专利名称：追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法
技术领域：
本发明涉及追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法。
背景技术：
以往，作为测定至移动体距离的测定装置，利用例如追踪式激光干涉仪(例如参 照专利文献1)。专利文献1中记载的追踪式激光干涉仪系将激光分割为测定光和参照光，朝着安 装在移动体上的回归反射体(retro reflector)射出测定光，追踪回归反射体，使得从回归 反射体的返回光的偏移量处于所定范围内。另外，该干涉仪使得参照光在参照面反射，使用 在上述参照面反射的参照光和从回归反射体的返回光的干涉光，测定至回归反射体(移动 体)的距离。[专利文献1]日本专利申请公开2008-128899号公报但是，在这种追踪式激光干涉仪中，由于测定光偏离回归反射体，或障害物位于干 涉仪和回归反射体之间，从回归反射体的返回光没有返回到干涉仪场合，看丢回归反射体， 朝着看丢方向继续射出测定光。因此，在这种追踪式激光干涉仪中，存在若一旦看丢回归反 射体，则不能再次开始测定移动体的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述以往技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提 供即使看丢回归反射体也能再次开始测定的追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法。为了解决上述课题，本发明的追踪式激光干涉仪，其特征在于该追踪式激光干涉仪包括光源；回归反射体，安装在移动体上，反射来自上述光源的光；参照面，反射来自上述光源的光；第一接受光装置，接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光 的干涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号；第二接受光装置，接受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的 受光信号；变更机构，变更来自上述光源的光的射出方向；变更机构控制装置，根据来自上述第二接受光装置的受光信号，使得上述变更机 构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；以及距离计算装置，使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至 上述回归反射体的距离；上述变更机构控制装置包括
第一判定部，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号， 判定上述各接受光装置的受光量是否为对上述各接受光装置分别设定的所定的第一阈值 以下；图形射出控制部，由上述第一判定部判定至少一方的接受光装置的受光量为上述 第一阈值以下场合，控制上述变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；第二判定部，通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上述各接受光装置的受光量是否为 对上述各接受光装置分别设定的所定的第二阈值以上；追踪控制部，通过上述第二判定部判定上述各接受光装置的上述受光量都为上述 第二阈值以上场合，使得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定 范围内。按照本发明，由第一判定部判定第一接受光装置及第二接受光装置之中至少一方 的接受光装置的受光量为所定第一阈值以下场合，图形射出控制部控制变更机构，使得来 自光源的光沿所定图形射出。并且，通过图形射出控制部控制变更机构，来自光源的光沿 所定图形射出期间，通过第二判定部判定各接受光装置的受光量都为所定第二阈值以上场 合，追踪控制部使得变更机构追踪回归反射体。因此，本发明的追踪式激光干涉仪(以下简 记为“干涉计”)看丢回归反射体场合，沿着所定图形射出光，探索回归反射体，检测到回归 反射体场合，能再次追踪回归反射体，因此，即使看丢回归反射体，也能再次开始测定至回 归反射体的距离。