JPS6348004B2 - - Google Patents
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- JPS6348004B2 JPS6348004B2 JP15545881A JP15545881A JPS6348004B2 JP S6348004 B2 JPS6348004 B2 JP S6348004B2 JP 15545881 A JP15545881 A JP 15545881A JP 15545881 A JP15545881 A JP 15545881A JP S6348004 B2 JPS6348004 B2 JP S6348004B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超音波による光回折現象を利用して
微少な位置的変位を検出する微少変位測定装置に
関するものである。
微少な位置的変位を検出する微少変位測定装置に
関するものである。
従来より物体の微少変位、微少振動、表面粗さ
などを検出、測定する装置として、機械的、電気
的、光学的な方法を用いた多くのものが開発され
ている。これらの装置はその使用分野によつてそ
れぞれの特徴を効果的に利用しており、例えば、
機械的装置は精度的問題を使い易さ、構造の簡易
なこと、低価格等の長所で補い、電気・光学的な
ものは、複雑で繊細な構造と高価であるといつた
欠点を、高精度で高速な測定の実現でカバーして
いる。実用的な変位測定装置の条件としては、構
造、特に入力機構の単純なこと、測定精度が高く
検出動作が高速なこと、校正および調整が簡単な
こと、低価格であることなどが考えられる。
などを検出、測定する装置として、機械的、電気
的、光学的な方法を用いた多くのものが開発され
ている。これらの装置はその使用分野によつてそ
れぞれの特徴を効果的に利用しており、例えば、
機械的装置は精度的問題を使い易さ、構造の簡易
なこと、低価格等の長所で補い、電気・光学的な
ものは、複雑で繊細な構造と高価であるといつた
欠点を、高精度で高速な測定の実現でカバーして
いる。実用的な変位測定装置の条件としては、構
造、特に入力機構の単純なこと、測定精度が高く
検出動作が高速なこと、校正および調整が簡単な
こと、低価格であることなどが考えられる。
本発明は前記の条件を考慮し、機械的入力機構
に光学的・電気的装置を組合せてることによつて
全体の構成を従来装置に比べ簡素化し、液中超音
波の伝搬による変位検出法によつて高速動作し、
光学的方法によつて検出精度を向上させた微少変
位測定装置を提供することを目的としている。
に光学的・電気的装置を組合せてることによつて
全体の構成を従来装置に比べ簡素化し、液中超音
波の伝搬による変位検出法によつて高速動作し、
光学的方法によつて検出精度を向上させた微少変
位測定装置を提供することを目的としている。
この目的のため、本発明では、厚み方向振動を
する１枚の超音波振動子を用いて、同一液体セル
内に互いに逆方向に伝搬する２つの超音波信号が
形成できる音響光学的信号処理用液体セルを使用
し、このセルによつて発生させた回折光を、被測
定物体の変位や振動で直接位置変化する格子状の
光学マスクに投射し、通過した回折光を検出し
て、その点滅周期のずれにより、前記フイルタの
変位を測定する方法を採用している。
する１枚の超音波振動子を用いて、同一液体セル
内に互いに逆方向に伝搬する２つの超音波信号が
形成できる音響光学的信号処理用液体セルを使用
し、このセルによつて発生させた回折光を、被測
定物体の変位や振動で直接位置変化する格子状の
光学マスクに投射し、通過した回折光を検出し
て、その点滅周期のずれにより、前記フイルタの
変位を測定する方法を採用している。
つぎに、本発明を図面により具体的に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の微少変位測定装置の実施例
における構成図を示している。光源１より発射さ
