(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面上に構築される構造体を備え、この構造体は、内部が真空密閉空間となった本体部と、前記基準面に対しての測定面を有する端面部と、前記本体部および端面部の間に設けられ前記端面部を駆動させる駆動部とを含み形成され、
この構造体の内部には、前記基準面上かつ前記真空密閉空間の一端に設けられた第１の反射面と、この第１の反射面とは反対側かつ前記真空密閉空間の他端に設けられた第２の反射面とを計測光路の両端とするレーザ干渉測長計が設けられ、
前記第２の反射面は、前記端面部に設けられ、
前記レーザ干渉測長計の測定値により前記駆動部を制御して前記第１の反射面と第２の反射面との寸法および姿勢を所定の値に維持する構造体の制御方式において、
光源からの光ビームを２分するとともに一方を参照信号として検出し、他方を前記構造体に入射して得られる１個の光ビームを中心角で均等に分割した少なくとも３つの分割領域より検出される少なくとも３本の計測光路の光学的干渉信号として検出し、
これらの参照信号および光学的干渉信号から前記第２の反射面の前記少なくとも３つの分割領域に対応する少なくとも３つの点における計測値を検出し、
別の計測手段により前記端面部の測定面を前記基準面に対して平行に調整した時の前記少なくとも３つの点における計測値を制御の目標値として検出し、
これらの計測値および目標値により、前記光ビームの少なくとも３つの分割領域に対応して配置されている前記駆動部の駆動素子を制御し、
前記基準面と前記測定面間との寸法および平行度を一定に維持することを特徴とする構造体の制御方式。
【請求項２】
請求項１に記載の構造体の制御方式おいて、前記駆動素子の配置は前記測定面と一体的に変位する前記レーザ干渉測長計の第２の反射面を囲むように当該第２の反射面の外側に配置したことを特徴とする構造体の制御方式。
【請求項３】
請求項１または２に記載の構造体の制御方式において、前記３個の駆動素子の制御は、前記レーザ干渉測長計の、前記分割領域を３分割検出器で検出した干渉検出出力ｌ１，ｌ２，ｌ３と、前記参照信号検出出力ｌ０と、の差より得られる計測値ｌ１−ｌ０、ｌ２−ｌ０、ｌ３−ｌ０、および前記計測手段により計測された前記基準面に対する前記端面部の測定面間の寸法と姿勢とを所定の距離ならびに姿勢を平行に調整した時の前記制御の目標値となる計測値ｌｄ１−ｌ０、ｌｄ２−ｌ０、ｌｄ３−ｌ０と、前記駆動素子の駆動量（Δｌ１，Δｌ２，Δｌ３）の関係がｋを測定値から長さに至る変換定数として、下記の式（１）、（２）、（３）に従って制御することにより、前記基準面と前記端面部における測定面間の寸法および前記端面部における測定面の姿勢を一定に維持することを特徴とする構造体の制御方式。
【数１】
0003633828.tif 000004
【請求項４】
請求項３に記載の構造体の制御方式において、前記式（１）の制御の目標値（ｌｄ１−ｌ０）および前記式（２）、（３）の制御の目標値（ｌｄ２−ｌ０）、（ｌｄ３−ｌ０）をそれぞれ任意の値に設定可能であることを特徴とする構造体の制御方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造体の制御方式に係り、さらに詳しくは、免震構造の建物、アクティブ除振台の定盤を支持する柱、高精度測定機器、段差基準器、超精密加工機等の基幹構造体として使用される構造体の姿勢等を制御する方式に関する。
【０００２】
【背景技術】
寸法測定や変位測定の基準として用いられる構造体は、基準面に対して一定の寸法を維持し、また基準面に対して平行あるいは一定の傾斜面を確保したものでなければならない。このため、この種の構造体にはインバー、石英、ゼロデュア等の低膨張の材料が採用され、温度や振動等の外乱の影響を抑えている。例えば、このような標準器としては、段差基準器等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、経年変化や外力の作用による寸法の変動や変形を避けることはできず、寸法や姿勢に狂いを生じる。特に、ゲージブロックを構造体として使用すると、温度等の影響だけでなく、リンギングによるばらつきも加わった測定の誤差が生じる。
【０００４】
