(57)【要約】【課題】従来のレーザーを用いた距離測定方法は、出射したレーザー光が被測定物で反射して戻って来る迄の時間を計って測距するものである。そのため測距精度はレーザー光の波長には遠く及ばない。また、レーザー光の特徴である可干渉性を利用した測定方法では、距離の変化量は波長程度の誤差で測定できるが、距離は分らない。【解決手段】  本発明はレーザーの特徴である可干渉性を利用し、測距精度を波長程度、あるいは位相を考慮する事により波長以下にまで高めるものであり、その方法は発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光の伝播距離を変化させる或いは測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔を知ることによって測距物までの距離を測るものである。【選択図】図１
2010112706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔を知ることによって測距物までの距離を測る方法。
【請求項２】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔を知ることによって測距物までの距離を測る方法。
【請求項３】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔を知ることによって測距物までの距離を測る方法。
【請求項４】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔と、距離に対して計算により予想される明暗の間隔あるいは距離に対して実測した明暗の間隔とを、明暗を一致させる事によって測距物までの距離を測る方法。
【請求項５】
発振波長の異なる２つまたは３つのレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映しているので、あらかじめ他の手段で予想した距離範囲について明暗の間隔の一部を実測して他は類推し、距離に対して計算により予想される明暗の間隔あるいは距離に対して実測した明暗の間隔との間で予想される距離範囲に亘って明暗を一致させる事によって測距物までの距離を測る方法。
【請求項６】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔と、距離に対して計算により予想される明暗の間隔あるいは距離に対して実測した明暗の間隔とを、明暗を一致させる事によって測距物までの距離を測る方法。
【請求項７】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映しており、光路差がゼロのときにはどのレーザーも干渉による強度の最高点を示すので、測定距離となる参照光と測定光の光路差の二分の一を、あらかじめ他の手段で予想した距離まで参照光あるいは測定光の光路を機械的に変化させて光路差をゼロに近づけ、誤差分は予想した誤差範囲内で光路差がゼロとなる位置を干渉による明暗から見つけ出し、機械的変化量に誤差分を加えて測距する方法。
【請求項８】
発振波長の異なる２つまたは３つのレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映しており、光路差がゼロのときにはどのレーザーも干渉による強度の最高点を示すので、測定距離となる参照光と測定光の光路差の二分の一を、あらかじめ他の手段で予想した距離まで参照光あるいは測定光の光路を機械的に変化させて光路差をゼロに近づけ、誤差分は予想した誤差範囲内で光路差がゼロとなる位置を干渉による明暗から見つけ出し、機械的変化量に誤差分を加えて測距する方法。
【請求項９】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映しており、光路差がゼロのときにはどのレーザーも干渉による強度の最高点を示すので、測定距離となる参照光と測定光の光路差の二分の一を、あらかじめ他の手段で予想した距離までの光路差によるレーザー光の位相分をあらかじめ他の手段で予想した誤差範囲について明暗の間隔の一部を実測して他は類推した干渉による明暗からそれぞれのレーザー光について差し引き、誤差分については光路差ゼロとなる位置を干渉による明暗から見つけ出し、他の手段で予想した距離分に誤差分を加える事によって測距する方法。
【請求項１０】
発振波長の異なる２つまたは３つのレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光または測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映しており、光路差がゼロのときにはどのレーザーも干渉による強度の最高点を示すので、測定距離となる参照光と測定光の光路差の二分の一を、あらかじめ他の手段で予想した距離までの光路差によるレーザー光の位相分をあらかじめ他の手段で予想した誤差範囲について明暗の間隔の一部を実測して他は類推した干渉による明暗からそれぞれのレーザー光について差し引き、誤差分については光路差ゼロとなる位置を干渉による明暗から見つけ出し、他の手段で予想した距離分に誤差分を加える事によって測距する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザーを用いた距離測定方法に関する
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザーを用いた距離測定方法は、出射したレーザー光が被測定物で反射して戻って来る迄の時間を計って測距するものである。そのため測距精度はレーザー光の波長には遠く及ばない。また、レーザー光の特徴である可干渉性を利用した測定方法では、距離の変化量は波長程度の誤差で測定できるが、距離は分らない。
【非特許文献１】「ＬＥＩＣＡ  ＧＥＯＳＹＳＴＥＭＳ社カタログ  型式：ＬＥＩＣＡ  ＤＩＳＴＯ  Ａ８」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上に述べた従来のレーザーを用いた測距方法はレーザー光が反射して戻ってくるまでの時間を計るものであり、レーザーの特徴である可干渉性を利用したものではないので、その測定精度は波長に遠く及ばない。
【０００４】
本発明はレーザーの特徴である可干渉性を利用し、測距精度を波長程度、あるいは位相を考慮する事により波長以下にまで高めるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発振波長の異なる２つ以上のレーザー光を用い、それぞれを参照光と測定光に分け、参照光と測距物から反射して来た測定光を干渉させ、参照光の伝播距離を変化させる或いは測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていくとそれぞれのレーザー光はそれぞれの周期で干渉による明暗をつくるので重ね合わせた明暗の間隔は光路差を反映している。あらかじめ光路差に対する重ね合わせた明暗の間隔を調べておき、実測の明暗と比較することにより測距物までの距離を測る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によりレーザーによる測距が従来の出射光が跳ね返ってくるまでの時間測定法からレーザーの可干渉性を利用した高精度測定が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
参照光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていく方法による本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【０００８】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる二つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って二つのレーザーの隣り合った強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【０００９】
レーザー１ａは発振波長がλ１のレーザーであり、レーザー２ａは発振波長がλ２のレーザーである。レーザー測距器１７は発射したレーザー光が測定物に当たって跳ね返ってくるまでの時間を測定して測定物までの距離を測定するレーザーであり測距精度は±Ａであり、その精度は本発明に遠く及ばないが測定物までのおおよその距離を知るのに必要である。レーザー１ａおよびレーザー２ａはそれぞれミラー４ａおよびミラー５ａによって曲げられて同一光路上を走り、その後ハーフミラー７ａで２分割される。一方は参照光としてミラー９ａに向かうが、反射して検出器１１ａにたどり着く。他方は測定光として測定物１４ａに向かい、反射した後にハーフミラー７ａで曲げられて検出器１１ａにたどり着く。検出器１１ａでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ａの厚み分の光路長を補正するための補正版８ａを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ａには外側からシャッター１３ａを置き、閉じた時にはシャッターが筐体の出射口１２ａを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆａが一定になるようにする。このシャッターの筐体側の面が測距の原点となる。使用する波長の中で一番短い波長をλとするとアクチュエーター１０ａは距離Ｅａが変化する方向に動き、１ステップでλ／４８以下で移動する、従って光路差はλ／２４以下で変化する。
【００１０】
始めにレーザー測距器１７により測定物１４ａまでの距離を測定する、この値から距離Ｇａと距離Ｈａの値を差し引いて測距の原点から測定物までの距離Ｌａの値を±Ａの誤差で測定しておく。
【００１１】
アクチュエーター１０ａを縮めて距離Ｆａよりも距離Ｅａのほうが１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、ミラー１８を光路１５ａから外して、シャッター１３ａを閉じる。レーザー２ａを発振させ、アクチュエーター１０ａを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基に先にある距離Ｅａと距離Ｆａが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ａの目盛りに対する干渉による検出器１１ａの強度の明暗を予測する。レーザー２ａの発振を止めてミラー５ａを光路１５ａから外し、レーザー１ａを発振させる。アクチュエーター１０ａを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基に先にある距離Ｅａと距離Ｆａが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ａの目盛りに対する干渉による検出器１１ａの強度の明暗を予測する。アクチュエーターを伸ばして行ったときにレーザー１ａでもレーザー２ａでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ａの目盛りの位置がシャッター１３ａを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０aの原点であり、シャッター１３ａの筐体側が測距の原点となる。
【００１２】
この位置までアクチュエーター１０ａを進めたらシャッター１３ａを開き、引き続きアクチュエーター１０ａを１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップのレーザー１ａに対する検出器強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ａの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ａの強度をアクチュエーター１０ａの目盛りに対して予測する。レーザー１ａの発振を止めてレーザー２ａを発振させ、ミラー５ａを光路に入れたら引き続きアクチュエーター１０ａを１ステップずつ１００×λ２伸ばして各ステップのレーザー２ａに対する検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ａの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ａの強度をアクチュエーター１０ａの目盛りに対して予測する。