れた平面波光は２枚のレンズによつて光束を広げ
られ、１枚の厚み方向振動子により２つの超音波
が内部に作られている音響光学的信号処理用液体
セル２に入射する。この液体セル内部において超
音波信号によつて位相変調された平面波光は、前
記液体セルの後に配置された収束用のレンズ３を
通過して焦点面上に回折輝点を結ぶ。この回折輝
点の発生位置は、光源１の波長、レンズ３焦点距
離、前記液体セル内での超音波空間周期によつて
定まる。ゆえに、この回折輝点位置に開口を有す
る光学的フイルタ４を前記焦点面上に配置し、通
過した光を光電変換器５で光電変換すれば、前記
液体セルによつて回折した平面波光のみを電気信
号の形で得ることができる。この回折光は前記光
学的フイルタ上では定位置に固定されているが、
前記液体セルと前記光学的フイルタ間では、超音
波信号のセル内移動に伴い、前記フイルタの回折
輝点位置を支点として扇形状に移動している。ゆ
えに、前記液体セルと前記光学的フイルタ間の適
当な位置に、その面が光軸と垂直になるよう、格
子状の開口を持つた光学マスク６を配置すれば、
特定の超音波より発生した回折光は前記光学マス
クの開口を横切る毎に点滅を繰返すことになる。
連続超音波では超音波各部で生じた点滅光が、前
記フイルタ面上で重ね合わされて平均化され、一
定光量の輝点となるため、本発明では超音波信号
にパルス振幅変調されたものを使用している。こ
れによつて、超音波のパルス幅と前記光学マスク
の開口周期、および液体セル内での音速によつて
定まる時間周期で回折輝点が点滅する。この輝点
の点滅周期は後に詳述するように、前記光学マス
ク位置によつて変化する。ゆえに、点滅輝点の光
量を光電変換して得られた電気信号のパルス間隔
によつて前記光学マスクの変位、すなわちこの光
学マスクに接している被測定物の変位が検出でき
る。前記液体セル中の前記振動子に加えるパルス
信号は、信号発生装置１９において前記振動子の
共振周波数正弦波を発生する正弦波発振器７の出
力を、パルス発生器８の出力パルスによつて振幅
変調器９内で100％振幅変調し、増幅器１０で所
望の振幅値に増幅して得ている。また、光電変換
器５よりのパルス出力信号は、用途に応じた表示
装置、または信号処理装置１１に送られる。
における構成図を示している。光源１より発射さ
れた平面波光は２枚のレンズによつて光束を広げ
られ、１枚の厚み方向振動子により２つの超音波
が内部に作られている音響光学的信号処理用液体
セル２に入射する。この液体セル内部において超
音波信号によつて位相変調された平面波光は、前
記液体セルの後に配置された収束用のレンズ３を
通過して焦点面上に回折輝点を結ぶ。この回折輝
点の発生位置は、光源１の波長、レンズ３焦点距
離、前記液体セル内での超音波空間周期によつて
定まる。ゆえに、この回折輝点位置に開口を有す
る光学的フイルタ４を前記焦点面上に配置し、通
過した光を光電変換器５で光電変換すれば、前記
液体セルによつて回折した平面波光のみを電気信
号の形で得ることができる。この回折光は前記光
学的フイルタ上では定位置に固定されているが、
前記液体セルと前記光学的フイルタ間では、超音
波信号のセル内移動に伴い、前記フイルタの回折
輝点位置を支点として扇形状に移動している。ゆ
えに、前記液体セルと前記光学的フイルタ間の適
当な位置に、その面が光軸と垂直になるよう、格
子状の開口を持つた光学マスク６を配置すれば、
特定の超音波より発生した回折光は前記光学マス
クの開口を横切る毎に点滅を繰返すことになる。
連続超音波では超音波各部で生じた点滅光が、前
記フイルタ面上で重ね合わされて平均化され、一
定光量の輝点となるため、本発明では超音波信号
にパルス振幅変調されたものを使用している。こ
れによつて、超音波のパルス幅と前記光学マスク
の開口周期、および液体セル内での音速によつて
定まる時間周期で回折輝点が点滅する。この輝点
の点滅周期は後に詳述するように、前記光学マス
ク位置によつて変化する。ゆえに、点滅輝点の光
