合には、レーザー装置ｌと
移動体６との距離が増加するものとして、その干渉縞９
の移動に応じた加算パルス信号を出力する。また、干渉
縞９が移動せず、波形信号の変化がない場合には、レー
ザー装置１と移動体６との移動距離が変化しないものと
して、減算パルス信号及び加算パルス信号の何れも出力
しない。
所定周期で走査することにより、第５図（ｂｌに示す如
く受光面Ｒの半径方向の光強度分布を表す波形信号を得
、その９０度の位相差を有する２周期分の波形信号を必
要に応じて波形整形して夫々方向判別回路１８に供給す
ることにより、干渉縞９の移動方向を判別する。この場
合の判別は、干渉縞９の移動方向が第５図（ａ）に示す
如く受光面Ｒの中心位置から外側に移動する場合には、
レーザー装置ｌと移動体６との距離が減少するものとし
て、その干渉縞９の移動に応じて減算パルス信号を出力
し、逆に干渉縞９の移動方向が受光面Ｒの外周部から中
心位置に向かって移動する場合には、レーザー装置ｌと
移動体６との距離が増加するものとして、その干渉縞９
の移動に応じた加算パルス信号を出力する。また、干渉
縞９が移動せず、波形信号の変化がない場合には、レー
ザー装置１と移動体６との移動距離が変化しないものと
して、減算パルス信号及び加算パルス信号の何れも出力
しない。
そして、方向判別回路１８から出力される減算パルス信
号及び加算パルス信号を逓倍回路１９に供給して４逓倍
し、これら逓倍信号をアップダウンカウンタ２０に供給
することにより、そのカウント値がレーザー装置１と移
動体６との間の相対距離に対応したものとなり、これを
適当な表示装置に出力することにより、ディジタル表示
することができる。
号及び加算パルス信号を逓倍回路１９に供給して４逓倍
し、これら逓倍信号をアップダウンカウンタ２０に供給
することにより、そのカウント値がレーザー装置１と移
動体６との間の相対距離に対応したものとなり、これを
適当な表示装置に出力することにより、ディジタル表示
することができる。
このとき、干渉縞９の明暗は、レーザー装置１と移動体
６との距離がＨｅ −Ｎｅ レーザー光線（波長０．６
３２８μｍ）の２波長分即ち０．３１６４μｍ変化する
毎に反転するので、これを逓倍回路１７で４逓倍するこ
とにより、１／８波長即ち０゜０７９１μｍの分解能を
得ることができる。
６との距離がＨｅ −Ｎｅ レーザー光線（波長０．６
３２８μｍ）の２波長分即ち０．３１６４μｍ変化する
毎に反転するので、これを逓倍回路１７で４逓倍するこ
とにより、１／８波長即ち０゜０７９１μｍの分解能を
得ることができる。
上記実施例のように、光学レンズとして屈折率分布型レ
ンズ７を使用したことにより、レーザー装置１から出射
されるレーザー光５の光軸とレンズ７の中心軸との間に
多少の位置ずれ又は角度ずれが生じても屈折率分布型レ
ンズ７は収束性ををするので、干渉′ｔ！１９の発生に
大きな影響を与えることがな（、屈折率分布型レンズ７
の取付精度を高精度にする必要はない。また、上記実施
例のように、光電変換手段１０として、光ファイバー１
１を同心円状に配置したハンドルファイバー１２と、そ
の同心円上の光ファイバー１１の他端を束ねて夫々光電
変換素子１３に対向させることにより、受光面Ｒに生じ
る干渉縞９の面情報を中心位置から半径方向の点情報と
して得ることができ、処理装置１６での計測処理を容易
に行うことができると共に、レーザー光と屈折率分布型
レンズ７との光軸合わせを容易に行うことができる利点
がある。すなわち、バンドルファイバ１２の受光面Ｒの
直径方向の一列と、これに直交する他の一列とを夫々光
電変換素子に接続し、これらの光強度の分布を計測する
ことにより、中心に対して対称分布となるように屈折率
分布型レンズ７をセントすることにより、通常のレーザ
ー干渉計と比較して光軸合わ廿をより簡単に行うことが
できる。
ンズ７を使用したことにより、レーザー装置１から出射
されるレーザー光５の光軸とレンズ７の中心軸との間に
多少の位置ずれ又は角度ずれが生じても屈折率分布型レ
ンズ７は収束性ををするので、干渉′ｔ！１９の発生に
大きな影響を与えることがな（、屈折率分布型レンズ７
の取付精度を高精度にする必要はない。また、上記実施
例のように、光電変換手段１０として、光ファイバー１
１を同心円状に配置したハンドルファイバー１２と、そ
の同心円上の光ファイバー１１の他端を束ねて夫々光電
変換素子１３に対向させることにより、受光面Ｒに生じ
る干渉縞９の面情報を中心位置から半径方向の点情報と
して得ることができ、処理装置１６での計測処理を容易
に行うことができると共に、レーザー光と屈折率分布型
レンズ７との光軸合わせを容易に行うことができる利点
がある。すなわち、バンドルファイバ１２の受光面Ｒの
直径方向の一列と、これに直交する他の一列とを夫々光
電変換素子に接続し、これらの光強度の分布を計測する
ことにより、中心に対して対称分布となるように屈折率
分布型レンズ７をセントすることにより、通常のレーザ
ー干渉計と比較して光軸合わ廿をより簡単に行うことが
できる。
なお、上記実施例においては、レーザー装置ｌを固定部
に、屈折率分布型レンズ７、光電変換手段１０及び処理
装置１６を移動体６に配置する場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、これらの配置関係を
