【手続補正書】
【提出日】平成16年6月11日(2004.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに取り付けられ、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出する光源と、
前記２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームとして送出する手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１及び第２のビームを受光し、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するための第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された可動な測定光路反射器とを含む前記回転基準フレームに取り付けられた干渉計であって、前記第１の四分の一波長板が前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度に位置合わせされた速い軸を有し、前記偏光ビーム分割器が前記第３のビームを前記干渉計の基準光路に沿って差し向けるとともに前記第４のビームを前記干渉計の測定光路に沿って差し向けるように動作し、
前記基準光路反射器は、前記第３のビームを受光し、該第３のビームを前記ビーム分割器に向けて第５のビームとして反射するように配置され、
前記測定光路反射器は、前記第４のビームを受光し、該第４のビームを前記ビーム分割器に向けて第６のビームとして反射するように配置され、
前記ビーム分割器は、前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて差し向けるように動作し、前記第１の四分の一波長板は、当てられた前記第５及び前記第６のビームを第７及び第８のビームにそれぞれ変換するよう動作し、
前記第７および前記第８のビームが、前記回転基準フレームを出た後、前記回転軸に対して平行な光路に沿って固定基準フレームへと送られる、干渉計と、
前記固定基準フレームに取り付けられ、前記第７及び前記第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９および第１０のビームにそれぞれ変換するための、第２の四分の一波長板と、
前記第９および前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームに応答するように結合された受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するための受光器と、
前記測定信号と、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す基準信号と、前記回転角の測定値を表す第２の信号とに応答するように結合され、前記位置変化を表す変位信号を生成するように動作する信号プロセッサと
からなる装置。
【請求項２】
前記ビームを送出する手段は前記光源に配置され、前記光源は互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する２つのビームを発生するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源はレーザ・ビームを発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記２つのビームは光学的な光周波数を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の信号を発生するため、前記回転基準フレームに回転エンコーダが結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記基準信号は、前記光源で生成された前記２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって生成される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の四分の一波長板は前記干渉計に固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び前記第２のビームは前記第７及び前記第８のビームと同軸であり、前記第９及び前記第１０のビームを受光器へ差し向けるために、分前記固定基準フレームに分割手段が取り付けられる、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記第９及び前記第１０のビームを初期進行光路から受光器へ向かう別の光路へ方向転換するため、ビーム屈曲器が配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第９及び前記第１０のビームは前記第２の四分の一波長板から前記回転軸に平行な光路に沿って送出され、前記受光器は該光路上に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ビームを送出する手段は前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記基準信号は、前記光源で生成された前記２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって生成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項３に記載の装置。
【請求項１６】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに取り付けられ、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出する光源であって、該２つのビームが互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有するように生成される、光源と、
前記２つのビームを各組２つのビームからなる平行なビームの組に分割し、各組のビームが前記周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、かつ直線偏光状態及び直交偏光状態を有するようにする、分割器と、
一方の組の２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１および第２のビームとして送出するための第１の送出手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１及び前記第２のビームを受光し、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するための、第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、物品に結合された可動な測定光路反射器とを含む前記回転基準フレームに取り付けられた干渉計であって、前記第１の四分の一波長板が前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で位置合わせされた速い軸を有し、前記ビーム分割器が前記第３のビームを前記干渉計の基準光路に沿って差し向けるとともに前記第４のビームを前記干渉計の測定光路に沿って差し向けるように動作し、
前記基準光路反射器は、前記第３のビームを受光し、該第３のビームを前記ビーム分割器に向けて第５のビームとして反射するように配置され、
前記測定光路反射器は、前記第４のビームを受光し、該第４のビームを前記ビーム分割器に向けて第６のビームとして反射するように配置され、
前記ビーム分割器は、前記第５及び第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて差し向けるように動作し、前記第１の四分の一波長板は、当てられた前記第５及び前記第６のビームを第７及び第８のビームにそれぞれ変換するよう動作し、
前記第７と第８のビームが、前記回転基準フレームを出た後、前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送られる、干渉計と、
前記固定基準フレームに取り付けられ、 前記第７及び前記第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９及び第１０のビームにそれぞれ変換するための、第２の四分の一波長板と、
前記第９及び前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームに応答するように結合された第１の受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するための第１の受光器と、
第２の組のビームを受光するように配置され、互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１１及び第１２のビームを生成するように動作する、第２の送出手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１１及び前記第１２のビームを受光し、それらのビームを第１３及び第１４のビームに変換するための第３の四分の一波長板と、
前記干渉計は、前記第１３及び前記第１４のビームを受光し、それらのビームを前記基準光路反射器へ送るように動作する部分を更に含み、前記基準光路反射器は、それらのビームを前記干渉計へ向けて第１５及び第１６のビームとして反射するように動作し、前記干渉計は、前記第１５及び前記第１６のビームを前記第３の四分の一波長板へ送るように動作し、前記第３の四分の一波長板は、それらのビームを第１７及び第１８のビームに変換するように動作することと、
前記第１７及び前記第１８のビームが、前記回転基準フレームから出た後、前記固定基準フレームへと送られ、前記回転軸に対して平行な光路に沿って送られることと、
前記固定基準フレームに取り付けられ、前記第１７及び前記第１８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第１９及び第２０のビームに変換するための、第４の四分の一波長板と、
