JPH07332957A - 真直度測定方法及びそれを用いた真直度測定装置 - Google Patents
真直度測定方法及びそれを用いた真直度測定装置Info
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- JPH07332957A JPH07332957A JP15166094A JP15166094A JPH07332957A JP H07332957 A JPH07332957 A JP H07332957A JP 15166094 A JP15166094 A JP 15166094A JP 15166094 A JP15166094 A JP 15166094A JP H07332957 A JPH07332957 A JP H07332957A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光の出力分布にゆらぎがあっても移動
機構の真直度を高精度に測定することのできる真直度測
定方法及びそれを用いた真直度測定装置を得ること。 【構成】 光源手段からの光束を２つの光束に分割し、
該２つの光束のうち一方の光束の上下左右方向を反転さ
せた後、他方の光束と合成し、次いで該合成光を移動機
構に導光することにより該移動機構の真直度を測定した
こと。
機構の真直度を高精度に測定することのできる真直度測
定方法及びそれを用いた真直度測定装置を得ること。 【構成】 光源手段からの光束を２つの光束に分割し、
該２つの光束のうち一方の光束の上下左右方向を反転さ
せた後、他方の光束と合成し、次いで該合成光を移動機
構に導光することにより該移動機構の真直度を測定した
こと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真直度測定装置及びそれ
を用いた真直度測定装置に関し、特に加工装置、形状測
定装置等に用いられる移動機構の真直度を測定し、制御
する際に好適なものである。
を用いた真直度測定装置に関し、特に加工装置、形状測
定装置等に用いられる移動機構の真直度を測定し、制御
する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】加工装置や形状測定装置に用いられる移
動機構は該装置の基準軸を形成するもので、装置の構成
上、最も重要な要素である。移動機構の移動精度は図２
に示すように６種類の成分に分解して考えることができ
る。
動機構は該装置の基準軸を形成するもので、装置の構成
上、最も重要な要素である。移動機構の移動精度は図２
に示すように６種類の成分に分解して考えることができ
る。
【０００３】即ち、移動機構の移動方向をＺ軸、他の互
いに直交する２つの軸をＸ，Ｙとしたとき、移動成分は
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の変位ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ及びＸ，Ｙ，Ｚ
軸回りの回転変位成分Δθx ，Δθy ，Δθz に分解さ
れる変位ΔＸ，ΔＹをここでは真直度と呼び、後述する
ようにこの真直度を測定する方法及び装置を提供するこ
とを本発明の目的としている。
いに直交する２つの軸をＸ，Ｙとしたとき、移動成分は
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の変位ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ及びＸ，Ｙ，Ｚ
軸回りの回転変位成分Δθx ，Δθy ，Δθz に分解さ
れる変位ΔＸ，ΔＹをここでは真直度と呼び、後述する
ようにこの真直度を測定する方法及び装置を提供するこ
とを本発明の目的としている。
【０００４】真直度の測定については従来から種々の方
法が提案されている。
法が提案されている。
【０００５】図３は Annals of the CIRP Vol.37/1/198
8,p.523 に掲載されているレーザービームの直進性を利
用した方法の原理説明図である。
8,p.523 に掲載されているレーザービームの直進性を利
用した方法の原理説明図である。
【０００６】図３において、１はレーザー光源であり、
ベース１００に固定されており、レーザービーム２を出
射している。２２は移動機構であり、ベース１００に対
してレーザービームの方向、即ち図中のＺ方向（移動方
向２３）に移動するように設けられている。移動機構２
２上にはピエゾアクチュエータ２０３で駆動されている
ＸＹ微動機構２０２が配置しており、レーザービーム２
はＸＹ微動機構２０２に固定された光点位置検出用の４
分割フォトダイオード（ＱＰＤ）２０１に入射する。
ベース１００に固定されており、レーザービーム２を出
射している。２２は移動機構であり、ベース１００に対
してレーザービームの方向、即ち図中のＺ方向（移動方
向２３）に移動するように設けられている。移動機構２
２上にはピエゾアクチュエータ２０３で駆動されている
ＸＹ微動機構２０２が配置しており、レーザービーム２
はＸＹ微動機構２０２に固定された光点位置検出用の４
分割フォトダイオード（ＱＰＤ）２０１に入射する。
【０００７】ＱＰＤ２０１で測定したビーム入射位置は
ピエゾアクチュエータ２０３にフィードバックされ、Ｑ
ＰＤ２０１に入射するレーザービームの位置が常に一定
となるように制御系を形成している。この時のピエゾア
クチュエータ２０３に印加する電圧から移動機構２２の
ΔＸ，ΔＹ方向の変位、即ち真直度を測定している。
ピエゾアクチュエータ２０３にフィードバックされ、Ｑ
ＰＤ２０１に入射するレーザービームの位置が常に一定
となるように制御系を形成している。この時のピエゾア
クチュエータ２０３に印加する電圧から移動機構２２の
ΔＸ，ΔＹ方向の変位、即ち真直度を測定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した装置では
真直度測定の基準としてレーザービームの直線性を利用
している為、種々の問題点がある。これらの問題点はレ
ーザービーム自体の安定性に起因するものと、レーザー
の発する熱が周囲に与える副次的なものとがある。例え
ば次のような問題点がある。
真直度測定の基準としてレーザービームの直線性を利用
している為、種々の問題点がある。これらの問題点はレ
ーザービーム自体の安定性に起因するものと、レーザー
の発する熱が周囲に与える副次的なものとがある。例え
ば次のような問題点がある。
【０００９】（Ａ１）レーザービームのエネルギー中心
位置の時間的変化、不安定性によるもの レーザービームの指向性は、例えばレーザー光源に用い
られる共振器両端のミラーの熱による位置ずれやミラー
自身の熱変形等の為にわずかながらレーザービームのエ
ネルギー中心がビーム進行方向に対して直角方向にずれ
たり、その進行方向が時間と共に変化したりする。この
レーザービームのふれは従来例ではそのままテーブルの
真直度として出力されてしまうので測定精度を悪化させ
る。
位置の時間的変化、不安定性によるもの レーザービームの指向性は、例えばレーザー光源に用い