本発明の第１の目的は、温度や外力の作用を受けても、基準面から測定面までの寸法、および基準面と測定面との平行ないし傾きを自動制御にて維持することのできる構造体の制御方式を提供することにある。
本発明の第２の目的は、物理的構造を工夫することによって、寸法と傾きとの高精度な制御を実現すると同時に容易に制御できるような構造体の制御方式を提供することにある。
本発明の第３の目的は、基準面から測定面までの寸法や測定面の傾きを自在に設定できるようにして汎用性の高い構造体の制御方式を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、基準面上に構築される構造体を備え、この構造体は、内部が真空密閉空間となった本体部と、前記基準面に対しての測定面を有する端面部と、前記本体部および端面部の間に設けられ前記端面部を駆動させる駆動部とを含み形成され、この構造体の内部には、前記基準面上かつ前記真空密閉空間の一端に設けられた第１の反射面と、この第１の反射面とは反対側かつ前記真空密閉空間の他端に設けられた第２の反射面とを計測光路の両端とするレーザ干渉測長計が設けられ、前記第２の反射面は、前記端面部に設けられ、前記レーザ干渉測長計の測定値により前記駆動部を制御して前記第１の反射面と第２の反射面との寸法および姿勢を所定の値に維持する構造体の制御方式において、光源からの光ビームを２分するとともに一方を参照信号として検出し、他方を前記構造体に入射して得られる１個の光ビームを中心角で均等に分割した少なくとも３つの分割領域より検出される少なくとも３本の計測光路の光学的干渉信号として検出し、これらの参照信号および光学的干渉信号から前記第２の反射面の前記少なくとも３つの分割領域に対応する少なくとも３つの点における計測値を検出し、別の計測手段により前記端面部の測定面を前記基準面に対して平行に調整した時の前記少なくとも３つの点における計測値を制御の目標値として検出し、これらの計測値および目標値により、前記光ビームの少なくとも３つの分割領域に対応して配置されている前記駆動部の駆動素子を制御し、前記基準面と前記測定面間との寸法および平行度を一定に維持することを特徴とする構造体の制御方式としたものである。
【０００６】
このような本発明では、基準面と測定面との間の距離が変化すると、干渉信号が変化するので、この干渉信号が目標値に一致するように駆動素子の制御が行われ、この結果、基準面から測定面までの寸法が目標値に常時一致するように制御される。また、基準面に対し測定面の傾きが変化すると、干渉光を受光する少なくとも３つの受光領域において、隣接領域間における光強度の傾きが変化するので、少なくとも３つの干渉信号の傾きが目標値に一致するように駆動素子の制御が行われ、この結果測定面の姿勢が目標の姿勢に常時一致するように制御される。
【０００７】
本発明において、駆動素子としては圧電素子を使用することが好ましいが、これに限らず、他のものを使用してもよい。また、２つの反射面を結ぶ光路を確保することができれば、構造体を垂直方向に設ける必要はなく、基準面に対し傾いて設けてもよい。さらに、端面部の測定面と第２の反射面とは、干渉信号が確保できる範囲であれば必ずしも平行でなくてもよい。また、真空密閉空間は、真空に近く減圧された状態の空間を含むものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造体の制御方式おいて、前記駆動素子の配置は前記測定面と一体的に変位する前記レーザ干渉測長計の第２の反射面を囲むように当該第２の反射面の外側に配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明では、第２の反射面の傾きを制御する場合、駆動素子の制御量に対し第２の反射面の変位量を少なくすることができ、第２の反射面を傾ける分解能を向上することができ、これにより、測定面の姿勢制御を高精度に行うことができると共に、制御装置側には比較的高い精度が要求されず設計が容易になる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構造体の制御方式において、前記３個の駆動素子の制御は、前記レーザ干渉測長計の、前記分割領域を３分割検出器で検出した干渉検出出力ｌ１，ｌ２，ｌ３と、前記参照信号検出出力ｌ０と、の差より得られる計測値ｌ１−ｌ０、ｌ２−ｌ０、ｌ３−ｌ０、および前記計測手段により計測された前記基準面に対する前記端面部の測定面間の寸法と姿勢とを所定の寸法ならびに姿勢を平行に調整した時の前記制御の目標値となる計測値ｌｄ１−ｌ０、ｌｄ２−ｌ０、ｌｄ３−ｌ０と、前記駆動素子の駆動量（Δｌ１，Δｌ２，Δｌ３）の関係がｋを測定値から長さに至る変換定数として、下記の式（１）、（２）、（３）に従って制御することにより、前記基準面と前記端面部における測定面間の寸法および前記端面部における測定面の姿勢を一定に維持することを特徴とするものである。
