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JPH11237207A - Laser interferometer - Google Patents

Laser interferometer

Info

Publication number
JPH11237207A
JPH11237207A JP10038713A JP3871398A JPH11237207A JP H11237207 A JPH11237207 A JP H11237207A JP 10038713 A JP10038713 A JP 10038713A JP 3871398 A JP3871398 A JP 3871398A JP H11237207 A JPH11237207 A JP H11237207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
interference
reflecting means
laser beams
reflecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10038713A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Osawa
信之 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP10038713A priority Critical patent/JPH11237207A/en
Publication of JPH11237207A publication Critical patent/JPH11237207A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動に伴う移動部材の2方向の姿勢変化を容
易に測定できるレーザ干渉計の実現。 【解決手段】 逆方向に反射する第1と第2の反射手段
59,60 を備える角度検出用反射手段62と、レーザ光源21
と、レーザビームを同じ方向に出射されるレーザビーム
に分割し、第1と第2の反射手段で反射されてたレーザ
ビームを干渉するように合成するビーム干渉合成ユニッ
ト63と、合成された干渉光を受光する受光手段16と、電
気信号の変化のカウント手段とを備え、干渉縞の本数を
計数して角度検出用反射手段の回転角度を測定するレー
ザ干渉計において、角度検出用反射手段62は配列方向が
第1と第2の反射手段と直角な第3の反射手段61を備
え、ビーム干渉合成ユニットは出射する2つのレーザビ
ームを第1と第2の反射手段の組又は第1と第3の反射
手段の組で反射されるように切り換え可能である。
(57) [Problem] To realize a laser interferometer capable of easily measuring a change in posture of a moving member in two directions due to movement. SOLUTION: First and second reflecting means reflecting in opposite directions.
An angle detecting reflecting means 62 provided with 59, 60;
A beam interference combining unit 63 that divides the laser beam into laser beams emitted in the same direction and combines the laser beams reflected by the first and second reflecting means so as to interfere with each other; In a laser interferometer which includes a light receiving means 16 for receiving light and a counting means for a change in an electric signal, and counts the number of interference fringes and measures the rotation angle of the angle detecting reflecting means, the angle detecting reflecting means 62 Has a third reflecting means 61 whose arrangement direction is perpendicular to the first and second reflecting means, and the beam interference synthesizing unit emits the two laser beams to a set of the first and second reflecting means or the first and second reflecting means. It is switchable to be reflected by the third set of reflection means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分割した2つのレ
ーザビームを測定物体に取り付けられる2個の反射鏡
(コーナーキューブ)で反射させ、戻ってきた2つのレ
ーザビームを干渉させ、測定物体の回転に伴い変化する
干渉縞の本数を計数して回転角度を測定するレーザ干渉
計に関し、特にレーザビームの方向に対して垂直な2方
向を軸とする2つの回転成分であるピッチとヨーイング
の測定が容易に行えるレーザ干渉計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for reflecting two split laser beams on two reflecting mirrors (corner cubes) attached to a measurement object, causing the two returned laser beams to interfere with each other, The present invention relates to a laser interferometer that measures the rotation angle by counting the number of interference fringes that change with rotation, and in particular, to measure pitch and yaw, which are two rotation components about two directions perpendicular to the direction of a laser beam. The present invention relates to a laser interferometer that can easily perform the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動機構における移動部材の移動量を測
定するのにレーザ干渉計が広く使用されており、このよ
うな用途のレーザ干渉計を一般にレーザ測長器と呼んで
いる。図1は、レーザ干渉計のビーム干渉合成ユニット
の構成を示す図である。レーザビーム10は、He−N
eレーザ等から出力された可干渉性の良好な(干渉距離
の長い)レーザ光であり、レーザ光源から直接入射され
る場合や、実願昭62−52869号に記載されている
分離型レーザ干渉計のように、レーザ光源から光ファイ
バで伝達される場合もある。ビーム干渉合成ユニットに
入射されたレーザビーム10は、偏光ビームスプリッタ
11で2つのレーザビームに分けられる。この時、偏光
ビームスプリッタ11の光軸は入射するレーザ光の偏光
面に対して45°になるように調整されている。この場
合、偏光ビームスプリッタ11を透過するレーザ光はP
偏光、偏光ビームスプリッタ11で反射するレーザ光は
S偏光と呼ばれ、互いに偏光方向が直交している。一方
のレーザビーム(P偏光)は載物台に配置されたコーナ
ーキューブ13に入射し、そこで逆方向に反射されて再
び偏光ビームスプリッタ11に入射する。他方のレーザ
ビーム(S偏光)はビーム干渉合成ユニットに設けられ
た参照用コーナーキューブ12に入射し、そこで逆方向
に反射されて再び偏光ビームスプリッタ11に入射す
る。コーナーキューブ13から偏光ビームスプリッタ1
1に入射したレーザビームは透過し、参照用コーナーキ
ューブ12から偏光ビームスプリッタ11に入射したレ
ーザビームは反射するので、偏光ビームスプリッタ11
で合成され、偏光板14を通過した後光検出器15に入
射する。これらの2つのレーザビームは相互に干渉し干
渉縞を生じるが、干渉縞の強度は2つのレーザビームの
光路差がレーザビームの波長の整数倍の時にもっとも大
きくなり、光路差が波長の整数倍と1/2異なる時にも
っとも小さくなる。そのため、載物台が移動し、そこに
配置されたコーナーキューブ13が移動すると光検出器
15の出力強度が周期的に変化する。具体的にはコーナ
ーキューブ13が1/2波長分移動すると、往復で波長
分の光路差が生じるため、光検出器15の出力強度が変
化するサイクル数に1/2波長を乗じた値がコーナーキ
ューブ13、すなわち載物台の移動距離である。
2. Description of the Related Art Laser interferometers are widely used to measure the amount of movement of a moving member in a moving mechanism, and a laser interferometer for such an application is generally called a laser length measuring device. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a beam interference combining unit of a laser interferometer. The laser beam 10 is He-N
This is a laser beam with good coherence (long interference distance) output from an e-laser or the like, which is directly incident from a laser light source, or a separation type laser interference described in Japanese Utility Model Application No. 62-52869. In some cases, the light is transmitted from a laser light source via an optical fiber, as in a meter. The laser beam 10 incident on the beam interference synthesizing unit is split into two laser beams by a polarization beam splitter 11. At this time, the optical axis of the polarization beam splitter 11 is adjusted to be at 45 ° with respect to the polarization plane of the incident laser light. In this case, the laser beam transmitted through the polarizing beam splitter 11 is P
The polarization and the laser light reflected by the polarization beam splitter 11 are called S-polarized light, and the polarization directions are orthogonal to each other. One of the laser beams (P-polarized light) is incident on the corner cube 13 arranged on the stage, where it is reflected in the opposite direction and is incident on the polarization beam splitter 11 again. The other laser beam (S-polarized light) enters the reference corner cube 12 provided in the beam interference synthesizing unit, where it is reflected in the opposite direction and again enters the polarizing beam splitter 11. Polarization beam splitter 1 from corner cube 13
1 is transmitted, and the laser beam incident on the polarizing beam splitter 11 from the reference corner cube 12 is reflected.
After passing through the polarizing plate 14, the light enters the photodetector 15. These two laser beams interfere with each other and produce interference fringes. The intensity of the interference fringes is greatest when the optical path difference between the two laser beams is an integral multiple of the wavelength of the laser beam, and the optical path difference is an integral multiple of the wavelength. Is the smallest when it differs by 1/2. Therefore, when the stage moves and the corner cube 13 arranged moves, the output intensity of the photodetector 15 changes periodically. Specifically, when the corner cube 13 moves by a half wavelength, an optical path difference corresponding to the wavelength occurs in a round trip, so that the value obtained by multiplying the number of cycles in which the output intensity of the photodetector 15 changes by the half wavelength is the corner. The moving distance of the cube 13, that is, the stage.