られる共振器両端のミラーの熱による位置ずれやミラー
自身の熱変形等の為にわずかながらレーザービームのエ
ネルギー中心がビーム進行方向に対して直角方向にずれ
たり、その進行方向が時間と共に変化したりする。この
レーザービームのふれは従来例ではそのままテーブルの
真直度として出力されてしまうので測定精度を悪化させ
る。
【００１０】（Ａ２）レーザービームのエネルギー分布
によるもの 実際のレーザービームのエネルギー分布は一般に、一様
ではなく、ビーム進行方向についても時間と共に変化す
る。このビームのエネルギー分布の変化によってＱＰＤ
の出力が変化し、従来例では測定精度を悪化させる。
によるもの 実際のレーザービームのエネルギー分布は一般に、一様
ではなく、ビーム進行方向についても時間と共に変化す
る。このビームのエネルギー分布の変化によってＱＰＤ
の出力が変化し、従来例では測定精度を悪化させる。
【００１１】（Ａ３）環境温度への影響によるもの 一般にレーザー光源は発熱するが、レーザーの発生する
熱によってレーザービームが影響を受け、偏向したり、
エネルギー分布が変化したりすることについてはすでに
述べたが、更に、発熱が周囲の温度を上昇させることを
考えると、アプリケーションによっては問題となる。
熱によってレーザービームが影響を受け、偏向したり、
エネルギー分布が変化したりすることについてはすでに
述べたが、更に、発熱が周囲の温度を上昇させることを
考えると、アプリケーションによっては問題となる。
【００１２】例えば周囲の温度変化によって、被測定物
の熱変形が容易におきてしまうと想定される、精密な形
状測定装置等に応用する場合、発熱源が移動体ののそば
にあるのは好ましくない。
の熱変形が容易におきてしまうと想定される、精密な形
状測定装置等に応用する場合、発熱源が移動体ののそば
にあるのは好ましくない。
【００１３】（Ａ４）測定基準であるレーザー光源の熱
対策によるもの 従来例では真直度の基準がレーザー光源であり、レーザ
ー光源に対する移動機構の変位を測定する。従って測定
基準であるレーザー光源が動かないという保証がなけれ
ば測定に信頼性がない。
対策によるもの 従来例では真直度の基準がレーザー光源であり、レーザ
ー光源に対する移動機構の変位を測定する。従って測定
基準であるレーザー光源が動かないという保証がなけれ
ば測定に信頼性がない。
【００１４】ところが、従来例の真直度基準であるレー
ザー光源そのものが発熱源でもある為、レーザー自身、
そしてレーザー取付構造物等の熱変形をおさえる為、精
密な温度コントロールが必要となる。
ザー光源そのものが発熱源でもある為、レーザー自身、
そしてレーザー取付構造物等の熱変形をおさえる為、精
密な温度コントロールが必要となる。
【００１５】本発明は、レーザー光源等の光源手段から
の光束を用いて移動機構の真直度を測定する際に、光源
手段からの光束のエネルギー中心位置やエネルギー分布
が時間的に変化、及び不安定になったりしても移動機構
の真直度を高精度に測定することができる真直度測定方
法及びそれを用いた真直度測定装置の提供を目的とす
る。
の光束を用いて移動機構の真直度を測定する際に、光源
手段からの光束のエネルギー中心位置やエネルギー分布
が時間的に変化、及び不安定になったりしても移動機構
の真直度を高精度に測定することができる真直度測定方
法及びそれを用いた真直度測定装置の提供を目的とす
る。
【００１６】
（１−１）本発明の真直度測定方法は、光源手段からの
光束を２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方の
光束の上下左右方向を反転させた後、他方の光束と合成
し、次いで該合成光を移動機構に導光することにより該
移動機構の真直度を測定したことを特徴としている。
光束を２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方の
光束の上下左右方向を反転させた後、他方の光束と合成
し、次いで該合成光を移動機構に導光することにより該
移動機構の真直度を測定したことを特徴としている。
【００１７】（１−２）本発明の真直度測定装置は、 （１−２−１）光源手段からの光束を光分割手段で２つ
の光束に分割し、該２つの光束のうち一方の光束の上下
左右方向を反転手段で反転させた後、他方の光束と光合
成手段で合成し、該合成光を利用して移動機構の真直度
を測定していることを特徴としている。
の光束に分割し、該２つの光束のうち一方の光束の上下
左右方向を反転手段で反転させた後、他方の光束と光合
成手段で合成し、該合成光を利用して移動機構の真直度
を測定していることを特徴としている。
【００１８】（１−２−２）光源手段からの光束を光分
割手段で２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方
の光束の上下左右方向を反転手段で反転させた後、他方
の光束と光合成手段で合成し、該合成光を移動機構に設
けた光点位置検出手段に導光し、該光点位置検出手段か
らの信号を利用して該移動機構の真直度を測定している
ことを特徴としている。
割手段で２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方
の光束の上下左右方向を反転手段で反転させた後、他方
の光束と光合成手段で合成し、該合成光を移動機構に設
けた光点位置検出手段に導光し、該光点位置検出手段か
らの信号を利用して該移動機構の真直度を測定している
ことを特徴としている。
【００１９】特に、前記反転手段は収束レンズ系とその
焦点面に反射面を設けたキャッツアイ光学系又はコーナ
ーキューブを有していることや、前記光分割手段と前記
光合成手段は同一部材であること等を特徴としている。
焦点面に反射面を設けたキャッツアイ光学系又はコーナ
ーキューブを有していることや、前記光分割手段と前記
光合成手段は同一部材であること等を特徴としている。
【００２０】（１−２−３）光源手段からの光束を光分
割手段で２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方
の光束の上下左右方向を反転手段で反転させた後、他方
の光束と光合成手段で合成し、該合成光を移動機構に導
光し、該移動機構に設けた光学部材を介した光束を光点
位置検出手段に導光し、該光点位置検出手段からの信号
を利用して該移動機構の真直度を測定していることを特
徴としている。
割手段で２つの光束に分割し、該２つの光束のうち一方
の光束の上下左右方向を反転手段で反転させた後、他方
の光束と光合成手段で合成し、該合成光を移動機構に導
光し、該移動機構に設けた光学部材を介した光束を光点
位置検出手段に導光し、該光点位置検出手段からの信号
を利用して該移動機構の真直度を測定していることを特
徴としている。
【００２１】特に、前記光学部材と前記反転手段は収束
レンズ系とその焦点面に反射面を設けたキャッツアイ光
学系又はコーナーキューブを有していることや、前記光
分割手段と前記光合成手段は同一部材であること等を特
徴としている。
レンズ系とその焦点面に反射面を設けたキャッツアイ光