量を光電変換して得られた電気信号のパルス間隔
によつて前記光学マスクの変位、すなわちこの光
学マスクに接している被測定物の変位が検出でき
る。前記液体セル中の前記振動子に加えるパルス
信号は、信号発生装置１９において前記振動子の
共振周波数正弦波を発生する正弦波発振器７の出
力を、パルス発生器８の出力パルスによつて振幅
変調器９内で100％振幅変調し、増幅器１０で所
望の振幅値に増幅して得ている。また、光電変換
器５よりのパルス出力信号は、用途に応じた表示
装置、または信号処理装置１１に送られる。
次に、音響光学的信号処理用液体セルの構造と
光学マスクの変位検出法について述べる。
光学マスクの変位検出法について述べる。
第２図は、音響光学的信号処理用液体セル２の
実施例における構造を示す図である。直方体状の
前記液体セルの対向する１組の壁面に、一対の光
透過窓１２ａ，１２ｂが設けられ、この窓を平面
波光が通過する。前記液体セル内には液状の超音
波伝搬媒質１３が充てんされており、この媒質中
に超音波を発射する厚み方向振動子１４が、前記
光透過窓のほぼ中央の位置にまたがり、かつ、そ
の振動面が光の進行方向と平行になるように配置
されている。この振動子は前記光透過窓に張られ
ている透明な液、およびセル内壁との間に、弾性
を持ち液状物質に対して気密性を有する保持材１
５により保持されている。前記振動子の振動面に
対向する１対のセル内壁には、振動子より発生し
た超音波を吸収する、超音波吸収部材１６ａ，１
６ｂが取付けられており、超音波のセル内におけ
る不要反射を防止している。前記振動子には電気
信号を加える信号入力端子１７が取付けてある。
実施例における構造を示す図である。直方体状の
前記液体セルの対向する１組の壁面に、一対の光
透過窓１２ａ，１２ｂが設けられ、この窓を平面
波光が通過する。前記液体セル内には液状の超音
波伝搬媒質１３が充てんされており、この媒質中
に超音波を発射する厚み方向振動子１４が、前記
光透過窓のほぼ中央の位置にまたがり、かつ、そ
の振動面が光の進行方向と平行になるように配置
されている。この振動子は前記光透過窓に張られ
ている透明な液、およびセル内壁との間に、弾性
を持ち液状物質に対して気密性を有する保持材１
５により保持されている。前記振動子の振動面に
対向する１対のセル内壁には、振動子より発生し
た超音波を吸収する、超音波吸収部材１６ａ，１
６ｂが取付けられており、超音波のセル内におけ
る不要反射を防止している。前記振動子には電気
信号を加える信号入力端子１７が取付けてある。
第３図は、セル内の超音波信号１８ａ，１８ｂ
の動きと、この超音波による光の回折の状態を示
している。前記液体セル２の光透過窓１２ａ，１
２ｂの超音波進行方向長さをＬとする。また超音
波パルスの被変調波である正弦波信号の時間周波
数を〔Hz〕、矩形パルスの時間周期およびパルス
時間幅をそれぞれ、Ｔ、Ｗ〔ｓ〕とする。前記液
体セル内の超音波伝搬速度をｖ〔m/s〕とすれば、
前記正弦波信号の空間的周期Tcsは Tcs＝ｖ／ 〔ｍ〕 ……(1) また、前記パルス周期、パルス幅の空間的長さ、
Ts、Wsは Ts＝Ｔ×ｖ 〔ｍ〕 ……(2) Ws＝Ｗ×ｖ 〔ｍ〕 ……(3) となる。
の動きと、この超音波による光の回折の状態を示
している。前記液体セル２の光透過窓１２ａ，１
２ｂの超音波進行方向長さをＬとする。また超音
波パルスの被変調波である正弦波信号の時間周波
数を〔Hz〕、矩形パルスの時間周期およびパルス
時間幅をそれぞれ、Ｔ、Ｗ〔ｓ〕とする。前記液
体セル内の超音波伝搬速度をｖ〔m/s〕とすれば、
前記正弦波信号の空間的周期Tcsは Tcs＝ｖ／ 〔ｍ〕 ……(1) また、前記パルス周期、パルス幅の空間的長さ、
Ts、Wsは Ts＝Ｔ×ｖ 〔ｍ〕 ……(2) Ws＝Ｗ×ｖ 〔ｍ〕 ……(3) となる。
ここで、Ｌ≫Ws、Ｌ≫Ts、Tcs≪Ts、Tcs≪Ws
の条件を仮定し、前記光透過窓より前記振動子面
と平行に平面波光をセル内を通過させれば、セル