【００１３】
シャッター１３ａを開いてからのレーザー１ａによるアクチュエーター１０ａの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ａの強度の明暗の予測とレーザー２ａによるアクチュエーター１０ａの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ａの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせ、またレーザー測距器１７で予測した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ａの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ａが閉じていた時のレーザー１ａおよびレーザー２ａについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ａを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ａを閉じている時に予測した距離が求める距離である。
【００１４】
測定可能距離はレーザーの波長と波長の安定性に依存し、光路差に対する計算上の明暗の位置に対してレーザーの発振波長の不安定性による実際のずれがλ／２４以下となる範囲とした。
【００１５】
測定光の伝播距離を変化させる事により光路差を変えていく方法による本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。
【００１６】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる二つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って二つのレーザーの隣り合った強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【００１７】
またレーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてきやすい。同一形状の多数の工業製品を測定する場合には本装置と工業製品は一定の位置に配置される事になるので、同一形状の多数の工業製品の中から代表品を一つ選んで図２に示すように配置し、測定距離Ｌｂの近傍の検出器１１ｂの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。個々の工業製品の測定では、公差を含んだ距離範囲での明暗を実測して、あるいは一部を実測してその結果より公差を含んだ距離範囲での明暗を予測して基本データと一致させる事により距離Ｌｂを決定する
【００１８】
図２では測定物１４ｂはその背面が一定の位置に置かれるように工夫してあり、その厚さの公差±Ｂ／４は距離Ｌｂの変化となって現れる。レーザー１ｂは波長がλ１で発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長がλ２で発振する単一周波数レーザーである。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路上を走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く。他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。使用する波長の中で一番短い波長をλとするとアクチュエーター１９ｂは１ステップでλ／４８以下で移動する、従って光路差はλ／２４以下で変化する。
【００１９】
始めに距離Ｌｂを物差しで±Ａの誤差で測定しておく。
【００２０】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００２１】
この位置までアクチュエーター１９ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【００２２】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせ、また物差しで測定した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ｂの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ｂが閉じていた時のレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂ開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ｂを閉じている時に予測した距離が求める距離である。
【００２３】
ここで求めた距離Ｌｂが公差を含めた工業製品の寸法の中央に在るとする。従って距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４と公差を含めた工業製品の寸法の範囲が一致するとする。
【００２４】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離ＦｂのほうがＢ／４＋１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋１００×λ２以上先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４以上先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００２５】
アクチュエーター１９ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して記録する。
【００２６】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離ＦｂのほうがＢ／４＋１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー１ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋１００×λ２以上先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させミラー５ｂを光路１５ｂに入れる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４以上先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００２７】
アクチュエーター１９ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して記録する。
【００２８】
これでシャッター１３ｂを開いた前後の各Ｂ／４についてのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂによる明暗の実測ができたのでこれをアクチュエーター１９ｂの原点を合わせて重ね合わせて基本データとする。この基本データにおけるアクチュエーター１９ｂの原点は距離Ｌｂである。従って距離Ｌｂ±Ｂ／４の範囲で距離に対して実測による明暗の変化が得られた事になる。
【００２９】
背面が一定の位置になるように同一形状の新しい工業製品を測定物１４ｂの位置にセットする。
【００３０】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約１００×λ１以上先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００３１】
この位置までアクチュエーター１９ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【００３２】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較して両者の明暗の間隔を一致させる、その上で一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂを開いた所の明暗の位置に対応した所の基本データが指示する距離が求める距離である。
【００３３】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、あらかじめ取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較してしても両者の明暗の間隔が一致しないことがある。これはこの工業製品の寸法が公差内に入っていないからである。どのくらい外れているかを見るためには基本データを取得する際の範囲Ｂの値を広げておく。
【００３４】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、測距の原点を設定後に図２のシャッター１３ｂを開けたらアクチュエーター１０ｂを動かして参照光と測定光の光路差をゼロにする、このときのアクチュエーター１０ｂの移動距離が測定距離である。
【００３５】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２においてレーザー１ｂは波長が１００×λ１で発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が１００×λ２で発振する単一周波数レーザーである。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｂは距離Ｅｂが変化する方向に動き、使用する波長の中で一番短い波長をλとするとアクチュエーター１０ｂは距離Ｅｂが変化する方向に動き、１ステップでλ／４８以下で移動する、従って光路差はλ／２４以下で変化する。
【００３６】
始めに距離Ｌｂを物差しで±Ａの誤差で測定しておく。
【００３７】
アクチュエーター１０ｂを伸ばして距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ２縮めて各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約１００×λ２以上手前にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１縮めて各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に手前にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを縮めて行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００３８】
この位置までアクチュエーター１０ｂを縮めたらシャッター１３ｂを開き、続いてアクチュエーター１０ｂを距離Ｌｂ縮め、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ１縮めて各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ２縮めて各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【００３９】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを距離Ｌｂを一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予想するアクチュエーター１０ｂが示す距離が求める距離である。強度の明暗は同時に明るくなると予想するアクチュエーター１０ｂの位置に対して前後に対称である事を確認する。
【００４０】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、参照光と測定光の光路差がゼロになった場合を計算により予想し、総てのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になるという性質を利用する。