本发明的另一种追踪式激光干涉仪，其特征在于该追踪式激光干涉仪包括光源；回归反射体，安装在移动体上，反射来自上述光源的光；参照面，反射来自上述光源的光；第一接受光装置，接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光 的干涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号；第二接受光装置，接受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的 受光信号；变更机构，变更来自上述光源的光的射出方向；变更机构控制装置，根据来自上述第二接受光装置的受光信号，使得上述变更机 构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；以及距离计算装置，使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至 上述回归反射体的距离；上述变更机构控制装置包括第一判定部，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置之中某一方的 受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第一阈值以下；图形射出控制部，由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下场合， 控制上述变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；第二判定部，通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，根据来自上述一方的接受光装置的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第二阈值 以上；追踪控制部，通过上述第二判定部判定上述受光量为上述第二阈值以上场合，使 得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内。按照本发明，具有与上述干涉计相同的构成，因此，能具有相同的效果。另外，仅仅 根据来自第一接受光装置及第二接受光装置之中一方的接受光装置的受光信号，判定是否 看丢回归反射体，以及是否检测到回归反射体，因此，能使得构成简单。在本发明中，较好的是，上述图形系在通过所定点、且与上述光的射出方向直交的 平面内，一边以上述所定点为中心回转，一边逐渐朝外侧的涡流状图形，上述所定点系由上 述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下时来自上述光源的光的射出方向上的 所定点。按照本发明，干涉计探索回归反射体时光的射出图形系以看丢回归反射体时光的 射出方向上的所定点为中心的涡流状图形，因此，能一边抑制遗漏检测，一边有效地探索回 归反射体。在本发明中，较好的是，上述所定点系由上述第一判定部判定上述受光量为上述 第一阈值以下时，从上述基准点离开由上述距离计算装置计算的至上述回归反射体的距离 的点；上述图形系由曲线构成、且各周间的宽度为一定的涡流状图形，上述各周间的宽度设 定为由上述第一判定部判定受光量为上述第一阈值以下的接受光装置的可受光区域的宽 度以下。为了解决上述课题，本发明的干涉仪的距离测定方法，其特征在于，包括以下步 骤回归反射体安装在移动体上，在回归反射体反射来自光源的光，在参照面反射来 自上述光源的光；第一接受光装置接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光 的干涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号，第二接受光装置接 受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光信号；第一判定部根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判 定上述各接受光装置的受光量是否为对上述各接受光装置分别设定的所定的第一阈值以 下；由上述第一判定部判定至少一方的接受光装置的受光量为上述第一阈值以下场 合，图形射出控制部控制变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，第二判定部根据来自上述第一 接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上述各接受光装置的受光量是否为对 上述各接受光装置分别设定的所定的第二阈值以上；通过上述第二判定部判定上述各接受光装置的上述受光量都为上述第二阈值以 上场合，追踪控制部使得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定 范围内；由上述第一判定部判定各接受光装置的受光量都不是上述第一阈值以下场合，距离计算装置使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述回归反射体的距离。