(57)【要約】【課題】レーザ計測を行う計測装置を用いて反射率の低い測定対象物の測定を行う。【解決手段】計測装置１が光ファイバケーブル２１に入光したレーザ光はファイバコネクタプラグ２から接触計測用プローブ４の内に出射され、レンズユニット４６で、先端を測定対象物５に当接させた探針４３の頭部上に集光される。探針４３の頭部上で反射したレーザ光の反射光は、レンズユニット４６によってファイバコネクタプラグ２に入光し、光ファイバケーブル２１を通って計測装置１に送られ、計測装置１において測定対象物５の運動や変位についての計測が行われる。探針４３は、コイルバネ４５によって下方に付勢された状態で、リニアベアリング４４により上下に移動可能に支持する。ファイバコネクタプラグ２には測定対象物５上への集光を行う非接触計測用プローブ３を連結することもできる。【選択図】図３
2016099221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバケーブルに接続するプローブ装置であって、
筐体と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、
前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
光学系とを有し、
前記探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、
前記光学系は、光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記光ファイバケーブルに入射することを特徴とするプローブ装置。
【請求項２】
光ファイバケーブルに接続するプローブ装置であって、
筐体と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、
前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブと、
光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を平行光に変換して前記コーナキューブに出射すると共に、前記コーナーキューブによって戻されたレーザ光を前記光ファイバケーブルに入射する光学系とを有することを特徴とするプローブ装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のプローブ装置であって、
前記付勢部材の前記探針を尖端方向に付勢する力の大きさを変更する付勢力調整機構を備えていることを特徴とするプローブ装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のプローブ装置と、
前記プローブ装置が接続した光ファイバケーブルにレーザ光を出射し、前記光ファイバケーブルから入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測装置とを有することを特徴とするレーザ計測装置。
【請求項５】
筐体と、
前記筐体に収容された、レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測部と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、
前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
前記筐体に収容された光学系とを有し、
前記探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、
前記光学系は、前記計測部から出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記計測部に入射することを特徴とするレーザ計測装置。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体に収容された、レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測部と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、
前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブとを有し、
前記計測部は、前記コーナキューブにレーザ光を出射し、
前記コーナキューブは、前記計測部から出射されたレーザ光の進路を反転し、前記計測部に入射することを特徴とするレーザ計測装置。
【請求項７】
請求項５または６記載のレーザ計測装置であって、
前記付勢部材の前記探針を尖端方向に付勢する力の大きさを変更する付勢力調整機構を備えていることを特徴とするレーザ計測装置。
【請求項８】
レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測装置と、
ファイバコネクタプラグと、
前記計測装置が出射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに中継し、前記ファイバコネクタプラグに入射したレーザ光を前記計測装置に中継する光ファイバケーブルと、