【００４１】
図２においてレーザー１ｂは波長がλ１で発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長がλ２で発振する単一周波数レーザーである。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。使用する波長の中で一番短い波長をλとするとアクチュエーター１０ｂは１ステップでλ／４８以下で移動する、従って光路差はλ／２４以下で変化する。
【００４２】
始めに距離Ｌｂを物差しで±Ａの誤差で測定しておく。
【００４３】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離Ｅｂのほうが１００×λ１と１００×λ２の合計値よりも長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００４４】
この位置までアクチュエーター１０ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ１伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量１００×λ２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【００４５】
シャッター１３ｂを開いた時点での明暗に対して、光路差２×Ｌｂによる位相を計算により差し引き、開いた時点前後の各２×Ａに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測をレーザー１ｂとレーザー２ｂについて再構築する。レーザー１ｂとレーザー２ｂは明暗の周期が異なるので明暗の原因となるレーザーを特定するのは簡単である。開いた時点をアクチュエーター１０ｂの原点として、原点を一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂとレーザー２ｂの強度の最高点が一致したところのアクチュエーター１０ｂが指示する距離に距離Ｌｂを加えた距離が求める距離である。また明暗は強度の最高点が一致したところを中心にして前後で対称となっており、前後各２×Ａで明暗が一致している事を確認する。
【実施例１】
【００４６】
参照光の伝播距離を変化させることによる測距方法であるが、予想距離の範囲での明暗を計算により予想しておき実測の明暗と一致させる事による測距方法を示す。
【００４７】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる二つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って二つのレーザーの隣り合った強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【００４８】
本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１においてレーザー１ａは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ａは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである、このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を２００ｋＨｚに抑えれば３０ｍまでの測距が可能となる。レーザー測距器１７は測距精度±１．５ｍｍのレーザー測距器であり、出射したレーザー光はミラー１８で曲げられて光路上を測定物１４ａに進む。レーザー１ａおよびレーザー２ａはそれぞれミラー４ａおよびミラー５ａによって曲げられて同一光路１５ａを走り、その後ハーフミラー７ａで２分割される。一方は参照光としてミラー９ａに向かうが、反射して検出器１１ａにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ａに向かい、反射した後にハーフミラー７ａで曲げられて検出器１１ａにたどり着く。検出器１１ａでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ａの厚み分の光路長を補正するための補正版８ａを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ａには外側からシャッター１３ａを置き、閉じた時にはシャッターが筐体の出射口１２ａを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆａが一定になるようにする。このシャッター１３ａの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ａは距離Ｅａが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【００４９】
始めにレーザー測距器１７により測定物１４ａまでの距離を測定する、この値から距離Ｇａと距離Ｈａの値を差し引いて測距の原点から測定物までの距離Ｌａの値を±１．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【００５０】
アクチュエーター１０ａを縮めて距離Ｆａよりも距離Ｅａのほうが１ｍｍ長くしておき、ミラー１８を光路１５ａから外して、シャッター１３ａを閉じる。レーザー２ａを発振させ、アクチュエーター１０ａを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅａと距離Ｆａが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ａの目盛りに対する干渉による検出器１１ａの強度の明暗を予測する。レーザー２ａの発振を止めてミラー５ａを光路１５ａから外し、レーザー１ａを発振させる。アクチュエーター１０ａを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅａと距離Ｆａが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ａの目盛りに対する干渉による検出器１１ａの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ａを伸ばして行ったときにレーザー１ａでもレーザー２ａでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ａの目盛りの位置がシャッター１３ａを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０aの原点であり、シャッター１３ａの筐体側が測距の原点となる。
【００５１】
この位置までアクチュエーター１０ａを進めたらシャッター１３ａを開き、引き続きアクチュエーター１０ａを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ａに対する検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ａの原点前後の各３ｍｍに対する検出器１１ａの強度をアクチュエーター１０ａの目盛りに対して予測する。レーザー１ａの発振を止めてレーザー２ａを発振させ、ミラー５ａを光路１５ａに入れたら引き続きアクチュエーター１０ａを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ａに対する検出器１１ａの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ａの原点前後の各３ｍｍに対する検出器１１ａの強度をアクチュエーター１０ａの目盛りに対して予測する。
【００５２】
シャッター１３ａを開いてからのレーザー１ａによるアクチュエーター１０ａの原点前後の各３ｍｍに対する検出器１１ａの強度の明暗の予測とレーザー２ａによるアクチュエーター１０ａの原点前後の各３ｍｍに対する検出器１１ａの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせ、またレーザー測距器１７で予測した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ａの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ａが閉じていた時のレーザー１ａおよびレーザー２ａについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる、また一致する所は一箇所しかないことを確認する。シャッター１３ａを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ａを閉じている時に予測した距離が求める距離である。
【実施例２】
【００５３】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、別個に予想する距離範囲での明暗のデータを実測により作り、個々の測定はこのデータと比較することによる測距方法を示す。
【００５４】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる二つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って二つのレーザーの隣り合った強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【００５５】
またレーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてきやすい。同一形状の多数の工業製品を測定する場合には本装置と工業製品は一定の位置に配置される事になるので、同一形状の多数の工業製品の中から代表品を一つ選んで図２に示すように配置し、測定距離Ｌｂの近傍の検出器１１ｂの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。個々の工業製品の測定では、公差を含んだ距離範囲での明暗を実測して、あるいは一部を実測してその結果より公差を含んだ距離範囲での明暗を予測して基本データと一致させる事により距離Ｌｂを決定する。
【００５６】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。この場合測定物１４ｂはその背面が一定の位置に置かれるように工夫してあり、その厚さの公差±Ｂ／４は距離Ｌｂの変化となって現れる。図２においてレーザー１ｂは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｂは距離Ｅｂが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【００５７】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【００５８】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離Ｅｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００５９】
この位置までアクチュエーター１０ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【００６０】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせ、また物差しで測定した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ｂの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ｂが閉じていた時のレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ｂを閉じている時に予測した距離が求める距離である。
【００６１】
