(57)【要約】【課題】測定に必要なアライメントが容易で、２つのセンサを使用する必要がなく、非接触で高精度の測定を可能とする。【解決手段】入射したレーザ光線を二つに分割し、一方の光Ｌ１を反射鏡に到達する光路長の変化しない参照光とし、他方の光Ｌ２を測定対象となる二面ＭＳ１、ＭＳ２間で往復させることにより二面間の距離Ｇの変化に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記二つの光の干渉信号ＩＳを取得して、前記測定対象面の二面間の距離の変化を測定する。【選択図】      図２
2004347425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定する際に、
入射したレーザ光線を二つに分割し、
一方の光を反射鏡に到達する光路長の変化しない参照光とし、
他方の光を測定対象となる二面間で往復させることにより二面間の距離の変化に応じた光路長の変化を得る測定光とし、
前記二つの光の干渉光を取得して、前記測定対象面の二面間の距離の変化を測定することを特徴とする二面間距離変化測定方法。
【請求項２】
前記測定対象を一つの物体の両端面とし、前記測定光を前記両端面に照射することで両端面間の厚みに応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、前記測定対象物体の厚みむらを測定することを特徴とする請求項１に記載の二面間距離変化測定方法。
【請求項３】
前記測定対象を円筒形状の内面とし、前記測定光を収束光学系によって前記円筒内面上の１点に照射することで円筒内面の直径に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、前記測定対象円筒の内径の変化を測定することを特徴とする請求項１に記載の二面間距離変化測定方法。
【請求項４】
前記測定対象を円柱形状の外面とし、前記測定光を収束光学系によって前記円柱外面上の１点に照射することで円柱外面の直径に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、前記測定対象円柱の外径の変化を測定することを特徴とする請求項１に記載の二面間距離変化測定方法。
【請求項５】
概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定するための二面間距離変化測定装置において、
入射したレーザ光線を二つに分割する手段と、
一方の光を反射鏡に到達する光路長の変化しない参照光とする手段と、
他方の光を測定対象となる二面間で往復させることにより二面間の距離の変化に応じた光路長の変化を得る測定光とする手段と、
前記二つの光の干渉光を取得して、前記測定対象面の二面間の距離の変化を測定する手段と、
を備えたことを特徴とする二面間距離変化測定装置。
【請求項６】
前記測定対象を一つの物体の両端面とし、前記測定光を前記両端面に照射する手段を備え、前記測定対象物体の厚みむらを測定することを特徴とする請求項５に記載の二面間距離変化測定装置。
【請求項７】
前記測定対象を円筒形状の内面とし、前記測定光を前記円筒内面上の１点に照射するための収束光学系を備え、前記測定対象円筒の内径の変化を測定することを特徴とする請求項５に記載の二面間距離変化測定装置。
【請求項８】
前記測定対象を円柱形状の外面とし、前記測定光を前記円柱外面上の１点に照射するための収束光学系を備え、前記測定対象円柱の外径の変化を測定することを特徴とする請求項５に記載の二面間距離変化測定装置。
【請求項９】
前記干渉光を、レーザ光線の入射側から取り出すようにされていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の二面間距離変化測定装置。
【請求項１０】
前記干渉光を、レーザ光線の入射側と反対側から取り出すようにされていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の二面間距離変化測定装置。
【請求項１１】
前記光路長の変化を拡大する手段を更に備えたことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の二面間距離変化測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定するための二面間距離変化測定方法及び装置に係り、特に、二面間距離変化測定センサ、三面合せ法の二面間距離変化測定センサ、円筒又は円柱形状の物体の内径又は外形変化測定センサ、その他、二面間の距離変化の情報を必要とする測定のセンサとして用いるのに好適な、測定に必要なアライメントが容易で、２つのセンサを使用する必要がなく、非接触で高精度の測定が可能な二面間距離変化測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