内で超音波信号により位相変調を受けた平面波光
はレンズ３の作用で収束し、前記レンズの焦点面
４上に回折輝点を生ずる。前記レンズの焦点距離
をＦとすれば、前記仮定条件より、前記回折輝点
の最も強いもの、すなわち、１次回折輝点の位置
は前記正弦波信号の空間周期Tcsを用いて ｄ＝λF／Tcs 〔ｍ〕 ……(4) なる式で与えられる。ｄは光軸点と回折輝点との
間隔、λは光源波長である。ゆえに、(4)式で与え
られる前記焦点面上の位置に開口を有する光学的
フイルタ４を配置し、このフイルタを通過した光
を光電変換器５で検出すれば、電気信号で制御し
た光信号が得られる。なお、(4)式で明らかなよう
に回折輝点位置はTcsの値により変化するが、超
音波信号１８ａ，１８ｂの位置および、動きに対
しては不変である。
の条件を仮定し、前記光透過窓より前記振動子面
と平行に平面波光をセル内を通過させれば、セル
内で超音波信号により位相変調を受けた平面波光
はレンズ３の作用で収束し、前記レンズの焦点面
４上に回折輝点を生ずる。前記レンズの焦点距離
をＦとすれば、前記仮定条件より、前記回折輝点
の最も強いもの、すなわち、１次回折輝点の位置
は前記正弦波信号の空間周期Tcsを用いて ｄ＝λF／Tcs 〔ｍ〕 ……(4) なる式で与えられる。ｄは光軸点と回折輝点との
間隔、λは光源波長である。ゆえに、(4)式で与え
られる前記焦点面上の位置に開口を有する光学的
フイルタ４を配置し、このフイルタを通過した光
を光電変換器５で検出すれば、電気信号で制御し
た光信号が得られる。なお、(4)式で明らかなよう
に回折輝点位置はTcsの値により変化するが、超
音波信号１８ａ，１８ｂの位置および、動きに対
しては不変である。
第４図ａは、前記液体セル中の超音波信号１８
ａ，１８ｂによつて生じた回折光の細い光束が、
前記収束用のレンズ３の後に適当な距離、離して
置かれた光学マスク６の格子状開口によつて断続
される様子を示している。まず、前記光学マスク
が実線で示した位置にある場合を考える。前記光
学マスクの開口幅と周期を光学マスク上に投射さ
れている回折光のそれと一致させ、かつ、同図中
Ａで示した部分より発生した回折光が前記光学マ
スクを通過している間、同Ｂの部分で発生した回
折光は前記光学マスクによつて遮断されるように
開口位置を設定する。同図では、Ａの部分で発生
した回折光が光学マスク６の開口を通過し、さら
に距離ｐだけの移動が行われた後、Ｂの部分から
の回折光が前記光学マスクの開口を通過するよう
に描かれている。これによつて、光学マスク６を
通過した回折光による輝点は、同図ｂの上段に示
したような三角波パルス状の周期的輝度変化を生
ずる。三角波パルスの上部に示した記号Ａは、同
図ａのＡの部分で生じた回折光による光量である
ことを示し、同じく、記号ＢはＢの部分より生じ
た回折光によるものであることを示している。ま
た、ＡとＢのパルス間隔Tpは、光学マスク上で
の回折光束の移動速度をv′として Tp＝ｐ／v′ 〔ｓ〕 ……(5) となる。
ａ，１８ｂによつて生じた回折光の細い光束が、
前記収束用のレンズ３の後に適当な距離、離して
置かれた光学マスク６の格子状開口によつて断続
される様子を示している。まず、前記光学マスク
が実線で示した位置にある場合を考える。前記光
学マスクの開口幅と周期を光学マスク上に投射さ
れている回折光のそれと一致させ、かつ、同図中
Ａで示した部分より発生した回折光が前記光学マ
スクを通過している間、同Ｂの部分で発生した回
折光は前記光学マスクによつて遮断されるように
開口位置を設定する。同図では、Ａの部分で発生
した回折光が光学マスク６の開口を通過し、さら
に距離ｐだけの移動が行われた後、Ｂの部分から
の回折光が前記光学マスクの開口を通過するよう
に描かれている。これによつて、光学マスク６を
通過した回折光による輝点は、同図ｂの上段に示
したような三角波パルス状の周期的輝度変化を生
ずる。三角波パルスの上部に示した記号Ａは、同
図ａのＡの部分で生じた回折光による光量である
