(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉計などの光学系部品に所定波長のレーザ光線を出射する出射口と、前記光学系部品からの反射光を受光する入射口とを備えた測長機用レーザ光線発射装置において、
前記出射口は、前記入射口と垂直方向の線上にあって、前記入射口の下方に位置する第１出射口と、前記入射口と水平方向の線上にあって、前記入射口の側方に位置する第２出射口とを有し、
前記レーザ光線の出射方向を前記第１および第２出射口との間で切り替えるビームローテータを内蔵させたことを特徴とする測長機用レーザ光線発射装置。
【請求項２】
前記ビームローテータは、入射面がレーザチューブから発射されるレーザ光線の光路中に臨ませたときに、出射面が前記第２出射口上に位置する揺動自在に支持された菱形プリズムを有することを特徴とする請求項１記載の測長機用レーザ光線発射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測長機用レーザ光線発射装置に関し、特に、レーザ光線の出射方向が変更できる測長機用レーザ光線発射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械やＸＹテーブルなどの直線運動を行なう部分の真直性を測定する手段として、光の干渉を利用する真直度測定装置が知られており、例えば、その一例が米国特許第５０２６１６３号に開示されている。この米国特許に示されている真直度測定装置は、同じ光軸上に配置されるレーザ光線発射装置と、ウォラストンプリズムで構成された真直度干渉計と、コーナーキューブで構成された反射プリズムとを有している。
【０００３】
レーザ光線発射装置の発光部から出射されたレーザ光は、真直度干渉計で、同一平面内において、微小な角度間隔で拡がる２つの第１および第２レーザ光に分光され、分光した第１および第２レーザ光が反射プリズムに照射され、反射プリズムからのそれぞれの反射光は、入射光と同一光路上を戻り、真直度干渉計で再び合成されて、相互に干渉させられる。
【０００４】
真直度干渉計をレーザ光の光軸方向に移動させた時に、真直度干渉計と反射プリズムとの間に移動方向に直交する方向の変位があると、真直度干渉計と反射プリズムとの間で反射する第１および第２レーザ光に光路差が発生する。このような光路差が発生すると、反射プリズムで反射した第１および第２レーザ光の干渉縞が変化し、この干渉縞の変化を求めることにより、真直度が測定される。
【０００５】
ところで、このようなレーザ光を使用する機器においては、レーザ光線発射装置の発光部から発射されたレーザ光が、そのまま反射して発光部に入射すると、レーザ光線発射装置のレーザチューブの発振が不安定になることが知られている。
そこで、前述した米国特許に示されている真直度測定装置では、反射光がレーザ光線発射装置の発光部に戻らない構成が採用されている。すなわち、この米国特許に示されている真直度測定装置では、反射プリズムをコーナーキューブで構成し、プリズムに入射した光が、入射光と同じ光軸上にあって、垂直方向の上または下方向にシフトして平行に反射するようになっており、これに合わせて、レーザ光線発射装置１には、レーザ光線の発射口１ａと入射口１ｂとが垂直方向に所定の間隔をおいて設けられている（図４参照）。
【０００６】
このような真直度測定装置によれば、反射プリズムに対するレーザ光の入射系と出射系とが完全に分離されるので、上述したような問題はなくなる。ところで、上述したような真直度測定においては、例えば、工作機械におけるＸ軸とＺ軸またはＹ軸とＺ軸の真直度測定や、シングルビーム小型光学系での光路直角の測定などの際には、垂直方向の真直度を測定する必要性があるが、このような測定においては、反射プリズムの入射光と反射光とを水平方向で分離させなければならない。
【０００７】
そこで、このような測定においては、従来、図４〜６に示すようなビームローテータをレーザ光線発射装置と干渉計との間に設置して対応していた。同図に示すビームローテータは、菱形プリズムＡと、このプリズムＡが内蔵されたホルダーＢと、正面マスクＦ，裏面マスクＧとから構成されている。
ホルダーＢの前面側に位置する菱形プリズムＡの入射面Ｃは、干渉計側からの反射光が透過する透過窓Ｄの垂直方向下方に位置し、ホルダーＢの背面側に位置する出射面Ｅは、透過窓Ｄの横方向（水平方向）に位置しており、透過窓Ｄの中心と入射面Ｃの中心との間の長さと、透過窓Ｄの中心と出射面Ｅの中心との間の長さが同一に設定されている。
【０００８】