前記ファイバコネクタプラグを接続可能な非接触計測用プローブと、
前記ファイバコネクタプラグを接続可能な接触計測用プローブとを有し、
前記非接触計測用プローブは、当該非接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を前記測定対象物の上に集光すると共に、前記測定対象物で反射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射する光学系を有し、
前記接触計測用プローブは、
筐体と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
接触計測用光学系とを有し、
探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、
前記接触計測用光学系は、当該接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射することを特徴とするレーザ計測システム。
【請求項９】
レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測装置と、
ファイバコネクタプラグと、
前記計測装置が出射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに中継し、前記ファイバコネクタプラグに入射したレーザ光を前記計測装置に中継する光ファイバケーブルと、
前記ファイバコネクタプラグを接続可能な非接触計測用プローブと、
前記ファイバコネクタプラグを接続可能な接触計測用プローブとを有し、
前記非接触計測用プローブは、当該非接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を前記測定対象物の上に集光すると共に、前記測定対象物で反射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射する光学系を有し、
前記接触計測用プローブは、
筐体と、
尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、
前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、
前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブと、
当該接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を平行光に変換して前記コーナキューブに出射すると共に、前記コーナーキューブによって戻されたレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射する接触計測用光学系とを有することを特徴とするレーザ計測システム。
【請求項１０】
請求項８または９記載のレーザ計測システムであって、
接触計測用プローブは、前記付勢部材の前記探針を尖端方向に付勢する力の大きさを変更する付勢力調整機構を備えていることを特徴とするレーザ計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて測定を行うレーザ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて測定を行うレーザ計測装置としては、測定対象物にレーザ光を照射し測定対象物で反射したレーザ光にドップラ効果によって生じるドップラシフトを利用して測定対象物の振動や速度や変位を測定するレーザドップラ振動計（たとえば、特許文献１）や、測定対象物にレーザ光を照射し測定対象物で反射したレーザ光の強弱より測定対象物の変位を測定するレーザ変位計（たとえば、特許文献２）など、さまざまな測定装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-０１０６９３号公報
【特許文献２】特開２０１１-２０９０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光を用いて測定を行うレーザ計測装置は、測定対象物で反射したレーザ光を用いて測定を行うため、反射率の低い測定対象物の測定を精度良く行うことができない。
そこで、本発明は、反射率の低い測定対象物についても、レーザ光を用いて、精度良く測定対象物の運動や変位についての測定を行えるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題達成のために、本発明は、光ファイバケーブルに接続するプローブ装置を、筐体と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、光学系とを含めて構成したものである。ただし、前記探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、前記光学系は、光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記光ファイバケーブルに入射するものである。
【０００６】