ことを示し、同じく、記号ＢはＢの部分より生じ
た回折光によるものであることを示している。ま
た、ＡとＢのパルス間隔Tpは、光学マスク上で
の回折光束の移動速度をv′として Tp＝ｐ／v′ 〔ｓ〕 ……(5) となる。
ここで、光学マスク６が同図ａに示すように、
矢印方向に距離ｑ動いたと仮定する。この場合、
前記光学マスクの移動方向は、Ａ部分の超音波信
号にとつては進行順方向であり、Ｂ部分の超音波
信号にとつては進行逆方向である。ゆえに、同図
ｂの下段に示すように、Ａの三角波パルスはTq
の時間遅れを生じ、Ｂの三角波パルスは反対に発
生時刻が早まる。この結果、ＡとＢのパルス間隔
は移動前の状態より2Tqだけ短くなる。(5)式と同
様に Tq＝ｑ／v′ 〔ｓ〕 ……(6) であるから、パルス間隔の変化を検出すれば、前
記光学マスクの位置変化ｑが求められる。
矢印方向に距離ｑ動いたと仮定する。この場合、
前記光学マスクの移動方向は、Ａ部分の超音波信
号にとつては進行順方向であり、Ｂ部分の超音波
信号にとつては進行逆方向である。ゆえに、同図
ｂの下段に示すように、Ａの三角波パルスはTq
の時間遅れを生じ、Ｂの三角波パルスは反対に発
生時刻が早まる。この結果、ＡとＢのパルス間隔
は移動前の状態より2Tqだけ短くなる。(5)式と同
様に Tq＝ｑ／v′ 〔ｓ〕 ……(6) であるから、パルス間隔の変化を検出すれば、前
記光学マスクの位置変化ｑが求められる。
第５図は、前記液体セルで回折した光がレンズ
３によつて光学的フイルタ４面上の一点に収束す
ることを利用して装置の検出感度を調節する方法
を示している。図で明らかなように、回折光束の
間隔は前記光学的フイルタの位置に近づくほど狭
くなる。ゆえに、光学マスク６の位置を前記光学
的フイルタに近づけることにより、わずかな前記
マスクの移動で、大きなパルス間隔の変動を得る
ことができる。この事は(6)式を用いて説明すれ
ば、回折光束の移動速度v′が小さくなることであ
る。すなわち、v′は同図α、βの値を用いて v′＝vβ／（α＋β） 〔m/s〕 ……(7) で表わされ、前記光学マスクが前記光学的フイル
タに近づくことはv′が小さな値となることと等し
い。この時、前記光学マスクの格子状開口の幅
W″は、前記液体セル内の超音波パルス幅Ｗの
β／（α＋β）倍となるように作成すれば、出力
信号パルスとして良好な三角波パルスが得られ
る。
３によつて光学的フイルタ４面上の一点に収束す
ることを利用して装置の検出感度を調節する方法
を示している。図で明らかなように、回折光束の
間隔は前記光学的フイルタの位置に近づくほど狭
くなる。ゆえに、光学マスク６の位置を前記光学
的フイルタに近づけることにより、わずかな前記
マスクの移動で、大きなパルス間隔の変動を得る
ことができる。この事は(6)式を用いて説明すれ
ば、回折光束の移動速度v′が小さくなることであ
る。すなわち、v′は同図α、βの値を用いて v′＝vβ／（α＋β） 〔m/s〕 ……(7) で表わされ、前記光学マスクが前記光学的フイル
タに近づくことはv′が小さな値となることと等し
い。この時、前記光学マスクの格子状開口の幅
W″は、前記液体セル内の超音波パルス幅Ｗの
β／（α＋β）倍となるように作成すれば、出力
信号パルスとして良好な三角波パルスが得られ
る。
本発明は以上のような構成であり、１枚の超音
波振動子によつて反対方向に伝搬する２つの超音
波信号が発生する音響光学的信号処理用液体セル
を使用し、このセルを通過させた平面波光の回折
光束を光学マスクで断続し、この結果得られた三
角波パルス状に点滅する回折輝点の点滅時間を検
出することにより前記光学マスクの位置ならびに
変動を測定できる効果を有する。また、前記光学
マスクの位置を光軸方向に移動することにより、
検出位置精度（検出感度）を調節することができ
る。さらにまた、前記光学マスクの変動を検知す
る回折光束の移動速度が速いため、前記光学マス
クを含む変位検出機構の質量を小さくして高速変
