JPH095060A - 真直度干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正対操作が簡単かつ確実に行なえる真直度干
渉計の提供。 【構成】 干渉計は、枠体１０と、枠体１０に回転自在
に支持されたプリズムホルダー１２と、ウォラストンプ
リズムとを有している。ホルダー１２の前円板部１２ｂ
には、回転中心に対して同心円上に位置するレーザ光の
入射部１２ｇと出射部１２ｈとが設けられている。ま
た、前円板部１２ｂの表面には、十字状ターゲット１６
が表示され、この十字状ターゲット１６と対向するよう
にして反射ミラー１８が設けられている。この十字状タ
ーゲット１６と反射ミラー１８とは、入射部１２ｇと出
射部１２ｈとの中心線と直交する線上にあって、その中
心が入射部１２ｇと出射部１２ｈの楕円の中心と同心円
上に位置している。反射ミラー１８は、前円板部１２ｂ
に貫通形成された円形のミラー窓１８ａと、この背面側
に設けられた反射膜とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真直度干渉計に関
し、特に、その使い勝手を向上させる技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】工作機械やＸＹテーブルなどの直線運動
を行なう部分の真直性を測定する手段として、光の干渉
を利用する真直度測定装置が知られており、例えば、そ
の一例が米国特許第３７９０２８４号に開示されてい
る。この米国特許に示されている真直度測定装置は、同
じ光軸上に配置されるレーザ光線発射装置と、ウォラス
トンプリズムで構成された真直度干渉計と、平面鏡で構
成された反射ミラーとを有している。

【０００３】レーザ光線発射装置の発光部から出射され
たレーザ光は、真直度干渉計で、同一平面内において、
微小な角度間隔で拡がる２つの第１および第２レーザ光
に分光され、分光した第１および第２レーザ光が反射ミ
ラーに照射され、反射ミラーからのそれぞれの反射光
は、入射光と同一光路上に戻り、真直度干渉計で再び合
成されて、相互に干渉させられる。

【０００４】真直度干渉計をレーザ光の光軸方向に移動
させた時に、真直度干渉計と反射ミラーとの間に移動方
向に直交する方向の変位があると、真直度干渉計と反射
ミラーとの間で反射する第１および第２レーザ光に光路
差が発生する。このような光路差が発生すると、反射ミ
ラーで反射した第１および第２レーザ光の干渉縞が変化
し、この干渉縞の変化を求めることにより、真直度が測
定される。

【０００５】ところで、この種の真直度測定装置でＸＹ
テーブルなどの真直度を測る際には、まず、測定する軸
とレーザ光線発射装置から発射されるレーザ光との軸合
わせが行なわれ、この操作は、いわゆるアライメント作
業と呼ばれている。このアライメント作業と呼ばれる軸
合わせは、レーザ光と測定する軸とが平行になるように
するアライメント操作と、この後に行なわれる正対操作
とがある。アライメント操作は、真直度干渉計の前面
に、例えば、十字状のターゲットが表示されたターゲッ
ト板を磁石等により貼着し、レーザ光線発射装置に近い
位置に真直度干渉計を設置した時に、レーザ光線発射装
置を平行移動させて、レーザ光が十字状ターゲットを照
射するようにし、また、レーザ光線発射装置から遠い位
置に真直度干渉計を設置した時に、レーザ光線発射装置
の角度を調節して、レーザ光が十字状ターゲットを照射
するようにする作業を複数回繰り返して、レーザ光と測
定する軸とが平行になるように操作する。