本发明的另一种干涉仪的距离测定方法，其特征在于，包括以下步骤回归反射体安装在移动体上，在回归反射体反射来自光源的光，在参照面反射来自上述光源的光；第一接受光装置接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光的干涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号，第二接受光装置接 受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光信号；第一判定部根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置之中某一方的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第一阈值以下；由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下场合，图形射出控制部控制变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，第二判定部根据来自上述一方的接受光装置的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第二阈值以 上；通过上述第二判定部判定上述受光量为上述第二阈值以上场合，追踪控制部使得 上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；由上述第一判定部判定上述一方的接受光装置的受光量不是上述第一阈值以下 场合，距离计算装置使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述 回归反射体的距离。按照本发明，干涉计探索回归反射体时光的射出图形系由曲线构成、且各周间的 宽度为一定的涡流状图形，各周间的宽度设定为接受光装置的可受光区域的宽度以下，因 此，能充分抑制遗漏检测。
图1表示本发明一实施形态涉及的追踪式激光干涉仪的构成。图2表示光学系统的构成。图3表示测定光和返回光的因回归反射体移动而引起的偏差。图4表示由图形生成部在测定光的射出方向上设定的所定点等。图5表示由图形生成部生成的涡流状图形。图6是表示通过干涉仪测定至移动体的距离的方法的流程图。图7表示涡流状图形变形例。符号说明如下1-追踪式激光干涉仪，2-移动体，5-变更机构控制装置，11-回归反射体，31-距离 计算装置，51-追踪控制部，54-图形射出控制部，121-变更机构，411-激光光源，413-第一 接受光装置，422-第二接受光装置，521-第一判定部，522-第二判定部，f-涡流的各周间的宽度。具体实施形态下面，参照
本发明一实施形态，在以下所述实施形态中，技术上对构成要 素，种类，组合，相对安装等作了各种限定，但这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
图1表示本实施形态涉及的追踪式激光干涉仪1 (以下记为“干涉仪1”)的构成。干涉仪1系追踪移动体2、用于测定至该移动体2的距离。移动体2设在产业机械 上，通过例如使得移动体2移动，该产业机械测定或加工对象物，通过该产业机械驱动移动 体2。作为产业机械，可以列举例如三元测定机，作为移动体，可以列举例如安装有用于测定 对象物的测头的三元测定机的滑块。 干涉仪1如图1所示，设有回归反射体11，测定装置12，控制测定装置12的控制
装置3。回归反射体11安装在移动体2上。在本发明的一实施例中，回归反射体11由三 个反射镜互相垂直组合而成。回归反射体11使得入射光和反射光成为平行，同时，将入射 光反射，使得入射光和反射光相对回归反射体11的中心成为点对称。因此，当光入射到偏 离中心的位置场合，入射光和反射光成为偏离。测定装置12设有光学系统4以及变更机构121。关于光学系统4的构成，详细记载在例如日本专利申请公开2008-128899号公报 中，系公知信息，进行简略说明。图2表示光学系统4的构成。图3表示从光学系统4射出的测定光和在回归反射 体11反射的返回光的因回归反射体移动而引起的偏差。在图3中，用双点划线表示移动前 的回归反射体11和移动体2的位置。光学系统4如图2所示，设有用于测定至回归反射体11的距离的测长光学系统 41，以及用于追踪回归反射体11的追踪用光学系统42。测长光学系统41包括激光光源411，分离器412，作为参照面的没有图示的平面 镜，具有PD (光电检测器，Photo Detector)的第一接受光装置413。追踪用光学系统42包括分离器421，具有四分割PD (光电二极管，Photo Diode) 或二元PSD (位置灵敏检测器，Position Sensitive Detector)的第二接受光装置422。在这种光学系统4中，从激光光源411射出的激光用分离器412分割为没有图示 的参照光以及测定光。