(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、
平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、
前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、
を備え、
前記水平方向測定手段は、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を前記傾斜レーザと水平方向の水平レーザとに分割し、
前記測定対象物における前記投影線上又はその近傍に設けられた第二測定部に前記水平レーザを照射すると共に前記第二測定部で反射された前記水平レーザを受光し、前記第二測定部の前記水平レーザの照射方向の変位を測定する、
レーザ測定装置。
【請求項２】
複数の前記測定対象物に前記第一測定部及び前記第二測定部がそれぞれ設けられ、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を、複数回に亘って分割し、複数の前記傾斜レーザと複数の前記水平レーザとを形成する、
請求項１記載のレーザ測定装置。
【請求項３】
レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、
平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、
前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、
を備え、
前記水平方向測定手段は、
前記測定対象物と前記傾斜レーザの出射位置である基準部とにそれぞれ設けた加速度計が測定した水平方向のそれぞれの加速度の差を二階積分して前記測定対象物の水平方向の変位を測定する、
レーザ測定装置。
【請求項４】
レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、
平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、
前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、
を備え、
前記水平方向測定手段は、
前記測定対象物と前記傾斜レーザの出射位置である基準部とにそれぞれ設けた速度計が測定した水平方向のそれぞれの速度の差を一階積分して前記測定対象物の水平方向の変位を測定する、
レーザ測定装置。
【請求項５】
複数の測定対象物と、
前記測定対象物の除振部に設けられた第一測定部の鉛直方向の変位を測定する請求項１〜請求項４いずれか１項に記載のレーザ測定装置と、
前記レーザ測定装置の測定結果に基づいて、複数の前記除振部の鉛直方向の相対変位量が許容範囲内に収まるように、前記除振部の鉛直方向の変位を制御する変位制御手段と、
を備える除振システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ測定装置、及び除振システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザ光の干渉に基づいて測長を行うレーザ干渉測長装置が開示されている。
【０００３】
非特許文献１には、三本のレーザ光を一点に照射し、その照射角度による速度のベクトルを演算することで、検出部位に生じている３軸方向（Ｘ・Ｙ・Ｚ）の振動速度を非接触で検出するレーザドップラ振動計が開示されている。
【０００４】
ここで、一般的に、レーザ光を用いた場合、測定対象部（測定部）のレーザ光の照射方向の変位は測定することができるが、他の方向（レーザ光の照射方向と交差する方向）の変位は測定できない。よって、非特許文献１のように、測定する変位方向の数だけレーザヘッドが必要であるため高コストとなる。また、レーザヘッドから測定対象部（測定部）までの距離が長い場合には、測定精度を上げるために各レーザヘッド間の設置距離を長くする必要がある。この結果、レーザヘッドの設置部の微小振動による各レーザヘッドの動きを一致させることが困難となり、座標変換の際の誤差が大きくなる。よって、微小変位（例えば、ナノメートルオーダー）の精密測定が困難となる。
【０００５】
したがって、レーザ光の照射方向以外の方向の測定部の変位を精密に測定することに関して改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２５６６１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】株式会社小野測器  レーザドップラ振動計  ［平成２６年６月２０日検索］、インターネット＜http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/whats_new/catalogs/products/lv1800_5.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、レーザ光の照射方向以外の方向の測定部の変位を精密に測定することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、を備え、前記水平方向測定手段は、前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を前記傾斜レーザと水平方向の水平レーザとに分割し、前記測定対象物における前記投影線上又はその近傍に設けられた第二測定部に前記水平レーザを照射すると共に前記第二測定部で反射された前記水平レーザを受光し、前記第二測定部の前記水平レーザの照射方向の変位を測定する。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、傾斜レーザによって測定された第一測定部の照射方向の変位の測定結果から第一測定部の水平方向の変位を水平方向測定手段の測定結果を用いて除去することで、第一測定部の鉛直方向の変位が検出される。したがって、レーザ光の照射方向以外の方向、すなわち鉛直方向の第一測定部の変位を精密に測定することができる。