【0003】光検出器15の出力信号は、増幅器16で
増幅された後、比較器17で出力信号の中間レベルと比
較されて2値信号に変換され、それをカウンタ18で計
数する。測長値算出部19は、カウンタ18の値から移
動距離を算出する。上記のようなレーザ干渉計(レーザ
測長器)を使用して、精密移動機構の移動量を非常に正
確に測定することができ、移動量の制御や移動機構の検
査などに使用される。例えば、NC工作機械について
は、ISO230−2やJIS−B−6201-1990 等
の規格に精度に関する試験項目や試験方法が規定されて
いる。ここで規定されている項目は、各移動軸方向の移
動量誤差、バックラッシュ、ヨーイング等であり、各移
動軸方向の移動量誤差の試験方法では、各移動軸方向毎
に所定量づつ移動する動作を行った後、逆方向に同じよ
うに戻る動作を所定量繰り返し、それぞれの移動点での
誤差の最大値や2乗平均値を算出する方法が規定されて
いる。上記のような試験項目の測定には、通常の接触型
のゲージや磁気スケール等も使用されるが、もっとも一
般的にはレーザ測長器が使用される。
[0003] The output signal of the photodetector 15 is amplified by an amplifier 16, compared with an intermediate level of the output signal by a comparator 17, converted into a binary signal, and counted by a counter 18. The length measurement value calculation unit 19 calculates the moving distance from the value of the counter 18. Using the laser interferometer (laser length measuring device) as described above, the movement amount of the precision movement mechanism can be measured very accurately, and is used for controlling the movement amount and inspecting the movement mechanism. For example, for NC machine tools, test items and test methods relating to accuracy are defined in standards such as ISO 230-2 and JIS-B-6201-1990. The items specified here are a movement amount error in each movement axis direction, backlash, yawing, and the like. In the test method of the movement amount error in each movement axis direction, the movement is performed by a predetermined amount for each movement axis direction. A method is defined in which after the operation is performed, the operation of returning in the same direction in the reverse direction is repeated by a predetermined amount, and the maximum value or the mean square value of the error at each moving point is calculated. For measurement of the test items as described above, a normal contact type gauge, magnetic scale, or the like is used, but a laser length measuring device is most commonly used.

【0004】本出願人は、特願平8−56082号で、
NC工作機械の各軸方向の移動精度を測定する場合に、
測定する軸方向が容易に切り換えられるレーザ測長器を
開示している。図2は、特願平8−56082号に開示
されたレーザ測長器を使用してNC工作機械の各軸方向
の移動精度を測定する例を示す図である。工作機械91
は、加工ツールを保持し駆動する加工ツール部92と、
被加工物を載せる載物台93と、それらの制御を行うN
Cコントローラ94を備える。加工ツール部92は上下
方向(Z軸方向)に移動可能であり、載物台93はZ軸
方向に垂直な平面内の相互に垂直な2方向に移動可能で
あり、NCコントローラ97により移動が制御される。
この例では、実願昭62−52869号に記載されてい
る分離型レーザ干渉計を使用し、ビーム干渉合成ユニッ
ト20をツール軸92に取付け、ビーム干渉合成ユニッ
ト20とレーザ光源21及び信号処理部24を光ファイ
バ22、23で接続している。ビーム干渉合成ユニット
20は、プリズムなどの反射手段を移動することにより
測定用のレーザビームの出射される方向を、X、Y、Z
軸方向に切り換えられるようになっており、この切り換
えはコントローラ25から、切換駆動ユニット27とケ
ーブル28を介して行えるようになっている。
The present applicant has filed Japanese Patent Application No. 8-56082,
When measuring the movement accuracy of each direction of NC machine tool,
A laser measuring device in which the direction of an axis to be measured can be easily switched is disclosed. FIG. 2 is a view showing an example of measuring the movement accuracy in each axial direction of the NC machine tool using the laser length measuring device disclosed in Japanese Patent Application No. 8-56082. Machine tool 91
A processing tool part 92 for holding and driving the processing tool;
A stage 93 on which a workpiece is placed, and N for controlling them
A C controller 94 is provided. The processing tool unit 92 can move in the vertical direction (Z-axis direction), and the mounting table 93 can move in two mutually perpendicular directions in a plane perpendicular to the Z-axis direction. Controlled.
In this example, the beam interference synthesizing unit 20 is mounted on the tool shaft 92 using the separation type laser interferometer described in Japanese Utility Model Application No. 62-52869, and the beam interference synthesizing unit 20, the laser light source 21 and the signal processing unit 24 are connected by optical fibers 22 and 23. The beam interference synthesizing unit 20 changes the direction in which the measurement laser beam is emitted by moving a reflecting means such as a prism, in X, Y, and Z directions.
The switching can be performed in the axial direction, and this switching can be performed from the controller 25 via the switching drive unit 27 and the cable 28.

【0005】測定を行う場合には、載物台93のX軸方
向に移動する部分にX軸用コーナーキューブ132を、
Y軸方向に移動する部分にY軸用コーナーキューブ13
2を、Z軸方向に移動する部分にZ軸用コーナーキュー
ブ131を固定して、ビーム干渉合成ユニット20から
最初に測定する軸方向に測定用レーザビームが出射され
るように切り換え、出射される測定用レーザビームが対
応するコーナーキューブに入力されるように設定する。
その状態で測定を行い、終了したら順次他の軸について
も同様の操作を行う。
When a measurement is performed, an X-axis corner cube 132 is placed on a portion of the stage 93 that moves in the X-axis direction.
The Y-axis corner cube 13 is provided in the portion that moves in the Y-axis direction.
2, the Z-axis corner cube 131 is fixed to the portion that moves in the Z-axis direction, and the beam interference combining unit 20 is switched so that the measurement laser beam is emitted in the axial direction to be measured first, and is emitted. The measurement laser beam is set so as to be input to the corresponding corner cube.
The measurement is performed in that state, and when the measurement is completed, the same operation is sequentially performed on the other axes.

【0006】上記のように、特願平8−56082号に
開示されたレーザ測長器を使用することにより、3つの
移動軸方向の移動精度をビーム干渉合成ユニット20の
取付け方向を変えることなく連続して測定できるように
なる。一方、ISO230−2やJIS−B−6201
-1990 等の規格では、各移動軸方向の移動量誤差だけで
なく、ピッチやヨーイングと呼ばれる移動部材の移動に
伴う姿勢変化も測定する必要がある。
As described above, by using the laser length measuring device disclosed in Japanese Patent Application No. 8-56082, the movement accuracy in three movement axis directions can be changed without changing the mounting direction of the beam interference synthesizing unit 20. It becomes possible to measure continuously. On the other hand, ISO 230-2 and JIS-B-6201
In the standards such as -1990, it is necessary to measure not only the movement amount error in each movement axis direction but also the attitude change due to the movement of the moving member called pitch or yawing.

