[发明专利]干涉仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于基于光的干涉来测量待测量对象的位移信息(相对位移)的干涉仪。 

背景技术

在相关技术中，已经广泛普及了一种在用于测量长度的测量装置中通过相位差为90°的两相正弦波来获得长度测量的位置和方向的方法。为了获得相位差为90°的精确的长度测量信号，例如，对这种类型的测量装置采用如下对策：适当地设计检测部的结构和配置，以及在内部设置用于执行各种相位调整的结构(光学相位调整部)(例如，参见专利文献1)。 

[专利文献1]日本特开2003-149003 

然而，相关技术的干涉仪具有如下问题：即使执行了适当的设计，由于附加调整中所产生的相位误差或由于未完成的相位调整而产生的相位误差，长度测量精度(小范围精度)也会劣化。此外，尽管相关技术的干涉仪具有在后续阶段中设置校正信号处理电路的结构，但在高速移动或某些情况下的静止状态下所执行的测量中不能获得校正效果。 

发明内容

本发明的示例性实施例提供这样的干涉仪：该干涉仪能够通过消除光学相位调整误差来抑制接收到的干涉信号的DC分量的波动，从而降低测量精度的劣化。 

根据本发明的干涉仪包括：光源；光波分割和合成部，用于将从所述光源所发射的光分割成要照射在第一反射面上的第 一光和要照射在第二反射面上的第二光，所述光波分割和合成部对被所述第一反射面反射后的所述第一光和被所述第二反射面反射后的所述第二光进行合成，以形成合成光；多相位干涉光生成部，用于根据所述合成光，生成具有第一相位的第一干涉光、具有与所述第一相位相差180°的第二相位的第二干涉光、具有与所述第一相位相差90°的第三相位的第三干涉光以及具有与所述第一相位相差270°的第四相位的第四干涉光；光接收部，用于接收所述第一干涉光到所述第四干涉光；干涉信号生成部，用于基于所接收到的所述第一干涉光到所述第四干涉光，生成第一干涉信号、第二干涉信号、第三干涉信号和第四干涉信号；三相信号生成部，用于基于所述第一干涉信号到所述第四干涉信号之间的差，生成相位差为90°的三相信号；以及两相信号生成部，用于对相位差为90°的所述三相信号执行矢量合成，从而生成相位差为90°的两相信号。 

在根据本发明的干涉仪中，从光接收部获取彼此的相位差为180°的检测信号之间的差分信号，以获取相位差为90°的信号。因此，可以消除光学相位调整误差，从而抑制DC分量的波动，以降低精度的劣化。 

在本发明中，优选为三相信号生成部应当包括：第一差分信号生成部，用于生成作为所述第一干涉信号和所述第二干涉信号之间的差的第一差分信号；第二差分信号生成部，用于生成作为所述第三干涉信号和所述第四干涉信号之间的差的第二差分信号；以及反转差分信号生成部，用于生成通过反转所述第二差分信号而获得的反转差分信号。 

此外，在本发明中，理想地，干涉仪应当包括：增益控制部，用于控制所述第一干涉信号到所述第四干涉信号的增益。 

根据本发明，对检测到的信号执行矢量合成处理。因此， 可以消除所接收到的干涉信号的相位误差，从而抑制DC分量的波动。因此，可以提供能够降低测量精度的劣化的干涉仪。 

通过下面的详细说明、附图以及所附的权利要求书，本发明的其它特征和优势将变得明显。 

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的干涉仪的结构的示意图； 

图2是示出根据本发明实施例的干涉仪中的光接收部和信号处理电路的结构的示意图； 

图3是示出图1和2中的简化结构的图； 

图4A-4C是示出通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的例子的矢量图； 

图5A-5D是示出通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的另一例子的矢量图； 

图6A-6D是示出通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的又一例子的矢量图； 

图7是示出基于通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的又一例子的利萨如波形(Lissajou’s waveform)的图； 

图8A-8D是示出通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的又一例子的矢量图；以及 

图9是示出基于通过根据本发明实施例的干涉仪的信号处理的又一例子的利萨如波形的图。 

具体实施方式

下面将参考附图来说明根据本发明的干涉仪的实施例。 

根据实施例的干涉仪的结构