位に追従できる機構にすれば、液体中の超音波速
度（1000〜2000m/s）程度の変位速度まで検出可
能である。
波振動子によつて反対方向に伝搬する２つの超音
波信号が発生する音響光学的信号処理用液体セル
を使用し、このセルを通過させた平面波光の回折
光束を光学マスクで断続し、この結果得られた三
角波パルス状に点滅する回折輝点の点滅時間を検
出することにより前記光学マスクの位置ならびに
変動を測定できる効果を有する。また、前記光学
マスクの位置を光軸方向に移動することにより、
検出位置精度（検出感度）を調節することができ
る。さらにまた、前記光学マスクの変動を検知す
る回折光束の移動速度が速いため、前記光学マス
クを含む変位検出機構の質量を小さくして高速変
位に追従できる機構にすれば、液体中の超音波速
度（1000〜2000m/s）程度の変位速度まで検出可
能である。
このように本発明では、変位入力機構が簡単で
確実な直接機械的入力法であり、その他の構成は
全く機械的動作を行わないため、(1)装置の構成が
単純で低価格。(2)測定精度が高く安定性が良い。
(3)高速動作が可能。(4)調整が容易で校正が簡単。
等の特徴を有し、応用として、分光器のスペクト
ル検出部、光学顕微鏡のステージ部などに組込ん
で微少変位、間隔の測定を行なつたり、光学マス
クの一端を直接微少振動している被測定物に接触
させて振動数、振幅等の測定を行う方法、または
従来例にあるような接触形の表面粗さ計として使
用する方法などが考えられる。
確実な直接機械的入力法であり、その他の構成は
全く機械的動作を行わないため、(1)装置の構成が
単純で低価格。(2)測定精度が高く安定性が良い。
(3)高速動作が可能。(4)調整が容易で校正が簡単。
等の特徴を有し、応用として、分光器のスペクト
ル検出部、光学顕微鏡のステージ部などに組込ん
で微少変位、間隔の測定を行なつたり、光学マス
クの一端を直接微少振動している被測定物に接触
させて振動数、振幅等の測定を行う方法、または
従来例にあるような接触形の表面粗さ計として使
用する方法などが考えられる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は音
響光学的信号処理用液体セルの構成を示す図、第
３図は液体セル内の超音波伝搬状態と回折輝点を
示す図、第４図は２つの超音波パルスと光学マス
クの位置関係と変位検出の原理を示す図、第５図
は検出感度の調節法を示す図である。 １は光源、２は音響光学的信号処理用液体セ
ル、３はレンズ、４は光学的フイルタ、５は光電
変換器、６は光学マスク、７は正弦波発振器、８
はパルス発生器、９は振幅変調器、１０は増幅
器、１１は信号処理装置、１２ａ，１２ｂは光透
過窓、１３は超音波伝搬媒質、１４は厚み方向振
動子、１５は保持材、１６ａ，１６ｂは超音波吸
収部材、１７は信号入力端子、１９は信号発生装
置を示す。
響光学的信号処理用液体セルの構成を示す図、第
３図は液体セル内の超音波伝搬状態と回折輝点を
示す図、第４図は２つの超音波パルスと光学マス
クの位置関係と変位検出の原理を示す図、第５図
は検出感度の調節法を示す図である。 １は光源、２は音響光学的信号処理用液体セ
ル、３はレンズ、４は光学的フイルタ、５は光電
変換器、６は光学マスク、７は正弦波発振器、８
はパルス発生器、９は振幅変調器、１０は増幅
器、１１は信号処理装置、１２ａ，１２ｂは光透
過窓、１３は超音波伝搬媒質、１４は厚み方向振
動子、１５は保持材、１６ａ，１６ｂは超音波吸
収部材、１７は信号入力端子、１９は信号発生装
置を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液状の媒質中を互に逆方向に伝搬する２つの
超音波パルスを利用して前記媒質中を通過する平
面波光より前記超音波パルスの移動に応じて放射
位置が変化する回折光束を発生させる音響光学的
信号処理用液体セル２を使用した微少変位測定装
置であつて、該液体セルに入射する平面波光を発