【0007】レーザ干渉計は、レーザビームの出射方向
に対して垂直な軸を回転中心とする回転量を測定するこ
とができる。図3は、レーザ干渉計で回転量を測定する
原理を説明する図である。レーザ光源21から出射され
たレーザビームは光ファイバ22を通って伝達され、光
ファイバ22の端面から出射されたレーザビームはレン
ズ31で平行ビームにされ、回転角検出用偏光ビームス
プリッタ(以下、単にビームスプリッタと称する。)3
4に入射される。平行なレーザビームは、ビームスプリ
ッタ34で2つのビームに分割され、一方はそのまま出
射され、他方は反射面で反射されて一方のビームと平行
なビームにされた後出射される。角度測定用反射ユニッ
ト37は、入射面が同じ平面になるように配置された2
個のコーナーキューブ35、36を有し、ビームスプリ
ッタ34からの2つのレーザビームが2個のコーナーキ
ューブ35、36に入射して逆方向に反射する。反射さ
れた2つのレーザビームは、ビームスプリッタ34に入
射して合成され、偏光板33を通過した後、レンズ32
で光ファイバ23の端面に収束され、光ファイバ23を
介して受光信号処理部24で電気信号に変換されて処理
される。すなわち、2つのレーザビームの光路差に応じ
た干渉縞が検出される。
[0007] The laser interferometer can measure the amount of rotation about an axis perpendicular to the emission direction of the laser beam as the center of rotation. FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of measuring the amount of rotation with a laser interferometer. The laser beam emitted from the laser light source 21 is transmitted through the optical fiber 22, and the laser beam emitted from the end face of the optical fiber 22 is converted into a parallel beam by the lens 31, and the rotation angle is detected by a polarization beam splitter (hereinafter simply referred to as “polarization beam splitter”). This is called a beam splitter.) 3
4 is incident. The parallel laser beam is split into two beams by a beam splitter 34, one of which is emitted as it is, and the other is reflected by a reflecting surface to be converted into a beam parallel to one of the beams, and then emitted. The angle measuring reflection unit 37 is arranged so that the incident surface is the same plane.
There are two corner cubes 35 and 36, and two laser beams from the beam splitter 34 are incident on the two corner cubes 35 and 36 and reflected in opposite directions. The two reflected laser beams are incident on a beam splitter 34 and are combined, and after passing through a polarizing plate 33, a lens 32
Is converged on the end face of the optical fiber 23, and is converted into an electric signal by the light receiving signal processing unit 24 via the optical fiber 23 and processed. That is, interference fringes corresponding to the optical path difference between the two laser beams are detected.

【0008】角度測定用反射ユニット37が図の平面内
で回転すると、2つのレーザビームの光路差が変化し、
干渉縞の変化が観測される。具体的には、2個のコーナ
ーキューブ35、36の配列距離に回転角を乗じた長さ
の2倍が光路差の変化であり、干渉縞の変化量を検出す
れば、角度測定用反射ユニット37の回転角が測定でき
る。
When the angle measuring reflection unit 37 rotates in the plane of the drawing, the optical path difference between the two laser beams changes,
A change in interference fringes is observed. Specifically, twice the length obtained by multiplying the arrangement distance of the two corner cubes 35 and 36 by the rotation angle is a change in the optical path difference, and if the amount of change in interference fringes is detected, the reflection unit for angle measurement is used. 37 rotation angles can be measured.

【0009】移動に伴う移動部材の姿勢変化を検出する
場合、2つの方向成分がある。図3では、紙面内の回転
成分、すなわち、紙面に垂直な軸を回転軸とする回転は
測定できるが、回転軸がレーザビームの方向に垂直で且
つ紙面内にある回転については測定できず、その回転を
測定するためにはコーナーキューブ36をコーナーキュ
ーブ35の上に配置し、ビームスプリッタ34から出射
されるレーザビームは上下方向に離れている必要があ
る。例えば、3次元移動機構においてX軸方向の移動に
おける姿勢変化を測定する場合に、Y軸の回転軸を中心
とする回転成分を測定する時には、ビーム干渉合成ユニ
ットから出射される2つのレーザビームはZ軸方向にず
れており、2個のコーナーキューブを2つのレーザビー
ムが入射するようにZ軸方向に離して配置する必要があ
り、Z軸の回転軸を中心とする回転成分を測定する時に
は、ビーム干渉合成ユニットから出射される2つのレー
ザビームはY軸方向にずれており、2個のコーナーキュ
ーブを2つのレーザビームが入射するようにY軸方向に
離して配置する必要がある。
There are two directional components when detecting a change in posture of a moving member due to movement. In FIG. 3, the rotation component in the paper plane, that is, the rotation with the axis perpendicular to the paper plane as the rotation axis can be measured, but the rotation with the rotation axis perpendicular to the laser beam direction and in the paper plane cannot be measured, In order to measure the rotation, the corner cube 36 must be placed on the corner cube 35, and the laser beams emitted from the beam splitter 34 must be separated in the vertical direction. For example, when measuring a posture change in the movement in the X-axis direction in the three-dimensional movement mechanism, when measuring a rotation component about the rotation axis of the Y-axis, two laser beams emitted from the beam interference synthesizing unit are It is displaced in the Z-axis direction, and it is necessary to dispose two corner cubes in the Z-axis direction so that two laser beams are incident. When measuring a rotation component about the rotation axis of the Z-axis, The two laser beams emitted from the beam interference synthesizing unit are shifted in the Y-axis direction, and it is necessary to dispose two corner cubes in the Y-axis direction so that the two laser beams enter.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来は、角度測定用反
射ユニットについては、3個のコーナーキューブを、入
射面が同じ平面になるように、且つ第1のコーナーキュ
ーブに対して第2と第3のコーナーキューブの配列方向
が互いに直角になるように配置したものが知られてい
る。このような角度測定用反射ユニットを使用すれば、
移動に伴う移動部材の2方向の姿勢変化を検出する場合
でも、コーナーキューブの配置を変更する必要はない。
しかし、ビーム干渉合成ユニットから出射される2つの
平行なレーザビームの配列方向は固定であり、移動に伴
う移動部材の2方向の姿勢変化を検出するためには、ビ
ーム干渉合成ユニットの取付けを変更して2つの平行な
レーザビームの配列方向を変更する必要があった。その
ため、1つの方向の姿勢変化の測定が終了した後は、ビ
ーム干渉合成ユニットの取付けを変更してもう1つの方
向の姿勢変化の測定を行う必要があり、作業が煩雑であ
るという問題があった。
Conventionally, for a reflection unit for angle measurement, three corner cubes are arranged so that the plane of incidence is the same plane, and the second and second corner cubes are arranged with respect to the first corner cube. It is known that corner cubes 3 are arranged so that the arrangement directions are perpendicular to each other. By using such an angle measurement reflection unit,
Even when detecting a change in the posture of the moving member in two directions due to the movement, there is no need to change the arrangement of the corner cubes.
However, the arrangement direction of the two parallel laser beams emitted from the beam interference synthesizing unit is fixed, and the mounting of the beam interference synthesizing unit is changed in order to detect a change in the attitude of the moving member in two directions due to the movement. Thus, it was necessary to change the arrangement direction of the two parallel laser beams. Therefore, after the measurement of the attitude change in one direction is completed, it is necessary to change the attachment of the beam interference synthesizing unit and measure the attitude change in the other direction, which poses a problem that the operation is complicated. Was.

