(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を出射するレーザチューブと、前記レーザ光線の光軸上に設置される一対ずつの干渉計および反射，基準ターゲットと、前記反射ターゲットからの反射光と前記基準ターゲットからの参照光とを前記干渉計で干渉させた干渉光を受光する一対の受光部とを備え、前記干渉光の干渉状態に基づいて前記反射ターゲットまでの距離を測長する二軸用のレーザ測長機において、
前記レーザ光線を２つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを前記レーザヘッドと前記干渉計との間に設置し、この偏光ビームスプリッタで分離された一方の偏光成分で一方の軸側の測長を行うとともに、他方の偏光成分で他方の軸側の測長を行うことを特徴とする二軸レーザ測長機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸レーザ測長機に関し、特に、この種の測長機において、出射されるレーザ光線を有効に活用する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から工作機械のワークテーブルや精密機械のＸ，Ｙテーブル等の移動距離を精度よく測長する装置としてレーザ測長機が知られている。
この種のレーザ測長機は、送光部および受光部を備えたレーザヘッドと、送光部から出光したレーザ光を反射し受光部に受光させるための反射ターゲット（コーナキューブ）と、これらの間に設置される干渉計とを基本構成として備えている。
【０００３】
レーザ測長機の反射ターゲットは、移動する被測長物体に取り付けられて、被測長物体と一体に移動し、移動距離に対応したレーザ光の干渉効果を利用して、距離の測長が行われる他、光学系の付加に応じて角度，平面度，真直度，直角度，平行度などの各種の測定が行われる。
図２には、基本光学系を備えた二軸レーザ測長機の代表的な例が示されている。同図に示す二軸レーザ測長機は、先端に出射光が通過する窓部１ａを設けたレーザヘッド１と、レーザヘッド１から出射されるレーザ光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ２と、二つの測定軸側に配置される測長光学系部品３，４とを備えている。
【０００４】
レーザヘッド１内には、レーザ光の発生源であるレーザチューブ１ｂと、レーザ光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ１ｃと、１／２波長板１ｄと、ビーム拡大器１ｅが設けられている。
各測長光学系部品３，４は、偏光ビームスプリッタ２から出射する光を受ける干渉計３ａ，４ａと、干渉計３ａの上部に配置された基準ターゲット３ｂ、干渉計４ａの左部に配置された基準ターゲット４ｂと、移動する測定対象物側に配置される反射ターゲット３ｃ，４ｃと、受光器３ｄ，４ｄとを備えている。
【０００５】
受光器３ｄ，４ｄでは、基準ターゲット３ｂ，４ｂと反射ターゲット３ｃ，４ｃからの反射光を干渉計３ａ，４ａで干渉させた干渉光が受光される。このように構成された二軸レーザ測長機では、レーザチューブ１ｂから出射したレーザ光が、偏光ビームスプリッタ１ｃにより光軸が直交する２つの偏光成分（ＰおよびＳ成分）とに分光され、一方の偏光成分のみが窓部１ａから出射される。
【０００６】
窓部１ａから出射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２で再び２つの偏光成分に分光され、一方の偏光成分が測長光学系部品３に入射するとともに、他方の偏光成分が測長光学系部品４に入射する。
そして、反射ターゲット３ｃ，４ｃと干渉計３ａ，４ａとの間の長さが１／２波長分変化する度に、  受光器で受光される干渉光の強度変化が１周期生じるので、この変化の回数をカウントすることにより測長を行う。
【０００７】
しかしながら、このような従来の二軸レーザ測長機には、以下に説明する技術的な課題が指摘されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記構成の二軸レーザ測長機では、レーザヘッド１から出斜射した光のうち、偏光ビームスプリッタ１ｃを透過する特定の偏光成分のみを測定光として使用しているが、他方の偏光成分は、分離，排除していたため、レーザ光線は、その一部しか測長に使用されていない。
【０００９】
しかも、実際の測定に使用するレーザ光は、一方の偏光成分を偏光ビームスプリッタ２でさらに２つの成分に分光しているので、一軸当たりの光量は、レーザチューブ１ｂから出射する光量の１／４となり、このような状態で測長を行うと、レーザ光線の光量が小さいので、干渉信号のＳ／Ｎ比の悪化や、これに伴う測長精度への悪影響や、さらに、測長可能長さの減少に繋がっていた。
【００１０】
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、単位軸当たりの光量を増加することができる二軸レーザ測長機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、レーザ光線を出射するレーザチューブと、前記レーザ光線の光軸上に設置される一対ずつの干渉計および反射，基準ターゲットと、前記反射ターゲットからの反射光と前記基準ターゲットからの参照光とを前記干渉計で干渉させた干渉光を受光する一対の受光部とを備え、前記干渉光の干渉状態に基づいて前記反射ターゲットまでの距離を測長する二軸用のレーザ測長機において、前記レーザ光線を２つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタを前記レーザヘッドと前記干渉計との間に設置し、この偏光ビームスプリッタで分離された一方の偏光成分で一方の軸側の測長を行うとともに、他方の偏光成分で他方の軸側の測長を行うようにした。