このように構成されたビームローテータをレーザ光線発射装置１と干渉計との間に介装すると、レーザ光線発射装置１の発射口１ａから発射されたレーザ光線は、これが菱形プリズムＡを通過すると、その出射方向が透過窓Ｄと水平方向に変更されて干渉計に入射し、垂直方向の真直度を測定することができる。しかしながら、このような従来のビームローテータには、以下に説明する別の技術的な課題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上述したような従来のビームローテータは、レーザ光線発射装置１と干渉計との間に介装しているので、レーザ光線発射装置１および干渉計との光軸合わせが必要になり、この光軸合わせに時間がかかり、非常に使い勝手が悪いという問題があった。
【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、光軸合わせが容易に行なえる測長機用レーザ光線発射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、干渉計などの光学系部品に所定波長のレーザ光線を出射する出射口と、前記光学系部品からの反射光を受光する入射口とを備えた測長機用レーザ光線発射装置において、前記出射口は、前記入射口と垂直方向の線上にあって、前記入射口の下方に位置する第１出射口と、前記入射口と水平方向の線上にあって、前記入射口の側方に位置する第２出射口とを有し、前記レーザ光線の出射方向を前記第１および第２出射口との間で切り替えるビームローテータを内蔵させたことを特徴とする。
前記ビームローテータは、入射面がレーザチューブから発射されるレーザ光線の光路中に臨ませたときに、出射面が前記第２出射口上に位置する揺動自在に支持された菱形プリズムを設けることができる。
上記構成の測長機用レーザ光線発射装置によれば、出射口は、入射口と垂直方向の線上にあって、入射口の下方に位置する第１出射口と、入射口と水平方向の線上にあって、入射口の側方に位置する第２出射口とを有し、レーザ光線の出射方向を第１および第２出射口との間で切り替えるビームローテータを内蔵させているので、ビームローテータを操作することにより、面倒な光軸合わせを伴うことなく、レーザ光線の出射方向を簡単に変更できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添附図面を参照して詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる測長機用レーザ光線発射装置の一実施例を示している。同図に示すレーザ光線発射装置は、所定波長のレーザ光線Ｌを発射するレーザチューブ１０が内蔵された装置本体１２を有している。装置本体１２は、前面パネル１２ａと、底パネル１２ｂと、側面および上面パネル（図示省略）を有している。
【００１３】
レーザーチューブ１０は、底パネル１２ｂ上に調整台１４を介して設置されていて、レーザ光線Ｌの発射方向が前面パネル１２ａ側に設定されている。前面パネル１２ａには、第１および第２出射口１６，１８と入射口２０とが開口形成されている。第１出射口１６は、その中心Ｏ１  が入射口２０の中心Ｏに対して、垂直方向の下方に位置している。
【００１４】
一方、第２出射口１８は、その中心Ｏ２  が入射口２０の中心Ｏに対して、水平方向の側方に位置している。また、第１および第２出射口１６，１８と入射口２０とは、それぞれ同じ内径の円孔から構成されていて、第１出射口１６の中心Ｏ１  と入射口２０の中心Ｏとの間の長さｌ１  は、第２出射口１８の中心Ｏ２  と入射口２０の中心Ｏとの間の長さｌ２  と同一になっている。
【００１５】
そして、レーザチューブ１０と装置本体１２の前面パネル１２ａとの間には、ビームローテータ２２が内蔵設置されている。この実施例のビームローテータ２２は、菱形プリズム２４と、プリズムホルダー２６と、揺動機構２８と、支持部材３０とから概略構成されている。
菱形プリズム２４は、一端側に入射面２４ａが設けられ、他端側に出射面２４ｂが設けられている。プリズムホルダー２６は、細長い角形枠状のものであって、その下端側内周部に菱形プリズム２４の下端側を固設支持している。揺動機構２８は、プリズムホルダー２６の上端側に設けられ、当該プリズムホルダー２６を揺動自在に支持する回転軸部２８ａと、プリズムホルダー２６の下端外周に固設され、プリズムホルダー２６の揺動軌跡に沿って湾曲した円弧状ラック２８ｂと、この円弧状ラック２８ｂと歯合するピニオン２８ｃとから概略構成されている。
【００１６】
支持部材３０は、プリズムホルダー２６の背面側に配置され、底パネル１２ｂ上に固定された略Ｌ字状のものであって、その上端側に回転軸部２８ａが回転自在に設けられているとともに、レーザーチューブ１０から発射されるレーザ光線Ｌを通過させる貫通孔３０ａがその下部側に穿設されている。この貫通孔３０ａは、第１出射口１６と同軸上に位置している。
【００１７】
ピニオン２８ｃには、回転軸２８ｄが固設され、この回転軸２８ｄは、支持部材３０を貫通して下方に延び、底パネル１２ｂを貫通する部分にベアリングを介在させて回転自在に支持され、底パネル１２ｂから外方に突出した部分に調整つまみ２８ｅが固設されている。プリズムホルダー２６の揺動回転の中心となっている回転軸部２８ａは、この実施例では、入射口２０の中心Ｏと一致している。