【０００６】そして、この後に、レーザ光に対して、真
直度干渉計が正対するように、真直度干渉計の角度を調
整する。しかしながら、このような従来のアライメント
作業においては、特に、測定する軸と平行が採られたレ
ーザ光に対して、真直度干渉計を正対させる際に、以下
に説明する問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したア
ライメント作業における真直度干渉計の正対操作は、従
来、一般的には、目視により行なわれていた。ところ
が、この正対操作は、レーザ光に対して約±２°程度の
範囲内で正対させなければ、真直度干渉計のウォラスト
ンプリズムでのＰ波成分とＳ波成分との分離が不十分に
なり、真直度の測定精度に影響を及ぼすといわれてい
る。従って、このような角度範囲内に収めるために、慎
重な作業が要求され、面倒な上に、非常に時間がかかる
という問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、正
対操作が簡単かつ確実に行なえる真直度干渉計を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、枠体と、この枠体に回転自在に支持され
たプリズムホルダーと、このプリズムホルダーに保持さ
れたウォラストンプリズムと、前記プリズムホルダーの
回転軸を中心とする同心円上に設けられたレーザ光の入
射部および出射部とを備えた真直度干渉計において、前
記プリズムホルダーの前面側に、当該プリズムホルダー
の回転軸を中心とする同心円上に十字状ターゲットと反
射ミラーとを設けたことを特徴とする。前記十字状ター
ゲットおよび反射ミラーが設けられた同心円は、前記入
射部および反射部が設けられた同心円と一致させること
ができる。また、前記反射ミラーは、前記プリズムホル
ダーの前面に貫設されたミラー窓と、このミラー窓の背
面側に設けられ、前記ウォラストンプリズムの前面を覆
う防塵ガラスに設けられた反射膜とから構成することが
できる。

【００１０】

【作用】上記構成の真直度干渉計によれば、プリズムホ
ルダーの前面側に、当該プリズムホルダーの回転軸を中
心とする同心円上に十字状ターゲットと反射ミラーとが
設けられているので、レーザ光と測定対象軸とを平行に
するアライメント操作の際には、十字状ターゲットを使
用することができ、この操作が終了すると、プリズムホ
ルターを回転させて、レーザ光が反射ミラーを照射する
ようにすると、レーザ光の反射状態が目視により確認で
きるので、レーザ光に対して真直度干渉計を正確かつ簡
単に正対させることができる。また、請求項２の構成に
よれば、十字状ターゲットおよび反射ミラーが設けられ
た同心円は、レーザ光の入射部および反射部が設けられ
た同心円と一致させてあるので、正対操作が完了する
と、プリズムホルダーを回転させて、入射部にレーザ光
を入射させると、直ちに真直度の測定が行なえる。さら
に、請求項３の構成によれば、反射ミラーは、プリズム
ホルダーの前面に貫設されたミラー窓と、このミラー窓
の背面側に設けられ、ウォラストンプリズムの前面を覆
う防塵ガラスに設けられた反射膜とから構成されている
ので、ウォラストンプリズム側へ塵埃が侵入することも
防止できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図１から図５は、本発明に
かかる真直度干渉計の一実施例を示している。同図に示
す真直度干渉計は、枠体１０と、プリズムホルダー１２
と、ウォラストンプリズム１４とを有している。

【００１２】枠体１０は、略直方体状に形成された本体
１０ａと、この本体１０ａの水平方向の中心に貫通形成
された円形の孔部１０ｂと、この孔部１０ｂの中心に突
設された環状の回転ガイド１０ｃとから構成されてい
る。プリズムホルダー１２は、両端が開口した円筒部１
２ａと、この円筒部１２ａの両端にあって、同軸上に固
設される一対の前，後円板部１２ｂ，１２ｃとから構成
されている。

【００１３】円筒部１２ａは、その外径が枠体１０の孔
部１０ｂの内径とほぼ同じ寸法に形成されていて、その
長手軸方向の中心外周には、枠体１０の回転ガイド１０
ｃと嵌合する環状溝１２ｄが設けられている。なお、こ
の円筒部１２ａは、その長手方向の中心で２分割され、
孔部１０ｂ内には、その両側から挿入されて一体化さ
れ、この状態において、円筒部１２ａが枠体１０に対し
て、回転自在に支持される。

【００１４】前，後円板部１２ｂ，１２ｃは、概略同一
形状に形成されていて、その中心の背面側には、孔部１
０ｂの内径と同じ大きさの円筒形凹部１２ｅ，１２ｆが
形成されている。また、前円板部１２ｂには、レーザ光
の入射部１２ｇと出射部１２ｈとが設けられている。こ
の入射部１２ｇと出射部１２ｈとは、略楕円状に穿設さ
れた貫通孔であって、これらの楕円の中心は、円板部１
２ｂの回転軸を中心とする同心円上に位置している。