また、測定対象物の水平方向の変位を水平レーザで測定するので測定精度が向上する。また、レーザ光射出装置から射出されたレーザ光を分割し傾斜レーザと水平レーザとを形成するので、別に水平レーザ用のレーザ光射出装置を設ける場合と比較し、低コストであると共に、二つのレーザ光射出装置の座標変換の誤差が生じないので、高精度に測定することができる。したがって、レーザ光の照射方向以外の方向、すなわち鉛直方向の第一測定部の変位をより精密に測定することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、複数の前記測定対象物に前記第一測定部及び前記第二測定部がそれぞれ設けられ、前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を、複数回に亘って分割し、複数の前記傾斜レーザと複数の前記水平レーザとを形成する。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、レーザ光射出装置から射出されたレーザ光を複数回に亘って分割し複数の傾斜レーザと複数の水平レーザとを形成するので、複数のレーザ光射出装置を設ける場合と比較し、低コストであると共に、複数のレーザ光射出装置の座標変換の誤差が生じないので、高精度に測定できる。したがって、レーザ光の照射方向以外の方向、すなわち鉛直方向の複数の第一測定部の変位を精密に測定することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、を備え、前記水平方向測定手段は、前記測定対象物と前記傾斜レーザの出射位置である基準部とにそれぞれ設けた加速度計が測定した水平方向のそれぞれの加速度の差を二階積分して前記測定対象物の水平方向の変位を測定する、レーザ測定装置である。
【００１４】
請求項４の発明は、レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光を水平方向に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた第一測定部に照射すると共に前記第一測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記第一測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、平面視において前記傾斜レーザを投影した投影線に沿った前記測定対象物の水平方向の変位を測定する水平方向測定手段と、前記レーザ測定手段の測定結果から前記第一測定部の水平方向の変位を前記水平方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記第一測定部の鉛直方向の変位を検出する検出手段と、を備え、前記水平方向測定手段は、前記測定対象物と前記傾斜レーザの出射位置である基準部とにそれぞれ設けた速度計が測定した水平方向のそれぞれの速度の差を一階積分して前記測定対象物の水平方向の変位を測定する、レーザ測定装置である。
【００１５】
請求項５の発明は、複数の測定対象物と、前記測定対象物の除振部に設けられた第一測定部の鉛直方向の変位を測定する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレーザ測定装置と、前記レーザ測定装置の測定結果に基づいて、複数の前記除振部の鉛直方向の相対変位量が許容範囲内に収まるように、前記除振部の鉛直方向の変位を制御する変位制御手段と、を備える。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、複数の測定対象物の除振部に設けられた第一測定部の鉛直方向の変位が請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレーザ測定装置で精密に測定される。そして、レーザ測定装置の測定結果に基づいて、複数の測定対象物の除振部の鉛直方向の相対変位量が許容範囲内に収まるように、除振部の鉛直方向の変位を変位制御手段が制御する。したがって、複数の測定対象物の除振部の鉛直方向の相対変位量が許容範囲となるように正確に制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レーザ光の照射方向以外の方向の測定部の変位を精密に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レーザ測定装置と変位制御装置とを含んで構成された除振システムの全体構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】レーザ測定装置と変位制御装置とを含んで構成された除振システムの全体構成を模式的に示す正面図である。
【図３】レーザ測定装置を構成するレーザ測定機構部を模式的に示す斜視図である。
【図４】レーザ測定装置を示すブロック図である。
【図５】除振システムを示すブロック図である。
【図６】（Ａ）はコーナーキューブがＯからＰに移動した状態を説明する説明図であり、（Ｂ）はコーナーキューブがＯからＰに移動した場合の鉛直成分を説明する説明図である。
【図７】除振装置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態＞
図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態に係るレーザ測定装置及び除振システムについて説明する。なお、水平方向（水平面）における直交する二方向をＸ方向（Ｘ軸）及びＹ方向（Ｙ軸）とし、Ｘ方向及びＹ方向（水平面）に直交する鉛直方向をＺ方向（Ｚ軸）とする。