【００１１】
【数２】
0003633828.tif 000002
【００１２】
本発明では、干渉信号ｌ１を基準面と測定面との間の寸法制御用に用い、他の干渉信号ｌ２，ｌ３を基準面に対する測定面の傾き制御用に用いる。そのため、制御系の構成を単純化することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構造体の制御方式において、前記式（１）の制御の目標値（ｌｄ１−ｌ０）および前記式（２）、（３）の制御の目標値（ｌｄ２−ｌ０）、（ｌｄ３−ｌ０）をそれぞれ任意の値に設定可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明では、設定する目標値に応じて基準面から測定面までの寸法及び基準面に対する測定面の傾きが自由に決められる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る段差基準器１０は、基準面１ａを形成する基台１を備え、この基台１には、内部が真空密閉空間となった柱状の構造体２が固定されている。この構造体２は、筒状の本体部２５と、測定面１６ａを有する端面部１６と、これらの間に設けられ端面部１６を変位させる駆動部としての駆動素子１７とを含み形成されている。
【００１６】
構造体２には、光ファイバ３を介してレーザ光源４が接続されている。構造体２の内部にはレーザ干渉測長計が内臓されており、レーザ光源４から出力されたレーザ光は、光ファイバ３を伝送され、レーザ干渉測長計に導かれる。
【００１７】
構造体２内部のレーザ干渉測長計は、次のように構成されている。
光ファイバ３の先端は、構造体２に接続されている測長計本体の内部に挿入され固定されている。その光ファイバ３の延長上には、空間を隔てて当該光ファイバ３の先端に光束を拡張させるコリメータレンズ５が固定されている。このコリメータレンズ５を透過したレーザ光の進行先にはビームスプリッタ６が固定されている。
【００１８】
ビームスプリッタ６において２分された光束Ａのうち、反射された光の進行先には、偏光板７と、単一の受光面８ａを有する受光素子（参照光受光部８）とが固定されている。この参照光受光部８に入射する光の強度に応じて、レーザ干渉測長計の参照信号ｌ０が得られるようになっている。
一方、ビームスプリッタ６を透過した光束Ａの進行先には、透明な窓９と、偏光ビームスプリッタ１１とがこの順に設けられている。
【００１９】
窓９を透過して偏光ビームスプリッタ１１に入射した光束Ａは、透過光と反射光とに分離される。このうち、反射光は、本実施形態において基台１に向かって進行する。その進行先には、第１のλ／４板（１／４波長板）１２と、基台１に固定された反射率の高い第１の反射鏡（反射面）１３とが、この順に設けられている。第１の反射鏡１３にて反射された光は、再び第１のλ／４板１２を通過し、偏光ビームスプリッタ１１に入射するが、第１のλ／４板１２を２回通過したことにより、偏光ビームスプリッタ１１を直進し透過する。この透過光の進行先には、第２のλ／４板１４と、反射率の高い第２の反射鏡（反射面）１５とが設けられている。第２の反射鏡１５は、測定面１６ａを有する可動の端面部材１６に固定されている。
【００２０】
端面部材１６と構造体２との間には、当該端面部材１６を基台１に近づける方向又は基台１から遠ざける方向（図中矢印方向）に変位させる可撓の駆動部である駆動素子が挿入されている。本実施形態では、駆動素子として３つの圧電素子１７，１７，１７を設け、伸縮の具合を個別に制御できるようになっている。
【００２１】