概ね平行に設置された二面間の距離の変化を高精度に測定する要求は広く存在する。例えば形状が値付けされた基準が存在し、その基準と被測定物を比較測定する場合がこれに当る。
【０００３】
図１に、２つの変位センサを用いた二面間距離変化測定の概要を示す。基準物１０と被測定物１２を概ね平行に対向して設置し、その間に、同一の走査機構（図示省略）に、変位センサ２１と２２を、互いの測定方向が反対向きになるように取り付ける。
【０００４】
図に測定位置として示した線Ａ上を矢印Ｂ方向に走査すると、変位センサ２１の出力と変位センサ２２の出力の和によって、二面間距離Ｇの変化が測定できる。基準物１０の形状が予め分かっているものとすれば、その形状と二面間距離変化の加算によって、被測定物１２の形状を得ることができる。
【０００５】
このような二面間距離変化測定の変位センサ２１、２２として、例えば、センサと測定対象の間の距離に応じて変化する静電容量を読み取り、非接触で高精度に距離変化を測定できる静電容量センサや、差動トランス式電気マイクロメータ等が利用される。
【０００６】
又、出願人は特許文献１で、真直基準を用いずに、被測定物の真直度を高精度に測定可能とする技術を提案している。
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−６０８１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の静電容量センサは、一般に、測定レンジが高々数百μｍ程度と狭いため、被測定物の全長に亘って、被測定物とセンサの距離が測定レンジ以内に入るように、被測定物の傾きと位置をアライメントする必要があり、調整が煩わしい。又、静電容量センサの感度は、被測定物の誘電率によって変化するため、測定対象毎に適切な測定感度を設定する必要があるといった問題も存在する。
【０００９】
一方、後者の差動トランス式電気マイクロメータを使用した場合は、分解能やセンサ出力の直線性が要求仕様を満足しないと、高精度に測定を行なうことが難しい。ところが、このような設定をすると、測定レンジが、それに対応して狭くなる。よって、アライメントに関する困難は、静電容量センサと同等か、それ以上となる。又、接触式のセンサであることから、測定値が被測定物の表面粗さと測定力に起因する弾性変形に影響されることや、測定によって被測定物に傷を付けてしまうことがあるという問題もある。
【００１０】
更に、センサの種類を問わず、２つの変位センサを用いる測定では、２つのセンサの特性が揃っていることも重要である。しかし、厳密に同一な変位特性を持ったセンサを２個用意することは、技術的及び経済的な困難を伴うことが多い。
【００１１】
このような問題点は、特許文献１においても同様である。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、測定に必要なアライメント調整が容易で、２つのセンサを使用する必要がなく、非接触で高精度の測定を可能とすることを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定するに際して、レーザ干渉計を適用することにより、入射したレーザ光線を二つに分割し、一方の光を反射鏡に到達する光路長の変化しない参照光とし、他方の光を測定対象となる二面間で往復させることにより二面間の距離の変化に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記二つの光の干渉光を取得して、前記測定対象面の二面間の距離の変化を測定するようにして、前記課題を解決したものである。
【００１４】
又、前記測定対象を一つの物体の両端面とし、前記測定光を前記両端面に照射することで両端面間の厚みに応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、前記測定対象の表側と裏側から測定対象物体の厚みむらを測定できるようにしたものである。
【００１５】
又、前記測定対象を円筒形状の内面とし、前記測定光を収束光学系によって前記円筒内面上の１点に照射することで円筒内面の直径に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、測定対象円筒の内径の変化を測定できるようにしたものである。
【００１６】
又、前記測定対象を円柱形状の外面とし、前記測定光を収束光学系によって前記円柱外面上の１点に照射することで円柱外面の直径に応じた光路長の変化を得る測定光とし、前記参照光との干渉光を取得することにより、測定対象円柱の外径の変化を測定できるようにしたものである。
【００１７】