ここで求めた距離Ｌｂが公差を含めた工業製品の寸法の中央に在るとする。従って距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４と公差を含めた工業製品の寸法の範囲が一致するとする。
【００６２】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離ＥｂのほうがＢ／４＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００６３】
アクチュエーター１０ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して記録する。
【００６４】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離ＥｂのほうがＢ／４＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れる。アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００６５】
アクチュエーター１０ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、ミラー５ｂを光路１５ｂにいれてレーザー２ｂを発振させる。引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して記録する。
【００６６】
これでシャッター１３ｂを開いた前後の各Ｂ／４についてのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂによる明暗の実測ができたのでこれをアクチュエーター１０ｂの原点を合わせて重ね合わせて基本データとする。この基本データにおけるアクチュエーター１０ｂの原点は距離Ｌｂである。従って距離Ｌｂ±Ｂ／４の範囲で距離に対して実測による明暗の変化が得られた事になる。
【００６７】
背面が一定の位置になるように同一形状の新しい工業製品を測定物１４ｂの位置にセットする。
【００６８】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離Ｅｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００６９】
この位置までアクチュエーター１０ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【００７０】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較して両者の明暗の間隔を一致させる、その上で一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂを開いた所の明暗の位置に対応した所の基本データが指示する距離が求める距離である。
【００７１】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較してしても両者の明暗の間隔が一致しないことがある。これはこの工業製品の寸法が公差内に入っていないからである。どのくらい外れているかを見るためには基本データを取得する際の範囲Ｂの値を広げておく。
【００７２】
本実施例では総てに亘って参照光の光路を変化させた。測距の原点の決定までは実施例６に示すように測定光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例３】
【００７３】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、レーザーを三つ使い予想する距離範囲での明暗のデータを実測により別個に作り、個々の測定はこのデータと比較することによる測距方法を示す。二つよりも測定の確実性が増す。また個々の工業製品の測定において、測定範囲を狭める事も可能である。
【００７４】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる三つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って三つのレーザーによる連続した三つの強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【００７５】
レーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてきやすい。同一形状の多数の工業製品を測定する場合には本装置と工業製品は一定の位置に配置される事になるので、同一形状の多数の工業製品の中から代表品を一つ選んで図３に示すように配置し、測定距離Ｌｃの近傍の検出器１１ｃの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。個々の工業製品の測定では、公差を含んだ距離範囲での明暗を実測して、あるいは一部を実測してその結果より公差を含んだ距離範囲での明暗を予測して基本データと一致させる事により距離Ｌｃを決定する。三つのレーザーを使うことにより明暗の変化が激しくなり、完全に明暗を一致させる事により測距の誤りが減る。
【００７６】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。この場合測定物１４ｃはその背面が一定の位置に置かれるように工夫してあり、その厚さの公差±Ｄ／４は距離Ｌｃの変化となって現れる。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃに向かうが、反射して検出器１１ｃにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｃは距離Ｅｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【００７７】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【００７８】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離Ｅｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃ発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【００７９】
この位置までアクチュエーター１０ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃ発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。
【００８０】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃよるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測を原点を一致させて重ね合わせ、また物差しで測定した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ｃの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ｃが閉じていた時のレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる。また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｃを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ｃを閉じている時に予測した距離が求める距離となる。
【００８１】
レーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてくる。そこで許容される距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した検出器１１ｃの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。
【００８２】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離ＥｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【００８３】
アクチュエーター１０ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して記録する。
【００８４】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離ＥｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路から外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【００８５】
アクチュエーター１０ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、レーザー２ｃを発振させてミラー５ｃを光路１５ｃに入れる。引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して記録する。
【００８６】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離ＥｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【００８７】
アクチュエーター１０ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、レーザー３ｃを発振させてミラー６ｃを光路１５ｃに入れる。引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー３ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して記録する。
【００８８】
これでシャッター１３ｃを開いた前後の各Ｄ／２についてのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃによる明暗の実測ができたのでこれをアクチュエーター１０ｃの原点を合わせて重ね合わせて基本データとする。この基本データにおけるアクチュエーター１０ｃの原点は始めに明暗を予測して測距した距離である。従って距離Ｌｃ±Ｄ／４の範囲で距離に対して実測による明暗の変化が得られた事になる。
【００８９】
背面が一定の位置になるように同一形状の新しい工業製品を測定物１４ｃの位置にセットする。
【００９０】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離Ｅｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃ発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【００９１】
この位置までアクチュエーター１０ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃを発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。
【００９２】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した強度の明暗の基本データと一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｃを開いた所に対応した基本データが指示する距離が求める距離である。
【００９３】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃによるアクチュエーター１０ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較してしても両者の明暗の間隔が一致しないことがある。これはこの工業製品の寸法が公差内に入っていないからである。どのくらい外れているかを見るためには基本データを取得する際の範囲Ｄの値を広げておく。
【００９４】