【0011】本発明はこのような問題を解決するための
もので、移動に伴う移動部材の2方向の姿勢変化を容易
に測定できるレーザ干渉計の実現を目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to realize a laser interferometer capable of easily measuring a change in a posture of a moving member in two directions due to the movement.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のレーザ干渉計は、3個のコーナーキューブ
を、入射面が同じ平面になるように、且つ第1のコーナ
ーキューブに対して第2と第3のコーナーキューブの配
列方向が互いに直角になるように配置した角度検出用反
射手段を使用し、ビーム干渉合成ユニットは、出射する
2つのレーザビームの出射位置のずれ方向を、角度検出
用反射手段に合わせて切り換えられるようにする。
In order to achieve the above object, a laser interferometer of the present invention comprises three corner cubes having the same plane of incidence and the first corner cube. The beam interference synthesizing unit uses the angle detecting reflecting means arranged so that the arrangement directions of the second and third corner cubes are perpendicular to each other. It can be switched in accordance with the detecting reflection means.

【0013】すなわち、本発明のレーザ干渉計は、同一
平面内に入射面を有し、入射面に入射した光を逆方向に
反射する第1と第2の反射手段を備える角度検出用反射
手段と、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザビーム
を、同じ方向に出射される第1と第2のレーザビームに
分割し、角度検出用反射手段の第1と第2の反射手段で
それぞれ反射されて戻ってくる第1と第2のレーザビー
ムを干渉するように合成するビーム干渉合成ユニット
と、ビーム干渉合成ユニットで合成された第1と第2レ
ーザビームの干渉光を受光し、干渉縞に応じた電気信号
を生成する受光手段と、受光手段の出力する電気信号の
変化のサイクル数を計数するカウント手段とを備え、角
度検出用反射手段の回転に伴って変化する干渉縞の本数
を計数して角度検出用反射手段の取り付けられた物体の
回転角度を測定するレーザ干渉計において、角度検出用
反射手段は、第1と第2の反射手段の入射面と同一平面
内に入射面を有し、入射面に入射した光を逆方向に反射
する第3の反射手段を備え、第3の反射手段と第1の反
射手段の配列方向は第1と第2の反射手段の配列方向と
互いに直角をなし、ビーム干渉合成ユニットは、出射す
る第1と第2のレーザビームを、角度検出用反射手段の
第1と第2の反射手段の組でそれぞれ反射される状態
と、角度検出用反射手段の第1と第3の反射手段の組で
それぞれ反射される状態の間で切り換え可能であること
を特徴とする。
That is, the laser interferometer of the present invention has an incident surface in the same plane, and includes first and second reflecting means for reflecting light incident on the incident surface in opposite directions. , A laser light source, and a laser beam from the laser light source are divided into first and second laser beams emitted in the same direction, and the first and second laser beams are reflected by the first and second reflecting means of the angle detecting reflecting means, respectively. A beam interference combining unit for combining the first and second laser beams returning so as to interfere with each other, and receiving interference light of the first and second laser beams combined by the beam interference combining unit to form interference fringes. Light receiving means for generating a corresponding electric signal; and counting means for counting the number of cycles of change of the electric signal output from the light receiving means, and counting the number of interference fringes changing with the rotation of the angle detecting reflecting means. Angle detection In a laser interferometer for measuring a rotation angle of an object to which a reflecting means is attached, the reflecting means for angle detection has an incident surface in the same plane as the incident surfaces of the first and second reflecting means. A third reflector for reflecting the incident light in a reverse direction, wherein the arrangement direction of the third reflector and the first reflector is perpendicular to the arrangement direction of the first and second reflectors; The interference synthesizing unit reflects the first and second laser beams emitted by the first and second sets of angle detecting reflecting means, respectively, and the first and second sets of angle detecting reflecting means. It is characterized in that it can be switched between a state in which each is reflected by the third set of reflection means.

【0014】本発明のレーザ干渉計によれば、移動に伴
う2方向の姿勢変化を測定できるように切換可能である
ため、2方向の姿勢変化を測定する時にビーム干渉合成
ユニットの取付け方向を変化させる必要がなく、測定操
作が容易で自動化も可能になる。なお、ビーム干渉合成
ユニットの切換は、手動で行うようにしても、電気信号
に応じて自動で行うようにしてもよい。
According to the laser interferometer of the present invention, it is possible to switch so as to be able to measure the attitude change in two directions due to the movement. Therefore, when measuring the attitude change in two directions, the mounting direction of the beam interference synthesizing unit is changed. There is no need to perform the measurement, and the measurement operation is easy and automation is possible. The switching of the beam interference synthesizing unit may be performed manually or automatically according to an electric signal.

【0015】上記のようなビーム干渉合成ユニットにお
ける状態の切り換え機構は、反射方向の異なるビームス
プリッタとプリズムなどの反射手段の組合せを2組設
け、一方がレーザビームの光路中に配置されるように切
り換えるか、ビームスプリッタは1個で、分割された一
方のレーザビームを異なる位置から出射させる2個の反
射手段を設け、一方がレーザビームの光路中に配置され
るように切り換える。
The state switching mechanism in the beam interference combining unit as described above provides two sets of a combination of a beam splitter having different reflection directions and a reflection means such as a prism so that one of them is arranged in the optical path of the laser beam. Alternatively, a single beam splitter is provided, and two reflecting means for emitting one of the divided laser beams from different positions are provided, and switching is performed so that one of the divided laser beams is disposed in the optical path of the laser beam.

【0016】更に、移動距離も測定できるように切り換
えるため、ビーム干渉合成ユニットでは、分割した一方
のレーザビームのみを出射し、他方のレーザビームを逆
方向に反射して参照レーザビームとし、角度検出用反射
手段のいずれかの反射手段を移動用反射手段として利用
するようにしてもよい。これであれば、移動精度と移動
に伴う姿勢変化がすべて測定できる。
Further, in order to switch so that the moving distance can also be measured, the beam interference synthesizing unit emits only one of the divided laser beams and reflects the other laser beam in the opposite direction to serve as a reference laser beam, thereby detecting an angle. Any one of the reflecting means may be used as the moving reflecting means. In this case, all of the movement accuracy and the posture change accompanying the movement can be measured.