没有图示的参照光在没有图示的平面镜反射后，在分离器412反射 到第一接受光装置413。另一方面，测定光透过分离器421后，朝着回归反射体11射出，在回归反射体11 反射，成为返回光后，再次射入光学系统4。这时，由于回归反射体11移动，当测定光入射到 相对回归反射体11的中心离开的位置的场合(图3)，测定光相对入射方向偏离而反射，测 定光和返回光成为偏离。入射到光学系统4的返回光一部分在分离器421被反射，在第二接受光装置422 受光。这时，返回光根据偏离量偏离第二接受光装置422 (四分割PD)的受光面的中心入射。 第二接受光装置422的受光面在上下左右四分割，使得根据入射到各分割面的返回光的受 光量的四个受光信号向控制装置3输出。即，第二接受光装置422输出根据返回光的偏移 量及受光量的受光信号。 另一方面，透过分离器421的残存的返回光透过分离器412后，成为与在平面镜反 射的没有图示的参照光的干涉光，在第一接受光装置413受光。接受返回光和参照光的干 涉光的第一接受光装置413将根据光学系统4和回归反射体11的距离变位及受光量的受 光信号向控制装置3输出。
再参照图1，变更机构121设有互相直交的二轴回转机构。具体地说，变更机构121 包括变更测定光的方位角的回转机构以及变更测定光的仰角的回转机构。变更机构121驱 动各回转机构，变更测定光的射出方向(方位角及仰角)。在各回转机构安装传感器，检测 各回转机构的回转轴的回转角度，即测定光的方位角及仰角，向控制装置3输出。又，各回 转机构的回转轴相交点设为基准点c。控制装置3测定从该基准点c至回归反射体11的距 罔。控制装置3包括距离计算装置31以及变更机构控制装置5。距离计算装置31使用从测长光学系统41的第一接受光装置413输出的受光信 号，计算从基准点c至回归反射体11 (移动体2)的距离。变更机构控制装置5用于使得变更机构121追踪回归反射体11。该变更机构控制 装置5包括追踪控制部51，判定部52，图形生成部53，图形射出控制部54，再次开始用控制 部55，以及存储部56。其中，存储部56存储对于变更机构控制装置5控制变更机构121必 要的各种值。追踪控制部51根据从第二接受光装置422输出的受光信号，控制变更机构121，使 得返回光的偏移量收纳在所定范围内，使得变更机构121追踪回归反射体11。具体地说， 追踪控制部51驱动变更机构121，变更测定光的仰角，使得从第二接受光装置422(四分割 PD)输出的根据各分割面的受光量的四个受光信号之中，与上下分割面对应的受光信号电 平一致，同时，通过驱动变更机构121，变更测定光的方位角，使得与左右分割面对应的受光 信号电平一致，使得测定光总是朝着回归反射体11的中心射出。判定部52包括第一判定部521以及后述的第二判定部522。对各接受光装置413、422分别设定所定的第一阈值，第一判定部521根据从各接 受光装置413、422输出的受光信号，判定各接受光装置413、422的受光量是否为所定的第 一阈值以下。即，第一判定部521判定从各接受光装置413、422输出的受光信号电平(受 光量)是否为对各接受光装置413、422分别设定的所定的电平(阈值)以下。通过第一判定部521判定各接受光装置413、422的受光量之中至少一方为第一阈 值以下场合，图形生成部53生成涡流状图形(pattern)，作为测定光的射出预定轨迹。干涉 计1 一边跟随该图形射出测定光一边探索回归反射体11。图4表示由图形生成部53在测定光的射出方向上设定的点P，以及设定为通过该 点P、与测定光的射出方向直交的XY平面。具体地说，通过第一判定部521判定各接受光装置413、422的受光量之中至少一 方为第一阈值以下场合，图形生成部53如图4所示，首先，在上述判定时的测定光的射出方 向(方位Φ及仰角Ψ)上，在从基准点c离开距离R的位置，设定点P，上述距离R系上述 判定时(将要判定前)由距离计算装置31计算至回归反射体11的距离。接着，图形生成部53取X轴，使其与变更机构121的互相直交的二轴回转机构之 中、用于变更测定光的仰角Ψ的回转机构的回转轴b平行，且通过上述点P，同时，取Y轴， 使其与用于变更测定光的方位角Φ的回转机构的回转轴a平行，且通过上述点P，设定XY 平面。图5表示由图形生成部53在XY平面上生成的涡流状图形。接着，图形生成部53如图5所示，在XY平面上，将测定光的光点座标Q(x，y)规定为(x(t),y(t)) = (Ht)cos θ (t),r(t)sin9⑴)。即，图形生成部53生成阿基米德螺 线图形，作为测定光的射出预定轨迹，所述阿基米德螺线图形由点Q的轨迹表示，由曲线构 成，同时各周间的宽度f为一定。r(t)表示从点P到点Q的距离，θ (t)表示线段PQ和X 轴形成的角度。Ht)及θ (t)哪个都是相对时间单调增加的函数。