本実施例では総てに亘って参照光の光路を変化させた。測距の原点の決定までは実施例７に示すように測定光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例４】
【００９５】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、測距の原点を設定後に図２のシャッター１３ｂを開けたらアクチュエーター１０ｂを動かして参照光と測定光の光路差をゼロに近づける。光路差がゼロの場合には二つのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になる。このときのアクチュエーター１０ｂの示す距離が測定距離である。
【００９６】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２においてレーザー１ｂは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｂは距離Ｅｂが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【００９７】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【００９８】
アクチュエーター１０ｂを伸ばして距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ縮めて各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ手前にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ縮めて各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ手前にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを縮めて行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【００９９】
この位置までアクチュエーター１０ｂを縮めたらシャッター１３ｂを開き、続いてアクチュエーター１０ｂを正確に距離Ｌｂ縮め、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量５４μｍ縮めて各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ縮めて各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【０１００】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを距離Ｌｂを一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予想するアクチュエーター１０ｂが示す距離が求める距離である。アクチュエーター１０ｂが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【０１０１】
本例ではアクチュエーター１０ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍについては明暗の一部を測定し一部を予想している。これで十分な精度が得られるが、実施例２に示すようにして距離Ｌｂの前後の明暗を実測する事も可能である。また測距の原点を決めるまでは実施例６に示すように測定光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例５】
【０１０２】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、レーザーを三つ使い測距の原点を設定後に図３のシャッター１３ｃを開けたらアクチュエーター１０ｃを動かして参照光と測定光の光路差をゼロに近づける。光路差がゼロの場合には三つのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になる。このときのアクチュエーター１０ｃの示す距離が測定距離である。レーザーを三つ使うと二つよりも測定の確実性が増す。
【０１０３】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃに向かうが、反射して検出器１１ｃにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｃは距離Ｅｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１０４】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１０５】
アクチュエーター１０ｃを伸ばして距離Ｅｃよりも距離Ｆｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ縮めて各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ手前にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ縮めて各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ手前にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ縮めて各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ手前にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを縮めて行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１０６】
この位置までアクチュエーター１０ｃを縮めたらシャッター１３ｃを開き、続いてアクチュエーター１０ｃを正確に距離Ｌｃ縮め、引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ縮めて各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５９μｍ縮めて各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃ発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ縮めて各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。
【０１０７】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃよるアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測を距離Ｌｃを一致させて重ね合わせる。レーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予想するアクチュエーター１０ｃが示す距離が求める距離である。アクチュエーター１０ｃが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【０１０８】
本例ではアクチュエーター１０ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍについては明暗の一部を測定し一部を予想している。これで十分な精度が得られるが、実施例３に示すようにして距離Ｌｃの前後の明暗を実測する事も可能である。また測距の原点を決めるまでは実施例７に示すように測定光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例６】
【０１０９】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、参照光と測定光の光路差がゼロに近づいた場合を計算により予想し、総てのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になるという性質を利用する。
【０１１０】
図２においてレーザー１ｂは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かうが、反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｂは距離Ｅｂが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１１１】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１１２】
アクチュエーター１０ｂを縮めて距離Ｆｂよりも距離Ｅｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１０ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１１３】
この位置までアクチュエーター１０ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１０ｂの目盛りに対して予測する。
【０１１４】
シャッター１３ｂを開いた時点での明暗に対して、光路差２×Ｌｂによる位相を計算により差し引き、開いた時点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測をレーザー１ｂとレーザー２ｂについて再構築する。レーザー１ｂとレーザー２ｂは明暗の周期が異なるので明暗の原因となるレーザーを特定するのは簡単である。開いた時点をアクチュエーター１０ｂの原点として、原点を一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂとレーザー２ｂの強度の最高点が一致したところのアクチュエーター１０ｂが指示する距離に距離Ｌｂを加えた距離が求める距離である。アクチュエーター１０ｂが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【実施例７】
【０１１５】
参照光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、参照光と測定光の光路差がゼロに近づいた場合を計算により予想する。この場合には総てのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称となるのでレーザーを三つ使うと二つよりも測定の確実性が増す。
【０１１６】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃに向かうが、反射して検出器１１ｃにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１０ｃは距離Ｅｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１１７】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１１８】
アクチュエーター１０ｃを縮めて距離Ｆｃよりも距離Ｅｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１０ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１０ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１０ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１０ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１０ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１１９】