また、本発明は、光ファイバケーブルに接続するプローブ装置を、筐体と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブと、光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を平行光に変換して前記コーナキューブに出射すると共に、前記コーナーキューブによって戻されたレーザ光を前記光ファイバケーブルに入射する光学系とより構成したものである。
【０００７】
また、前記課題達成のために、本発明は、以上のようなプローブ装置と、当該プローブ装置が接続した光ファイバケーブルにレーザ光を出射し、前記光ファイバケーブルから入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測装置とを有するレーザ計測装置を提供する。
【０００８】
また、前記課題達成のために、本発明は、筐体と、前記筐体に収容された、レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測部と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、前記筐体に収容された光学系とを備えたレーザ計測装置も提供する。ここで、前記探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、前記光学系は、前記計測部から出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記計測部に入射するものである。
【０００９】
また、前記課題達成のために、本発明は、筐体と、前記筐体に収容された、レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測部と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブとを備えたレーザ計測装置を提供する。ただし、前記計測部は、前記コーナキューブにレーザ光を出射し、前記コーナキューブは、前記計測部から出射されたレーザ光の進路を反転し、前記計測部に入射するものである。
【００１０】
また、本発明は、前記課題達成のために、レーザ光を出射し、入射するレーザ光を用いて測定対象物の計測を行う計測装置と、ファイバコネクタプラグと、前記計測装置が出射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに中継し、前記ファイバコネクタプラグに入射したレーザ光を前記計測装置に中継する光ファイバケーブルと、前記ファイバコネクタプラグを接続可能な非接触計測用プローブと、前記ファイバコネクタプラグを接続可能な接触計測用プローブとを備えたレーザ計測システムも提供する。ここで、前記非接触計測用プローブは、当該非接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を前記測定対象物の上に集光すると共に、前記測定対象物で反射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射する光学系を備えている。
【００１１】
また、前記接触計測用プローブは、筐体と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、接触計測用光学系とを備えたものである。また、前記探針は、前記尖端と反対側の端の面としてレーザ光を反射する参照面を有し、前記接触計測用光学系は、当該接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を前記探針の前記参照面の上に集光すると共に、前記参照面で反射したレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射するものである。
【００１２】
ただし、前記接触計測用プローブとしては、筐体と、尖端が前記筐体から突出するように前記筐体に緩貫した探針と、前記探針を前記筐体に対して前記探針の軸方向に直動可能に支持する直動軸受と、前記探針を尖端方向に付勢する付勢部材と、前記探針の前記尖端と反対側の端部に固定されたコーナキューブと、当該接触計測用プローブが前記ファイバコネクタプラグに接続した状態で、前記ファイバコネクタプラグから出射されるレーザ光を平行光に変換して前記コーナキューブに出射すると共に、前記コーナーキューブによって戻されたレーザ光を前記ファイバコネクタプラグに入射する接触計測用光学系とを備えたものとしてもよい。
【００１３】
ここで、以上のプローブ装置や接触計測用プローブには、前記付勢部材の前記探針を尖端方向に付勢する力の大きさを変更する付勢力調整機構を備えることも好ましい。
以上のように本発明によれば、探針を測定対象物に当接させて探針の変位測定を、参照面やコーナキューブで反射または進路反転されるレーザ光を用いて行えば、探針は測定対象物の運動、変位に伴い運動、変位するので、測定対象物の反射率に関わらずに精度よく測定対象物の測定を行うことができる。
【００１４】