【００２０】
［構造］
図５に示すように、除振システム３００は、レーザ測定装置１００と変位制御装置２００とで構成されている。レーザ測定装置１００は、レーザ光射出装置１０２、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒ、レーザ測定機構部１１０、及び測定制御装置６０を含んで構成されている。変位制御装置２００は、除振装置２０Ｌ、２０Ｒと除振制御装置５０とを含んで構成されている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、二つの測定対象物１０Ｌ及び測定対象物１０Ｒは、床部Ｔの上にＸ方向に間隔をあけて配置されている。測定対象物１０Ｌ及び測定対象物１０Ｒは、それぞれ架台部１２Ｌ、１２Ｒ、除振部１４Ｌ、１４Ｒ、及び除振装置２０Ｌ、２０Ｒを含んで構成されている。そして、架台部１２Ｌ、１２Ｒの上に除振装置２０Ｌ、２０Ｒが設けられ、この除振装置２０Ｌ、２０Ｒに除振部１４Ｌ、１４Ｒが支持されている。
【００２２】
図５に示すように、除振装置２０Ｌ、２０Ｒは、除振制御装置５０によって制御されている。除振制御装置５０は、レーザ測定装置１００の測定結果に基づいて除振装置２０Ｌを制御し、除振部１４Ｌ、１４Ｒ（図１参照）の鉛直方向（Ｚ方向）の変位を制御する。
【００２３】
図１及び図２に示すように、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒの除振部１４Ｌ、１４Ｒの上には、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒが設けられている。また、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒの架台部１２Ｌ、１２ＲにおけるＸ方向の側面１３Ｌ、１３Ｒの下端部には、コーナーキューブ３２Ｌ、３２Ｒが設けられている。なお、コーナーキューブ３２Ｌ、３２Ｒは、コーナーキューブ３０Ｌ、３０ＲのＺ方向の略直下に位置するように設けられている。
【００２４】
なお、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒは、配置場所が異なるだけで同様の構造である。また、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒは、レーザ光を反射する反射面を内部で互いに直角に組み合わせ、入射したレーザ光を反射面で反射を繰り返し、入射した方向にレーザ光を出射する光学部品である。
【００２５】
また、測定対象物１０Ｒと測定対象物１０Ｌとの間の基準部Ｇには、レーザ測定装置１００を構成するレーザ測定機構部１１０（図３も参照）が設けられている。
【００２６】
（変位制御装置）
図５に示すように、変位制御装置２００は、除振装置２０Ｌ、２０Ｒと除振制御装置５０とを含んで構成されている。
【００２７】
変位制御装置２００の除振装置２０Ｌ、２０Ｒは、除振部１４Ｌ、１４Ｒ（図１及び図２参照）の鉛直方向の変位、本実施形態では微小変位（例えば、ナノオーダーの微小変位）を制御することができれば、どのような構造であってもよい。よって、つぎに、除振装置の一例を簡単に説明する。なお、除振装置２０Ｌと除振装置２０Ｒとは、同様の構造であるので、以降、符号の後のＬ及びＲを省略して説明する。
【００２８】
図７に示すように、除振装置２０は、空気ばね５３２と変位制御機構５２０とを有している。空気ばね５３２は、空気が充填されてばね機能を有する振動吸収体である。変位制御機構５２０は、空気ばね５３２と並列に配置されている。また、変位制御機構５２０は前述した除振制御装置５０（図５を参照）によって制御されている。
【００２９】
変位制御機構５２０は、上下方向に間隔をあけて配置された上側固定体５１８と下側固定体５１９とを有している。上側固定体５１８と下側固定体５１９とは伸縮自在な支柱５１７によって連結されている。上側固定体５１８は接合部材５２３と接合板５２１とを介して除振部１４に固定され、下側固定体５１９は架台部１２に直接固定されている。
【００３０】
上側固定体５１８と下側固定体５１９との間には、変位受部材５２８が配置されている。変位受部材５２８は、三層構造の中央部材５２９の上下に上側凹状台座５５４Ｕと下側凹状台座５５４Ｄとが設けられた構造となっている。
【００３１】
上側凹状台座５５４Ｕは、上面に上側受面５５５Ｕが凹状（アーチ形状）に形成されている。同様に、下側凹状台座５５４Ｄは、下面に下側受面５５５Ｄが凹状（アーチ形状）に形成されている。
【００３２】
上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕは、アーチ形状に曲げられ、アーチの凸側を下に向けて配置され、上側凹状台座５５４Ｕの上側受面５５５Ｕに当接している。同様に、下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄは、アーチ形状に曲げられ、アーチの凸側を上に向けて配置され、下側凹状台座５５４Ｄの凹状の下側受面５５５Ｄに当接している。
【００３３】
上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕの両端部は、一対の三角台座５２４Ｕの斜辺に、それぞれ固定されている。同様に、下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄの両端部は、一対の三角台座５２４Ｄの斜辺に、それぞれ固定されている。そして、上側の三角台座５２４Ｕの底辺（上面）は上側固定体５１８に固定され、下側の三角台座５２４Ｄの底辺（下面）は、接合板５１３と接合部材５１１とを介して下側固定体５１９に固定されている。