逆関係にすることもでき、また、両者を夫々移動体上に
配置することにより、再移動体の相対移動距離を計測す
ることができる。
に、屈折率分布型レンズ７、光電変換手段１０及び処理
装置１６を移動体６に配置する場合について説明したが
、これに限定されるものではなく、これらの配置関係を
逆関係にすることもでき、また、両者を夫々移動体上に
配置することにより、再移動体の相対移動距離を計測す
ることができる。
また、上記実施例においては、光学レンズとして屈折率
分布型レンズ７を適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、２つの球面レンズを組合
わせて一方の球面レンズに入射されるレーザー光を他方
の球面レンズの出射側端に収束させるよるにし、その出
射端に半透鏡を形成するようにしてもよく、要はレーザ
ー光の焦点が出射端となるようにすればよいものである
。
分布型レンズ７を適用した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、２つの球面レンズを組合
わせて一方の球面レンズに入射されるレーザー光を他方
の球面レンズの出射側端に収束させるよるにし、その出
射端に半透鏡を形成するようにしてもよく、要はレーザ
ー光の焦点が出射端となるようにすればよいものである
。
さらに、上記実施例においては、レーザー装置１の出射
端面が僅かに球面状となっており、同心円状の干渉縞９
を生じさせるようにした場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、縦縞又は横縞の干渉縞を生
じさせた場合にもこの発明を適用し得ること勿論である
。
端面が僅かに球面状となっており、同心円状の干渉縞９
を生じさせるようにした場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、縦縞又は横縞の干渉縞を生
じさせた場合にもこの発明を適用し得ること勿論である
。
また、光電検出手段１０としては、バンドルファイバー
１２及び光電変換素子Ｉ３を使用する場合に限らず、光
電セル、イメージセンサ等の光電変換手段を適用するこ
とができ、特にイメージセンサを通用した場合には、そ
の出力をパターン認識することにより、移動体の蛇行や
傾斜の程度を検出することも可能となる利点がある。
１２及び光電変換素子Ｉ３を使用する場合に限らず、光
電セル、イメージセンサ等の光電変換手段を適用するこ
とができ、特にイメージセンサを通用した場合には、そ
の出力をパターン認識することにより、移動体の蛇行や
傾斜の程度を検出することも可能となる利点がある。
さらに、レーザー装置１としては、）Ｉｅ −Ｎｅレー
ザーに限定されるものではなく、周波数安定性があるも
の又は周波数安定性がなくてもその周波数変動を補償す
るように構成されたレーザーであれば、他の気体レーザ
ー、固体レーザー、半導体レーザーを使用することがで
き、特に半導体レーザーを使用する場合には、全体の構
成をより小型化することができる。
ザーに限定されるものではなく、周波数安定性があるも
の又は周波数安定性がなくてもその周波数変動を補償す
るように構成されたレーザーであれば、他の気体レーザ
ー、固体レーザー、半導体レーザーを使用することがで
き、特に半導体レーザーを使用する場合には、全体の構
成をより小型化することができる。
またさらに、上記実施例においては、処理装置として電
子回路を適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、マイクロコンピュータを適用する
こともできる。
子回路を適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、マイクロコンピュータを適用する
こともできる。
以上説明したように、この発明によれば、レーザー装置
と、これから出射されるレーザー光の焦点位置に半透鏡
を形成した光学レンズと、その出射端に対向して配置し
た光電変換手段と、この光電変換手段からの干渉鍋検出
信号を処理してレーザー装置と光学レンズとの間の相対
移動距離を検出する相対移動距離検出手段とを設けるだ
けの極めて簡易な構成で、高精度の測長機能を得ること
ができ、しかも使用する部品点数が少ないので、小型軽
量化することができ、各部品の光軸合わせ等の調整も容
易であり、そのうえ干渉縞を２次元情報として検出する
ため、Ｓ／Ｎ比を大きくとることができ、さらに光学レ
ンズによって直接光と反射光とが同一光路を通るコモン
パス干渉であるため外乱の影舌が少ない等の効果が得ら
れる。
と、これから出射されるレーザー光の焦点位置に半透鏡
を形成した光学レンズと、その出射端に対向して配置し
た光電変換手段と、この光電変換手段からの干渉鍋検出
信号を処理してレーザー装置と光学レンズとの間の相対
移動距離を検出する相対移動距離検出手段とを設けるだ
けの極めて簡易な構成で、高精度の測長機能を得ること
ができ、しかも使用する部品点数が少ないので、小型軽
量化することができ、各部品の光軸合わせ等の調整も容
易であり、そのうえ干渉縞を２次元情報として検出する
ため、Ｓ／Ｎ比を大きくとることができ、さらに光学レ
ンズによって直接光と反射光とが同一光路を通るコモン