【００１５】なお、後円板部１２ｃには、図示はしてい
ないが、前円板部１２ｂと同様な楕円貫通孔で構成され
た入射部と出射部とが、前円板部１２ｂの入射部１２ｇ
と出射部１２ｈとに対応して設けられており、これらの
後円板部１２ｃの入射部と出射部とは、前円板部１２ｂ
の入射部１２ｇに対応する部分が出射部となり、出射部
１２ｈに対応する部分が入射部となる。

【００１６】ウォラストンプリズム１４は、屈折率の異
なる複数のプリズムを組み合わせたものであって、円筒
状に形成されて、プリズムホルダー１２の円筒部１２ａ
の内周に保持されている。このウォラストンプリズム１
４は、前円板部１２ｂの入射部１２ｇから入射したレー
ザ光を、微小な角度間隔で２方向に拡がる２つのレーザ
光に分光して、後円板部１２ｃの出射部から送出すると
ともに、このブリズム１４の後方に設置される反射鏡か
ら反射した２つのレーザ光が、後円板部１２ｃの入射部
から入射すると、この２つのレーザ光を合成して干渉さ
せて前円板部１２ｂの出射部１２ｈから出射させる。

【００１７】また、プリズムホルダー１２の前円板部１
２ｂの表面には、十字状ターゲット１６が表示され、こ
の十字状ターゲット１６と対向するようにして反射ミラ
ー１８が設けられている。この十字状ターゲット１６と
反射ミラー１８とは、入射部１２ｇと出射部１２ｈとの
中心線と直交する線上にあって、その中心が入射部１２
ｇと出射部１２ｈの楕円の中心と同心円上に位置してい
る。

【００１８】反射ミラー１８は、この実施例では、前円
板部１２ｂに貫通形成された円形のミラー窓１８ａと、
この円板部１２ｂの背面側に設けられた円筒形凹部１２
ｅに配置された防塵ガラス２０の表面に設けられた反射
膜１８ｂとから構成されている。防塵ガラス２０は、後
円板部１２ｃの円筒形凹部１２ｆ内にも設置されてい
て、対向する表裏面が平行なものであって、ウォラスト
ンプリズム１４の前後面を覆うように設置されている。

【００１９】前円板部１２ｂ側に設けられて防塵ガラス
２０の前面側には、ミラー窓１８ａに一対応して、円形
の反射膜１８ｂが形成されるとともに、その全面に反射
防止膜２２が設けられている。同様に、後円板部１２ｂ
に円形ミラー窓１８ａが設けられている。また、後円板
部１２ｂ側に設けられた防塵ガラス２０の前面側には、
ミラー窓１８ａに対応して円形の反射膜１８ｂが形成さ
れるとともに、その全面に反射防止膜２２が設けられて
いる。

【００２０】以上のように構成された真直度干渉計で
は、まず、アライメント操作を行なう際には、図１に示
すように、矢印で示したレーザ光が十字状ターゲット１
６を照射するように、プリズムホルダー１２を回転させ
て行なわれる。そして、レーザ光に対して、真直度干渉
計を近接ないしは離間する方向に移動させて、レーザ光
の軸と真直度干渉計の移動軸とが平行になると、図２に
示すように、今度は、プリズムホルダー１２を１８０°
回転させて、ミラー窓１８ａをレーザ光が照射するよう
にし、レーザ光に対して真直度干渉計が正対するように
角度調整が行なわれる。

【００２１】このとき、ミラー窓１８ａをレーザ光で照
射すると、レーザ光が反射膜１８ｂに当たって反射し、
正対が取れていない場合には、入射レーザ光と反射レー
ザ光との角度が異なり、その方向が目視できるので、簡
単かつ確実に、しかも迅速に正対をとることができる。
レーザ光に対して真直度干渉計が正対させられると、測
定の準備が終了するので、図３に示すように、プリズム
ホルダー１２を９０°回転させて、レーザ光が入射部１
２ｇを照射するようにする。真直度干渉計の枠体１０に
は、プリズムホルダ１２を回転させるため９０°毎の指
標を設けて位置決めするようにしている。