生する光源１と；前記回折光束を収束させ回折輝
点を生じさせるレンズ３と；前記回折輝点の光の
みを通過させるための光学的フイルタ４と；該フ
イルタを通過した光を光電変換する光電変換器５
と；該レンズと該フイルタとの間にあつて該光源
の光軸に垂直にかつ前記回折光束の移動方向に変
位でき、かつ、その移動方向に対して前記回折光
束の幅に対応した格子状開口を有し前記回折光束
を断続するための光学マスク６と； 前記液体セルに加えるパルス振幅変調した正弦
波電気信号を発生する信号発生装置１９と； 前記回折輝点の点滅時間の変化を該光学マスク
の変位量として出力する信号処理装置１１とを備
え、前記回折輝点の点滅時間の変化により該光学
マスクに接合させた被測定物の変位量を測定する
ことを特徴とした微少変位測定装置。 ２ 前記音響光学的信号処理用液体セル２が、該
セルの対向する両壁に備えられ平面波光束を該セ
ル内に通過させるための光透過窓１２ａ，１２ｂ
と；該光透過窓のほぼ中央にまたがつて配置さ
れ、かつ前記平面波光束の進行方向と平行な振動
面を有する厚み方向振動子１４と；該振動子を保
持しかつ該振動子と該セル内壁との間にあつて該
超音波伝搬媒質を二分するための保持材１５と；
該振動子の一対の厚み振動面に対向する該セルの
各々の内壁に設えられ前記振動子面より発生し前
記超音波伝搬媒質中を伝搬してきた一対の超音波
を吸収消滅させるための超音波吸収部材１６ａ，
１６ｂと；該厚み方向振動子に駆動用電気信号を
供給するための信号入力端子１７とを備えいるこ
とを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の微少
変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15545881A JPS5855805A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 微少変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15545881A JPS5855805A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 微少変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855805A JPS5855805A (ja) | 1983-04-02 |
| JPS6348004B2 true JPS6348004B2 (ja) | 1988-09-27 |
Family
ID=15606481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15545881A Granted JPS5855805A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 微少変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614510U (ja) * | 1992-07-03 | 1994-02-25 | オサメ工業株式会社 | 空気圧式揺動アクチュエータ |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15545881A patent/JPS5855805A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614510U (ja) * | 1992-07-03 | 1994-02-25 | オサメ工業株式会社 | 空気圧式揺動アクチュエータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5855805A (ja) | 1983-04-02 |
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