学系又はコーナーキューブを有していることや、前記光
分割手段と前記光合成手段は同一部材であること等を特
徴としている。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。図中、１は光源手段としてのレーザー光源でレーザ
ービーム２を発生させている。レーザービーム２はレン
ズ３を用いて光ファイバー４に導光し、レンズ５で平行
なレーザービーム６に変換している。このようにファイ
バー４でレーザービーム２を導くことで、熱源としての
レーザー光源１を本体装置１４から隔離している。
る。図中、１は光源手段としてのレーザー光源でレーザ
ービーム２を発生させている。レーザービーム２はレン
ズ３を用いて光ファイバー４に導光し、レンズ５で平行
なレーザービーム６に変換している。このようにファイ
バー４でレーザービーム２を導くことで、熱源としての
レーザー光源１を本体装置１４から隔離している。
【００２３】レンズ５からのレーザービーム６は光分割
手段としてのビームスプリッタ７に導き、透過ビーム８
と反射ビーム９との２つのビームに概略の光強度が等し
くなるように分割している。このうち一方の透過した光
ビーム８は減光フィルタ１７を介して反射鏡１１で反射
させ、元の光路を戻してビームスプリッタ７で反射させ
ている。
手段としてのビームスプリッタ７に導き、透過ビーム８
と反射ビーム９との２つのビームに概略の光強度が等し
くなるように分割している。このうち一方の透過した光
ビーム８は減光フィルタ１７を介して反射鏡１１で反射
させ、元の光路を戻してビームスプリッタ７で反射させ
ている。
【００２４】又他方のビームスプリッタ７で反射した光
ビーム９はレンズ１２及びレンズ１２の焦点面に配置し
た反射鏡１３からなる所謂キャッツアイ光学系１０１で
反射させ、元の光路に戻しビームスプリッタ７を透過さ
せて先程の光ビーム８と重ね合わせて合成光ビーム１０
にしている。キャッツアイ光学系１０１は反転手段を構
成しており、入射光束の上下左右方向を反転させて元の
光路に戻している。
ビーム９はレンズ１２及びレンズ１２の焦点面に配置し
た反射鏡１３からなる所謂キャッツアイ光学系１０１で
反射させ、元の光路に戻しビームスプリッタ７を透過さ
せて先程の光ビーム８と重ね合わせて合成光ビーム１０
にしている。キャッツアイ光学系１０１は反転手段を構
成しており、入射光束の上下左右方向を反転させて元の
光路に戻している。
【００２５】ビームスプリッタ７の光軸ＯＰ中心からレ
ンズ１２までの距離ｄとビームスプリッタ７の光軸ＯＰ
中心から反射鏡１１までの距離ｄが等しくなるようにし
ている。又合成光ビーム１０のうち反射鏡１１で反射し
た光ビーム８とキャッツアイ光学系１０１で反射した光
ビーム９との光強度が等しくなるようにビームスプリッ
タ７の反射率や反射鏡１１と反射鏡１３の反射率を設定
している。若しくはビームスプリッタ７と反射鏡１１の
光路中に設けた減光フィルタ１７を用いて両者の光強度
が等しくなるようにしている。
ンズ１２までの距離ｄとビームスプリッタ７の光軸ＯＰ
中心から反射鏡１１までの距離ｄが等しくなるようにし
ている。又合成光ビーム１０のうち反射鏡１１で反射し
た光ビーム８とキャッツアイ光学系１０１で反射した光
ビーム９との光強度が等しくなるようにビームスプリッ
タ７の反射率や反射鏡１１と反射鏡１３の反射率を設定
している。若しくはビームスプリッタ７と反射鏡１１の
光路中に設けた減光フィルタ１７を用いて両者の光強度
が等しくなるようにしている。
【００２６】図４はビームスプリッタ７を光合成手段と
して用いたときの２つの光ビーム８，９との重ね合わせ
を示す説明図である。光ビーム８の光強度分布をｆ
（ｘ，ｙ）としたとき、ビームスプリッタ７で合成する
ときの光ビーム９の光強度分布はｆ（−ｘ，−ｙ）とな
る。このときの光ビーム８，９の合成光ビーム１０の光
強度ｇ（ｘ，ｙ）は ｇ（ｘ，ｙ）＝｛ｆ（ｘ，ｙ）＋ｆ（−ｘ，−ｙ）｝／２ ‥‥‥（１） となる。
して用いたときの２つの光ビーム８，９との重ね合わせ
を示す説明図である。光ビーム８の光強度分布をｆ
（ｘ，ｙ）としたとき、ビームスプリッタ７で合成する
ときの光ビーム９の光強度分布はｆ（−ｘ，−ｙ）とな
る。このときの光ビーム８，９の合成光ビーム１０の光
強度ｇ（ｘ，ｙ）は ｇ（ｘ，ｙ）＝｛ｆ（ｘ，ｙ）＋ｆ（−ｘ，−ｙ）｝／２ ‥‥‥（１） となる。
【００２７】本実施例において得られた合成光ビーム１
０の光強度分布ｇ（ｘ，ｙ）はＸＹ座標の原点に対して
点対象となる。即ち ｇ（ｘ，ｙ）＝ｇ（−ｘ，−ｙ） ‥‥‥（２） 従って、光強度を積算した光ビーム強度の重心、即ち光
ビームの中心位置はＸＹ軸の原点となる。しかも（２）
式の関係はｆ（ｘ，ｙ）の如何によらず成り立つ。従っ
て後述するように光源からの光ビームがゆらいでも光強
度ｇ（ｘ，ｙ）の重心位置は影響を受けない。
０の光強度分布ｇ（ｘ，ｙ）はＸＹ座標の原点に対して
点対象となる。即ち ｇ（ｘ，ｙ）＝ｇ（−ｘ，−ｙ） ‥‥‥（２） 従って、光強度を積算した光ビーム強度の重心、即ち光
ビームの中心位置はＸＹ軸の原点となる。しかも（２）
式の関係はｆ（ｘ，ｙ）の如何によらず成り立つ。従っ
て後述するように光源からの光ビームがゆらいでも光強
度ｇ（ｘ，ｙ）の重心位置は影響を受けない。
【００２８】本実施例において前述した光学要素はハウ
ジング（本体）１４に固定して設け、ハウジング１４は
図示しないベースに固定している。
ジング（本体）１４に固定して設け、ハウジング１４は
図示しないベースに固定している。
【００２９】一方ベース（不図示）に対して１軸方向に
１６に移動可能に設けた移動体（移動機構）１５に固定
して光点位置検出手段としての４分割のフォトダイオー
ド２４ａを設け、先程の合成光ビーム１０を入射させて
いる。
１６に移動可能に設けた移動体（移動機構）１５に固定
して光点位置検出手段としての４分割のフォトダイオー
ド２４ａを設け、先程の合成光ビーム１０を入射させて
いる。
【００３０】本実施例では（２）式に示す光ビームｇ
（ｘ，ｙ）を真直度の基準とし、移動体１５に固定して
設けた光点位置検出手段２４ａによってこの光ビームの
位置を測定することにより移動体１５の真直度を光源の
光ビームのゆらぎに影響されず、測定可能にしている。
（ｘ，ｙ）を真直度の基準とし、移動体１５に固定して
設けた光点位置検出手段２４ａによってこの光ビームの
位置を測定することにより移動体１５の真直度を光源の
光ビームのゆらぎに影響されず、測定可能にしている。
【００３１】次に本実施例の各要素の特徴について説明
する。図５はフォトダイオード２４ａで得られる光信号
の処理回路の説明図である。
する。図５はフォトダイオード２４ａで得られる光信号
の処理回路の説明図である。
【００３２】合成光ビーム１０の入射位置を検出する４
分割のフォトダイオード２４ａは４分割された受光面に
入射する光量に対応した信号２５ａ，２６ａ，２７ａ，
２８ａを出力するのでこれをアンプ２９ａで増幅し、そ
れぞれの光量に対応した信号ｅａ１，ｅａ２，ｅａ３，
ｅａ４を得ている。これらの信号を演算回路３０ａ，３
１ａ及び３２ａで足し算、又は引き算し、割り算回路３