本発明は、又、概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定するための二面間距離変化測定装置において、入射したレーザ光線を二つに分割する手段と、一方の光を反射鏡に到達する光路長の変化しない参照光とする手段と、他方の光を測定対象となる二面間で往復させることにより二面間の距離の変化に応じた光路長の変化を得る測定光とする手段と、前記二つの光の干渉光を取得して、前記測定対象面の二面間の距離の変化を測定する手段とを備えることにより、前記課題を解決したものである。
【００１８】
又、前記測定対象を一つの物体の両端面とし、前記測定光を前記両端面に照射する手段を備えることにより、前記測定対象物体の厚みむらを測定可能としたものである。
【００１９】
又、前記測定対象を円筒形状の内面とし、前記測定光を前記円筒内面上の１点に照射するための収束光学系を備えることにより、前記測定対象円筒の内径の変化を測定可能としたものである。
【００２０】
又、前記測定対象を円柱形状の外面とし、前記測定光を前記円柱外面上の１点に照射するための収束光学系を備えることにより、前記測定対象円柱の外径の変化を測定可能としたものである。
【００２１】
又、前記干渉光を、レーザ光線の入射側から取り出すようにして、装置を小型化したものである。
【００２２】
又、前記干渉光を、レーザ光線の入射側と反対側から取り出すようにして、装置の構成を単純化したものである。
【００２３】
更に、前記光路長の変化を拡大する手段を備えることにより、一層高い感度で測定できるようにしたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】
図２に、本発明による二面間距離変化測定用レーザ干渉計の第１実施形態の構成を示す。
【００２６】
本実施形態において、紙面に対して水平な振動成分をＰ偏光、紙面に対して垂直な振動成分をＳ偏光として、例えばＰ偏光のレーザ光Ｌ１と、Ｓ偏光のレーザ光Ｌ２を、図の下方から、本発明に係るレーザ干渉計３０に入射する。レーザ光Ｌ１はＰ偏光なので、破線に示す如く、例えばプリズムで構成されるミラーＰＭ１で反射された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過し、反射鏡ＲＭ１で反射されて、再び偏光ビームスプリッタＰＢＳ１に戻る。偏光ビームスプリッタＰＢＳ１と反射鏡ＲＭ１との間には、Ｐ偏光が円偏光になる角度で１／４波長板ＱＷＰ１を設置する。レーザ光Ｌ１は、１／４波長板ＱＷＰ１を行きと帰りで２度通過するため、再度偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過するときには、Ｐ偏光はＳ偏光となり、レーザ光Ｌ１は干渉信号ＩＳの方向へ反射される。
【００２７】
一方、レーザ光Ｌ２はＳ偏光なので、実線に示す如く、ミラーＰＭ１で反射された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１によって偏光ビームスプリッタＰＢＳ２の方向へと偏光面を保ったまま進行方向を変え、又、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２によって、図の右側の測定面ＭＳ１の方向へ再び進行方向を変える。レーザ光Ｌ２は、測定面ＭＳ１において反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳ２に戻る間に１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するため、偏光面がＰ偏光に変わり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過して、図の左側の測定面ＭＳ２方向へ進む。以降、１／４波長板ＱＷＰ３、４を往復で通過する度に偏光面を垂直と水平で変化するものとする。測定面ＭＳ２で反射したレーザ光は、Ｓ偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で進行方向を曲げ、反射鏡ＲＭ２で反射される。最後に偏光面は水平になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２、ＰＢＳ１を順に通過し、干渉信号ＩＳの方向に進んだところで、レーザ光Ｌ１と光路が重なる。
【００２８】
レーザ光Ｌ１は、入射位置から干渉信号ＩＳの位置に到達するまでの光路は一定であるが、レーザ光Ｌ２は、測定面ＭＳ１とＭＳ２の二面間の距離Ｇの変化によって光路長が変化する。よって、レーザ光Ｌ１とＬ２を偏光板（図示省略）を用いて干渉させれば、その距離変化に応じた干渉信号ＩＳを得て、その位相情報から距離変化を検出することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態を詳細に説明する。
【００３０】
本実施形態は、図２に示した第１実施形態に対して、図３に示す如く、レーザ光Ｌ１、Ｌ２の入射位置と、干渉信号ＩＳの出射位置を入れ替えたものである。以下、対応する部品には、対応する符号を付す。
【００３１】