この位置までアクチュエーター１０ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃを発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１０ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１０ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１０ｃの目盛りに対して予測する。
【０１２０】
シャッター１３ｃを開いた時点での明暗に対して、光路差２×Ｌｃによる位相を計算により差し引き、開いた時点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測をレーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃについて再構築する。レーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃは明暗の周期が異なるので明暗の原因となるレーザーを特定するのは簡単である。開いた時点をアクチュエーター１０ｃの原点として、原点を一致させて重ね合わせる。レーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃの強度の最高点が一致したところのアクチュエーター１０ｃが指示する距離に距離Ｌｃを加えた距離が求める距離である。アクチュエーター１０ｃが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【実施例８】
【０１２１】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、別個に予想する距離範囲での明暗のデータを実測により作り、個々の測定はこのデータと比較することによる測距方法を示す。
【０１２２】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる二つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って二つのレーザーの隣り合った強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【０１２３】
またレーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてきやすい。同一形状の多数の工業製品を測定する場合には本装置と工業製品は一定の位置に配置される事になるので、同一形状の多数の工業製品の中から代表品を一つ選んで図２に示すように配置し、測定距離Ｌｂの近傍の検出器１１ｂの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。個々の工業製品の測定では、公差を含んだ距離範囲での明暗を実測して、あるいは一部を実測してその結果より公差を含んだ距離範囲での明暗を予測して基本データと一致させる事により距離Ｌｂを決定する。
【０１２４】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。この場合測定物１４ｂはその背面が一定の位置に置かれるように工夫してあり、その厚さの公差±Ｂ／４は距離Ｌｂの変化となって現れる。図２においてレーザー１ｂは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かい反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｂは距離Ｆｂが変化する方向に動き１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１２５】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１２６】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１２７】
この位置までアクチュエーター１９ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【０１２８】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせ、また物差しで測定した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ｂの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ｂが閉じていた時のレーザー１ｂおよびレーザー２ｂについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ｂを閉じている時に予測した距離が求める距離である。
【０１２９】
ここで求めた距離Ｌｂが公差を含めた工業製品の寸法の中央に在るとする。従って距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４と公差を含めた工業製品の寸法の範囲が一致するとする。
【０１３０】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離ＦｂのほうがＢ／４＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１３１】
アクチュエーター１９ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して記録する。
【０１３２】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離ＦｂのほうがＢ／４＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー１ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．９５ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させミラー５ｂを光路１５ｂに入れる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約Ｂ／４＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１３３】
アクチュエーター１９ｂを原点の手前Ｂ／４まで進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１０ｂを１ステップずつ総量Ｂ／２伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／４に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して記録する。
【０１３４】
これでシャッター１３ｂを開いた前後の各Ｂ／４についてのレーザー１ｂおよびレーザー２ｂによる明暗の実測ができたのでこれをアクチュエーター１９ｂの原点を合わせて重ね合わせて基本データとする。この基本データにおけるアクチュエーター１９ｂの原点は距離Ｌｂである。従って距離Ｌｂ±Ｂ／４の範囲で距離に対して実測による明暗の変化が得られた事になる。
【０１３５】
背面が一定の位置になるように同一形状の新しい工業製品を測定物１４ｂの位置にセットする。
【０１３６】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１３７】
この位置までアクチュエーター１９ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【０１３８】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較して両者の明暗の間隔を一致させる、その上で一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｂを開いた所の明暗の位置に対応した所の基本データが指示する距離が求める距離である。
【０１３９】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２に対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１０ｂの原点前後の各Ｂ／２対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを原点を一  致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｂ±Ｂ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較してしても両者の明暗の間隔が一致しないことがある。これはこの工業製品の寸法が公差内に入っていないからである。どのくらい外れているかを見るためには基本データを取得する際の範囲Ｂの値を広げておく。
【０１４０】
本実施例では総てに亘って測定光の光路を変化させた。測距の原点の決定までは実施例２に示すように参照個の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例９】
【０１４１】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、レーザーを三つ使い予想する距離範囲での明暗のデータを実測により別個に作り、個々の測定はこのデータと比較することによる測距方法を示す。二つよりも測定の確実性が増す。また個々の工業製品の測定において、測定範囲を狭める事も可能である。
【０１４２】
レーザーの発振波長は有効数字が多く、厳密には光路差があった場合に発振波長の異なる三つのレーザーが同時に干渉による強度の最高点を示す事はない。従って三つのレーザーによる連続した三つの強度の最高点の間隔を測れば光路差がわかり、その二分の一が距離となる。しかし隣り合った強度の最高点の間隔だけでは測定誤差が大きく、距離を間違える。予想される距離範囲についてすべての明暗が一致すれば十分に信頼できる測距となる。
【０１４３】
レーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてきやすい。同一形状の多数の工業製品を測定する場合には本装置と工業製品は一定の位置に配置される事になるので、同一形状の多数の工業製品の中から代表品を一つ選んで図３に示すように配置し、測定距離Ｌｃの近傍の検出器１１ｃの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。個々の工業製品の測定では、公差を含んだ距離範囲での明暗を実測して、あるいは一部を実測してその結果より公差を含んだ距離範囲での明暗を予測して基本データと一致させる事により距離Ｌｃを決定する。三つのレーザーを使うことにより明暗の変化が激しくなり、完全に明暗を一致させる事により測距の誤りが減る。
【０１４４】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。この場合測定物１４ｃはその背面が一定の位置に置かれるように工夫してあり、その厚さの公差±Ｄ／４は距離Ｌｃの変化となって現れる。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃの方向に向かうが反射して検出器１１ｃにたどり着く、他方は測定光として測  定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｃは距離Ｆｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１４５】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１４６】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離Ｆｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃ発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１４７】
この位置までアクチュエーター１９ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃ発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。