３ａを用いて４つの信号の和で割り算する。即ちＸ軸方
向に関する信号をｅx ，Ｙ軸方向に関する信号をｅy と
したとき ｅx ＝(ea1+ea2-ea3-ea4)/(ea1+ea2+ea3+ea4) ‥‥‥（３） ｅy ＝(ea1+ea4-ea2-ea3)/(ea1+ea2+ea3+ea4) ‥‥‥（４） より得ている。
分割のフォトダイオード２４ａは４分割された受光面に
入射する光量に対応した信号２５ａ，２６ａ，２７ａ，
２８ａを出力するのでこれをアンプ２９ａで増幅し、そ
れぞれの光量に対応した信号ｅａ１，ｅａ２，ｅａ３，
ｅａ４を得ている。これらの信号を演算回路３０ａ，３
１ａ及び３２ａで足し算、又は引き算し、割り算回路３
３ａを用いて４つの信号の和で割り算する。即ちＸ軸方
向に関する信号をｅx ，Ｙ軸方向に関する信号をｅy と
したとき ｅx ＝(ea1+ea2-ea3-ea4)/(ea1+ea2+ea3+ea4) ‥‥‥（３） ｅy ＝(ea1+ea4-ea2-ea3)/(ea1+ea2+ea3+ea4) ‥‥‥（４） より得ている。
【００３３】このように計算することにより、入射する
全光量の変動に影響されないでフォトダイオード２４ａ
に入射する合成光ビーム１０の光点位置のＸ方向及びＹ
方向に対応した信号ｅx ，ｅy を得ている。
全光量の変動に影響されないでフォトダイオード２４ａ
に入射する合成光ビーム１０の光点位置のＸ方向及びＹ
方向に対応した信号ｅx ，ｅy を得ている。
【００３４】今、上記構成において移動体１５が移動方
向１６に移動するに従い、真直度誤差ΔＸ，ΔＹが図１
中のＸ，Ｙ方向に生じたとする。すると合成光ビーム１
０と光点位置検出手段であるフォトダイオード２４ａの
相対位置がΔＸ，ΔＹだけ変化する。このとき図５に示
した回路の出力する電圧信号ｅx ，ｅy は前述したよう
にΔＸ，ΔＹ、即ち真直度を表すものとなる。
向１６に移動するに従い、真直度誤差ΔＸ，ΔＹが図１
中のＸ，Ｙ方向に生じたとする。すると合成光ビーム１
０と光点位置検出手段であるフォトダイオード２４ａの
相対位置がΔＸ，ΔＹだけ変化する。このとき図５に示
した回路の出力する電圧信号ｅx ，ｅy は前述したよう
にΔＸ，ΔＹ、即ち真直度を表すものとなる。
【００３５】次に本実施例において光ビーム６がゆらい
でも影響を受けないことを説明する。図６，図７は図１
のビームスプリッタ７近傍の光ビームの説明図である。
でも影響を受けないことを説明する。図６，図７は図１
のビームスプリッタ７近傍の光ビームの説明図である。
【００３６】光の直進性に基づいた幾何光学の見地に立
ち、入射する光ビームを多数の光線の集合と考え、その
１本の光線Ｌ０がまず、図６に示すように光軸ＯＰに平
行でδだけ離れているとする。ビームスプリッタ７を通
過し、反射鏡Ｍ１で反射した光線は光軸ＯＰ中心からδ
離れた光線Ｌ１となり出射する。
ち、入射する光ビームを多数の光線の集合と考え、その
１本の光線Ｌ０がまず、図６に示すように光軸ＯＰに平
行でδだけ離れているとする。ビームスプリッタ７を通
過し、反射鏡Ｍ１で反射した光線は光軸ＯＰ中心からδ
離れた光線Ｌ１となり出射する。
【００３７】一方ビームスプリッタ７で反射した光ビー
ムはキャッツアイ光学系１０１によりδだけ反対方向に
平行移動し、光線Ｌ２となる。
ムはキャッツアイ光学系１０１によりδだけ反対方向に
平行移動し、光線Ｌ２となる。
【００３８】前述したように光線Ｌ１及び光線Ｌ２は光
強度が等しくなるように調整されている為、ビーム光強
度の重心位置は影響を受けない。
強度が等しくなるように調整されている為、ビーム光強
度の重心位置は影響を受けない。
【００３９】次に図７に示すように光軸ＯＰから角度θ
だけずれた光線Ｌ０について説明する。図６と同様にビ
ームスプリッタ７を通過し、反射鏡Ｍ１で反射した光線
は光軸ＯＰ中心から角度θ離れた光線Ｌ１となり出射す
る。
だけずれた光線Ｌ０について説明する。図６と同様にビ
ームスプリッタ７を通過し、反射鏡Ｍ１で反射した光線
は光軸ＯＰ中心から角度θ離れた光線Ｌ１となり出射す
る。
【００４０】一方ビームスプリッタ７で反射した光ビー
ムはキャッツアイ光学系１０１により角度θだけ反対方
向に向きが変わり光線Ｌ２となる。前述したように光線
Ｌ１及び光線Ｌ２は光強度が等しくなるように調整され
ている為、ビーム光強度の重心位置は影響を受けない。
このときビームスプリッタ７の中心から反射鏡Ｍ１まで
の距離ｄ１とレンズ１２の中心までの距離ｄ２が等しく
なるようにしている。
ムはキャッツアイ光学系１０１により角度θだけ反対方
向に向きが変わり光線Ｌ２となる。前述したように光線
Ｌ１及び光線Ｌ２は光強度が等しくなるように調整され
ている為、ビーム光強度の重心位置は影響を受けない。
このときビームスプリッタ７の中心から反射鏡Ｍ１まで
の距離ｄ１とレンズ１２の中心までの距離ｄ２が等しく
なるようにしている。
【００４１】以上のように光ビーム６がこれら光線Ｌ０
の集合であることを考えると光ビーム６の向きや光強度
分布が変動しても光点位置検出手段２４ａの出力は変動
せず、影響を受けない。
の集合であることを考えると光ビーム６の向きや光強度
分布が変動しても光点位置検出手段２４ａの出力は変動
せず、影響を受けない。
【００４２】本実施例ではこのようにして入射光ビーム
の変動に影響されないで移動体１５の真直度測定を可能
としている。
の変動に影響されないで移動体１５の真直度測定を可能
としている。
【００４３】図８は本発明の実施例２の要部概略図であ
る。本実施例は図１の実施例１に比べて光分割手段とし
て偏光ビームスプリッタ１４を用い、分割した２光束の
光路中に各々λ／４板１８ａ，１８ｂを配置して光量の
有効利用を図っている点が異なっており、この他の構成
は同じである。
る。本実施例は図１の実施例１に比べて光分割手段とし
て偏光ビームスプリッタ１４を用い、分割した２光束の
光路中に各々λ／４板１８ａ，１８ｂを配置して光量の
有効利用を図っている点が異なっており、この他の構成
は同じである。
【００４４】本実施例において光ビーム６の垂直偏光成
分は偏光ビームスプリッタ１４で反射して１／４波長板
１８ａを通過して円偏光となり、キャッツアイ光学系１
０１で反射した後、再び１／４波長板１８ａを通過し、
このとき水平偏光となり、偏光ビームスプリッタ１４を
通過する。
分は偏光ビームスプリッタ１４で反射して１／４波長板
１８ａを通過して円偏光となり、キャッツアイ光学系１
０１で反射した後、再び１／４波長板１８ａを通過し、
このとき水平偏光となり、偏光ビームスプリッタ１４を
通過する。
【００４５】一方偏光ビームスプリッタ１４を通過した
光ビーム６の水平偏光成分は１／４波長板１８ｂを通過
して円偏光となり、反射鏡１１で反射した後、再び１／
４波長板１８ｂを通過するので、このとき垂直偏光とな
り、偏光ビームスプリッタ１４で反射する。このとき偏
光ビームスプリッタ１４で合成した合成光ビーム１０は
偏光の方向が９０度異なるので干渉の影響は受けない。
光ビーム６の水平偏光成分は１／４波長板１８ｂを通過
して円偏光となり、反射鏡１１で反射した後、再び１／
４波長板１８ｂを通過するので、このとき垂直偏光とな