パス干渉であるため外乱の影舌が少ない等の効果が得ら
れる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図（ａ
ｌ及び（ｂｌは夫々この発明に適用し得る屈折率分布型
レンズの斜視図及びその屈折率分布状態を示す図、第３
図はこの発明に適用し得る処理装置の一例を示すブロッ
ク図、第４図はこの発明の詳細な説明に供する説明図、
第５図はこの発明の詳細な説明に供する信号波形図であ
る。 図中、１はレーザー装置、４ｂは半透鏡、５は光ビーム
、６は被距離測定移動体、７は屈折率分布型レンズ、８
は半透鏡、９は干渉縞、１０は光電変換手段、１２はバ
ンドルファイバー、１３は光電変換素子、１６は処理装
置、１７はパルス信号形成回路、１８は方向判別回路、
１９は逓倍回路、２０はアンプダウンカウンタである。
ｌ及び（ｂｌは夫々この発明に適用し得る屈折率分布型
レンズの斜視図及びその屈折率分布状態を示す図、第３
図はこの発明に適用し得る処理装置の一例を示すブロッ
ク図、第４図はこの発明の詳細な説明に供する説明図、
第５図はこの発明の詳細な説明に供する信号波形図であ
る。 図中、１はレーザー装置、４ｂは半透鏡、５は光ビーム
、６は被距離測定移動体、７は屈折率分布型レンズ、８
は半透鏡、９は干渉縞、１０は光電変換手段、１２はバ
ンドルファイバー、１３は光電変換素子、１６は処理装
置、１７はパルス信号形成回路、１８は方向判別回路、
１９は逓倍回路、２０はアンプダウンカウンタである。
Claims (2)
- （１）略平行な光ビームを出射する端面が半透鏡である
レーザー装置と、該レーザー装置の光ビームの光軸と光
軸を略一致させ且つ一端に入射した光ビームの焦点とな
る他端に半透鏡を形成した光学レンズとを相対移動可能
に配置し、且つ前記光学レンズの出射端に生じる干渉縞
を光電変換手段と、該光電変換手段の検出信号に基づき
干渉縞の通過本数及び移動方向を検出して前記レーザー
装置と光学レンズとの相対距離を検出する相対距離検出
手段とを備えていることを特徴とするレーザー干渉測長
機。 - （２）前記光学レンズが屈折率分布型レンズである特許
請求の範囲第１項記載のレーザー干渉測長機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61043288A JPS62201301A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | レ−ザ−干渉測長機 |
| US07/020,024 US4729654A (en) | 1986-02-28 | 1987-02-27 | Laser interferometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61043288A JPS62201301A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | レ−ザ−干渉測長機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62201301A true JPS62201301A (ja) | 1987-09-05 |
| JPH048724B2 JPH048724B2 (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=12659615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61043288A Granted JPS62201301A (ja) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | レ−ザ−干渉測長機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4729654A (ja) |
| JP (1) | JPS62201301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232201A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Tomohiko Akuta | レーザ干渉測長機 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5121987A (en) * | 1989-03-02 | 1992-06-16 | Honeywell Inc. | Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion |
| US4989980A (en) * | 1989-03-02 | 1991-02-05 | Honeywell Inc. | Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion |
| JP3210963B2 (ja) * | 1999-06-18 | 2001-09-25 | 経済産業省産業技術総合研究所長 | ボールステップゲージ |