【０１４８】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃよるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測を原点を一致させて重ね合わせ、また物差しで測定した距離範囲に測定物があった場合に距離に対して検出器１１ｃの強度の明暗がどのように変化するかをシャッター１３ｃが閉じていた時のレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについてのデータから予測して重ね合わせる。両者の明暗の間隔を一致させる。また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｃを開いた所の明暗の位置に対応したシャッター１３ｃを閉じている時に予測した距離が求める距離となる。
【０１４９】
レーザーの発振波長は有効数字が多いので光路差が増えてくると計算による明暗の位置と実際の位置とがずれてくる。そこで許容される距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した検出器１１ｃの強度の明暗を、より正確なシャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃについて実測し、距離を合わせて重ね合わせて基本データをつくる。
【０１５０】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離ＦｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１５１】
アクチュエーター１９ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して記録する。
【０１５２】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離ＦｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路から外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１５３】
アクチュエーター１９ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、レーザー２ｃを発振させてミラー５ｃを光路１５ｃに入れる。引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して記録する。
【０１５４】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離ＦｃのほうがＤ／２＋１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約Ｄ／２＋０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときにレーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１５５】
アクチュエーター１９ｃを原点の手前Ｄ／２まで進めたらシャッター１３ｃを開き、レーザー３ｃを発振させてミラー６ｃを光路１５ｃに入れる。引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量Ｄ伸ばして各ステップのレーザー３ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して記録する。
【０１５６】
これでシャッター１３ｃを開いた前後の各Ｄ／２についてのレーザー１ｃレーザー２ｃおよびレーザー３ｃによる明暗の実測ができたのでこれをアクチュエーター１９ｃの原点を合わせて重ね合わせて基本データとする。この基本データにおけるアクチュエーター１９ｃの原点は始めに明暗を予測して測距した距離である。従って距離Ｌｃ±Ｄ／４の範囲で距離に対して実測による明暗の変化が得られた事になる。またこの基本データでは干渉による強度の最高点を総て距離に対して記録する。
【０１５７】
背面が一定の位置になるように同一形状の新しい工業製品を測定物１４ｃの位置にセットする。
【０１５８】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離Ｆｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃ発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１５９】
この位置までアクチュエーター１９ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃを発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。
【０１６０】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した強度の明暗の基本データと一致させる、また一致する所は一箇所しかない事を確認する。シャッター１３ｃを開いた所に対応した基本データが指示する距離が求める距離である。
【０１６１】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２に対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃによるアクチュエーター１９ｃの原点前後の各Ｄ／２対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とを原点を一致させて重ね合わせた上で、別個に取得した距離範囲Ｌｃ±Ｄ／４に対応した強度の明暗の基本データと比較してしても両者の明暗の間隔が一致しないことがある。これはこの工業製品の寸法が公差内に入っていないからである。どのくらい外れているかを見るためには基本データを取得する際の範囲Ｄの値を広げておく。
【０１６２】
本実施例では総てに亘って測定光の光路を変化させた。測距の原点の決定までは実施例３に示すように参照光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例１０】
【０１６３】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、測距の原点を設定後に図２のシャッター１３ｂを開けたらアクチュエーター１９ｂを動かして参照光と測定光の光路差をゼロに近づける。光路差がゼロの場合には二つのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になる。このときのアクチュエーター１９ｂの示す距離が測定距離である。
【０１６４】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２においてレーザー１ｂは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂの方向に向かうが反射して検出器１１ｂにたどり着く。他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｂは距離Ｆｂが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１６５】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１６６】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１６７】
この位置までアクチュエーター１９ｂを伸ばしたらシャッター１３ｂを開き、続いてアクチュエーター１９ｂを正確に距離Ｌｂ伸ばし、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばし各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【０１６８】
シャッター１３ｂを開いてからのレーザー１ｂによるアクチュエーター１９ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とレーザー２ｂによるアクチュエーター１９ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測とを距離Ｌｂを一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予想するアクチュエーター１９ｂが示す距離が求める距離である。アクチュエーター１９ｂが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【０１６９】
本例ではアクチュエーター１９ｂの距離Ｌｂ前後の各１ｍｍについては明暗の一部を測定し一部を予想している。これで十分な精度が得られるが、実施例２に示すようにして距離Ｌｂの前後の明暗を実測する事も可能である。また測距の原点を決めるまでは実施例２に示すように参照光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例１１】
【０１７０】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、レーザーを三つ使い測距の原点を設定後に図３のシャッター１３ｃを開けたらアクチュエーター１９ｃを動かして参照光と測定光の光路差をゼロに近づける。光路差がゼロの場合には三つのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になる。このときのアクチュエーター１９ｃの示す距離が測定距離である。レーザーを三つ使うと二つよりも測定の確実性が増す。
【０１７１】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃの方向に向かうが、反射して検出器１１ｃにたどり着く。他方は測定光として測定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｃは距離Ｆｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１７２】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１７３】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離Ｆｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃを発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１７４】
この位置までアクチュエーター１９ｃを伸ばしたらシャッター１３ｃを開き、続いてアクチュエーター１９ｃを正確に距離Ｌｃ伸ばし、引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃを発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。
【０１７５】
シャッター１３ｃを開いてからのレーザー１ｃによるアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー２ｃによるアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測とレーザー３ｃよるアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測を距離Ｌｃを一致させて重ね合わせる。レーザー１ｃでもレーザー２ｃでもレーザー３ｃでも同時に明るくなると予想するアクチュエーター１９ｃが示す距離が求める距離である。アクチュエーター１９ｃが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【０１７６】