り、偏光ビームスプリッタ１４で反射する。このとき偏
光ビームスプリッタ１４で合成した合成光ビーム１０は
偏光の方向が９０度異なるので干渉の影響は受けない。
【００４６】本実施例ではこのときの合成光ビーム１０
を用いて光量の有効利用を図りつつ、実施例１と同様の
効果を得ている。
を用いて光量の有効利用を図りつつ、実施例１と同様の
効果を得ている。
【００４７】図９は本発明の実施例３の要部概略図であ
る。本実施例は図８の実施例２に比べて減光フィルタ１
７の代わりにデポラライザ１９と偏光板２０を用い、こ
れらをレンズ５と偏光ビームスプリッタ１４との間の光
路中に設けている。そしてキャッツアイ光学系１０１か
らの光ビームと反射鏡１１からの光ビーム強度を等しく
する為に減光率を連続的に変化させている点が異なって
おり、その他の構成は同じである。
る。本実施例は図８の実施例２に比べて減光フィルタ１
７の代わりにデポラライザ１９と偏光板２０を用い、こ
れらをレンズ５と偏光ビームスプリッタ１４との間の光
路中に設けている。そしてキャッツアイ光学系１０１か
らの光ビームと反射鏡１１からの光ビーム強度を等しく
する為に減光率を連続的に変化させている点が異なって
おり、その他の構成は同じである。
【００４８】本実施例において光ビーム６はデポラライ
ザ１９によって偏光をなくした後、偏光板２０により偏
光ビームスプリッタ１４に対して適当な角度の直線偏光
にしている。このときこの角度を調節することにより偏
光ビームスプリッタ１４を透過・反射する光ビームの強
度を変えて前述した減光率を連続的に、しかも簡便に変
えている。
ザ１９によって偏光をなくした後、偏光板２０により偏
光ビームスプリッタ１４に対して適当な角度の直線偏光
にしている。このときこの角度を調節することにより偏
光ビームスプリッタ１４を透過・反射する光ビームの強
度を変えて前述した減光率を連続的に、しかも簡便に変
えている。
【００４９】尚本実施例において光ビーム６の水平、及
び垂直偏光成分の光強度分布に差がないときはデポララ
イザ１９は必要ない。
び垂直偏光成分の光強度分布に差がないときはデポララ
イザ１９は必要ない。
【００５０】図１０は本発明の実施例４の要部概略図で
ある。本実施例は図８の実施例２に比べてキャッツアイ
光学系１０１の代わりにコーナーキューブ２２を用いて
いる点が異なっており、この他の構成は同じである。
ある。本実施例は図８の実施例２に比べてキャッツアイ
光学系１０１の代わりにコーナーキューブ２２を用いて
いる点が異なっており、この他の構成は同じである。
【００５１】次に本実施例において光ビーム６がゆらい
でも影響を受けないことを説明する。
でも影響を受けないことを説明する。
【００５２】図１１，図１２は図１０の偏光ビームスプ
リッタ１４近傍の光束の説明図である。尚図１１，図１
２では偏光板１８ａ，１８ｂ、減光フィルタ１７は省略
している。
リッタ１４近傍の光束の説明図である。尚図１１，図１
２では偏光板１８ａ，１８ｂ、減光フィルタ１７は省略
している。
【００５３】光の直進性に基づいた幾何光学の見地に立
ち、入射する光ビームを多数の光線の集合と考え、その
１本の光線Ｌ０がまず図１１に示すように光軸ＯＰに平
行でδだけはなれているとする。ビームスプリッタ１４
を通過し、反射鏡１１で反射した光線は光軸ＯＰ中心か
らδ離れた光線Ｌ１となり出射する。
ち、入射する光ビームを多数の光線の集合と考え、その
１本の光線Ｌ０がまず図１１に示すように光軸ＯＰに平
行でδだけはなれているとする。ビームスプリッタ１４
を通過し、反射鏡１１で反射した光線は光軸ＯＰ中心か
らδ離れた光線Ｌ１となり出射する。
【００５４】一方ビームスプリッタ１４で反射した光ビ
ームはコーナーキューブ２２によりδだけ反対方向に平
行移動し、光線Ｌ２となる。前述したように光線Ｌ１及
びＬ２は光強度が等しくなるように調整されている為、
ビーム光強度の重心位置は影響を受けない。
ームはコーナーキューブ２２によりδだけ反対方向に平
行移動し、光線Ｌ２となる。前述したように光線Ｌ１及
びＬ２は光強度が等しくなるように調整されている為、
ビーム光強度の重心位置は影響を受けない。
【００５５】次に図１２に示すように光軸から角度θだ
けずれた光線Ｌ０について説明する。図１１と同様にビ
ームスプリッタ１４を通過し、反射鏡１１で反射した光
線は光軸ＯＰ中心から角度θ離れた光線Ｌ１となり出射
する。
けずれた光線Ｌ０について説明する。図１１と同様にビ
ームスプリッタ１４を通過し、反射鏡１１で反射した光
線は光軸ＯＰ中心から角度θ離れた光線Ｌ１となり出射
する。
【００５６】一方ビームスプリッタ１４で反射した光ビ
ームはコーナーキューブ２２により角度θだけ反対方向
に向きが変わり、光線Ｌ２となる。
ームはコーナーキューブ２２により角度θだけ反対方向
に向きが変わり、光線Ｌ２となる。
【００５７】前述したように光線Ｌ１及びＬ２は光強度
が等しくなるように調整されている為、ビーム光強度の
重心位置は影響を受けない。このときビームスプリッタ
１４の中心から反射鏡Ｍ１までの距離ｄ１とコーナーキ
ューブ２２の頂点までの距離ｄ２が等しくなるようにし
ている。
が等しくなるように調整されている為、ビーム光強度の
重心位置は影響を受けない。このときビームスプリッタ
１４の中心から反射鏡Ｍ１までの距離ｄ１とコーナーキ
ューブ２２の頂点までの距離ｄ２が等しくなるようにし
ている。
【００５８】以上のように光ビーム６がこれら光線Ｌ０
の集合であることを考えると光ビーム６の向きや光強度
分布が変動しても光点位置検出手段２４ａの出力は変動
せず、影響を受けない。
の集合であることを考えると光ビーム６の向きや光強度
分布が変動しても光点位置検出手段２４ａの出力は変動
せず、影響を受けない。
【００５９】本実施例ではこのようにして入射光ビーム
の変動に影響されないで移動体１５の真直度測定を可能
にしている。
の変動に影響されないで移動体１５の真直度測定を可能
にしている。
【００６０】尚本実施例においてコーナーキューブ２２
の頂点付近に入射する光線はコーナーキューブ２２の製
作上の問題から正しく反射されない場合には、レンズ５
と偏光ビームスプリッタ１４との間にマスク２１を設
け、光ビーム６の中央付近をマスクすれば良い。
の頂点付近に入射する光線はコーナーキューブ２２の製
作上の問題から正しく反射されない場合には、レンズ５
と偏光ビームスプリッタ１４との間にマスク２１を設
け、光ビーム６の中央付近をマスクすれば良い。
【００６１】図１３は本発明の実施例５の要部概略図で
ある。本実施例は図１の実施例１の各要素を用いて具体
的に移動体（移動機構）１５の真直度を測定する場合を
示している。図中、図１で示した要素と同一要素には同
符番を付している。
ある。本実施例は図１の実施例１の各要素を用いて具体
的に移動体（移動機構）１５の真直度を測定する場合を
示している。図中、図１で示した要素と同一要素には同
符番を付している。
【００６２】図中、５５は図１に示すハウジング１４内
の各要素を有する光学系であり、ベース１００に固定し
ている。図１の実施例１と同様にレーザ光源１からのレ
ーザ光２をレンズ３とファイバー４を介して光学系５５
