JP6063166B2 - 干渉計方式により間隔測定するための機構 - Google Patents
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Description
更に、
− 第一逆反射器の第一屈折要素と第一回折レンズおよび第四屈折要素と第二回折レンズが、第一および第四組み合わせ回折性屈折レンズ要素として構成されており、
− 第二逆反射器の第二屈折要素と第一回折レンズおよび第三屈折要素と第二回折レンズが、第二および第三組み合わせ回折性屈折レンズ要素として構成されている
ようにしていることがある。
tan(Θ)>rS/zP
そのとき
Θ=光源から発せられた光束が第一プレートに入射する角度で、第一プレートでの垂直に対する角度
rS=光源の光線半径
zP=第一と第二プレート間の間隔
− その光源とは反対向きの側で空間的に制限された第一範囲において、分光器要素として平面的な分光層が配設されており、それに光源から発せられた光束が当たり、そして
− その同じ側で空間的に制限された第二範囲において、別の分光器要素として別の平面的な分光層が配設されており、それに測定光束が、第二プレートのリフレクタ要素における第二逆反射の後に当たると共に、それに参照光束が、第四屈折要素の通過後に当たる
ようにしていることがある。
tan(Θ)>rS/zP’ (式1)
そのとき
Θ=光源から発せられた光束が第一プレートに入射する角度で、第一プレートでの垂直に対する角度
rS=光源の光線半径
zP=第一および第二プレートの間隔
1.2 分光器要素
1.3 分光器要素
2 第二プレート
2.2 リフレクタ要素
3 走査検知ユニット
3.1 光源
3.2 偏光要素
3.3 走査検知プレート
3.4 組み合わせ回折性屈折レンズ要素
3.5 リフレクタ要素
3.6 リフレクタ要素
4 検知ユニット
4.1 分光格子
4.2 ポラライザ
4.3 光電式ディテクタ要素
11 第一プレート
11.2 分光器要素
11.3 分光器要素
12 第二プレート
12.2 リフレクタ要素
12.3 リフレクタ要素
13 走査検知ユニット
13.1 光源
13.3 走査検知プレート
13.4 組み合わせ回折性屈折レンズ要素
13.5 リフレクタ要素
14 検知ユニット
20 走査検知ヘッド
21 第一基準尺
22 第二基準尺
Claims (12)
- 光源(3.1;13.1)、少なくとも一つの分光器要素(1.2;11.2)、少なくとも一つのリフレクタ要素(2.2,3.5,3.6;12.1,12.2,13.5)、光を屈折させるための複数の屈折要素、光を反射させるための複数の逆反射器(RR)、および検知ユニット(4;14)を有し、広範囲に平行に配設された二つのプレート(1,2;11,12)間で干渉計方式により間隔測定するための機構において、
− 光源(3.1;13.1)から発せられた光束が、第一プレート(1;11)にある分光器要素(1.2;11.2)に傾斜して当たり、そこで反射される参照光束(R)と透過する測定光束(M)に分割され、そして
− 測定光束(M)は第二プレート(2)にあるリフレクタ要素(2.2;12.2)に当たり、そこで第一プレート(1)の方向に第一逆反射を受け、そして
− 参照光束(R)は第一屈折要素を、測定光束(M)は第二屈折要素を通過し、参照光束および測定光束(R,M)は引き続いて、それぞれ関連配置された逆反射器(RR)によって反射され、そして測定光束(M)は第三屈折要素を、参照光束(R)は第四屈折要素を通過し、そこで第一と第二屈折要素も第三と第四屈折要素も、通過する参照光束および測定光束(R,M)に対してそれぞれ異なった屈折作用を効かせ、そして
− 参照光束(R)は第一プレート(1;11)で反射を受け、そして
− 測定光束(M)は第二プレート(2;12)のリフレクタ要素(2.2;12.3)で第二逆反射を受け、それにより
− 測定光束(M)および参照光束(R)が、共直線で検知ユニット(4;14)の方向に伝播し、そこで、干渉する測定光束および参照光束(M,R)から、位相がずれた複数の距離信号(S0,S120,S240)を生成することができる
ことを特徴とする機構。 - 請求項1に記載の機構において、
逆反射器(RR)には、第一回折レンズ(DL)、リフレクタ要素(R)、および第二回折レンズ(DL)を含んでおり、第一回折レンズ(DL)を介して、それに入射する測定光束または参照光束(M,R)をリフレクタ要素(R)に焦点を合わせ、そして第二回折レンズ(DL)を介して、リフレクタ要素(R)により反射されて出射する測定光束または参照光束(M,R)を平行光線化することが行われる