【0017】更に、姿勢変化を測定する時に出射される
2つのレーザビーム又は移動距離を測定する時に出射さ
れる1つのレーザビームの出射方向を、互いに90°異
なる3方向に切り換える出射方向切り換え手段を設け
て、上記の移動距離と姿勢変化の測定を3軸方向すべて
について行えるようにしてもよい。
Further, there is provided an emission direction switching means for switching the emission directions of two laser beams emitted when measuring a posture change or one laser beam emitted when measuring a moving distance to three directions different from each other by 90 °. It is also possible to provide the above-described measurement of the moving distance and the posture change in all three axial directions.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図4は第1実施例におけるビーム
干渉合成ユニットの部分の構成を示す斜視図であり、図
5は第1実施例におけるビーム干渉合成ユニットと角度
検出用反射ユニットの部分の光学系の構成を示す図であ
る。図5の(1)に示すように、第1実施例のレーザ干
渉計は、実願昭62−52869号に記載されている分
離型レーザ干渉計であり、レーザ光源と受光信号処理部
は別の所に設けられている。また、図5の(2)に示す
ように、角度検出用反射ユニット62は、図示のように
配置された3個のコーナーキューブ59〜61を有す
る。3個のコーナーキューブ59〜61は、入射面が同
一平面になるように配置され、更に、コーナーキューブ
59と60の配列方向とコーナーキューブ59と61の
配列方向が90°になるように配置されている。従っ
て、ビーム干渉合成ユニットから出射される2つのレー
ザビームが、コーナーキューブ59と60に入射する状
態とコーナーキューブ59と61に入射する状態に切り
換えることにより、角度検出用反射ユニット62の入射
レーザビームの方向に垂直な2方向の回転、すなわち角
度検出用反射ユニット62の姿勢変化が測定できる。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a beam interference synthesizing unit in the first embodiment, and FIG. 5 is a view showing the beam interference synthesizing unit and the angle detecting reflection unit in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an optical system of FIG. As shown in FIG. 5 (1), the laser interferometer of the first embodiment is a separation type laser interferometer described in Japanese Utility Model Application No. 62-52869. It is provided at the place. Further, as shown in FIG. 5 (2), the reflection unit 62 for angle detection has three corner cubes 59 to 61 arranged as shown. The three corner cubes 59 to 61 are arranged such that the incident surfaces are on the same plane, and furthermore, are arranged such that the arrangement direction of the corner cubes 59 and 60 and the arrangement direction of the corner cubes 59 and 61 are 90 °. ing. Therefore, the two laser beams emitted from the beam interference synthesizing unit are switched between a state where they are incident on the corner cubes 59 and 60 and a state where they are incident on the corner cubes 59 and 61, so that the incident laser beam , Ie, a change in the attitude of the angle detecting reflection unit 62 can be measured.

【0019】第1の切り換え移動板47は、送りねじ4
8、シャフト49、側部材50及びモータ51からなる
送り機構により、平行移動する。第1の切り換え移動板
47の上には、第1のビームスプリッタ41と反射プリ
ズム42の第1の組、第2のビームスプリッタ43と反
射プリズム44の第2の組、及び第1のビームスプリッ
タ41と参照用コーナーキューブ46の第3の組が設け
られている。図4及び図5の(1)は第1の組を使用す
る状態を示しており、第1のビームスプリッタ41と反
射プリズム42で、図3に示したのと同じ光学系が形成
され、第1のビームスプリッタ41と反射プリズム42
から出射された第1と第2のレーザビームは、コーナー
キューブ59と60に入射して逆方向に反射される。こ
のような構成により、図3と同様に、角度検出用反射ユ
ニット62の紙面に垂直な軸を回転軸とする回転が測定
できる。
The first switchable moving plate 47 includes the feed screw 4
8, a parallel movement is performed by a feed mechanism including a shaft 49, a side member 50, and a motor 51. On the first switching moving plate 47, a first set of a first beam splitter 41 and a reflecting prism 42, a second set of a second beam splitter 43 and a reflecting prism 44, and a first beam splitter A third set of 41 and a reference corner cube 46 is provided. FIGS. 4 and 5 (1) show a state in which the first set is used. The first beam splitter 41 and the reflecting prism 42 form the same optical system as shown in FIG. 1 beam splitter 41 and reflection prism 42
The first and second laser beams emitted from are incident on corner cubes 59 and 60 and are reflected in opposite directions. With such a configuration, similarly to FIG. 3, the rotation of the angle detection reflection unit 62 about the axis perpendicular to the paper surface as the rotation axis can be measured.

【0020】第1の切り換え移動板47を移動して第2
のビームスプリッタ43が光路中に配置されるようにす
ると、第2のビームスプリッタ43と反射プリズム44
から紙面の垂直方向にずれた2つの平行なレーザビーム
が出射され、コーナーキューブ59と61に入射して逆
方向に反射される。このような構成により、角度検出用
反射ユニット62の紙面内で入射レーザビームに垂直な
軸を回転軸とする回転が測定できる。
The first switchable moving plate 47 is moved to
Is arranged in the optical path, the second beam splitter 43 and the reflecting prism 44
, Two parallel laser beams deviated in the direction perpendicular to the plane of the paper are emitted, enter the corner cubes 59 and 61, and are reflected in opposite directions. With such a configuration, the rotation about the axis perpendicular to the incident laser beam as the rotation axis can be measured in the paper of the angle detection reflection unit 62.

【0021】第1の切り換え移動板47を更に移動して
第3のビームスプリッタ45が光路中に配置されるよう
にすると、第5のビームスプリッタ43で分割された一
方のレーザビームはコーナーキューブ59に入射して逆
方向に反射され、他方のレーザビームは参照用コーナー
キューブ46に入射して逆方向に反射される。このよう
な構成により、図1に示したような構成が実現され、角
度検出用反射ユニット62のレーザビームに沿った方向
の移動距離が測定できる。
When the first switching moving plate 47 is further moved so that the third beam splitter 45 is disposed in the optical path, one of the laser beams split by the fifth beam splitter 43 is turned into a corner cube 59. And is reflected in the opposite direction, and the other laser beam is incident on the reference corner cube 46 and is reflected in the opposite direction. With such a configuration, the configuration shown in FIG. 1 is realized, and the moving distance of the angle detection reflection unit 62 in the direction along the laser beam can be measured.

【0022】第2の切り換え移動板54は、送りねじ5
5、シャフト56、側部材57及びモータ58からなる
送り機構により、平行移動する。第2の切り換え移動板
54の上には、第1の偏向プリズム52及び第2の偏向
プリズム53が設けられている。図4及び図5の(1)
に示した状態では、ビーム干渉合成ユニットから出射さ
れたレーザビームは、上記の第1の切り換え移動板47
を移動した3つの状態にかかわらず、図5の(1)にお
いて紙面上を右側に出射される。これに対して、第2の
切り換え移動板54を移動して第1の偏向プリズム52
が光路中に配置された状態では、ビーム干渉合成ユニッ
トから出射されたレーザビームは、図5の(1)におい
て紙面に垂直な下方向に出射され、第2の偏向プリズム
53が光路中に配置された状態では、ビーム干渉合成ユ
ニットから出射されたレーザビームは、図5の(1)に
おいて紙面上の下側に出射される。このようにして、出
射されるレーザビームがX、Y、Zの3方向に出射する
ように切り換えられる。
The second switching plate 54 is provided with a feed screw 5
5. The parallel movement is performed by the feed mechanism including the shaft 56, the side member 57, and the motor 58. On the second switching moving plate 54, a first deflecting prism 52 and a second deflecting prism 53 are provided. (1) of FIGS. 4 and 5
In the state shown in (1), the laser beam emitted from the beam interference synthesizing unit is
Irrespective of the three states in which is moved, the light is emitted to the right on the paper in FIG. On the other hand, the second switching moving plate 54 is moved so that the first deflecting prism 52
Is placed in the optical path, the laser beam emitted from the beam interference synthesizing unit is emitted downward in a direction perpendicular to the plane of FIG. 5A, and the second deflecting prism 53 is placed in the optical path. In this state, the laser beam emitted from the beam interference synthesizing unit is emitted downward on the plane of FIG. 5A. In this way, the emitted laser beam is switched so as to be emitted in three directions of X, Y, and Z.