【００３４】
上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕ及び下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄは、膜状とされた繊維状の圧電セラミックの両側面に、電極が印刷されたポリイミドフィルムをエポキシ樹脂で接合した膜型圧電素子が使用されている。この膜型圧電素子は、圧電セラミックの両側面に取り付けられたリード線を介して、電圧を印加すれば、印加された電圧値に応じた歪が圧電セラミックに生じ、膜型圧電素子を変形させることができる。即ち、アーチ形状に曲げられた上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕ及び下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄは、電圧が印加されることで伸張する。
【００３５】
上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕは、両端部が固定されているので、伸長することで上側凹状台座５５４Ｕ（の上側受面５５５Ｕ）を下方へ押圧する。同様に、下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄは、両端部が固定されているので、伸長することで下側凹状台座５５４Ｄ（の下側受面５５５Ｄ）を上方へ押圧する。これにより、上側固定体５１８と下側固定体５１９との間隔が変位する。つまり、除振部１４Ｌ、１４Ｒを鉛直方向に変位させることができる。
【００３６】
なお、除振制御装置５０（図５を参照）は、上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕ及び下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄに印加する電圧値を制御し、上側膜型圧電セラミックス５２０Ｕ及び下側膜型圧電セラミックス５２０Ｄの伸長量、すなわち除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向の変位量を制御している。
【００３７】
（レーザ測定装置）
図１及び図２に示すように、レーザ測定装置１００は、レーザ光射出装置１０２、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒ、基準部Ｇに設けられたレーザ測定機構部１１０、及び測定制御装置６０（図４及び図５を参照）を含んで構成されている。
【００３８】
レーザ光射出装置１０２は、レーザ光Ｅをレーザ測定機構部１１０（基準部Ｇ）に向けて射出する（本実施形態では、レーザ光Ｅは、Ｙ方向に射出されている）。レーザ測定機構部１１０（基準部Ｇ）では、レーザ光射出装置１０２から射出されたレーザ光Ｅを、複数回に亘って分割し、Ｘ軸（水平）に対して予め定められた角度θの二本の傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲとＸ方向に沿った二本の水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲとして出射する（図４及び図５も参照）。
【００３９】
そして、傾斜レーザＥＫＬをコーナーキューブ３０Ｌに照射すると共に、コーナーキューブ３０Ｌで反射した傾斜レーザＥＫＬを受光してコーナーキューブ３０Ｌの傾斜レーザＥＫＬの照射方向の変位ΔＥＫＬ（図２参照）を測定する。同様に、傾斜レーザＥＫＲをコーナーキューブ３０Ｒに照射すると共に、コーナーキューブ３０Ｒで反射した傾斜レーザＥＫＲを受光してコーナーキューブ３０Ｒの傾斜レーザＥＫＲの照射方向の変位ΔＥＫＲ（図２参照）を測定する（図４及び図５も参照）。
【００４０】
また、水平レーザＥＳＬをコーナーキューブ３２Ｌに照射すると共に、コーナーキューブ３２Ｌで反射した水平レーザＥＳＬを受光してコーナーキューブ３２Ｌの水平レーザＥＳＬの照射方向（Ｘ方向）の変位ΔＥＳＬ（図２参照）を測定する。同様に、水平レーザＥＳＲをコーナーキューブ３２Ｒに照射すると共に、コーナーキューブ３２Ｒで反射した水平レーザＥＳＲを受光してコーナーキューブ３２Ｒの水平レーザＥＳＲの照射方向（Ｘ方向）の変位ΔＥＳＲ（図２参照）を測定する（図４及び図５も参照）。
【００４１】
なお、水平レーザＥＳＬは、平面視（Ｚ方向に見た場合）において傾斜レーザＥＫＬを投影した投影線と略一致する。同様に、水平レーザＥＳＲは、平面視（Ｚ方向に見た場合）において傾斜レーザＥＫＲを投影した投影線と略一致する。
【００４２】
また、本実施形態では、コーナーキューブ３０Ｌとコーナーキューブ３０Ｒとが同じ高さに設けられているので、二本の傾斜レーザＥＫＬ及び傾斜レーザＥＫＲの水平方向（Ｘ方向）に対する傾斜角度はいずれも角度θである。しかし、コーナーキューブ３０Ｌとコーナーキューブ３０Ｒとが異なる高さに設けられている場合など、傾斜レーザＥＫＬと傾斜レーザＥＫＲとで、水平方向（Ｘ方向）に対する角度θが異なっていてもよい。
【００４３】
（レーザ測定機構部）
基準部Ｇには、複数の光学部品等で構成されたレーザ測定機構部１１０が配置され、レーザ測定機構部１１０によって、前述したように傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲによってコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒの変位を測定する。よって、次に基準部Ｇにおける複数の光学部品等で構成されたレーザ測定機構部１１０の構成及び測定方法の一例を説明する。また、本実施形態のレーザ測定機構部１１０は、振動数変調（位相変調）を検出する光へテロダイインの原理を用いているが、これに限定されない。他の原理や効果を用いてもよい