在此，接受光装置413、422的可受光区域的宽度d小，例如2. 5mm左右。因此，为 了不遗漏地检测出回归反射体11，r(t)设定为下式(1)<formula>formula see original document page 11</formula>螺线各周间的宽度f设定为接受光装置413、422的可受光区域的宽度d以下。接 受光装置413、422的可受光区域的宽度不同场合，螺线各周间的宽度f设定为接受光装置 413,422的可受光区域的宽度之中、宽度小一方的宽度。返回图1，图形射出控制部54控制变更机构121，使得沿着由图形生成部53生成 的涡流状图形，射出测定光。通过图形射出控制部54控制变更机构121，测定光沿着涡流状图形射出期间，上 述判定部52的第二判定部522判定各接受光装置413、422的受光量是否为对各接受光装 置413、422分别设定的所定的第二阈值以上。第二阈值在本实施形态中设定为与第一判定 部521判定时使用的第一阈值相等的值，但也可以设定为比第一阈值大的值。上述存储部56存储由第二判定部522判定为各接受光装置413、422的受光量都 为第二阈值以上时、该判定时的测定光的射出方向。由第二判定部522判定为各接受光装置413、422的受光量都为第二阈值以上场 合，再次开始用控制部55从存储部56取得该判定时的测定光的射出方向，控制变更机构 121，使得测定光朝上述测定光的射出方向射出。下面，简略说明由干涉计1测定至移动体2距离的测定方法。图6是表示上述测定方法的流程图。首先，通过作业者操作等，干涉计1朝着安装在移动体2上的回归反射体11射出 测定光(射出工序Si)。射出工序Sl之后，各接受光装置413、422分别接受干涉光以及来自回归反射体11 的返回光(受光工序S2)。受光工序S2之后，第一判定部521根据从接受光装置413、422输出的受光信号， 判定各接受光装置413、422的受光量是否为对各接受光装置413、422分别设定的所定的第 一阈值以下(判定工序S3)。在判定工序S3中，第一判定部521判定各接受光装置413、422的受光量都不是第 一阈值以下场合(S3的“否”)，距离计算装置31根据从第一接受光装置413输出的受光信 号，计算从所定基准点c至回归反射体11 (移动体2)的距离(距离计算工序S4)。距离计算工序S4之后，追踪控制部51根据来自第二接受光装置422的受光信号， 控制变更机构121，使得返回光的偏移量收纳在所定范围内，使得变更机构121追踪回归 反射体11 (追踪控制工序S5)。追踪控制工序S5之后，回到上述受光工序S2，上述各工序 S2-S5反复进行，追踪回归反射体11，测定至回归反射体11的距离。另一方面，在判定工序S3中，第一判定部521判定各接受光装置413、422的受光量之中至少一方为第一阈值以下场合(S3的“是”)，即，干涉计1看丢回归反射体11场合， 图形生成部53生成涡流状图形，作为测定光的射出预定轨迹(图形生成工序S6)。 图形生成工序S6之后，图形射出控制部54控制变更机构121，使得测定光沿由图 形生成部53生成的涡流状图形射出(图形射出控制工序S7)。该图形射出控制工序S7之 后，进行以下各工序S8-S9，在工序S9中，在得到所定的判定之前，反复图形射出控制工序 S7，通过图形射出控制部54控制变更机构121。具体地说，通过图形射出控制部54控制变更机构121期间，各接受光装置413、422 分别接受干涉光及返回光(受光工序S8)。受光工序S8之后，第二判定部522根据从各接受光装置413、422输出的受光信 号，判定各接受光装置413、422的受光量是否为对各接受光装置413、422分别设定的所定 的第二阈值以上(判定工序S9)。接着，第二判定部522判定各接受光装置413、422的受光量之中至少一方不是第 二阈值以上场合(S9的“否”)，回到图形射出控制工序S7,反复上述各工序S7-S9，成为测 定光沿涡流状图形射出。并且，在通过图形射出控制部54控制变更机构121，测定光沿涡流状图形射出期 间，第二判定部522判定各接受光装置413、422的受光量都为第二阈值以上场合(S9的 “是”)，即，检测到回归反射体11场合，存储部56存储此时的测定光的射出方向(存储工序 S10)，再次开始用控制部55从存储部56取得上述测定光的射出方向，控制变更机构121，使 得测定光沿上述测定光的射出方向射出(再次开始用控制工序Sll)。这样，在本实施形态中，检测到回归反射体11场合，再次开始用控制部55控制变 更机构121，使得测定光沿该检测时的测定光的射出方向射出。这是为了防止以下问题当 检测到回归反射体11时，立刻再次开始测定至回归反射体11距离场合，在直到再次开始测 定期间，因变更机构121的惯性力，测定光的射出方向从检测到回归反射体11的方向偏移， 存在不能检测到回归反射体U的危险。