前記第１９及び前記第２０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームを受光するように配置された第２の受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差、及び前記回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生するように動作する、第２の受光器と、
前記測定値及び前記第２の受光器信号に応答して、前記位置変化を表す変位信号を発生するための信号プロセッサと
からなる装置。
【請求項１７】
前記第１の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記２つのビームは光学的な光周波数を有する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の四分の一波長板は前記干渉計に固定される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の四分の一波長板と前記第３の四分の一波長板は一体の板として形成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の四分の一波長板と前記第４の四分の一波長板は一体の板として形成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を干渉計による変位測定装置を用いて測定する方法であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに装着された光源から周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
前記２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームとして送出するステップと、
前記第１及び前記第２のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた速い軸を備える第１の四分の一波長板に当て、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを、回転基準フレームに取り付けられ、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備える干渉計へと送るステップと、
前記第１の四分の一波長板の速い軸を、前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で配置するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを前記ビーム分割器に送り、前記第３のビームが前記基準光路反射器に送られ、且つ前記第４のビームが前記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
前記第３のビームを受光し、該第３のビームを第５のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記基準光路反射器を結合するステップと、
前記第４のビームを受光し、該第４のビームを第６のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記測定光路反射器を結合するステップと、
前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて送るように、前記ビーム分割器を動作させるステップと、
前記第５及び前記第６のビームを前記第１の四分の一波長板に通し、それらのビームを第７及び第８のビームに変換するステップと、
前記回転基準フレームから前記第７及び前記第８のビームを前記回転軸に平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第７及び第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するように、第２の四分の一波長板を前記固定基準フレームに配置するステップと、
受光器を前記第９と第１０のビームの偏光と位置合わせし、該受光器がそれらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するようにする、ステップと、
前記測定信号と、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す基準信号と、前記回転角の測定値を表す第２の信号とに応答して、前記位置変化を表す変位信号を生成するように、信号プロセッサを動作させるステップと
からなる方法。
【請求項２５】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を干渉計による変位測定装置を用いて測定する方法であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに装着された光源から、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
前記２つのビームを各組２つのビームからなる２組に分割し、各組のビームが前記周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、かつ直線偏光状態及び直交偏光状態を有するように分割するステップと、
前記２つのビームの第１の組を前記固定基準フレームに取り付けられた第１の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームに変換するステップと、
前記第１及び前記第２のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた速い軸を備える第２の四分の一波長板に当て、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するステップと、
前記第３及び第４のビームを、前記回転基準フレームに取り付けられ、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備えた干渉計へと送るステップと、
前記第１の四分の一波長板の速い軸を前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度に配置するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを前記ビーム分割器に送出し、前記第３のビームが前記基準光路反射器に送られ、前記第４のビームが前記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
前記第３のビームを受光し、該第３のビームを第５のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記基準光路反射器を結合するステップと、
前記第４のビームを受光し、該第４のビームを第６のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記測定光路反射器を結合するステップと、
前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板へ差し向けるように、前記ビーム分割器を動作させるステップと、
前記第５及び前記第６のビームを前記第２の四分の一波長板に通し、それらのビームを第７と第８のビームに変換するステップと、
前記回転基準フレームから前記第７及び前記第８のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第７及び前記第８のビームを前記固定基準フレームに配置された第３の四分の一波長板へ送り、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９及び第１０のビームに変換するステップと、
受光器を前記第９及び前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせし、それらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生させるようにするステップと、
前記２つのビームの第２の組を前記固定基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１１及び第１２のビームに変換するステップと、
前記第１１及び前記第１２のビームを前記回転軸に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板へ送り、それらのビームを第１３及び第１４のビームに変換するステップと、
前記第１３及び前記第１４のビームを前記干渉計の一部を介して前記基準光路反射器に送出するステップと、
前記第１３及び前記第１４のビームを前記基準光路反射器で反射させ、それらのビームを第１５及び第１６のビームとして戻すステップと、
前記第１５及び前記第１６のビームを前記干渉計及び第３の四分の一波長板に通し、それらのビームを第１７及び第１８のビームに変換するステップと、
前記第１７及び第１８のビームを前記回転基準フレームから前記回転軸に平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第１７及び前記第１８のビームを前記固定基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第１９及び第２０のビームに変換するステップと、
第２の受光器を前記第１９及び前記第２０のビームの偏光状態と位置合わせし、それらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差、及び前記回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生させるようにするステップと、
前記測定信号及び前記第２の受光器信号を信号プロセッサに加え、前記位置変化を表す変位信号を生成するステップと
からなる方法。