また、付勢部材の前記探針を尖端方向に付勢する力の大きさを変更する付勢力調整機構を設けた場合には、測定対象物の運動の特性や計測の目的等に応じた、付勢する力の調整を行うことにより、目的とする計測を良好に行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、反射率の低い測定対象物についても、レーザ光を用いて、精度良く測定対象物の運動や変位についての測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ計測システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る接触計測用プローブの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る接触計測用プローブを用いた測定の仕組みを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る接触計測用プローブの他の構成例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザ計測装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係るレーザ計測システムについて説明する。
図１に、レーザ計測システムの構成を示す。
図１ａに示すように、レーザ計測システムは計測装置１、ファイバコネクタプラグ２、非接触計測用プローブ３、接触計測用プローブ４を備えている。また、計測装置１とファイバコネクタプラグ２は、光ファイバケーブル２１によって接続されている。
【００１８】
計測装置１は光ファイバケーブル２１にレーザ光を出射し、計測装置１から光ファイバケーブル２１に入射したレーザ光は光ファイバケーブル２１を通ってファイバコネクタプラグ２の先端から出射される。また、ファイバコネクタプラグ２の先端から入射したレーザ光は光ファイバケーブル２１に入射し、光ファイバケーブル２１を通って計測装置１に送られ、計測装置１で検出される。
【００１９】
次に、ファイバコネクタプラグ２には、図１ｂに示すように非接触計測用プローブ３を連結することも、図１ｃに示すように接触計測用プローブ４を連結することもできる。
次に、図１ａに示すように、計測装置１は、レーザドップラ振動計であり、レーザ光源１１、第１ビームスプリッタ１２、第２ビームスプリッタ１３、第３ビームスプリッタ１４、ミラー１５、音響光学素子（AOM）１６、光検出器１７、結合器１８、信号処理部１９とを備えている。
【００２０】
ここで、レーザ計測システムは、図１ｂに示すようにファイバコネクタプラグ２を非接触計測用プローブ３に連結した形態で、測定対象物５に非接触で計測を行う非接触計測と、図１ｃに示すようにファイバコネクタプラグ２を接触計測用プローブ４に連結した形態で、測定対象物５に接触計測用プローブ４を接触させて行う接触計測とを行うことができる。なお、非接触計測は反射率が低くない測定対象物５の計測に、接触計測は反射率の低い測定対象物５の計測に用いる。
【００２１】
以下、非接触計測と接触計測の各々について説明する。
まず、ファイバコネクタプラグ２を非接触計測用プローブ３に連結して行う非接触計測について説明する。ここで、非接触計測用プローブ３は、ファイバコネクタプラグ２の先端から非接触計測用プローブ３に入射したレーザ光を集光するレンズ装置である。なお、非接触計測用プローブ３は焦点距離が可変できるように構成してもよい。
【００２２】
さて、ファイバコネクタプラグ２を非接触計測用プローブ３に連結した形態による計測においては、まず、計測の開始に先立って、図１ｂに示すように測定対象物５の上に光スポットが形成されるように非接触計測用プローブ３の固定や焦点距離の調整を行う。
【００２３】
そして、計測装置１において、信号処理部１９は、レーザ光源１１に周波数f0のレーザ光の出射を開始させる。また、信号処理部１９は、周波数fMの信号を音響光学素子１６に出力する。
【００２４】
すると、レーザ光源１１から出射された周波数f0のレーザビームは、第１ビームスプリッタ１２で二分され、二分された一方のビームは、ミラー１５で反射し、第３ビームスプリッタ１４を介して、光検出器１７に周波数f0の参照光として送られる。
【００２５】
一方、第１ビームスプリッタ１２で二分された他方のビームは第２ビームスプリッタ１３を通過して結合器１８に入射し、結合器１８によって光ファイバケーブル２１に出射される。そして、光ファイバケーブル２１に入射したレーザ光は光ファイバを通って、ファイバコネクタプラグ２の先端から非接触計測用プローブ３に入射する。
【００２６】
そして、図１ｂに示すように、非接触計測用プローブ３は、ファイバコネクタプラグ２の先端から入射したレーザ光を集光し測定対象物５上に光スポットを形成する。測定対象物５で反射したレーザ光の反射光は、非接触計測用プローブ３に入射し非接触計測用プローブ３によってファイバコネクタプラグ２の先端から光ファイバケーブル２１に入射される。
【００２７】