再次开始用控制工序Sll之后，回到上述工序S2，再次开始追踪回归反射体11，以 及测定至回归反射体11的距离。按照上述那样的本实施形态，能得到以下效果。(1)看丢回归反射体11场合，干涉计1沿着所定图形射出测定光，探索回归反射体 11，当检测到回归反射体11场合，再次追踪回归反射体11，因此，即使看丢回归反射体11， 也能再次开始测定至回归反射体11的距离。(2)干涉计1探索回归反射体11时，测定光的射出图形系以看丢回归反射体11时 测定光的射出方向上的所定的点为中心的涡流状图形，因此，能一边抑制遗漏检测，一边有 效地探索回归反射体11。(3)干涉计1探索回归反射体11时的测定光的射出图形由曲线构成，且各周间的 宽度f为一定的涡流状图形，各周间的宽度f为接受光装置413、422的可受光区域的宽度 d以下，因此，能充分抑制遗漏检测。 (4)在探索回归反射体11中，检测到回归反射体11时，立刻再次开始测定至回归 反射体11距离场合，在直到再次开始测定期间，因变更机构121的惯性力，测定光的射出方 向从检测到回归反射体11的方向偏移，存在不能检测到回归反射体11的危险。与此相反，在本实施形态中，在探索回归反射体11中，检测到回归反射体11时，使得测定光的射出方 向朝着检测到回归反射体11的方向之后，再次开始测定至回归反射体11的距离，因此，能 可靠地检测回归反射体11，能可靠地再次开始测定至回归反射体11的距离。[实施形态的变形]本发明并不局限于上述实施形态，在能实现本发明目的的范围内的变形、改良等 都属于本发明的保护范围。图7表示涡流状图形变形例。在上述实施形态中，图形生成部53生成由曲线构成，且各周间的宽度f为一定的 涡流状图形，但是，图形生成部53也可以生成如图7所示由直线构成，且各周间的宽度f为 一定的涡流状图形。在上述实施形态中，图形生成部53生成涡流状图形，但是，图形生成部53也可以 生成如下那样的顺序扫描图形干涉计1从一方向侧向另一方向侧例如从上方侧向下方侧 等、顺序按行(或列)进行扫描。在上述实施形态中，图形生成部53在看丢回归反射体11时的测定光的射出方向 上，在从基准点c离开距离R的位置，设定涡流状图形的中心点P，上述距离R系看丢回归反 射体11时由距离计算装置31计算的至回归反射体11的距离。但是，图形生成部53也可以 在看丢回归反射体11时的测定光的射出方向上的合适的点，设定涡流状图形的中心点P。在上述实施形态中，变更机构控制装置5根据来自两接受光装置413、422的受光 信号，判定是否看丢回归反射体11，是否检测到回归反射体11，实行图形射出控制工序S7, 或追踪控制工序S5，但是，变更机构控制装置5也可以仅仅根据来自一方的接受光装置的 受光信号，进行各判定，实行图形射出控制工序S7，或追踪控制工序S5。S卩，第一判定部521可以根据从各接受光装置413、422之中一方的接受光装置输 出的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否第一阈值以下。并且，当第一判 定部521判定上述一方的接受光装置的受光量为所定的第一阈值以下场合，图形生成部53 可以生成涡流状图形。又，第二判定部522也可以根据从上述一方的接受光装置输出的受 光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否第二阈值以上。并且，当第二判定部522 判定上述一方的接受光装置的受光量为所定的第二阈值以上场合，实行各工序S10，Sll, S2-S5，追踪控制部51使得变更机构121追踪回归反射体11。这样，即使构成为变更机构控制装置5仅仅根据来自一方的接受光装置的受光信 号，进行各判定，实行图形射出控制工序S7,或追踪控制工序S5，也能具有与上述实施形态 同样的效果，并且，由于仅仅根据来自一方的接受光装置的受光信号，进行各判定，能使得 结构简单。在上述实施形态中，干涉计1在看丢回归反射体11时探索回归反射体11，但是，干 涉计1也可以在刚起动后探索回归反射体11。又，这种场合，干涉计1在例如刚起动后朝合 适的方向射出测定光，同时，在该测定光的射出方向上的合适的位置，取得涡流状图形的中 心点P。接着，干涉计1设定通过该点P、且与测定光的射出方向直交的平面，同时，在该平 面内，生成以上述中心点P为中心的涡流状图形。接着，干涉计1可以沿着该图形射出测定 光，探索回归反射体11。下面说明本发明在产业上的可利用性。
本发明能用于追踪式激光干涉仪。上面参照
了本发明的实施形态，但本发明并不局限于上述实施形态。在 本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
权利要求