これらの３つの圧電素子１７，１７，１７は、第２の反射鏡１５の直径よりも大きい直径の円周でかつ反射鏡１５を囲む円周上に配置されている。また、３つの圧電素子１７，１７，１７は、分割した光束に対応し、円周の中心角を３等分した均等な位置に各々配置されている。圧電素子１７，１７，１７が駆動されることにより、基台１に固定された第１の反射鏡１３と端面部材１６に固定された第２の反射鏡１５との間の距離が変動し、この距離の変動がレーザ干渉測長計の干渉出力を変化させるようになっている。
【００２２】
端面部材１６の第２の反射鏡１５において反射された光束Ａは、再び第２のλ／４板１４を通過し、偏光ビームスプリッタ１１に入射する。その入射光はコリメータレンズ５と反対の側（図中右側）に反射され、コリメータレンズ５の側から偏光ビームスプリッタ１１に入射し透過した光束Ａと干渉する。当該干渉光の進行先には、透明な窓１８と、偏光板１９と、干渉光の受光素子（干渉光受光部）２１とが、この順に配置されている。
【００２３】
透明な窓１８及び偏光板１９を通過した干渉光は、干渉光受光部２１にて受光される。この干渉光受光部２１の受光面は中心角を３等分した３つの等しい領域に分割されている。ここで、基台１の第１の反射鏡１３と、端面部材１６の第２の反射鏡１５との平行度が変化すると、各受光領域ごとに検出される光強度に変化を生じる。このため、干渉光受光部２１の出力信号に基づいて、対向する第１，２の反射鏡１３，１５間の寸法の検出が可能なだけでなく、両反射鏡１３，１５の平行に対する傾きも検出可能になっている。
【００２４】
ここで、窓９，１８を設けているのは、当該窓９，１８の内側の空間を減圧しほぼ真空に保つためである。また、構造体２と端面部材１６との間も、図示しないが、例えば、蛇腹状の密閉部材で塞ぎ、内部の真空状態を維持すると共に、端面部材１６の変位が規制されないように配慮している。このように、光路を減圧し真空に近い状態を作ることにより、空気屈折率の悪影響を防止することができる。
【００２５】
本実施形態において、レーザ光源４に２周波レーザを用いる場合は、直交直線偏光の２周波を１本の偏波面保存ファイバに入射して構造体２の内部に導く。これにより、装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。一方、レーザ光源４として１周波レーザを用い、これを音響光学素子（ＡＯＭ）を用いて２周波にし、各々２本の偏波面保存ファイバに入射して構造体２の内部に導いてもよい。
【００２６】
次に、制御装置の構成を図２に示す。圧電素子１７には、駆動部３１が接続されている。この駆動部３１には、操作量算出部３２で算出された操作量が入力され、その値に応じて各圧電素子１７，１７，１７の長さが制御される。また、参照光受光部８の出力と、干渉光受光部２１の出力は、状態算出部３３に入力される。
【００２７】
状態算出部３３は、それらの入力信号に基づいて、基台１の第１の反射鏡１３から端面部材１６の第２の反射鏡１５までの寸法を算定すると共に、基台１の第１の反射鏡１３に対し端面部材１６の第２の反射鏡１５がどれだけ傾いているかを算定する。本実施形態では、干渉信号ｌ１に基づいて距離を算定し、当該ｌ１に対するｌ２，ｌ３の値から端面部材１６の第２の反射鏡１５における２方向の傾きを算定するようになっている。
【００２８】
また、操作量算出部３２には、制御目標値を格納した記憶部３４が接続されている。記憶部３４には、制御目標値を自在に設定可能な目標値設定部３５が接続されている。目標値設定部３５は、数値入力用のキーボード等である。
【００２９】
このうち、干渉光受光部２１、状態算出部３３、操作量算出部３２、駆動部３１及び圧電素子１７で構成される制御系１００の更に具体的な構成を、制御ブロック図として図３に示す。
【００３０】
いま、干渉光受光部２１の３つの受光領域を、それぞれ受光部（１）〜（３）とする。
３つの受光部（１）〜（３）から出力された干渉信号ｌ１，ｌ２，ｌ３は、状態算出部３３の３つの減算器４１，４１，４１に各々入力される。また、この３つの減算器４１，４１，４１には、参照信号ｌ０が入力される。この結果、各減算器の出力として、ｌ１−ｌ０、ｌ２−ｌ０、ｌ３−ｌ０が得られる。このうち、ｌ２−ｌ０及びｌ３−ｌ０は次段に設けられた２つの減算器４２，４２に各々入力される。
【００３１】