【００４４】
図３及び図４に示すように、レーザ光射出装置１０２は、僅かに異なる二つの周波数成分を有するレーザ光Ｅを出射する。レーザ光Ｅは、基準ビームスプリッター１２０で、基準レーザ光ＥＡと測定レーザ光ＥＢとに分割される。基準レーザ光ＥＡは基準受光器１２１で受光され、基準受光器１２１から基準信号が測定制御装置６０（図４及び図５参照）に送られる。
【００４５】
一方、測定レーザ光ＥＢは、第一ビームスプリッター１３０で、測定対象物１０Ｌ側（図１、図２参照）の測定レーザ光ＥＢＬと、測定対象物１０Ｒ側（図１、図２参照）の測定レーザ光ＥＢＲと、に分割（分岐）される。
【００４６】
第一ビームスプリッター１３０で分割された測定対象物１０Ｌ側（図１参照）の測定レーザ光ＥＢＬは、第二ビームスプリッター１３２で傾斜レーザＥＫＬと水平レーザＥＳＬとなる二本の測定レーザ光に分割される。
【００４７】
第二ビームスプリッター１３２で分割された一方の測定レーザ光（傾斜レーザＥＫＬとなるレーザ光）は、第一干渉計１４０に入射し各周波数成分に分離される（前述したようにレーザ光Ｅは僅かに異なる二つの周波数成分を有している）。第一干渉計１４０で分離された一方の周波数のレーザ光は第一受光器１４１で受光され、分離された他方の周波数のレーザ光は第一反射鏡１５０（図３参照）で反射され上側のコーナーキューブ３０Ｌ（図４、図１、図２を参照）に向けて傾斜レーザＥＫＬとして出射される。傾斜レーザＥＫＬは上側のコーナーキューブ３０Ｌ（図４、図１、図２を参照）で反射され更に第一反射鏡１５０で反射されて第一干渉計１４０（図３参照）に戻り第一受光器１４１で受光される。
【００４８】
第二ビームスプリッター１３２で分割された他方の測定レーザ光（水平レーザＥＳＬとなるレーザ光）は、第二反射鏡１５２（図３参照）で反射され第二干渉計１４２に入射し各周波数成分に分離される。第二干渉計１４２で分離された一方の周波数のレーザ光は第二受光器１４３で受光され、他方の周波数のレーザ光は下側のコーナーキューブ３２Ｌ（図４、図１、図２を参照）に向けて水平レーザＥＳＬとして出射される。水平レーザＥＳＬは下側のコーナーキューブ３２Ｌ（図４、図１、図２を参照）で反射し、第二干渉計１４２に戻り第二受光器１４３で受光される
【００４９】
第一ビームスプリッター１３０で分割された測定対象物１０Ｒ側（図１、図２参照）の測定レーザ光ＥＢＲは、同様に第三ビームスプリッター１３４で傾斜レーザＥＫＲと水平レーザＥＳＲとなる二本の測定レーザ光に分割される。
【００５０】
第三ビームスプリッター１３４で分割された一方の測定レーザ光（傾斜レーザＥＫＲとなるレーザ光）は、第三干渉計１４４に入射し各周波数成分に分離される。第三干渉計１４４で分離された一方の周波数のレーザ光は第三受光器１４５で受光され、分離された他方の周波数のレーザ光は第三反射鏡１５４（図３参照）で反射され上側のコーナーキューブ３０Ｒ（図４、図１、図２を参照）に向けて傾斜レーザＥＫＲとして出射される。傾斜レーザＥＫＲは上側のコーナーキューブ３０Ｒ（図４、図１、図２を参照）で反射され更に第三反射鏡１５４で反射されて第三干渉計１４４（図３参照）に戻り第三受光器１４５で受光される。
【００５１】
第三ビームスプリッター１３４で分割された他方の測定レーザ光（水平レーザＥＳＲとなるレーザ光）は、第四反射鏡１５６（図３参照）で反射され第四干渉計１４６に入射し各周波数成分に分離される。第四干渉計１４６で分離された一方の周波数のレーザ光は第四受光器１４７で受光され、他方の周波数のレーザ光は下側のコーナーキューブ３２Ｒ（図４、図１、図２を参照）に向けて水平レーザＥＳＲとして出射される。水平レーザＥＳＲは下側のコーナーキューブ３２Ｒ（図４、図１、図２を参照）で反射し、第四干渉計１４６に戻り第四受光器１４７で受光される
【００５２】
なお、第一受光器１４１、第二受光器１４３、第三受光器１４５、及び第四受光器１４７は、受光信号を測定制御装置６０（図４及び図５参照）に送る。
【００５３】
ここで、前述したように、基準ビームスプリッター１２０で分割された基準レーザ光ＥＡは基準受光器１２１で受光され、基準受光器１２１から基準信号が測定制御装置６０（図４及び図５参照）に送られる。
【００５４】
一方、測定レーザ光ＥＢは、最終的に二本の傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び二本の水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲとなるレーザ光に分割されると共に、各干渉計で各周波数に分離される。各干渉計で分離された一方の周波数のレーザ光と他方の周波数のコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒで反射した傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲとを各受光器が受光する。このとき、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒが振動すると、他方の周波数の傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲには振動数変調（位相変調）が生じる。なお、一方の周波数のレーザ光には振動数変調（位相変調）は生じない。そして、各受光器からは、振動数変調（位相変調）を含む測定信号が測定制御装置６０（図４及び図５参照）に送られる。
【００５５】