【００２２】さて、以上のように構成された本実施例の
真直度干渉計によれば、アライメントおよび正対操作が
簡単かつ迅速に行なえるだけでなく、以下の効果も得ら
れる。すなわち、本実施例の場合には、十字状ターゲッ
ト１６および反射ミラー１８が設けられた同心円は、レ
ーザ光の入射部１２ｇおよび反射部１２ｈが設けられた
同心円と一致させてあるので、アライメント操作が完了
すると、プリズムホルダー１２を所定量だけ回転させる
だけの操作で、反射ミラー１８および入射部１２ｇにレ
ーザ光を照射でき、測定の能率を大幅に向上させること
ができる。

【００２３】また、反射ミラー１８は、プリズムホルダ
ー１２の前面に貫設されたミラー窓１８ａと、このミラ
ー窓１８ａの背面側に設けられ、ウォラストンプリズム
１４の前面を覆う防塵ガラス２０に設けられた反射膜１
８ｂとから構成されているので、ウォラストンプリズム
１４側へ塵埃が侵入することも防止できる。なお、上記
実施例では、入射部１２ｇ，反射部１２ｈ，十字状ター
ゲット１６，反射ミラー１８の各中心をプリズムホルダ
ー１２の回転軸を中心とする同心円上に設けたものを例
示したが、本発明の実施は、これに限定されることはな
く、例えば、入射部１２ｇおよび反射部１２ｈの同心円
と、十字状ターゲット１６および反射ミラー１８の同心
円とを別の径にすることもできる。

【００２４】また、反射ミラー１８は、上記実施例の構
成に限定されることはなく、例えば、前円板部１２ｂの
円形ミラー窓１８ａの位置に直接反射膜１８ｂを貼着し
てもよい。また、前後円板部１２ｂ，１２ｃに十字状タ
ーゲットおよび反射ミラーを設けているので、前後方向
のいずれからも真直度干渉計により正対する調整を行な
うことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる真直度干渉計によれば、正対操作が簡単
かつ確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる真直度干渉計のアライメント操
作を行なう際の説明図である。

【図２】本発明にかかる真直度干渉計の正対操作を行な
う際の説明図である。

【図３】本発明にかかる真直度干渉計の測定状態の説明
図である。

【図４】図１の縦断面図である。

【図５】図４に示した防塵ガラスの正面図と側面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 枠体 １０ａ 本体 １０ｂ 孔部 １０ｃ 回転ガイド １２ プリズムホルダー １２ａ 円筒部 １２ｂ 前円板部 １２ｃ 後円板部 １２ｄ 環状溝 １２ｇ 入射部 １２ｈ 出射部 １４ ウォラストンプリズム １６ 十字状ターゲット １８ 反射ミラー １８ａ ミラー窓 １８ｂ 反射膜 ２０ 防塵ガラス ２２ 反射防止膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 枠体と、この枠体に回転自在に支持され
   たプリズムホルダーと、このプリズムホルダーに保持さ
   れたウォラストンプリズムと、前記プリズムホルダーの
   回転軸を中心とする同心円上に設けられたレーザ光の入
   射部および出射部とを備えた真直度干渉計において、 前記プリズムホルダーの前面側に、当該プリズムホルダ
   ーの回転軸を中心とする同心円上に十字状ターゲットと
   反射ミラーとを設けたことを特徴とする真直度干渉計。
2. 【請求項２】 前記十字状ターゲットおよび反射ミラー
   が設けられた同心円は、前記入射部および反射部が設け
   られた同心円と一致することを特徴とする請求項１記載
   の真直度干渉計。
3. 【請求項３】 前記反射ミラーは、前記プリズムホルダ
   ーの前面に貫設されたミラー窓と、このミラー窓の背面
   側に設けられ、前記ウォラストンプリズムの前面を覆う
   防塵ガラスに設けられた反射膜とからなることを特徴と
   する請求項１また２記載の真直度干渉計。