また、これら２つの減算器４２，４２には、ｌ１−ｌ０が共通して入力され、この結果、２つの減算器４２，４２の出力として、ｌ２−ｌ１と、ｌ３−ｌ１とが得られる。以上の値のうち、ｌ１−ｌ０、ｌ２−ｌ１及びｌ３−ｌ１を状態算出部３３の出力とする。そして、ｌ１−ｌ０は、基台１の第１の反射鏡１３と端面部材１６の第２の反射鏡１５との間の寸法を示す。ｌ２−ｌ１及びｌ３−ｌ１は、第１の反射鏡１３に対する第２の反射鏡１５の２方向における傾きを示す。
【００３２】
状態算出部３３の出力は、操作量算出部３２に入力される。また、操作量算出部３２には、記憶部３４から制御目標値が入力される。状態算出部３３の出力のうち、ｌ１−ｌ０に対応する目標値としてｌｄ１−ｌ０が入力される。また、ｌ２−ｌ１に対応する目標値としてｌｄ２−ｌｄ１が入力される。さらに、ｌ３−ｌ１に対応する目標値としてｌｄ３−ｌｄ１が入力される。ここで、ｌｄ１は干渉信号ｌ１の制御目標値である。ｌｄ２は干渉信号ｌ２の制御目標値である。ｌｄ３は干渉信号ｌ３の制御目標値である。
【００３３】
各目標値は、予め設定され記憶部３４に格納されている。目標値の初期設定は、例えば次のように行われる。
すなわち、まず、ブロックゲージ測定用干渉計又はこれに類する測定器を用いて図１の基準面１ａから測定面１６ａまでの寸法Ｌと、基準面１ａに対する測定面１６ａの傾きを測定する。この測定を行いつつ、図２の目標値設定部３５を操作し、記憶部３４に格納する目標値を徐々に変化させる。
【００３４】
目標値の変化に応じて３つの圧電素子１７の長さが個別に変化し、図１の基準面１ａから測定面１６ａまでの寸法Ｌ及び基準面１ａに対する測定面１６ａの傾きが変動する。この測定面１６ａの変動に応じて測定器の測定値を確認し、所望の測定値を得られる状態になったら、その時設定されている目標値を制御目標値として記憶部３４に固定する。
【００３５】
図３の説明に戻ると、状態算出部３３の各出力とこれに対応する各目標値は、３つの減算器４３，４３，４３に一組ずつ入力され、この結果として、（ｌ１−ｌｄ１）と、（ｌ２−ｌ１）−（ｌｄ２−ｌｄ１）と、（ｌ３−ｌ１）−（ｌｄ３−ｌｄ１）とを得る。これらの値は、３つの乗算器４４，４４，４４に個別に入力され、（−ｋ）倍される。その後、各乗算器４４，４４，４４の出力は、補償要素Ｇｃに入力される。
【００３６】
補償要素Ｇｃは、圧電素子（１）〜（３）の挙動の時間的応答や残留偏差の縮小などを改善するために設けられた、３入力３出力の回路である。補償要素Ｇｃの３つの出力は、駆動部（１）〜（３）に入力され、それぞれ対応する圧電素子（１）〜（３）が所定量駆動される。圧電素子（１）〜（３）が駆動されると、図１の基準面１ａから測定面１６ａまでの寸法Ｌが変動すると共に、反射鏡１３に対する反射鏡１５の傾きが変動するため、各受光部（１）〜（３）への光入力強度がΔｌ１、Δｌ２、Δｌ３だけ変化する。
【００３７】
ここで、補償要素Ｇｃへの３つの入力と、受光部（１）〜（３）における光強度の変化量との関係は、次式に示すように対応付けられている。
【００３８】
【数３】
0003633828.tif 000003
【００３９】
受光部（１）〜（３）へ入射する光強度がΔｌ１、Δｌ２、Δｌ３だけ変化することにより、状態算出部３３から操作量算出部３２への入力が目標値に近づけられる。以降、状態算出部３３から操作量算出部３２への入力を目標値に一致させるフィードバック制御が継続される。このため、図１の基準面１ａと測定面１６ａとの間の寸法Ｌと、基準面１ａに対する測定面１６ａの傾きとが、目標値を初期設定した際の寸法及び姿勢に維持される。
【００４０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
▲１▼基準面１ａと測定面１６ａとの間にレーザ干渉測長計を内蔵し、このレーザ干渉測長計の干渉光を中心角が３つに分割された３領域の受光素子２１で受光するので、基準面側の第１の反射鏡１３から測定面側の第２の反射鏡１５までの寸法Ｌを検出し、これが目標値に一致するようにフィードバック制御するだけでなく、受光素子２１の隣接領域間における受光強度の差から、基準面側の第１の反射鏡１３に対する測定面側の第２の反射鏡１５における傾きを検出し、この傾きが目標値に一致するようにフィードバック制御することもできる。このため、経年変化や外力の作用があっても、基準面１ａから測定面１６ａまでの寸法Ｌを目標の寸法に高精度に維持することができ、かつ、測定面１６ａの傾きも目標の傾きに高精度に維持することができる。よって、段差基準器や高精度変位測定用の基準構造体として用いることができる。