| WO2002047372A2 (en) | 2000-12-04 | 2002-06-13 | The University Of Vermont And State Agricultural College | System and method for automated fringe counting using image information |
| US7492463B2 (en) | 2004-04-15 | 2009-02-17 | Davidson Instruments Inc. | Method and apparatus for continuous readout of Fabry-Perot fiber optic sensor |
| EP1681540A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-19 | Davidson Instruments, Inc. | Multi-channel array processor |
| EP1674833A3 (en) * | 2004-12-21 | 2007-05-30 | Davidson Instruments, Inc. | Fiber optic sensor system |
| EP1869737B1 (en) * | 2005-03-16 | 2021-05-12 | Davidson Instruments, Inc. | High intensity fabry-perot sensor |
| US7639368B2 (en) * | 2005-09-13 | 2009-12-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Tracking algorithm for linear array signal processor for Fabry-Perot cross-correlation pattern and method of using same |
| US7684051B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-03-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic seismic sensor based on MEMS cantilever |
| EP2021747B1 (en) * | 2006-04-26 | 2018-08-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic mems seismic sensor with mass supported by hinged beams |
| US8115937B2 (en) * | 2006-08-16 | 2012-02-14 | Davidson Instruments | Methods and apparatus for measuring multiple Fabry-Perot gaps |
| US7787128B2 (en) * | 2007-01-24 | 2010-08-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Transducer for measuring environmental parameters |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3395606A (en) * | 1964-01-17 | 1968-08-06 | Cooper Ind Inc | Method for measuring the distance between two reflectors forming a laser cavity by metering best frequencies |
| SU921305A1 (ru) * | 1980-10-14 | 1985-03-15 | Московский Ордена Ленина Институт Инженеров Геодезии Аэрофотосъемки И Картографии | Интерферометр дл измерени рассто ний |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP61043288A patent/JPS62201301A/ja active Granted
-
1987
- 1987-02-27 US US07/020,024 patent/US4729654A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01232201A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-18 | Tomohiko Akuta | レーザ干渉測長機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048724B2 (ja) | 1992-02-18 |
| US4729654A (en) | 1988-03-08 |
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