【0023】図6は、第1実施例のレーザ干渉計を使用
して工作機械の移動機構のX、Y、Zの3軸方向の移動
における移動精度、2方向の姿勢の変化(ピッチ・ヨー
イング)を測定する場合の配置を示す図である。図示の
ように、ビーム干渉合成ユニット63をツール軸92に
取付け、載物台93上に3個の角度検出用反射ユニット
62X、62Y、62Zを配置する。
FIG. 6 shows the movement accuracy of the moving mechanism of the machine tool in the three axes of X, Y, and Z using the laser interferometer of the first embodiment, and changes in the attitude in two directions (pitch yawing). FIG. 7 is a diagram showing an arrangement when measuring ()). As shown in the figure, the beam interference synthesizing unit 63 is attached to the tool shaft 92, and three angle detecting reflection units 62X, 62Y and 62Z are arranged on the stage 93.

【0024】Z軸方向の移動時の精度を測定する時に
は、ビーム干渉合成ユニット63で第1の偏向プリズム
52が光路中に配置されてZ軸方向にレーザビームが出
射されるように切り換えた上で、第1と第2の組を使用
する状態を切り換えながら、2組のレーザビームがそれ
ぞれ角度検出用反射ユニット62Zの3つのコーナーキ
ューブに入射するように角度検出用反射ユニット62Z
の位置を調整し、その時の移動機構の座標を記憶する。
同様に、ビーム干渉合成ユニット63からX軸方向にレ
ーザビームが出射されるように切り換えた上で、ツール
軸を降下させ、角度検出用反射ユニット62Xの3つの
コーナーキューブに入射するように角度検出用反射ユニ
ット62Xの位置を調整し、その時の移動機構の座標を
記憶する。これをY軸方向についても行う。なお、X軸
とY軸方向の移動精度を測定する時に、必要であれば台
を使用して角度検出用反射ユニット62Xと62Yの位
置を高くして、ビーム干渉合成ユニット63から出射さ
れたレーザビームが角度検出用反射ユニット62Xと6
2Yに入力しやすいようにする。
When measuring the accuracy of movement in the Z-axis direction, the beam interference synthesizing unit 63 switches the first deflecting prism 52 so that the laser beam is emitted in the Z-axis direction by disposing the first deflecting prism 52 in the optical path. Then, while switching the state of using the first and second sets, the angle detection reflection unit 62Z is set so that the two sets of laser beams are respectively incident on the three corner cubes of the angle detection reflection unit 62Z.
Is adjusted, and the coordinates of the moving mechanism at that time are stored.
Similarly, after switching so that the laser beam is emitted in the X-axis direction from the beam interference synthesizing unit 63, the tool axis is lowered, and the angle detection is performed so as to enter the three corner cubes of the angle detection reflection unit 62X. The position of the reflection unit 62X is adjusted, and the coordinates of the moving mechanism at that time are stored. This is also performed in the Y-axis direction. When measuring the movement accuracy in the X-axis and Y-axis directions, the position of the angle detection reflection units 62X and 62Y is increased using a table if necessary, and the laser emitted from the beam interference synthesis unit 63 is used. The beams are reflected by the angle detecting reflection units 62X and 62X.
Make it easy to input in 2Y.

【0025】上記のような設定が終了した後、プログラ
ム制御により、各移動軸方向の移動精度、姿勢の変化を
自動的に測定する。通常、測定は同じ項目を複数回行っ
て統計処理するため可なりの時間を要するが、上記のよ
うな設定を行えば後の動作は自動的に行えるので、作業
能率が大幅に向上する。第1実施例では、ビームスプリ
ッタと反射プリズムの組を切り換えることにより、2つ
のレーザビームの出射位置が異なる方向にずれた状態に
切り換えられるようにし、更にビームスプリッタとコー
ナーキューブの組に切り換えることにより移動距離を測
定できるようにした。しかし、ビームスプリッタは反射
プリズムなどに比べて高価であり、第1実施例の構成で
は3個のビームスプリッタを使用するためコストが高く
なるという問題がある。そこで、第2実施例では、1個
のビームスプリッタを使用して、第1実施例と同じ機能
を有するビーム干渉合成ユニットを実現する。
After the above setting is completed, the movement accuracy and the change in posture in each movement axis direction are automatically measured by program control. Normally, measurement requires a considerable amount of time to perform the same item a plurality of times and perform statistical processing. However, if the above settings are made, the subsequent operation can be performed automatically, so that the work efficiency is greatly improved. In the first embodiment, by switching the set of the beam splitter and the reflecting prism, the emission positions of the two laser beams can be switched to be shifted in different directions, and further by switching to the set of the beam splitter and the corner cube. Movement distance can be measured. However, the beam splitter is more expensive than the reflection prism and the like, and the configuration of the first embodiment has a problem that the cost is increased because three beam splitters are used. Therefore, in the second embodiment, a beam interference combining unit having the same function as the first embodiment is realized using one beam splitter.

【0026】図7は、第2実施例のレーザ干渉計のビー
ム干渉合成ユニットの構成を示す図である。図7の
(1)に示すように、ビームスプリッタ41に対して、
反射プリズム42、70、71、及びコーナーキューブ
72が配置されており、反射プリズム42、70、7
1、及びコーナーキューブ72は図示していない移動機
構により矢印の方向に移動可能に構成されている。図示
の状態ではビームスプリッタ41で分割されたレーザビ
ームの一方は、反射プリズム42で反射されて他方のレ
ーザビームと平行に出射される。その出射位置は、横方
向にずれており、図5の(1)に示す状態が実現され
る。次に、反射プリズム70を図示の反射プリズム42
の位置に移動すると、反射プリズム71はビームスプリ
ッタ41の上に移動する。この状態では、ビームスプリ
ッタ41で分割されたレーザビームの一方は、反射プリ
ズム70と71で反射されて、反射プリズム71から他
方のレーザビームと平行に出射される。その出射位置
は、上下方向にずれている。この状態の光路を図7の
(2)に示す。次に、コーナーキューブ72を図示の反
射プリズム42の位置に移動すると、図1の状態が実現
され移動距離が測定できる。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a beam interference combining unit of the laser interferometer of the second embodiment. As shown in (1) of FIG. 7, with respect to the beam splitter 41,
The reflecting prisms 42, 70, 71 and the corner cube 72 are arranged, and the reflecting prisms 42, 70, 7
1 and the corner cube 72 are configured to be movable in the direction of the arrow by a moving mechanism (not shown). In the illustrated state, one of the laser beams split by the beam splitter 41 is reflected by the reflecting prism 42 and emitted in parallel with the other laser beam. The emission positions are shifted in the horizontal direction, and the state shown in FIG. Next, the reflecting prism 70 is connected to the reflecting prism 42 shown in FIG.
Is moved to the position, the reflecting prism 71 moves to a position above the beam splitter 41. In this state, one of the laser beams split by the beam splitter 41 is reflected by the reflecting prisms 70 and 71, and is emitted from the reflecting prism 71 in parallel with the other laser beam. The emission position is shifted vertically. The optical path in this state is shown in FIG. Next, when the corner cube 72 is moved to the position of the illustrated reflecting prism 42, the state shown in FIG. 1 is realized, and the moving distance can be measured.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動に伴う移動部材の2方向の姿勢変化を容易に測定で
きるレーザ干渉計が実現され、移動機構の移動精度、移
動に伴う姿勢の変化を、途中で人手を要することなしに
連続して測定できる。また、更に、複数の移動軸を有す
る移動機構の場合には、レーザビームの出射方向を切り
換える機構を更に付加することにより、すべての測定項
目を連続して自動的に測定することが可能になる。従っ
て、測定に要するコストを低減できる。
As described above, according to the present invention,
A laser interferometer capable of easily measuring a change in the posture of a moving member in two directions due to movement is realized, and a movement accuracy of the moving mechanism and a change in posture due to the movement can be continuously measured without requiring human intervention on the way. . Further, in the case of a moving mechanism having a plurality of moving axes, it is possible to continuously and automatically measure all the measurement items by further adding a mechanism for switching the emission direction of the laser beam. . Therefore, the cost required for the measurement can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のレーザ干渉計のビーム干渉合成ユニット
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a beam interference combining unit of a conventional laser interferometer.