【００１８】
また、回転軸部２８ａの中心と、菱形プリズム２４の入射面２４ａの中心との間の長さは、第１出射口１６の中心Ｏ１  と入射口２０の中心Ｏとの間の長さｌ１  と一致している。さらに、プリズムホルダー２６を揺動させたときの、菱形プリズム２４の入射面２４ａの中心点の揺動軌跡は、レーザーチューブ１０から発射されるレーザ光線Ｌのビームの中心上を通過するようになっていて、かつ、菱形プリズム２４の入射面２４ａをこのレーザ光線Ｌに臨ませたときに、出射面２４ｂの中心が第２出射口１８の中心Ｏ２  に一致するようになっている。
【００１９】
さて、以上のように構成された本実施例の測長機用レーザ光線発射装置では、揺動機構２８の調整つまみ２８ｅを操作して、図３に実線で示したように、プリズムホルダー２６が水平から略４５°の角度になるように調整すると、菱形プリズム２４の入射面２４ａは、レーザーチューブ１０から発射されるレーザ光線Ｌのビームと一致した位置になるので、レーザ光線Ｌは、菱形プリズム２４の入射面２４ａに入射して、その出射面２４ｂから出射し、この菱形プリズム２４の光路を通ることにより方向が変えられ、その結果、レーザ光線Ｌは、第２出射口１８から出射される。
【００２０】
一方、揺動機構２８の調整つまみ２８ｅを操作して、図３に仮想線で示したように、プリズムホルダー２６が垂直になるように調整すると、菱形プリズム２４の入射面２４ａは、レーザーチューブ１０から発射されるレーザ光線Ｌのビームから外れた位置になるので、レーザ光線Ｌは、そのまま第１出射口１６から出射される。
【００２１】
さて、以上のように構成された測長機用レーザ光線発射装置によれば、出射口は、入射口２０と垂直方向の同軸上にあって、入射口２０の下方に位置する第１出射口１６と、入射口２０と水平方向の同軸上にあって、入射口２０の側方に位置する第２出射口１８とを有し、レーザ光線Ｌの出射方向を第１および第２出射口１６，１８との間で切り替えるビームローテータ２２を内蔵させいるので、ビームローテータ２２を操作することにより、面倒な光軸合わせを伴うことなく、レーザ光線Ｌの出射方向を簡単に変更できる。
【００２２】
従って、レーザ光線Ｌを水平面内で２方向に別けて、反射光を上下に分離する真直度の測定、および、レーザ光線Ｌを垂直面内で２方向に別けて、反射光を左右に分離する真直度の測定のいずれもが、外部にビームローテータを設けることなく、１つのレーザ光線発射装置で簡単に行なえる。
なお、上記実施例で示したプリズムホルダー２６の揺動機構は、例えば、ピニオン２８ｃをモータで回転することも可能であり、モータでピニオン２８ｃを回転駆動する際には、その回転位置をセンサで検出し、センサの検出信号でモータの回転，停止を制御すると、上述した出射口の切り替えは、スイッチのワンタッチ操作によっても行なうことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる測長機用レーザ光線発射装置によれば、真直度の測定状態に対応して、レーザ光線の出射方向が切り替え選択できるので、その使い勝手が向上するとともに、出射方向を切り替える手段が装置に内蔵されているので、光軸合わせも簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる測長機用レーザ光線発射装置の一実施例を示す側面説明図である。
【図２】図１の発射装置の前面パネルの説明図である。
【図３】図１の発射装置の揺動機構の説明図である。
【図４】従来のビームローテータの使用状態の説明図である。
【図５】図４のビームローテータの正面図である。
【図６】図４のビームローテータの側面説明図である。
【符号の説明】
１０                レーザチューブ
１２                装置本体
１２ａ              前面パネル
１２ｂ              底パネル
１４                調整台
１６                第１出射口
１８                第２出射口
２０                入射口
２２                ビームローテータ
２４                菱形プリズム
２４ａ              入射面
２４ｂ              出射面
２６                プリズムホルダー
２８                揺動機構
２８ａ              回転軸部
２８ｂ              円弧状ラック
２８ｃ              ピニオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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