に導光している。
の各要素を有する光学系であり、ベース１００に固定し
ている。図１の実施例１と同様にレーザ光源１からのレ
ーザ光２をレンズ３とファイバー４を介して光学系５５
に導光している。
【００６３】一方ベース１００に対して移動可能に設け
られた被測定物である移動機構１５にＸ，Ｙ方向に微小
量移動可能な微動テーブル５８を設けている。そして移
動機構１５に微動テーブル５８を駆動する駆動手段５９
及びその変位を測定する変位計６０を設けている。
られた被測定物である移動機構１５にＸ，Ｙ方向に微小
量移動可能な微動テーブル５８を設けている。そして移
動機構１５に微動テーブル５８を駆動する駆動手段５９
及びその変位を測定する変位計６０を設けている。
【００６４】微動テーブル５８に実施例１と同じ光点位
置検出手段５４を設け、光点位置検出手段５４からの信
号を演算回路５６に入力し、これより真直度誤差の信号
ｅx，ｅy を求めている。
置検出手段５４を設け、光点位置検出手段５４からの信
号を演算回路５６に入力し、これより真直度誤差の信号
ｅx，ｅy を求めている。
【００６５】この演算回路５６から出力する真直度に対
応する信号ｅx ，ｅy をアンプ５７に導き、先程の微動
テーブル５８の駆動手段５９にフィードバックし、これ
より微動テーブル５８を動かすことによって信号ｅx ，
ｅy がゼロになるように制御している。
応する信号ｅx ，ｅy をアンプ５７に導き、先程の微動
テーブル５８の駆動手段５９にフィードバックし、これ
より微動テーブル５８を動かすことによって信号ｅx ，
ｅy がゼロになるように制御している。
【００６６】このときの微動テーブル５８の変位を変位
系６０で測定し、その変位計の出力するＸ，Ｙ方向の変
位をＳx ，Ｓy とすると、それは微動テーブル５８の真
直度ΔＸ，ΔＹに相当する。
系６０で測定し、その変位計の出力するＸ，Ｙ方向の変
位をＳx ，Ｓy とすると、それは微動テーブル５８の真
直度ΔＸ，ΔＹに相当する。
【００６７】本実施例の場合、光点位置検出系５４が非
線形であっても、即ちビーム位置の変化信号とｅx ，ｅ
y が比例しない場合でもそのゼロ点しか使用していない
為、高精度な真直度測定が可能となる。
線形であっても、即ちビーム位置の変化信号とｅx ，ｅ
y が比例しない場合でもそのゼロ点しか使用していない
為、高精度な真直度測定が可能となる。
【００６８】本実施例では光点位置検出手段５４の誤差
（非線形誤差）に影響されないので精度が向上する（こ
の場合の精度は変位計６０の測定誤差のみに依存す
る）。又光点位置検出手段５４はビーム位置の検出分解
能のみを高めるように構成すれば良い為、実際の回路設
計時の制約（例えばリニアリティ、歪率等に関する制
約）が少なく、調整時が楽となる。
（非線形誤差）に影響されないので精度が向上する（こ
の場合の精度は変位計６０の測定誤差のみに依存す
る）。又光点位置検出手段５４はビーム位置の検出分解
能のみを高めるように構成すれば良い為、実際の回路設
計時の制約（例えばリニアリティ、歪率等に関する制
約）が少なく、調整時が楽となる。
【００６９】図１４は本発明の実施例６の要部概略図で
ある。本実施例は図１３の実施例５に比べて移動機構１
５上に光学系１５を設け、ベース１００に光点位置検出
手段５４と微動テーブル５８，駆動手段５９（不図
示），そして変位系６０（不図示）を設けている点が異
なっており、この他の構成は同じである。
ある。本実施例は図１３の実施例５に比べて移動機構１
５上に光学系１５を設け、ベース１００に光点位置検出
手段５４と微動テーブル５８，駆動手段５９（不図
示），そして変位系６０（不図示）を設けている点が異
なっており、この他の構成は同じである。
【００７０】本実施例によれば光点位置検出手段５４が
ベース１００に固定されている為、その出力信号を取り
出すケーブルもベース１００に固定することができる。
従ってケーブルが移動体１５と共に移動する実施例５に
比べ、ケーブルの曲げ延ばしがなく、断線等に対する信
頼性が向上する。又ケーブルは固定なのでケーブルが外
部磁場から受けるノイズもテーブル位置によって変化せ
ず、対策がしやすいといった効果がある。
ベース１００に固定されている為、その出力信号を取り
出すケーブルもベース１００に固定することができる。
従ってケーブルが移動体１５と共に移動する実施例５に
比べ、ケーブルの曲げ延ばしがなく、断線等に対する信
頼性が向上する。又ケーブルは固定なのでケーブルが外
部磁場から受けるノイズもテーブル位置によって変化せ
ず、対策がしやすいといった効果がある。
【００７１】図１５は本発明の実施例７の要部概略図で
ある。本実施例は図１の実施例１に比べて移動体１５に
光点位置検出手段を設ける代わりにハウジング１４内に
ビームスプリッタ３６と光点位置検出手段２４ａを設
け、移動体１５内にはレンズ３４とその焦点面に配置し
た凹反射鏡３５から成るキャッツアイ光学系１０２を設
けている点が異なっており、この他の構成は同じであ
る。
ある。本実施例は図１の実施例１に比べて移動体１５に
光点位置検出手段を設ける代わりにハウジング１４内に
ビームスプリッタ３６と光点位置検出手段２４ａを設
け、移動体１５内にはレンズ３４とその焦点面に配置し
た凹反射鏡３５から成るキャッツアイ光学系１０２を設
けている点が異なっており、この他の構成は同じであ
る。
【００７２】本実施例ではビームスプリッタ７からの合
成光ビーム１０をビームスプリッタ３６を通過させて移
動体１５内のキャッツアイ光学系１０２で反射させ、元
の光路に戻している。そしてハウジング１４内のビーム
スプリッタ３６で反射させて光点位置検出手段２４ａに
導光している。そして光点位置検出手段２４ａからの信
号を用いて実施例１と同様にして移動体１５の真直度を
測定している。
成光ビーム１０をビームスプリッタ３６を通過させて移
動体１５内のキャッツアイ光学系１０２で反射させ、元
の光路に戻している。そしてハウジング１４内のビーム
スプリッタ３６で反射させて光点位置検出手段２４ａに
導光している。そして光点位置検出手段２４ａからの信
号を用いて実施例１と同様にして移動体１５の真直度を
測定している。
【００７３】本実施例によれば移動体１５の真直度誤差
ΔＸ，ΔＹに対し、移動体１５上のキャッツアイ光学系
１０２で反射した光ビームの光点位置検出手段２４ａ面
上での位置は２ΔＸ，２ΔＹとなり、実施例１に比べて
検出感度が２倍になる。
ΔＸ，ΔＹに対し、移動体１５上のキャッツアイ光学系
１０２で反射した光ビームの光点位置検出手段２４ａ面
上での位置は２ΔＸ，２ΔＹとなり、実施例１に比べて
検出感度が２倍になる。
【００７４】又光点位置検出手段である４分割フォトダ
イオード及びそれに付随するケーブル等がビーム出射側
にある。従ってケーブルが移動体１５と共に移動する実
施例１に比べ、ケーブルの曲げ延ばしがなく、断線等に
対する信頼性が向上する。又ケーブルは固定なのでケー
ブルが外部磁場から受けるノイズもテーブル位置によっ
て変化せず、対策がしやすいという効果がある。
イオード及びそれに付随するケーブル等がビーム出射側
にある。従ってケーブルが移動体１５と共に移動する実