【図2】従来例により工作機械の自動測定システムの構
成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an automatic measurement system for a machine tool according to a conventional example.

【図3】レーザ干渉計による回転角度の測定方法を説明
する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method of measuring a rotation angle by a laser interferometer.

【図4】本発明の第1実施例のレーザ干渉計におけるビ
ーム干渉合成ユニットの構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a beam interference combining unit in the laser interferometer according to the first embodiment of the present invention.

【図5】第1実施例のビーム干渉合成ユニットと角度検
出用反射ユニットの部分の光学系の構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an optical system including a beam interference combining unit and an angle detecting reflection unit according to the first embodiment.

【図6】本発明のレーザ干渉計を使用して工作機械の移
動軸方向の移動誤差及び姿勢の変化を測定する配置例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an arrangement for measuring a movement error and a change in posture of a machine tool in a movement axis direction using a laser interferometer of the present invention.

【図7】本発明の第2実施例のレーザ干渉計におけるビ
ーム干渉合成ユニットの構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a beam interference combining unit in a laser interferometer according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…レーザ光源 20、63…ビーム干渉合成ユニット 16…信号処理ユニット 41、43、45…ビームスプリッタ 42、44、52、53、70、71…反射プリズム 46、59〜61…コーナーキューブ 62、62X、62Y、62Z…角度検出用反射ユニッ
21 laser light source 20, 63 beam interference combining unit 16 signal processing unit 41, 43, 45 beam splitter 42, 44, 52, 53, 70, 71 reflecting prism 46, 59-61 corner cube 62, 62X , 62Y, 62Z ... Reflection unit for angle detection