測定制御装置６０では、振動数変調（位相変調）を含まない基準信号と振動数変調（位相変調）を含む各測定信号とから位相差を検出し位相変化量が取り出される。この位相変化量から各コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒの照射方向の変位を検出する。このようにして、レーザ測定装置１００は、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒのレーザ光の照射方向の変位（ΔＥＫＬ、ΔＥＫＲ、ΔＥＳＬ、ΔＥＳＲ（図２参照））を検出する。
【００５６】
＜作用及び効果＞
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００５７】
床部Ｔが微小振動（例えば、振幅がナノレベルの微小振動）しても、測定対象物１０Ｌの除振部１４Ｌの鉛直方向（Ｚ方向）の変位と測定対象物１０Ｒの除振部１４Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位との差、すなわち相対変位量が、許容範囲内に収まるように、除振制御装置５０は、レーザ測定装置１００の測定結果の検出結果に基づいて、除振装置２０Ｌ、２０Ｒを制御する。
【００５８】
（除振部の鉛直方向の変位）
つぎに、レーザ測定装置１００の測定結果から、除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向の変位及び相対変位量を求める方法について説明する。
【００５９】
レーザ測定装置１００の測定制御装置６０は、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒの除振部１４Ｌ、１４Ｒに設けられた上側のコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒの傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲの照射方向（水平方向（Ｘ方向）に対して角度θ）の変位ΔＥＫＬ、ΔＥＫＲ（図２参照）の測定結果から、下側のコーナーキューブ３２Ｌ、３２Ｒの水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲの照射方向（水平方向（Ｘ方向））の変位ΔＥＳＬ、ΔＥＳＲの測定結果を用いて、上側のコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒの水平方向（Ｘ方向）の変位ΔＸＬ、ΔＸＲを除去し、上側のコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位ΔＺＬ、ΔＺＲ、すなわち除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位を検出している。
【００６０】
つぎに、上述した上側のコーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位ΔＺＬ、ΔＺＲを測定制御装置６０が検出する方法について説明する。
【００６１】
図６（Ａ）に示すように、床部Ｔの微小振動によって、一方の測定対象物１０Ｌの除振部１４Ｌ（図１、図２を参照）のコーナーキューブ３０Ｌが原点ＯからＰに移動したとする。このときの、コーナーキューブ３０ＬのＸ方向成分の変位はΔＸＬであり、Ｚ方向成分の変位はΔＺＬである。また、コーナーキューブ３０Ｌの傾斜レーザＥＫＬの照射方向（角度θ）の変位は、ΔＥＫＬ（図２も参照）である。
【００６２】
よって、図６（Ｂ）に示すように、
ΔＸＬ×Ｃｏｓθ＝ΔＥ１
ΔＥＫＬ−ΔＥ１＝ΔＥ２
ΔＺＬ＝ΔＥ２／Ｓｉｎθ
であるので、
ΔＺＬ＝（ΔＥＫ−（ΔＸＬ×Ｃｏｓθ））／Ｓｉｎθ
となる。
【００６３】
ここで、図１及び図２に示すように、下側のコーナーキューブ３２Ｌは、上側のコーナーキューブ３０ＬのＺ方向の略直下に位置するように設けられており、水平レーザＥＳＬは、平面視（Ｚ方向に見た場合）において、傾斜レーザＥＫＬを投影した投影線と略一致する。
【００６４】
よって、水平レーザＥＳＬによる下側のコーナーキューブ３２Ｌの照射方向（Ｘ方向）の変位ΔＥＳＬ（図２参照）は、平面視（Ｚ方向に見た場合）において、傾斜レーザＥＫＬを投影した投影線に沿った測定対象物１０ＬのＸ方向の変位を測定することになる。そして、測定対象物１０Ｌは剛体挙動を示すとした場合、上側のコーナーキューブ３０Ｌと下側のコーナーキューブ３２ＬとのＸ方向の変位は略一致する。
【００６５】
よって、下側のコーナーキューブ３２Ｌの水平レーザＥＳＬの照射方向、すなわちＸ方向の変位の測定結果をΔＥＳＬ（図２参照）とすると、
ΔＸＬ＝ΔＥＳＬ（正確には、ΔＸＬ≒ΔＥＳＬ）
であるので、
ΔＺＬ＝（ΔＥＫＬ−（ΔＥＳＬ×Ｃｏｓθ））／Ｓｉｎθ
となる。
【００６６】
そして、傾斜レーザＥＫＬの照射方向（水平方向（Ｘ方向）に対して角度θ）の変位ΔＥＫＬの測定結果と下側のコーナーキューブ３２Ｌの水平レーザＥＳＬの照射方向（水平方向（Ｘ方向））の変位ΔＥＳＬの測定結果とを用いて上式で計算することで、上側のコーナーキューブ３０Ｌの鉛直方向（Ｚ方向）の変位ΔＺＬが求められる。
【００６７】
なお、他方の測定対象物１０Ｒの除振部１４Ｒ（図１、図２を参照）に設けられた上側のコーナーキューブ３０Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位ΔＺＲも同様にして求められる。
【００６８】
そして、ΔＺＬとΔＺＲとの差、
すなわち、
ΔＺＬ−ΔＺＲ＝ΔＺ
が、測定対象物１０Ｌの除振部１４Ｌと測定対象物１０Ｒの除振部１４Ｒとの鉛直方向（Ｚ方向）の相対変位量と略一致するので、除振制御装置５０は、ΔＺが許容範囲内となるように、除振装置２０Ｌ、２０Ｒを制御する。なお、ΔＺがプラス（正）の場合は、コーナーキューブ３０Ｌ（除振部１４Ｌ）がコーナーキューブ３０Ｌ（除振部１４Ｒ）よりも高いことを示す。また、ΔＺがマイナス（負）の場合は、コーナーキューブ３０Ｌ（除振部１４Ｌ）がコーナーキューブ３０Ｒ（除振部１４Ｒ）よりも低いことを示す。