施例１に比べ、ケーブルの曲げ延ばしがなく、断線等に
対する信頼性が向上する。又ケーブルは固定なのでケー
ブルが外部磁場から受けるノイズもテーブル位置によっ
て変化せず、対策がしやすいという効果がある。
【００７５】尚本実施例において移動体１５に設置する
キャッツアイ光学系１０２の代わりにコーナーキューブ
を用いても良い。
キャッツアイ光学系１０２の代わりにコーナーキューブ
を用いても良い。
【００７６】図１６は本発明の実施例８の要部概略図で
ある。本実施例は図１の実施例１に比べて移動体１５に
光点位置検出手段を設ける代わりにハウジング１４内に
光点位置検出手段２４ａを設け、移動体１５内にはレン
ズ３４とその焦点面に配置した凹反射鏡３５から成るキ
ャッツアイ光学系１０２を設けている点が異なってお
り、この他の構成は同じである。
ある。本実施例は図１の実施例１に比べて移動体１５に
光点位置検出手段を設ける代わりにハウジング１４内に
光点位置検出手段２４ａを設け、移動体１５内にはレン
ズ３４とその焦点面に配置した凹反射鏡３５から成るキ
ャッツアイ光学系１０２を設けている点が異なってお
り、この他の構成は同じである。
【００７７】本実施例ではビームスプリッタ７からの合
成光ビーム１０を移動体１５内のキャッツアイ光学系１
０２で反射させ、元の光路に戻している。そしてハウジ
ング１４内に設けた光点位置検出手段２４ａに導光して
いる。そして光点位置検出手段２４ａからの信号を用い
て実施例１と同様にして移動体１５の真直度を測定して
いる。
成光ビーム１０を移動体１５内のキャッツアイ光学系１
０２で反射させ、元の光路に戻している。そしてハウジ
ング１４内に設けた光点位置検出手段２４ａに導光して
いる。そして光点位置検出手段２４ａからの信号を用い
て実施例１と同様にして移動体１５の真直度を測定して
いる。
【００７８】本実施例は実施例７に比べてビームスプリ
ッタ３６を用いていないので光量損失が少ないという特
長がある。
ッタ３６を用いていないので光量損失が少ないという特
長がある。
【００７９】尚本実施例においてキャッツアイ光学系１
０２の代わりにコーナーキューブを用いても良い。
０２の代わりにコーナーキューブを用いても良い。
【００８０】
【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することにより、レーザー光源等の光源手段からの光
束を用いて移動機構の真直度を測定する際に、光源手段
からの光束のエネルギー中心位置やエネルギー分布が時
間的に変化、及び不安定になったりしても移動機構の真
直度を高精度に測定することができる真直度測定方法及
びそれを用いた真直度測定装置を達成することができ
る。
定することにより、レーザー光源等の光源手段からの光
束を用いて移動機構の真直度を測定する際に、光源手段
からの光束のエネルギー中心位置やエネルギー分布が時
間的に変化、及び不安定になったりしても移動機構の真
直度を高精度に測定することができる真直度測定方法及
びそれを用いた真直度測定装置を達成することができ
る。
【００８１】この他本発明によれば、 （Ｂ１）光源手段から出力される光ビーム出射角のふれ
の影響はキャンセルされ、影響がなくなる。従って高精
度な真直度測定が可能となる。
の影響はキャンセルされ、影響がなくなる。従って高精
度な真直度測定が可能となる。
【００８２】（Ｂ２）光源手段から出力される光ビーム
のエネルギー分布の不均一性もやはりキャンセルされ
る。従って高精度な真直度測定が可能となる。
のエネルギー分布の不均一性もやはりキャンセルされ
る。従って高精度な真直度測定が可能となる。
【００８３】（Ｂ３）前述したように本発明に使用する
光源は光ビーム出射角のふれや光ビームのエネルギー分
布のむらが大きくても構わない。従って(B3-1)価格の安
い半導体レーザや高輝度ＬＥＤを光源に用いることも可
能であり、装置のコスト、及びサイズを小さくすること
ができる、(B3-2)光源に対する許容範囲が大きいので応
用範囲が広がる。
光源は光ビーム出射角のふれや光ビームのエネルギー分
布のむらが大きくても構わない。従って(B3-1)価格の安
い半導体レーザや高輝度ＬＥＤを光源に用いることも可
能であり、装置のコスト、及びサイズを小さくすること
ができる、(B3-2)光源に対する許容範囲が大きいので応
用範囲が広がる。
【００８４】（Ｂ４）真直度の基準がビームスプリッタ
や鏡等、光学部品であり、発熱しない。従って(B4-1)温
度ドリフト等の問題がなく、高い測定精度が可能とな
る。特に低熱膨張ガラス等で光学系を製作すれば更に効
果が増強される、(B4-2)特別なクーリング、温度制御等
を必要とせず、コストダウンに役立つ。
や鏡等、光学部品であり、発熱しない。従って(B4-1)温
度ドリフト等の問題がなく、高い測定精度が可能とな
る。特に低熱膨張ガラス等で光学系を製作すれば更に効
果が増強される、(B4-2)特別なクーリング、温度制御等
を必要とせず、コストダウンに役立つ。
【００８５】（Ｂ５）発熱源である光源を遠くに配置し
ても精度を低下させることがない。従って環境温度への
影響が厳しい、例えば形状測定装置等への応用が容易に
なる。 等の効果を有した真直度測定方法及びそれを用いた真直
度測定装置を達成することができる。
ても精度を低下させることがない。従って環境温度への
影響が厳しい、例えば形状測定装置等への応用が容易に
なる。 等の効果を有した真直度測定方法及びそれを用いた真直
度測定装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 移動機構の移動精度の説明図
【図３】 従来の真直度測定装置の要部概略図
【図４】 本発明に係る２光束の合成を示す説明図
【図５】 図１の光点位置検出手段からの出力信号の処
理回路の説明図
理回路の説明図
【図６】 図１の一部分の説明図
【図７】 図１の一部分の説明図
【図８】 本発明の実施例２の要部概略図
【図９】 本発明の実施例３の要部概略図
【図１０】本発明の実施例４の要部概略図
【図１１】図１０の一部分の説明図
【図１２】図１０の一部分の説明図
【図１３】本発明の実施例５の要部概略図
【図１４】本発明の実施例６の要部概略図
【図１５】本発明の実施例７の要部概略図
【図１６】本発明の実施例８の要部概略図
１ 光源 ２，６ 光ビーム ３ レンズ１ ４ 光ファイバー ５ レンズ２ ７，３６ ビームスプリッタ（ＢＳ） ８ ビームスプリッタを通過した光ビーム ９ ビームスプリッタを反射した光ビーム １０ 合成した光ビーム １１ 平面反射鏡（Ｍ１） １２，３４ 正のレンズ（Ｌ） １３ 凹面反射鏡（Ｍ２） １４ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ） １５ 移動体 １６ 移動方向 １７ 減光フィルタ １８ａ，１８ｂ １／４波長板（λ／４） １９ デポラライザ（ＤＰ） ２０ ポラライザ（偏光板、Ｐ） ２１ マスク ２２ コーナーキューブ（ＣＣ） ２４ ４分割フォトダイオード ２５ フォトダイオードの出力１ ２６ フォトダイオードの出力２ ２７ フォトダイオードの出力３ ２８ フォトダイオードの出力４ ２９，５７ アンプ ３０ 演算回路１ ３１ 演算回路２ ３２ 足し算回路 ３３ 割り算回路 ３５ 凹レンズ ５４ 光点位置検出系 ５５ 光学系 ５６ 演算回路系 ５８ ＸＹ微動テーブル ５９ ＸＹ微動テーブルの駆動手段 ６０ 変位計 １００ ベース １０１，１０２ キャッツアイ光学系 ２０１ ４分割ピンフォトダイオード（ＱＰＤ） ２０２ ＸＹ微動機構 ２０３ ピエゾアクチュエータ