本例ではアクチュエーター１９ｃの距離Ｌｃ前後の各１ｍｍについては明暗の一部を測定し一部を予想している。これで十分な精度が得られるが、実施例３に示すようにして距離Ｌｃの前後の明暗を実測する事も可能である。また測距の原点を決めるまでは実施例３に示すように参照光の光路差を変えることによっても可能である。
【実施例１２】
【０１７７】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、参照光と測定光の光路差がゼロに近づいた場合を計算により予想し、総てのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称になるという性質を利用する。
【０１７８】
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２においてレーザー１ｂは波長が５  ４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｂは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき両レーザー共に発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｂおよびレーザー２ｂはそれぞれミラー４ｂおよびミラー５ｂによって曲げられて同一光路１５ｂを走り、その後ハーフミラー７ｂで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｂに向かい反射して検出器１１ｂにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｂに向かい、反射した後にハーフミラー７ｂで曲げられて検出器１１ｂにたどり着く。検出器１１ｂでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｂの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｂを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｂには外側からシャッター１３ｂを置き、閉じた時にはシャッター１３ｂが筐体の出射口１２ｂを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｂが一定になるようにする。このシャッター１３ｂの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｂは距離Ｆｂが変化する方向に動き１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１７９】
始めに距離Ｌｂを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１８０】
アクチュエーター１９ｂを縮めて距離Ｅｂよりも距離Ｆｂのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｂを閉じる。レーザー２ｂを発振させ、アクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。レーザー２ｂの発振を止めてミラー５ｂを光路１５ｂから外し、レーザー１ｂを発振させる。アクチュエーター１９ｂを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｂと距離Ｆｂが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｂの目盛りに対する干渉による検出器１１ｂの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｂを伸ばして行ったときにレーザー１ｂでもレーザー２ｂでも同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｂの目盛りの位置がシャッター１３ｂを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｂの原点であり、シャッター１３ｂの筐体側が測距の原点となる。
【０１８１】
この位置までアクチュエーター１９ｂを進めたらシャッター１３ｂを開き、引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。レーザー１ｂの発振を止めてレーザー２ｂを発振させ、ミラー５ｂを光路１５ｂに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｂを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｂに対する検出器１１ｂの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｂの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度をアクチュエーター１９ｂの目盛りに対して予測する。
【０１８２】
シャッター１３ｂを開いた時点での明暗に対して、光路差２×Ｌｂによる位相を計算により差し引き、開いた時点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｂの強度の明暗の予測をレーザー１ｂとレーザー２ｂについて再構築する。レーザー１ｂとレーザー２ｂは明暗の周期が異なるので明暗の原因となるレーザーを特定するのは簡単である。開いた時点をアクチュエーター１９ｂの原点として、原点を一致させて重ね合わせる。レーザー１ｂとレーザー２ｂの強度の最高点が一致したところのアクチュエーター１９ｂが指示する距離に距離Ｌｂを加えた距離が求める距離である。アクチュエーター１９ｂが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【実施例１３】
【０１８３】
測定光の伝播距離を変化させる事による測定方法であるが、参照光と測定光の光路差がゼロに近づいた場合を計算により予想する。この場合には総てのレーザーで同時に干渉による強度の最高点が現れ、この点を中心にして明暗は前後対称となるのでレーザーを三つ使うと二つよりも測定の確実性が増す。
【０１８４】
本発明の実施の形態を図３に基づいて説明する。図においてレーザー１ｃは波長が５４３．５ｎｍで発振する単一周波数レーザーであり、レーザー２ｃは波長が５９４．１ｎｍで発振する単一周波数レーザーでありレーザー３ｃは波長が６３２．８ｎｍで発振する単一周波数レーザーである。このとき総てのレーザーの発振周波数の安定性を１０ＭＨｚに抑える。レーザー１ｃ、レーザー２ｃおよびレーザー３ｃはそれぞれミラー４ｃ、ミラー５ｃおよびミラー６ｃよって曲げられて同一光路１５ｃを走り、その後ハーフミラー７ｃで２分割される。一方は参照光としてミラー９ｃの方向に向かうが反射して検出器１１ｃにたどり着く、他方は測定光として測定物１４ｃに向かい、反射した後にハーフミラー７ｃで曲げられて検出器１１ｃにたどり着く。検出器１１ｃでは参照光と測定光の光路差により干渉が見られることになる。参照光にはハーフミラー７ｃの厚み分の光路長を補正するための補正版８ｃを挿入してある。装置全体を筐体に収めて出射口１２ｃには外側からシャッター１３ｃを置き、閉じた時にはシャッター１３ｃが筐体の出射口１２ｃを一定の圧力で押すような構造にして距離Ｆｃが一定になるようにする。このシャッター１３ｃの筐体側の面が測距の原点となる。アクチュエーター１９ｃは距離Ｆｃが変化する方向に動き、１ステップで１０ｎｍ移動する。
【０１８５】
始めに距離Ｌｃを物差しで±０．５ｍｍの誤差で測定しておく。
【０１８６】
アクチュエーター１９ｃを縮めて距離Ｅｃよりも距離Ｆｃのほうが１ｍｍ長くしておき、シャッター１３ｃを閉じる。レーザー３ｃ発振させ、アクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．９４ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー３ｃの発振を止めてミラー６ｃを光路１５ｃから外し、レーザー２ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８８ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。レーザー２ｃの発振を止めてミラー５ｃを光路１５ｃから外し、レーザー１ｃを発振させる。アクチュエーター１９ｃを戻すことなく更に１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップの検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基に約０．８２ｍｍ先にある距離Ｅｃと距離Ｆｃが等しくなる位置付近でのアクチュエーター１９ｃの目盛りに対する干渉による検出器１１ｃの強度の明暗を予測する。アクチュエーター１９ｃを伸ばして行ったときに三台のレーザー総てで同時に明るくなると予測されるアクチュエーター１９ｃの目盛りの位置がシャッター１３ｃを閉じた場合の参照光と測定光の光路差が０の位置であり、アクチュエーター１９ｃの原点であり、シャッター１３ｃの筐体側が測距の原点となる。
【０１８７】
この位置までアクチュエーター１９ｃを進めたらシャッター１３ｃを開き、引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５４μｍ伸ばして各ステップのレーザー１ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー１ｃの発振を止めてレーザー２ｃを発振させ、ミラー５ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量５９μｍ伸ばして各ステップのレーザー２ｃに対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。レーザー２ｃの発振を止めてレーザー３ｃ発振させ、ミラー６ｃを光路１５ｃに入れたら引き続きアクチュエーター１９ｃを１ステップずつ総量６３μｍ伸ばして各ステップのレーザー３ｃ対する検出器１１ｃの強度を記録し、このデータを基にアクチュエーター１９ｃの原点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度をアクチュエーター１９ｃの目盛りに対して予測する。
【０１８８】
シャッター１３ｃを開いた時点での明暗に対して、光路差２×Ｌｃによる位相を計算により差し引き、開いた時点前後の各１ｍｍに対する検出器１１ｃの強度の明暗の予測をレーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃについて再構築する。レーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃは明暗の周期が異なるので明暗の原因となるレーザーを特定するのは簡単である。開いた時点をアクチュエーター１９ｃの原点として、原点を一致させて重ね合わせる。レーザー１ｃとレーザー２ｃとレーザー３ｃの強度の最高点が一致したところのアクチュエーター１９ｃが指示する距離に距離Ｌｃを加えた距離が求める距離である。
アクチュエーター１９ｃが指示する距離を中心にして明暗は前後±１ｍｍの範囲で対称である事を確認する。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】参照光を変化させる場合の本装置全体の構成図である。
【図２】参照光あるいは測定光を変化させる場合の本装置全体の構成図である。
【図３】レーザーを三台使い参照光あるいは測定光を変化させる場合の本装置全体の構成図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１，２，３    レーザー
４，５，６，９，１８    ミラー
７    ハーフミラー
８    補正板
１０、１９    アクチュエーター
１１    検出器
１２    射出口
１３    シャッター
１４    測定物
１５    光路
１６    定盤
１７    レーザー測距器
【図１】
2010112706.tif 000003
【図２】
2010112706.tif 000004
【図３】
2010112706.tif 000005