図３において、レーザ光Ｌ１をＳ偏光、レーザ光Ｌ２をＰ偏光として、図の位置より入射すれば、第１実施形態に示したレーザ干渉計と同じ構成で、入射位置と出射位置を変更できる。
【００３２】
これによって、入射光と出射光の位置を自由に変更でき、レーザ光源と干渉信号の検出処理部とを、状況に応じて自由に変更することができる。
【００３３】
次に本発明の第３実施形態を詳細に説明する。
【００３４】
第１実施形態のレーザ干渉計は、図においてレーザ干渉計３０の下方からレーザ光を入射し、干渉信号ＩＳを再び下方に戻す方式となっている。これに対して図４に示す第３実施形態は、図においてレーザ干渉計３０の上方からレーザ光Ｌ１、Ｌ２を入射し、下方に干渉信号ＩＳを出力するようにされている。
【００３５】
本実施形態において、例えばレーザ光Ｌ１をＰ偏光、レーザ光Ｌ２をＳ偏光とすると、レーザ光Ｌ１はＰ偏光なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過して干渉信号ＩＳの位置に到達する。
【００３６】
一方、レーザ光Ｌ２はＳ偏光なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２において測定面ＭＳ２の方向へ反射され、１／４波長板ＱＷＰ３を２回通過して偏光ビームスプリッタＰＢＳ２へ戻る。途中１／４波長板ＱＷＰ３を往復で二度通過するので、偏光面は水平に変化し、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過して、測定面ＭＳ１で反射する。再度１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するので、最後にはＳ偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射されて、干渉信号ＩＳの位置に到達する。
【００３７】
従って、ここでレーザ光Ｌ１とＬ２を干渉させれば、第１実施形態の構成と同様に、測定面ＭＳ１とＭＳ２の二面間距離Ｇの変化に応じた干渉信号を得ることができる。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、レーザ干渉計自体の構成が、非常に単純である。従って、使用する光学部品の点数を減らすことができ、部品のばらつきによる測定精度の低下を防ぐことができる。
【００３９】
次に、本発明の第４実施形態を詳細に説明する。
【００４０】
本実施形態は、第１実施形態のレーザ干渉計３０に対して、図５に示す如く、光学部品の配置を変更したものである。
【００４１】
本実施形態において、例えばＳ偏光で入射したレーザ光Ｌ１は偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、反射鏡ＲＭ１の方向に進んだ後、反射鏡ＲＭ１で反射されて、再度偏光ビームスプリッタＰＢＳ１に戻る。この間、１／４波長板ＱＷＰ１を二度通過するため、偏光面を水平に変え、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ３の順に通過して、反射鏡ＲＭ３に到達した後、該反射鏡ＲＭ３で反射され、１／４波長板ＱＷＰ５を二度通過するため、偏光面を再度Ｓ偏光に変えて、偏光ビームスプリッタＰＢＳ３で反射され、干渉信号ＩＳの方向に向かう。
【００４２】
一方、例えばＰ偏光で入射したレーザ光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過し、例えばプリズムで構成されるミラーＰＭ２で反射された後、測定面ＭＳ１に到達する。そして、測定面ＭＳ１で反射され、再度ミラーＰＭ２で反射された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１に到達する。この間、１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するので、偏光面が垂直になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ３で続けて反射される。その後は、同様にミラーＰＭ２及び測定面ＭＳ２で反射され、１／４波長板ＱＷＰ３を通る光路を通り、最終的に偏光ビームスプリッタＰＢＳ３を通過して、干渉信号ＩＳの方向に達する。
【００４３】
従って、ここでレーザ光Ｌ１とＬ２を干渉させれば、第１実施形態の場合と同様に、測定面ＭＳ１とＭＳ２の二面間距離Ｇの変化に応じた干渉信号を得ることができる。
【００４４】
本実施形態によれば、第１実施形態と異なる光学配置の干渉計を実現できる。
【００４５】
次に、本発明の第５実施形態を詳細に説明する。
【００４６】
本実施形態は、第１実施形態に示したレーザ干渉計に対して、測定対象の二面間の距離Ｇの変化を、光学的に２倍の感度で測定できるようにしたものである。
【００４７】