【００６９】
（まとめ）
このように、高い測定精度を有する傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲの照射方向の変位の測定結果から、傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲの照射方向以外の方向、すなわち除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位を精密に測定することができる。
【００７０】
また、レーザ光射出装置１０２から射出されたレーザ光Ｅを複数回に亘って分割し、二本の傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲと二本の水平レーザＥＳＲ、ＥＳＲとを形成するので、複数のレーザ光射出装置１０２を設ける場合と比較し、低コストである。また、複数のレーザ光射出装置１０２の座標変換の誤差が生じないので、傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲの照射方向以外の方向、すなわち除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位を精密に測定することができる。
【００７１】
また、このように除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向（Ｚ方向）の変位を精密に測定することができるので、除振部１４Ｌ、１４Ｒの鉛直方向の相対変位量（ΔＺ）が許容範囲となるように、正確に制御することできる。
【００７２】
＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００７３】
水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲは、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒにおける傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲの投影線上に完全に一致しなくてもよく、投影線上の近傍に設けられていてもよい。また、水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲは、完全に水平でなくてもよく、水平線とずれていてもよい（水平に対して若干角度を持っていてもよい）。なお、水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲが、投影線上及び水平線とずれている場合、その分、測定精度が低下する。よって、水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲの投影線上及び水平線とのずれの許容範囲は、必要とする測定精度に応じて適宜設定すればよい。
【００７４】
また、例えば、上記実施形態では、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒは、基準部Ｇ（レーザ測定機構部１１０）よりも上方に設置され、傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲは、角度θで見上げるように斜め上方に出射する構成であったが、これに限定されない。コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒは、基準部Ｇ（レーザ測定機構部１１０）よりも下方に設置され、傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲは、角度θで見下げるように斜め下方に出射する構成であってもよい。
【００７５】
また、例えば、上記実施形態では、コーナーキューブ３０Ｌ、３０Ｒ、３２Ｌ、３２Ｒで、傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲ及び水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲを反射したが、これに限定されない。コーナーキューブ以外の光学部品で反射する構成であってもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、一つのレーザ光射出装置１０２のレーザ光Ｅを、二本の傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲと二本の水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲとの合計四本のレーザ光に分割して用いたが、これに限定されない。
【００７７】
例えば、測定対象物１０Ｌ側と測定対象物１０Ｒ側とで、それぞれレーザ光射出装置１０２を有する構成であってもよい。つまり、測定対象物１０Ｌ側のレーザ光射出装置１０２を傾斜レーザＥＫＬと水平レーザＥＳＬとの二本のレーザ光に分割して用い、測定対象物１０Ｒ側のレーザ光射出装置１０２を傾斜レーザＥＫＲと水平レーザＥＳＲとの二本のレーザ光に分割して用いる構成であってもよい。
【００７８】
或いは、傾斜レーザＥＫＬと水平レーザＥＳＬとでそれぞれレーザ光射出装置１０２を有する構成であってもよい。つまり、一方のレーザ光射出装置１０２を傾斜レーザＥＫＬと傾斜レーザＥＫＲとの二本のレーザ光に分割して用い、他方のレーザ光射出装置１０２を水平レーザＥＳＬと水平レーザＥＳＲとの二本のレーザ光に分割して用いる構成であってもよい。
【００７９】
或いは、分割することなく、四つのレーザ光射出装置１０２を有する構成であってもよい。