【００４１】
▲２▼３つの圧電素子を円周上に配置すると共にこれに対応する３領域を干渉光の受光部に設けたので、必要最小限の自由度で安定な制御が可能である。
▲３▼測定面１６ａの位置及び姿勢を変化させる圧電素子１７は、第２の反射鏡１５の直径よりも大きい直径の円周上に配置したので、反射鏡１５の傾きを制御する場合、圧電素子１７の制御量に対し反射鏡１５の変位量を少なくすることができ、第２の反射鏡１５を傾ける分解能を向上することができ、これにより、測定面１６ａの姿勢制御を高精度に行うことができると共に、制御装置側には比較的高い精度が要求されず設計が容易になる。
【００４２】
▲４▼制御目標値を自在に設定可能な目標値設定部３５を設けたので、基準面１ａと測定面１６ａとの間の寸法Ｌを用途に応じて自在に設定できると共に、測定面１６ａの傾きも必ずしも基準面１ａと平行に限られず、用途に応じた最適な傾きに設定することができ、汎用性の高い自律制御端度器を提供することができる。
【００４３】
▲５▼レーザ光源４と構造体２とは分離して設け光ファイバ３を用いて構造体２内にレーザ光を導く構成としているので、取扱いが容易である。
▲６▼３つの干渉信号のうち、１つを寸法制御専用に用い、残りの２つの信号を姿勢制御専用に用いたので、制御系の構成を単純化することができる。
【００４４】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような変形形態でもよいものである。
例えば、測定面を駆動する素子は圧電素子に限られない。また、圧電素子の数は３つ以上でもよい。干渉光受光部の領域分割数は３以上であってもよい。
【００４５】
さらに、圧電素子の数と干渉光の受光領域の数も必ずしも一致していなくてもよい。また、制御系の構成はΔｌ１、Δｌ２、Δｌ３の演算結果が実質的に同一となるものであればよく、減算器や乗算器の配置や数等は適宜の設計が可能である。また、制御系は必ずしもハードロジックで実現されるものに限らずプログラム処理により実現されるものであってもよい。
また、目標値設定部が設けられていなくてもよい。２つの反射鏡を結ぶ光路は基台に対し垂直に設けられているが、光路が確保できれば特に垂直方向に設けられている必要はなく、基台に対し傾いて設けられていてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の構造体の制御方式によれば、基準面と測定面との間にレーザ干渉測長計を内蔵し、このレーザ干渉測長計の干渉光を中心角が例えば３つに分割された３領域の受光素子で受光するので、基準面から測定面までの寸法を目標値に一致するように制御できるだけでなく、受光素子の隣接領域間における受光強度の差から基準面に対する測定面の傾きを検出し、この傾きが目標値に一致するように制御することもできる。このため、経年変化や外力の作用があっても、基準面から測定面までの寸法を目標の寸法に高精度に維持することができ、かつ、測定面の傾きも目標の傾きに簡単で高精度に維持することができる。よって、経年変化や、温度、外力に影響を受けない安定した段差基準器や、高精度変位測定用の基準構造体が可能となる、という従来にない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として使用された段差基準器の構成を示す一部を断面で示した構成図である。
【図２】図１の段差基準器に接続される制御装置の構成図である。
【図３】図２の制御装置に含まれるフィードバック制御系の構成を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１    基台
１ａ  基準面
２    柱状の構造体
３    光ファイバ
４    レーザ光源
８    参照光受光部
１３  基準面側の反射鏡（第１の反射面）
１５  測定面側の反射鏡（第２の反射面）
１６  可動の端面部材
１６ａ  測定面
１７  圧電素子（駆動部）
２１  干渉光受光部
３４  記憶部
３５  目標値設定部
１００  制御系
ｌ０      参照信号
ｌ１，ｌ２，ｌ３  干渉信号
Ｌ    基準面と測定面との寸法
【図１】
0003633828.tif 000005
【図２】
0003633828.tif 000006
【図３】
0003633828.tif 000007