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同一平面内に入射面を有し、該入射面に
入射した光を逆方向に反射する第1と第2の反射手段
(59,60)を備える角度検出用反射手段(62)
と、 レーザ光源(21)と、 該レーザ光源(21)からのレーザビームを、同じ方向
に出射される第1と第2のレーザビームに分割し、前記
角度検出用反射手段の前記第1と第2の反射手段でそれ
ぞれ反射されて戻ってくる前記第1と第2のレーザビー
ムを干渉するように合成するビーム干渉合成ユニット
(63)と、 該ビーム干渉合成ユニットで合成された前記第1と第2
レーザビームの干渉光を受光し、干渉縞に応じた電気信
号を生成する受光手段(16)と、 前記受光手段(16)の出力する前記電気信号の変化の
サイクル数を計数するカウント手段とを備え、前記角度
検出用反射手段の回転に伴って変化する前記干渉縞の本
数を計数して前記角度検出用反射手段の取り付けられた
物体の回転角度を測定するレーザ干渉計において、 前記角度検出用反射手段は、前記第1と第2の反射手段
(59,60)の入射面と同一平面内に入射面を有し、
該入射面に入射した光を逆方向に反射する第3の反射手
段(61)を備え、該第3の反射手段(61)と前記第
1の反射手段(59)の配列方向は前記第1と第2の反
射手段(59,60)の配列方向と互いに直角をなし、 前記ビーム干渉合成ユニットは、出射する前記第1と第
2のレーザビームを、前記角度検出用反射手段の前記第
1と第2の反射手段(59,60)の組でそれぞれ反射
される状態と、前記角度検出用反射手段の前記第1と第
3の反射手段(59,61)の組でそれぞれ反射される
状態の間で切り換え可能であることを特徴とするレーザ
干渉計。
1. An angle detecting reflecting means (62) having an incident surface in the same plane and comprising first and second reflecting means (59, 60) for reflecting light incident on the incident surface in opposite directions. )
A laser light source (21); and a laser beam from the laser light source (21) is divided into first and second laser beams emitted in the same direction. A beam interference synthesizing unit (63) for synthesizing the first and second laser beams reflected and returned by the second reflecting means so as to interfere with each other; and the first interference beam synthesized by the beam interference synthesizing unit. And the second
Light receiving means (16) for receiving the interference light of the laser beam and generating an electric signal according to the interference fringe; and counting means for counting the number of cycles of the change of the electric signal output from the light receiving means (16). A laser interferometer that counts the number of the interference fringes that changes with the rotation of the angle detection reflection means and measures the rotation angle of the object to which the angle detection reflection means is attached; The reflecting means has an incident surface in the same plane as the incident surface of the first and second reflecting means (59, 60),
A third reflecting means (61) for reflecting light incident on the incident surface in a reverse direction, wherein the arrangement direction of the third reflecting means (61) and the first reflecting means (59) is the first direction; The beam interference synthesizing unit forms the first and second laser beams emitted from the first and second laser beams at a right angle with the arrangement direction of the second and third reflecting means (59, 60). And a state where the light is reflected by the set of the first and third reflecting means (59, 61) of the angle detecting reflecting means. A laser interferometer that is switchable between the two.
【請求項2】 請求項1に記載のレーザ干渉計であっ
て、 前記ビーム干渉合成ユニットは、 前記レーザ光源(21)からのレーザビームを、前記第
1と第2のレーザビームに分割すると共に、逆方向に反
射されて戻ってくる前記第1と第2のレーザビームを干
渉するように合成する第1のビームスプリッタ(41)
と、前記第1と第2のレーザビームが同じ方向に出射さ
れ、前記第1と第2の反射手段(59,60)に入射す
るように前記第1と第2のレーザビームの少なくとも一
方の出射方向を変える第1の出射方向調整手段(42)
とを有する第1のビーム干渉合成ユニットと、 前記レーザ光源(21)からのレーザビームを、前記第
1と第2のレーザビームに分割すると共に、逆方向に反
射されて戻ってくる前記第1と第2のレーザビームを干
渉するように合成する第2のビームスプリッタ(43)
と、前記第1と第2のレーザビームが同じ方向に出射さ
れ、前記第1と第3の反射手段(59,61)に入射す
るように前記第1と第2のレーザビームの少なくとも一
方の出射方向を変える第2の出射方向調整手段(44)
とを有する第2のビーム干渉合成ユニットと、 前記レーザ光源(21)からのレーザビームが、前記第
1のビーム干渉合成ユニットと前記第2のビーム干渉合
成ユニットの一方に入射するように切り換える切換手段
(47,48,49,50,51)とを備えるレーザ干
渉計。
2. The laser interferometer according to claim 1, wherein the beam interference combining unit divides a laser beam from the laser light source (21) into the first and second laser beams. A first beam splitter (41) for combining the first and second laser beams reflected back and returning so as to interfere with each other;
And at least one of the first and second laser beams so that the first and second laser beams are emitted in the same direction and enter the first and second reflecting means (59, 60). First emission direction adjusting means (42) for changing the emission direction
A first beam interference combining unit having: a laser beam source from the laser light source (21); and a first and second laser beams. The first and second laser beams are reflected in opposite directions and returned. Beam splitter (43) for combining the laser beam and the second laser beam so as to interfere with each other
And at least one of the first and second laser beams so that the first and second laser beams are emitted in the same direction and enter the first and third reflecting means (59, 61). Second emission direction adjusting means for changing the emission direction (44)
A second beam interference synthesizing unit having: and a switch for switching a laser beam from the laser light source (21) to enter one of the first beam interference synthesizing unit and the second beam interference synthesizing unit. A laser interferometer comprising means (47, 48, 49, 50, 51).
【請求項3】 請求項1に記載のレーザ干渉計であっ
て、 前記ビーム干渉合成ユニットは、 前記レーザ光源(21)からのレーザビームを、前記第
1と第2のレーザビームに分割すると共に、逆方向に反
射されて戻ってくる前記第1と第2のレーザビームを干
渉するように合成する第1のビームスプリッタ(41)
と、 前記第1と第2のレーザビームが同じ方向に出射され、
前記第1と第2の反射手段(59,60)に入射するよ
うに前記第1と第2のレーザビームの少なくとも一方の
出射方向を変える第1の出射方向調整手段(42)と、 前記第1と第2のレーザビームが同じ方向に出射され、
前記第1と第3の反射手段(59,61)に入射するよ
うに前記第1と第2のレーザビームの少なくとも一方の
出射方向を変える第2の出射方向調整手段(70,7
1)と、 前記レーザ光源(21)からのレーザビームが、前記第
1の出射方向調整手段(42)と前記出射方向調整手段
(70,71)の一方に入射するように切り換える切換
手段とを備えるレーザ干渉計。
3. The laser interferometer according to claim 1, wherein the beam interference synthesizing unit divides a laser beam from the laser light source into the first and second laser beams. A first beam splitter (41) for combining the first and second laser beams reflected back and returning so as to interfere with each other;
And the first and second laser beams are emitted in the same direction,
First emission direction adjusting means (42) for changing the emission direction of at least one of the first and second laser beams so as to be incident on the first and second reflection means (59, 60); The first and second laser beams are emitted in the same direction,
Second emission direction adjusting means (70, 7) for changing the emission direction of at least one of the first and second laser beams so as to be incident on the first and third reflection means (59, 61).
1) and switching means for switching so that the laser beam from the laser light source (21) enters one of the first emission direction adjustment means (42) and the emission direction adjustment means (70, 71). Equipped laser interferometer.
【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
レーザ干渉計であって、 前記ビーム干渉合成ユニットは、前記第1のレーザビー
ムのみを出射し、前記第2のレーザビームを逆方向に反
射して参照レーザビームとし、前記第1から第3の反射
手段(59,60,61)のいずれかで反射された前記
第1のレーザビームと前記参照レーザビームを干渉する
ように合成する状態に切り換え可能であり、 前記角度検出用反射手段の移動に伴って変化する干渉縞
の本数を計数して前記角度検出用反射手段の取り付けら
れた物体の移動距離を測定することも可能にしたレーザ
干渉計。
4. The laser interferometer according to claim 1, wherein the beam interference synthesizing unit emits only the first laser beam and emits the second laser beam. The reference laser beam is reflected in the reverse direction to make the reference laser beam interfere with the first laser beam reflected by any of the first to third reflecting means (59, 60, 61). It is possible to switch to a combining state, and it is also possible to count the number of interference fringes changing with the movement of the angle detecting reflecting means and measure the moving distance of the object to which the angle detecting reflecting means is attached. Laser interferometer.
【請求項5】 請求項4に記載のレーザ干渉計であっ
て、 前記ビーム干渉合成ユニットは、前記第2のレーザビー
ムを逆方向に反射して参照レーザビームとする参照反射
手段(46,72)を備えるレーザ干渉計。
5. The laser interferometer according to claim 4, wherein the beam interference synthesizing unit reflects the second laser beam in a reverse direction to produce a reference laser beam. A laser interferometer comprising:
【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項に記載の
レーザ干渉計であって、 前記ビーム干渉合成ユニットから出射される前記第1と
第2のレーザビーム又は前記第1のレーザビームの出射
方向を、互いに90°異なる3方向に切り換える出射方
向切り換え手段(52,53,54,55,56,5
7,58)を備えるレーザ干渉計。
6. The laser interferometer according to claim 1, wherein the first and second laser beams or the first laser beam emitted from the beam interference synthesizing unit are provided. Direction switching means (52, 53, 54, 55, 56, 5) for switching the direction of emission of light into three directions different from each other by 90 °.
7, 58).
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200446878Y1 (en) 2007-11-07 2009-12-08 삼성중공업 주식회사 Alignment unit of multi laser vision system
CN103185640A (en) * 2012-12-13 2013-07-03 浙江海洋学院 Michelson interferometer control device and control method
US10627215B1 (en) 2018-12-03 2020-04-21 Mitutoyo Corporation Optical sensor
CN112033306A (en) * 2019-06-03 2020-12-04 株式会社三丰 Optical angle sensor
DE102021001909A1 (en) 2020-04-14 2021-10-14 Mitutoyo Corporation OPTICAL DISPLACEMENT SENSOR
JP2023171867A (en) * 2018-11-28 2023-12-05 株式会社東京精密 Multi-axis laser interferometer

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200446878Y1 (en) 2007-11-07 2009-12-08 삼성중공업 주식회사 Alignment unit of multi laser vision system
CN103185640A (en) * 2012-12-13 2013-07-03 浙江海洋学院 Michelson interferometer control device and control method
CN103185640B (en) * 2012-12-13 2014-12-03 浙江海洋学院 Michelson interferometer control device and control method
JP2023171867A (en) * 2018-11-28 2023-12-05 株式会社東京精密 Multi-axis laser interferometer
US10627215B1 (en) 2018-12-03 2020-04-21 Mitutoyo Corporation Optical sensor
DE102019007431A1 (en) 2018-12-03 2020-06-04 Mitutoyo Corporation Optical sensor
CN112033306A (en) * 2019-06-03 2020-12-04 株式会社三丰 Optical angle sensor
US11199400B2 (en) 2019-06-03 2021-12-14 Mitutoyo Corporation Optical angle sensor
CN112033306B (en) * 2019-06-03 2022-08-05 株式会社三丰 Optical angle sensor
DE102021001909A1 (en) 2020-04-14 2021-10-14 Mitutoyo Corporation OPTICAL DISPLACEMENT SENSOR
US11598629B2 (en) 2020-04-14 2023-03-07 Mitutoyo Corporation Optical displacement sensor

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