【００８０】
また、例えば、上記実施形態では、平面視において傾斜レーザＥＫＬ、ＥＫＲを投影した投影線に沿った測定対象物１０Ｌ、１０Ｒ（除振部１４Ｌ、１４Ｒ）の水平方向（Ｘ方向）の変位は、水平レーザＥＳＬ、ＥＳＲを用いて測定したが、これに限定されるものではない。他の方法で、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒ（の除振部１４Ｌ、１４Ｒ）の水平方向（Ｘ方向）の変位を測定してもよい。
【００８１】
例えば、除振部１４Ｌ、１４Ｒと基準部ＧとにＸ方向の加速度を測定することができる加速度計を設け、これらの除振部１４Ｌ、１４Ｒと基準部ＧとのＸ方向の加速度の差を二階積分することで、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒ（除振部１４Ｌ、１４Ｒ）の水平方向（Ｘ方向）の変位を求めてもよい。
【００８２】
或いは、除振部１４Ｌ、１４Ｒと基準部ＧとにＸ方向の速度を測定することができる速度計を設け、これらの除振部１４Ｌ、１４Ｒと基準部ＧとのＸ方向の速度の差を一階積分することで、測定対象物１０Ｌ、１０Ｒ（除振部１４Ｌ、１４Ｒ）の水平方向（Ｘ方向）の変位を求めてもよい。
【００８３】
また、上記形態では、二つの測定対象物１０Ｌの除振部１４Ｌと測定対象物１０Ｒの除振部１４Ｒとの鉛直方向（Ｚ方向）の変位を求めたが、これに限定されない。三つ以上の測定対象物の除振部の鉛直方向（Ｚ方向）の変位を求めてもよい。或いは、一つの測定対象物の除振部の鉛直方向（Ｚ方向）の変位を求めてもよい。
【００８４】
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない
【００８５】
ここで、上記実施形態では、レーザ光射出装置から射出されたレーザ光を水平方向（Ｘ方向）に対して角度θで傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた測定部に照射し、平面視（Ｙ方向に見た場合）において傾斜レーザを投影した投影線に沿った測定対象物の水平方向（Ｘ方向）の変位を測定した。そして、傾斜レーザの照射方向の変位の測定結果から水平方向の変位を、水平方向（Ｘ方向）の変位の測定結果を用いて除去し、鉛直方向（Ｚ方向）の変位を検出した。
【００８６】
別の観点から説明すると、各図における水平方向（水平面）における直交する二方向をＸ方向（Ｘ軸）及びＹ方向（Ｙ軸）とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向（Ｚ軸）とした座標であった。
【００８７】
しかし、これらを９０°回転した座標、すなわち、水平方向（水平面）における直交する二方向をＸ方向（Ｘ軸）及びＺ方向（Ｚ軸）とし、Ｘ方向及びＺ方向に直交する鉛直方向をＹ方向（Ｙ軸）とした座標であってもよい。具体的には、図２において、紙面を水平面、紙面と直交する方向を鉛直方向（Ｙ方向）した構成である。
【００８８】
つまり、レーザ光射出装置から射出されたレーザ光をＸ方向に対して角度θで傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた測定部に照射し、Ｚ方向に見た場合において傾斜レーザを投影した投影線に沿った測定対象物のＸ方向の変位を測定し、傾斜レーザの照射方向の変位の測定結果から、Ｘ方向の変位の測定結果を用いて、Ｘ方向の変位を除去し、Ｚ方向（この場合は水平方向）の変位を検出してもよい。
【００８９】
更に、互いに直交するＸ軸（Ｘ方向）、Ｙ軸（方向）、及びＺ軸（方向）において、例えば、Ｚ軸が鉛直でなく、鉛直に対して角度を持った座標軸であってもよい。
すなわち、
互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸であって、
レーザ光を射出するレーザ光射出装置と、
前記レーザ光射出装置から射出された前記レーザ光をＹ軸に直交し且つＸ軸に対して傾斜した傾斜レーザとして測定対象物に設けた測定部に照射すると共に前記測定部で反射された前記傾斜レーザを受光し、前記測定部の前記傾斜レーザの照射方向の変位を測定するレーザ測定手段と、
前記測定対象物のＸ軸方向の変位を測定するＸ軸方向測定手段と、
前記レーザ測定手段の測定結果から前記測定部のＸ軸方向の変位を、前記Ｘ軸方向測定手段の測定結果を用いて除去し、前記測定部のＺ軸方向の変位を検出する検出手段と、
を備えるレーザ測定装置、
であってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０Ｌ    測定対象物
１０Ｒ    測定対象物
１４Ｌ    除振部
１４Ｒ    除振部
２０Ｌ    除振装置（変位制御手段の一例）
２０Ｒ    除振装置（変位制御手段の一例）
３０Ｌ    コーナーキューブ（第一測定部の一例）
３０Ｒ    コーナーキューブ（第一測定部の一例）
３２Ｌ    コーナーキューブ（第二測定部の一例）
３２Ｒ    コーナーキューブ（第二測定部の一例）
６０      測定制御装置（検出手段の一例）
１００      レーザ測定装置
１０２      レーザ光射出装置
１１０      レーザ測定機構部（レーザ測定手段の一例、水平方向測定手段の一例）
２００      変位制御装置（変位制御手段の一例）
３００      除振システム
ＥＫＬ      傾斜レーザ
ＥＫＲ      傾斜レーザ
ＥＳＬ      水平レーザ
ＥＳＲ      水平レーザ
【図１】
0006452391.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006452391.tif 000006
【図６】
0006452391.tif 000007
【図７】
0006452391.tif 000008