Claims (8)
- 【請求項１】 光源手段からの光束を２つの光束に分割
し、該２つの光束のうち一方の光束の上下左右方向を反
転させた後、他方の光束と合成し、次いで該合成光を移
動機構に導光することにより該移動機構の真直度を測定
したことを特徴とする真直度測定方法。 - 【請求項２】 光源手段からの光束を光分割手段で２つ
の光束に分割し、該２つの光束のうち一方の光束の上下
左右方向を反転手段で反転させた後、他方の光束と光合
成手段で合成し、該合成光を利用して移動機構の真直度
を測定していることを特徴とする真直度測定装置。 - 【請求項３】 光源手段からの光束を光分割手段で２つ
の光束に分割し、該２つの光束のうち一方の光束の上下
左右方向を反転手段で反転させた後、他方の光束と光合
成手段で合成し、該合成光を移動機構に設けた光点位置
検出手段に導光し、該光点位置検出手段からの信号を利
用して該移動機構の真直度を測定していることを特徴と
する真直度測定装置。 - 【請求項４】 前記反転手段は収束レンズ系とその焦点
面に反射面を設けたキャッツアイ光学系又はコーナーキ
ューブを有していることを特徴とする請求項２又は３の
真直度測定装置。 - 【請求項５】 前記光分割手段と前記光合成手段は同一
部材であることを特徴とする請求項２又は３の真直度測
定装置。 - 【請求項６】 光源手段からの光束を光分割手段で２つ
の光束に分割し、該２つの光束のうち一方の光束の上下
左右方向を反転手段で反転させた後、他方の光束と光合
成手段で合成し、該合成光を移動機構に導光し、該移動
機構に設けた光学部材を介した光束を光点位置検出手段
に導光し、該光点位置検出手段からの信号を利用して該
移動機構の真直度を測定していることを特徴とする真直
度測定装置。 - 【請求項７】 前記光学部材と前記反転手段は収束レン
ズ系とその焦点面に反射面を設けたキャッツアイ光学系
又はコーナーキューブを有していることを特徴とする請
求項６の真直度測定装置。 - 【請求項８】 前記光分割手段と前記光合成手段は同一
部材であることを特徴とする請求項６の真直度測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15166094A JP3307091B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 真直度測定方法及びそれを用いた真直度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15166094A JP3307091B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 真直度測定方法及びそれを用いた真直度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332957A true JPH07332957A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3307091B2 JP3307091B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=15523439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15166094A Expired - Fee Related JP3307091B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-06-09 | 真直度測定方法及びそれを用いた真直度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3307091B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005532544A (ja) * | 2002-07-05 | 2005-10-27 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | レーザ較正装置 |
| JP2006275654A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sony Corp | 変位検出装置及び変位計測装置並びに定点検出装置 |
| US9810521B2 (en) | 2015-01-30 | 2017-11-07 | Dmg Mori Seiki Co., Ltd. | Displacement detection apparatus |
| EP3663705A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-06-10 | DMG Mori Co., Ltd. | Displacement detection device |
-
1994
- 1994-06-09 JP JP15166094A patent/JP3307091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005532544A (ja) * | 2002-07-05 | 2005-10-27 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | レーザ較正装置 |
| JP2006275654A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Sony Corp | 変位検出装置及び変位計測装置並びに定点検出装置 |
| US9810521B2 (en) | 2015-01-30 | 2017-11-07 | Dmg Mori Seiki Co., Ltd. | Displacement detection apparatus |
| EP3663705A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-06-10 | DMG Mori Co., Ltd. | Displacement detection device |
| US11512942B2 (en) | 2018-11-20 | 2022-11-29 | Dmg Mori Co., Ltd. | Displacement detection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3307091B2 (ja) | 2002-07-24 |
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