一种追踪式激光干涉仪，其特征在于该追踪式激光干涉仪包括光源；回归反射体，安装在移动体上，反射来自上述光源的光；参照面，反射来自上述光源的光；第一接受光装置，接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光的干涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号；第二接受光装置，接受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光信号；变更机构，变更来自上述光源的光的射出方向；变更机构控制装置，根据来自上述第二接受光装置的受光信号，使得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；以及距离计算装置，使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述回归反射体的距离；上述变更机构控制装置包括第一判定部，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上述各接受光装置的受光量是否为对上述各接受光装置分别设定的所定的第一阈值以下；图形射出控制部，由上述第一判定部判定至少一方的接受光装置的受光量为上述第一阈值以下场合，控制上述变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；第二判定部，通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上述各接受光装置的受光量是否为对上述各接受光装置分别设定的所定的第二阈值以上；追踪控制部，通过上述第二判定部判定上述各接受光装置的上述受光量都为上述第二阈值以上场合，使得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内。
2.—种追踪式激光干涉仪，其特征在于 该追踪式激光干涉仪包括光源；回归反射体，安装在移动体上，反射来自上述光源的光； 参照面，反射来自上述光源的光；第一接受光装置，接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光的干 涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号；第二接受光装置，接受上述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光 信号；变更机构，变更来自上述光源的光的射出方向；变更机构控制装置，根据来自上述第二接受光装置的受光信号，使得上述变更机构追 踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；以及距离计算装置，使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述回归反射体的距离；上述变更机构控制装置包括第一判定部，根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置之中某一方的受光 信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第一阈值以下；图形射出控制部，由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下场合，控制 上述变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；第二判定部，通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，根据来自上述一方的 接受光装置的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第二阈值以 上；追踪控制部，通过上述第二判定部判定上述受光量为上述第二阈值以上场合，使得上 述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内。
3.按照权利要求1或2所述的追踪式激光干涉仪，其特征在于上述图形系在通过所定点、且与上述光的射出方向直交的平面内，一边以上述所定点 为中心回转，一边逐渐朝外侧的涡流状图形，上述所定点系由上述第一判定部判定上述受 光量为上述第一阈值以下时来自上述光源的光的射出方向上的所定点。
4.按照权利要求3所述的追踪式激光干涉仪，其特征在于上述所定点系由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下时，从上述基准 点离开由上述距离计算装置计算的至上述回归反射体的距离的点；上述图形系由曲线构成、且各周间的宽度为一定的涡流状图形，上述各周间的宽度设 定为由上述第一判定部判定受光量为上述第一阈值以下的接受光装置的可受光区域的宽 度以下。