そして、光ファイバケーブル２１に入射された反射光は光ファイバケーブル２１を通って結合器１８に入射する。結合器１８に入射した反射光は、結合器１８によって第２ビームスプリッタ１３に出射され、第２ビームスプリッタ１３から音響光学素子１６に送られる。音響光学素子１６は、信号処理部１９から入力する周波数fMの信号を用いて、２ビームスプリッタから入射するレーザ光の周波数を周波数fMシフトし、第３ビームスプリッタ１４を介して光検出器１７に送る。ここで、測定対象物５による反射光の周波数には、測定対象物５の表面の速度に応じたドップラシフトfDが生じており、反射光の周波数はf0＋fDとなる。したがって、音響光学素子１６で周波数fM分、周波数がシフトされて光検出器１７に送られた反射光の周波数はf0＋fD＋fMとなる。
【００２８】
したがって、光検出器１７において、第３ビームスプリッタ１４からの入射光を検出した信号中には、周波数f0の参照光と周波数f0＋fD＋fMの反射光との干渉によるfM±fDのビート信号が観測される。
【００２９】
そこで、信号処理部１９は、光検出器１７で検出した信号中のビート信号を参照信号の周波数fMでFM復調して、測定対象物５の速度を算出する。また、この速度を解析して、測定対象物５の表面の加速度や変位などを算出する。
【００３０】
以上、ファイバコネクタプラグ２を非接触計測用プローブ３に連結して行う非接触計測について説明した。
次に、ファイバコネクタプラグ２を接触計測用プローブ４に連結して行う接触計測について説明する。
まず、接触計測用プローブ４の構成について説明する。
図２ａ１に接触計測用プローブ４の外観を、図２ａ２に接触計測用プローブ４の断面構造を示す
図中の上下左右を接触計測用プローブ４の上下左右として説明すると、接触計測用プローブ４は、上下方向を軸方向とする概略管状の外筒部４１と、上下方向を軸方向とする内筒部４２とを有する。内筒部４２は外筒部４１の内側に上方から挿入された形態で配置されており、内筒部４２の下部の外周面に設けられた雄ネジと、外筒部４１の上部の内周面に設けられた雌ネジとが螺合することにより、内筒部４２と外筒部４１とは連結されている。
【００３１】
次に、接触計測用プローブ４は、上下方向を軸方向とする探針４３を有し、探針４３は、外筒部４１の内側に下方から挿入された形態で配置されている。また、探針４３は、外筒部４１の下部の内側に固定したリニアベアリング４４によって、外筒部４１に対して上下にスライド可能に支持されている。
【００３２】
また、探針４３は上端に左右に広がった形状を有する頭部を有し、頭部の上面は水平であり、また、頭部の上面は鏡面、または、高反射率の面に加工されている。
そして、上端が内筒部４２の周縁部の下端に当接し、下端が探針４３の頭部の上面の周縁部に当接したコイルバネ４５によって、探針４３は下方に付勢されている。なお、探針４３の所定位置より下方への移動は、外筒部４１の内側に設けた、探針４３の頭部の下面の周縁部と当接する凸部４１２によって制限されるようになっている。
【００３３】
そして、内筒部４２の上端部には、ファイバコネクタプラグ２を接続するためのファイバコネクタレセプタクル４２１が設けられている。また、内筒部４２の内側には、ファイバコネクタプラグ２がファイバコネクタレセプタクル４２１に接続した状態でファイバコネクタプラグ２の先端から内筒部４２の内側を下方に向かって出射されるレーザ光を、コイルバネ４５の中空部を通して、探針４３の頭部の上面上に集光するためのレンズユニット４６が固定されている。
【００３４】
次に、内筒部４２の上部には、外筒部４１の上部の外周面の上部をスカート状に上方より覆うように設けたカバー４２２が連結されており、外筒部４１の外周面の、カバー４２２の下端周辺となる高さ周辺の位置には、上下方向に刻んだ目盛４１１が印字されている。
【００３５】
さて、このような構成において、外筒部４１を内筒部４２に対して相対的に回転させると、内筒部４２の雄ネジと外筒部４１の雌ネジとの螺合の作用により、内筒部４２は外筒部４１に対して相対的に上下方向に移動する。また、カバー４２２も、内筒部４２と一体となって一緒に回転し、外筒部４１に対して相対的に上下方向に移動する。したがって、カバー４２２の下端の位置の、外筒部４１の外周面の目盛４１１を読み取ることにより、内筒部４２の外筒部４１に対する相対的な移動量を確認することができる。
【００３６】
そして、この移動によって、コイルバネ４５の上端の当接位置と下端の当接位置との距離が変化し、コイルバネ４５が探針４３を下方へ付勢する力も変化する。
さて、このような接触計測用プローブ４にファイバコネクタプラグ２を連結した形態で行う接触計測は次のように行う。
この接触計測に先だって、ユーザは、まず、外筒部４１を内筒部４２に対して相対的に回転させ、コイルバネ４５が探針４３を下方へ付勢する力が所望の力となるように、外筒部４１の外周面の目盛４１１を参照等して調整する。
【００３７】
そして、図３ａ１、ｂ１に示すように、探針４３をコイルバネ４５の付勢の力に逆らって幾分上方に移動した状態で、探針４３の下部が測定対象物５に当接する状態となるように接触計測用プローブ４を固定する。ここで、この状態で、測定対象物５が図３ａ１と図３ａ２、図３ｂ１と図３ｂ２に示すように上下に移動すると、探針４３は測定対象物５の移動に伴い上下に移動する。
【００３８】
一方、計測装置１は、上述したファイバコネクタプラグ２に非接触計測用プローブ３を連結して行う非接触計測のときと同様な動作を行う。
すると、図３ｂ１、ｂ２に示すように、ファイバコネクタプラグ２の先端から出射されるレーザ光が探針４３の頭部の上面に照射され、探針４３の頭部の上面で反射したレーザ光の反射光がファイバコネクタプラグ２の先端に入射する。