この構成によれば、単位軸当たりの光量は、レーザチューブから出射するレーザ光の１／２となり、従来のこの種の測長機よりも大きな光量での二軸測長が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明にかかる二軸測長機の一実施例を示している。同図に示す測長機は、レーザヘッド１０と、偏光ビームスプリッタ１２と、一対の１／２波長板１４，１６と、一対の測長光学系部品１８，２０とを備えている。
【００１３】
レーザヘッド１０内には、レーザ光線を出射するレーザチューブ１０ａと、このレーザチューブ１０ａと同じ光軸上に設けられたビーム拡大器１０ｂとが設けられている。また、レーザヘッド１０の前面には、ビーム拡大器１０ｂの光軸上に出射窓部１０ｃが貫通形成されている。偏光ビームスプリッタ１２は、出射窓部１０ｃの中心軸上に光軸を一致させて対向配置されている。
【００１４】
偏光ビームスプリッタ１２の透過光の通過面と反射光の通過面には、それぞれ１／２波長板１４，１６が近接配置されている。一対の測長光学系部品１８，２０は、それぞれ測定対象軸（ｘ，ｙ軸）側に配置されており、干渉計１８ａ，２０ａと、基準ターゲット１８ｂ，２０ｂと、反射ターゲット１８ｃ，２０ｃおよび受光器１８ｄ，２０ｄとを備えていて、この部分の構成は、前述した従来の二軸測長機と同様になっている。
【００１５】
このように構成された二軸レーザ測長機では、レーザチューブ１０ａから出射するレーザ光Ｌ０  は、出射窓部１０ｃを介して偏光ビームスプリッタ１２に入射する。
偏光ビームスプリッタ１２に入射したレーザ光Ｌ０  は、ここで偏光軸が互いに直交するＰ，Ｓ偏光成分、すなわち、０°の偏光軸上で振動する透過光Ｌ１  と、９０°の偏光軸上で振動する反射光Ｌ２  とに分光される。
【００１６】
透過光Ｌ１  は、１／２波長板１４を通過することにより偏光軸が４５°回転させられ、４５°の直線偏光となり、ｘ軸側の測長光学系部品１８に入射し、ｘ軸の測長に使用される。
反射光Ｌ２  は、１／２波長板１６を通過することにより偏光軸が４５°回転させられ、−４５°の直線偏光となり、ｙ軸側の測長光学系部品２０に入射し、ｙ軸の測長に使用される。
【００１７】
反射ターゲット１８ｃ，２０ｃからの反射光と、基準ターゲット１８ｂ，２０ｂからの参照光とを干渉計１８ａ，２０ａで干渉させた干渉光は、アナログの光信号となり、この信号が各受光部１８ｄ，２０ｄで受光される。
各受光器１８ｄ，２０ｄで受光されたアナログの光信号は、図外の信号処理回路と演算回路とに入力され、これらの回路でレーザ光Ｌ０  の波長パラメータを用いて、電気的な演算処理を行うことで、各反射ターゲット１８ｃ，２０ｃと干渉計１８ａ，２０ａとの間の長さが求められる。
【００１８】
さて、以上のように構成された二軸レーザ測長機によれば、レーザチューブ１０ａから出射したレーザ光Ｌ０  を偏光ビームスプリッタ１２により２つの成分に分け、一方（透過光Ｌ１  ）をｘ軸測定に使用するとともに、他方（反射光Ｌ２  ）をｙ軸測定に使用するので、単位軸当たりの光量は、レーザチューブ１０ａから出射する光の１／２となり、従来のこの種の測長機の２倍の大きさの光量での二軸測長が可能になる。
【００１９】
従って、測定光量の低下に伴う干渉信号のＳ／Ｎ比の悪化や、これに伴う測長精度への悪影響や、さらに、測長可能長さの減少といった問題がなくなり、高精度の測長と測長可能長さが拡張される。
また、本実施例の場合には、図２に示した従来の二軸測長機に対して、レーザヘッド内に設けた偏光ビームスプリッタを除去しているので、その分だけ光軸合わせが簡単になるとともに、高額な偏光ビームスプリッタを省略することで、部品点数も少なくなって、経済的な面でも有利になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上各実施例によって詳細に説明したように、本発明の二軸レーザ測長機によれば、二軸測長における光量が増加するので、測長精度の向上および測長可能距離の増加を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる二軸レーザ測長機の一実施例を示す説明図である。
【図２】従来の二軸レーザ測長機の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０            レーザヘッド
１０ａ          レーザチューブ
１０ｂ          ビーム拡大器
１０ｃ          出射窓部
１２            偏光ビームスプリッタ
１４，１６      １／２波長板
１８，２０      測長光学系部品
１８ａ，２０ａ  干渉計
１８ｂ，２０ｂ  基準ターゲット
１８ｃ，２０ｃ  反射ターゲット
１８ｄ，２０ｄ  受光部
【図１】
0003618455.tif 000002
【図２】
0003618455.tif 000003