[发明专利]光干涉测量装置在审
申请号: | 202110178051.3 | 申请日: | 2021-02-08 |
公开(公告)号: | CN113390333A | 公开(公告)日: | 2021-09-14 |
发明(设计)人: | 木村和哉;早川雅之 | 申请(专利权)人: | 欧姆龙株式会社 |
主分类号: | G01B9/02 | 分类号: | G01B9/02 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人: | 邓毅;黄纶伟 |
地址: | 日本国京*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 干涉 测量 装置 | ||
一种光干涉测量装置,在不导致装置大型化的情况下以低成本提供引导光照射功能。光干涉测量装置具备:第1光源,其输出具有红外区域的波长的测量光;第2光源,其输出具有可见区域的波长的引导光;光纤耦合器,其至少具有输入上述测量光的第1端口、输入上述引导光的第2端口以及输出上述测量光和上述引导光耦合得到的耦合光的第3端口;测量部,其向测量对象照射上述耦合光,接收由上述测量对象反射的返回光;以及处理部,其根据上述返回光和参照光的干涉信号,计算与上述测量对象的距离、速度或振动有关的信息。上述光纤耦合器由截止波长比上述测量光的波长短且比上述引导光的波长长的单模光纤构成。
技术领域
本发明涉及利用光干涉的测距技术。
背景技术
已知这样一种技术:将相干测量光照射到测量对象上,并且基于该测量光的反射光(返回光)和参照光之间的干涉信号来测量距离、速度、振动等(参见专利文献1)。在这种光干涉测量装置中,一般使用红外线激光等不可见光作为测量光。
专利文献1:国际公开第2017/187510号
发明内容
发明要解决的问题
在FA(Factory Automation:工厂自动化)用的传感器中,希望通过目视确认测量位置、即测量光照射到测量对象的哪里的需求强烈。因此,本发明人们在将光干涉测量装置扩展到FA用途时,研究了附加除了测量光以外还照射视觉上表示测量位置的引导光的功能。
作为引导光照射功能的实现方法,可以考虑与测量光的照射光学系统相独立地设置引导光的照射光学系统的结构以及将测量光和引导光合成并从共同的照射光学系统照射到测量对象的结构。但是,前者的结构存在两个照射光学系统的光轴对准困难,并且导致测量头的大型化的问题。另一方面,在后者的结构的情况下,由于通常用作对不同波长的光进行合波的手段的WDM(Waveling Division Multiplexing:波分复用)耦合器价格高而难以采用。另外,也可以考虑使用分色镜的方法,但存在导致部件数量增加、装置主体大型化的问题。
本发明是鉴于上述实际情况而完成的,其目的在于在不导致装置的大型化的情况下以低成本提供光干涉测量装置的引导光照射功能。
用于解决问题的方案
本公开包括一种光干涉测量装置,其特征在于,具有:第1光源,其输出具有红外区域的波长的测量光;第2光源,其输出具有可见区域的波长的引导光;光纤耦合器,其至少具有输入所述测量光的第1端口、输入所述引导光的第2端口以及输出所述测量光和所述引导光耦合得到的耦合光的第3端口;测量部,其向测量对象照射所述耦合光,接收由所述测量对象反射的返回光;以及处理部,其根据所述返回光和参照光的干涉信号,计算与所述测量对象的距离、速度或振动有关的信息,所述光纤耦合器由截止波长比所述测量光的波长短并且比所述引导光的波长长的单模光纤构成。
根据该结构,由于测量光和引导光照射到相同的位置,所以通过在测量对象的表面出现的光点(spot),可以目视确认测量位置(测量光照射到的位置)。另外,通过使用由截止波长比测量光的波长短且比引导光的波长长的单模光纤构成的光纤耦合器,能够低成本地实现测量光和引导光的合成单元,并且装置主体、测量部的小型化变得容易。
所述光纤耦合器的从所述第1端口到所述第3端口的路径的耦合比可以为50%以上。通过增加引导至测量部的测量光的比例,能够增强投射至测量对象的测量光的功率,能够实现测量精度的提高。
所述第1光源可以是波长扫描光源。因此,可以容易地实现使用FMCW的干涉仪。
所述引导光可以是红色光。这是因为测量光(红外线)和引导光的波长越接近,测量部的光学系统中的色像差的影响越小。
所述测量部可以具有校正了色像差的光学系统。由此,能够尽可能地减小因色像差引起的测量光与引导光的投射位置的偏离。
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