JP3540054B2

JP3540054B2 - 真直度干渉計

Info

Publication number: JP3540054B2
Application number: JP15015295A
Authority: JP
Inventors: 達也青木; 直樹畠山
Original assignee: 株式会社ソキア
Priority date: 1995-06-16
Filing date: 1995-06-16
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH095060A

Description

【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１２ａ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１０ｃ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１０ｂ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１２ｂ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１４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。
【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１２ｅ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１６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１２ｇ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１８ｂ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

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。
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。
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。