[发明专利]测量设备和处理设备

说明书

本申请涉及测量设备和处理设备。测量设备测量被测对象的位移量或速度，该测量设备包括照射被测对象的照射光学系统，收集从被测对象发射的第一光束和第二光束以便使第一光束和第二光束彼此重叠的收集光学系统，检测其中第一光束和第二光束彼此叠加的叠加光的第一检测器，以及检测从收集光学系统发射的发射光束的部分光束的第二检测器。第二检测器的检测结果根据测量设备与被测对象之间的距离而改变。

技术领域

本发明涉及一种使用光的测量设备，特别是非接触式位移计(速度计)，并且涉及使用该测量设备的处理设备。

背景技术

日本专利特许公开No.7-229911提出了一种速度计(长度测量仪器)作为已知的非接触式位移计，该速度计测量待测量对象的长度或在移动方向上的速度。

日本专利特许公开No.7-229911描述了一种激光多普勒位移计，该激光多普勒位移计将来自光源的光输出分成两个并将两个光束叠加在被测对象上。当被测对象穿过其中从不同方向朝着被测对象照射的两个光束彼此重叠的区域时，生成基于这两个光束的散射光的光束。通过用检测器检测由散射光的光束生成的干涉光，可以检测被测对象的位移(速度)。

但是，日本专利特许公开No.7-229911中描述的速度计只能检测被测对象在两个光束彼此重叠的区域中的位移。因此，存在如下问题：当两个光束彼此重叠的区域扩大时，换句话说，当可测量区域扩大时，照射光学系统变得相当大。

发明内容

本发明的测量设备是测量被测对象的位移量或速度的测量设备。该测量设备包括：照射光学系统，其将来自光源的光成形为照射光束并且用照射光束照射被测对象；收集光学系统，其收集从被测对象发射的第一光束和在不同于第一光束的方向的方向上从被测对象发射的第二光束以使第一光束和第二光束彼此重叠；第一检测器，检测在从收集光学系统发射的发射光束中的第一光束和第二光束彼此重叠的叠加光；以及第二检测器，检测从收集光学系统发射的发射光束的部分光束。在测量设备中，第二检测器的检测结果根据测量设备与被测对象之间的距离而改变，以及，基于第一检测器的检测结果和第二检测器的检测结果，测量设备输出位移量或者速度。

参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示已知位移计的概要的图。

图2A和图2B是例示本实施例的位移计的概要的图。

图3是例示第二示例实施例的图。

具体实施方式

在激光多普勒方法中，从光源发射的光被成形为照射光束并照射在移动对象上(用来自光源的光照射移动对象)。由移动对象散射的光的光学频率由于多普勒频移而改变，并且在干涉信号中生成拍频。通过观察上述频率的分量来计算移动对象的移动速度。

将使用已知的激光多普勒位移计(速度计或使用光的测量设备)的配置来描述基于激光多普勒方法的速度计的原理。

图1中例示了已知激光多普勒位移计的配置的概要。

从光源101输出的光传播通过准直透镜102并变成平行光。这里，虽然来自光源的光(光束)通过准直透镜的作用被转换成平行光束，但是转换不限于这种转换，光可以被转换成会聚光束。从光源输出的光的波长被称为λ。随后，用诸如衍射光栅或分束器之类的分光元件103将光束分成两个光束。用收集光学系统104将每个光束收集到特定位置。收集上述光的角度被称为ψ。当被测对象105处于两个光束彼此重叠的位置处时，两个光束的干涉光被散射，并且由光接收单元107经由光接收光学系统106检测散射光。这里，当V是被测对象105的移动速度并且F是检测到的信号的频率时，获得以下关系表达式(1)。根据检测到的信号的频率，利用(1)获得被测对象的移动速度V。可以通过移动速度V的时间积分来计算被测对象的移动位移。由此，已知的激光多普勒位移计用作位移计。