ことを特徴とする機構。 - 請求項2に記載の機構において、
第一および第二回折レンズ(DL)が、プレート形状の透明なキャリア要素の第一側面に配設されており、リフレクタ要素(R)が、反対側にあるキャリア要素の第二側面に配設されており、その反射する側面が、第一側面の方向に向いている
ことを特徴とする機構。 - 請求項2に記載の機構において、
− 第一逆反射器の第一屈折要素と第一回折レンズおよび第四屈折要素と第二回折レンズが、第一および第四組み合わせ回折性屈折レンズ要素(3.2a,3.2d;13.2a,13.2d)として構成されており、
− 第二逆反射器の第二屈折要素と第一回折レンズおよび第三屈折要素と第二回折レンズが、第二および第三組み合わせ回折性屈折レンズ要素(3.2b,3.2c;13.2b,13.2c)として構成されている
ことを特徴とする機構。 - 請求項4に記載の機構において、
組み合わせ回折性屈折レンズユニット(3.2a,3.2b,3.2c,3.2d;13.2a,13.2b,13.2c,13.2d)が、プレート形状の透明なキャリア要素の第一側面に配設されており、そしてリフレクタ要素(3.5;13.5)が、反対側にあるキャリア要素の第二側面に配設されており、その反射する側面が、第一側面の方向に向いている
ことを特徴とする機構。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の機構において、
測定光束および参照光束(M,R)の光路長が、規定された位置において同一である
ことを特徴とする機構。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の機構において、
Θ=光源から発せられた光束が第一プレートに入射する角度であり、第一プレートでの垂直に対する角度
rS=光源の光線半径
zP=第一と第二プレート間の間隔
とすると、
光源(3.1;13.1)から発せられた光束が第一プレートに傾斜して入射する角度(Θ)に対して、
tan(Θ)>rS/zP
が当て嵌まる
ことを特徴とする機構。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の機構において、
第一プレート(1;11)が透明なフラットプレートとして構成されており、
− その光源(3.1;13.1)とは反対向きの側で空間的に制限された第一範囲において、分光器要素(1.2;11.2)として平面的な分光層が配設されており、それに光源(3.1;13.1)から発せられた光束が当たり、そして
− その同じ側で空間的に制限された第二範囲において、別の分光器要素(1.3;11.3)として別の平面的な分光層が配設されており、それに測定光束(M)が、第二プレート(2)のリフレクタ要素(2.2;12.3)における第二逆反射の後に当たると共に、それに参照光束(R)が、第四屈折要素の通過後に当たる
ことを特徴とする機構。 - 請求項8に記載の機構において、
第一プレート(1;11)が、光源(3.1;13.1)の方を向いた側およびその反対側で分光器要素(1.2,1.3;11.2,11.3)の付いた範囲の外側に、抗反射層を有している、および/または共直線で重ね合わされた測定光束および参照光束(M,R)が検知ユニット(4;14)の方向に伝播する範囲に、絞りを有している
ことを特徴とする機構。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の機構において、
第二プレート(2;12)が透明なフラットプレートとして構成され、その光源(3.1;13.1)に向いた側にリフレクタ要素(2.2;12.2;12.3)として平面的なミラー層が配設されており、その反射する側が第一プレート(1;11)の方向に向いていることを特徴とする機構。 - 第一および第二プレート(1,2;11,12)の相対スライド量を二つのプレート(1,2;11,12)の配設面に対して平行に検出するために適している光学式位置測定装置と組み合わせて、請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の機構から成るシステム。
- 請求項11に記載のシステムにおいて、
光学式位置測定装置および干渉計方式により間隔測定するための機構の測定点(1.1,2.1;11.1,12.1)が一致している
ことを特徴とするシステム。
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