5.一种干涉仪的距离测定方法，其特征在于，包括以下步骤回归反射体安装在移动体上，在回归反射体反射来自光源的光，在参照面反射来自上 述光源的光；第一接受光装置接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光的干 涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号，第二接受光装置接受上 述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光信号；第一判定部根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上 述各接受光装置的受光量是否为对上述各接受光装置分别设定的所定的第一阈值以下；由上述第一判定部判定至少一方的接受光装置的受光量为上述第一阈值以下场合，图 形射出控制部控制变更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，第二判定部根据来自上述第一接受 光装置及上述第二接受光装置的受光信号，判定上述各接受光装置的受光量是否为对上述 各接受光装置分别设定的所定的第二阈值以上；通过上述第二判定部判定上述各接受光装置的上述受光量都为上述第二阈值以上场 合，追踪控制部使得上述变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围 内；由上述第一判定部判定各接受光装置的受光量都不是上述第一阈值以下场合，距离计 算装置使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述回归反射体的距离。
6.一种干涉仪的距离测定方法，其特征在于，包括以下步骤回归反射体安装在移动体上，在回归反射体反射来自光源的光，在参照面反射来自上 述光源的光；第一接受光装置接受来自上述回归反射体的返回光以及在上述参照面反射的光的干 涉光，输出根据受光量以及上述回归反射体的变位量的受光信号，第二接受光装置接受上 述返回光，输出根据受光量以及上述返回光的偏移量的受光信号；第一判定部根据来自上述第一接受光装置及上述第二接受光装置之中某一方的受光 信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第一阈值以下；由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下场合，图形射出控制部控制变 更机构，使得来自上述光源的光沿所定图形射出；通过上述图形射出控制部控制上述变更机构期间，第二判定部根据来自上述一方的接 受光装置的受光信号，判定上述一方的接受光装置的受光量是否为所定的第二阈值以上；通过上述第二判定部判定上述受光量为上述第二阈值以上场合，追踪控制部使得上述 变更机构追踪上述回归反射体，使得上述偏移量收纳在所定范围内；由上述第一判定部判定上述一方的接受光装置的受光量不是上述第一阈值以下场合， 距离计算装置使用来自上述第一接受光装置的受光信号，计算从所定基准点至上述回归反 射体的距离。
7.按照权利要求5或6所述的干涉仪的距离测定方法，其特征在于上述图形系在通过所定点、且与上述光的射出方向直交的平面内，一边以上述所定点 为中心回转，一边逐渐朝外侧的涡流状图形，上述所定点系由上述第一判定部判定上述受 光量为上述第一阈值以下时来自上述光源的光的射出方向上的所定点。
8.按照权利要求7所述的干涉仪的距离测定方法，其特征在于上述所定点系由上述第一判定部判定上述受光量为上述第一阈值以下时，从上述基准 点离开由上述距离计算装置计算的至上述回归反射体的距离的点；上述图形系由曲线构成、且各周间的宽度为一定的涡流状图形，上述各周间的宽度设 定为由上述第一判定部判定受光量为上述第一阈值以下的接受光装置的可受光区域的宽 度以下。
全文摘要
本发明提供即使看丢回归反射体也能再次开始测定的追踪式激光干涉仪以及干涉仪的距离测定方法。通过第一判定部(521)判定第一及第二接受光装置之中至少一方的接受光装置的受光量为所定第一阈值以下场合，图形射出控制部(54)控制变更机构(121)，使得来自光源的光沿所定图形射出。并且，通过图形射出控制部(54)控制变更机构(121)，来自光源的光沿所定图形射出期间，通过第二判定部(522)判定各接受光装置的受光量都为所定的第二阈值以上场合，追踪控制部(51)使得变更机构(121)追踪回归反射体(11)。因此，干涉仪(1)看丢回归反射体(11)场合，沿着所定图形射出光，探索回归反射体(11)，检测到回归反射体(11)场合，能再次追踪回归反射体(11)，能再次开始测定。
文档编号G01B11/02GK101806578SQ20101011716
公开日2010年8月18日 申请日期2010年2月12日 优先权日2009年2月17日
发明者原慎一 申请人:株式会社三丰