【００３９】
そして、これにより、計測装置１の信号処理部１９で、探針４３の頭部の上面の速度、加速度、変位等の探針４３の運動や変位についての計測が行われる。
ここで、探針４３の頭部の上面は測定対象物５の移動に伴い上下に移動するので、結果、信号処理部１９で測定対象物５の速度や加速度や変位等が算出されることとなる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
以上のように、本実施形態によれば、反射率が低くない測定対象物５については、ファイバコネクタプラグ２に非接触計測用プローブ３を連結して、測定対象物５と非接触でレーザ光による速度や加速度や変位といった測定対象物５の運動や変位についての計測が行えると共に、反射率が低い測定対象物５についても、ファイバコネクタプラグ２に連結するプローブを接触計測用プローブ４に交換するだけで、レーザ光を用いた測定対象物５の運動や変位についての高精度な計測を行うことができる。
【００４０】
また、接触計測用プローブ４の、コイルバネ４５の探針４３を測定対象物５に向かって付勢する力を、外筒部４１を内筒部４２に対して回転させるだけの簡易な作業で任意に調整することができるので、測定対象物５の運動の特性や計測の目的等に応じた調整を行うことにより、目的とする計測を良好に行うことができるようになる。
【００４１】
ところで、以上の実施形態では、コイルバネ４５を用いて上方から探針４３を下方に押しつけるように力を加えたが、コイルバネ４５を用いて下方より探針４３を下方に引き付けるように力を加えるようにしてもよい。また、コイルバネ４５に代えて任意の弾性部材を用いて、探針４３を下方に付勢する力を加えるようにしてもよい。
【００４２】
また、以上の実施形態では、計測装置１がレーザドップラ振動計であるものとして説明したが、計測装置１は、レーザ光を測定対象物５に照射し、測定対象物５で反射したレーザ光を用いて、測定対象物５の速度や変位や振動等の測定を行うものであれば、レーザ干渉変位計など任意の装置を用いることができる。
【００４３】
また、以上の実施形態では、探針４３の頭部の上面を鏡面、または、高反射率の面に加工して、レーザ光を反射するようにしたが、探針４３の頭部の上面でレーザ光を反射する代わりに、図４に示すように、探針４３の頭部にコーナキューブ４７を固定すると共に、レンズユニット４６でファイバコネクタプラグ２の先端から入射するレーザ光を平行光に変換して、コイルバネ４５の中空部を通して、コーナキューブ４７に出射するようにしてもよい。ここで、コーナキューブ４７は、レンズユニット４６から平行光として入射するレーザ光の進路を反転する。進路が反転されたレーザ光はレンズユニット４６によって、ファイバコネクタプラグ２に入射する。
【００４４】
このように、平行光とコーナキューブ４７を用いることにより、探針４３のストローク（上下移動距離）が大きい場合でも、良好に安定した計測を行うことができる。
また、以上の実施形態では、接触計測用プローブ４と計測装置１とを別体として構成したが、図５ａに外観を図５ｂに断面構造を示すように、接触計測用プローブ４と計測装置１とを一体化してレーザ計測装置を構成することもできる。なお、この場合、ファイバコネクタプラグ２と光ファイバケーブル２１は不要となる。
【００４５】
ここで、図５ａ、ｂにおいて、１００が計測装置１の信号処理部１９を構成する電子回路を搭載した電子回路基板、１０１が計測装置１の光学系を構成する光学素子を搭載した光学基板であり、光学基板１０１からレンズユニット４６にレーザビームが出射される
なお、１０２は計測装置１に電力を供給する電源ケーブルであり、１０３は計測装置１の計測結果の出力等を行うための信号ケーブルである。
【００４６】
ここで、このようにレーザ計測装置を構成する場合においても、図５ｃに示すように探針４３の頭部に固定したコーナキューブ４７を用いてレーザ光の進路を反転するようにしてもよい。また、この場合において、図５ｃに示すように、計測装置１の光学基板１０１から平行光としてレーザ光を出射する場合には、レンズユニット４６は不要となる。なお、計測装置１の光学基板１０１から非平行光としてレーザ光を出射する場合には、レンズユニット４６を用いてレーザ光を平行光に変換してコーナキューブ４７に出射するようにする。
【符号の説明】
【００４７】
１…計測装置、２…ファイバコネクタプラグ、３…非接触計測用プローブ、４…接触計測用プローブ、５…測定対象物、１１…レーザ光源、１２…第１ビームスプリッタ、１３…第２ビームスプリッタ、１４…第３ビームスプリッタ、１５…ミラー、１６…音響光学素子、１７…光検出器、１８…結合器、１９…信号処理部、２１…光ファイバケーブル、４１…外筒部、４２…内筒部、４３…探針、４４…リニアベアリング、４５…コイルバネ、４６…レンズユニット、４７…コーナキューブ、４１１…目盛、４２１…ファイバコネクタレセプタクル、４２２…カバー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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