本実施形態では、図６に示す如く、第１実施形態のレーザ干渉計３０における反射鏡ＲＭ１とＲＭ２を、それぞれコーナーキューブＣＣ１とＣＣ２で置き換えている。
【００４８】
これによってレーザ光Ｌ２は測定面ＭＳ１とＭＳ２の間を２往復する光路となり、二面間の距離Ｇの変化を２倍の感度で測定することが可能となる。
【００４９】
この構成では、レーザ光Ｌ２が最終的に偏光ビームスプリッタＰＢＳ２からＰＢＳ１の方向へ戻ってくるときに、偏光面がＳ偏光になっているため、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を透過させ、干渉信号ＩＳの方向へ光が進むように、１／２波長板ＨＷＰを通過させ、Ｐ偏光の光を得る。
【００５０】
なお、コーナーキューブＣＣ１、ＣＣ２は、直角プリズムであってもよい。
【００５１】
本実施形態によれば、二面間距離変化を第１実施形態の２倍の感度で測定できる。
【００５２】
次に、本発明の第６実施形態について詳細に説明する。
【００５３】
本実施形態は、図７に示す如く、被測定物体１４の厚みむらを測定可能としたものである。
【００５４】
本実施形態の基本的な構成は、第１実施形態と同じであり、第１実施形態において、被測定物体にレーザ光Ｌ２が当る位置に、光の進路を９０°曲げる２組のミラー（ＰＭ３、ＰＭ４）（ＰＭ５、ＰＭ６）を設置する。
【００５５】
これによって、レーザ光Ｌ２は、１つの被測定物体１４の両端面である測定面ＭＳ１、ＭＳ２で反射する光路となり、被測定物体１４の厚みＴのむらを測定することが可能となる。
【００５６】
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
【００５７】
本実施形態は、被測定円筒１５の内面の直径の変化を測定するように構成したものである。
【００５８】
本実施形態の基本的な構成は、第１実施形態と同じであるが、曲面に対して幅を持った平行光を照射すると光は散乱してしまう。そこで、図８に示す如く、レーザ光Ｌ２が被測定円筒１５の内面ＩＭＳ１、ＩＭＳ２に当る手前に、例えばレンズに代表される収束光学系ＬＥ１、ＬＥ２を設置し、レーザ光Ｌ２が円筒内面上の点に照射されるように集光する。
【００５９】
これにより、収束光学系ＬＥ１、ＬＥ２の焦点深度の範囲内において、円筒の内径ＩＤの変化を測定することができる。
【００６０】
次に、本発明の第８実施形態を詳細に説明する。
【００６１】
本実施形態は、円柱外面の直径の変化を測定するように構成したものである。
【００６２】
本実施形態の基本的な構成は、第６実施形態に示した干渉計と同じであるが、測定対象が円柱面であるので、第７実施形態に示した干渉計の場合と同様に、図９に示す如く、レーザ光Ｌ２が被測定円柱１６の外面ＯＭＳ１、ＯＭＳ２に当る直前に、例えばレンズに代表される収束光学系ＬＥ１、ＬＥ２を設置する。
【００６３】
これにより、収束光学系ＬＥ１、ＬＥ２の焦点深度の範囲内において、円柱１６の外径ＯＤの変化を測定することが可能となる。
【００６４】
前記実施形態においては、いずれもミラーＰＭ１〜ＰＭ３がプリズムで構成されていたが、１枚又は２枚の板状ミラーの組合せで、置き換えることも可能である。
【００６５】
本発明は、以上に具体的に示した各実施形態の他、出願人が特願２００１−３１９３２１で提案した、いわゆる三面合せ法による真直度測定用の二面間距離変化測定センサにも適用できる。
【００６６】
【発明の効果】
レーザ干渉計を用いた長さの測定では、光源の波長を直接長さの基準として使用する。よって、他の変位センサに比べて測長の信頼性が高く、又、信号処理の工夫によって、容易に高分解能にできる。従って、二面間距離変化の測定に、本発明のようにレーザ干渉計を適用することで、従来に無い高精度の測定が可能になる。
【００６７】
測定範囲は、使用するレーザの可干渉距離によって決まるが、一般に静電容量センサや電気マイクロメータより十分に長く（又は、大きく）できる。そのため、測定に必要なアライメントが格段に容易であることから、測定時間の短縮等、経済的な効果が見込める。
【００６８】
又、非接触測定なので被測定物を傷付けることがなく、静電容量センサのように、被測定物体の誘電率の影響を受けることもない。
【００６９】
更に、レーザ干渉計の光路が、測定対象となる二面間を往復するので、二面間の距離の変化を、単独のセンサとして測定することができる。そのため、２つのセンサを使用する場合に発生するセンサ同士の特性の違いの影響や、引いては、それぞれの不確かさの重畳等の影響を受けることはない。
【００７０】
更に、通常の走査測定では、並進誤差や回転誤差のような走査機構に起因する運動誤差によって、測定誤差が生じるが、本発明においては、被測定物の間を１つのレーザ光が往復する光路を辿るため、並進誤差によって増加する一方の光路と、減少する他方の光路が相殺され、並進誤差は完全に排除できる。回転誤差は、本発明によるセンサにおいてはコサイン誤差となるため、測定する二面間距離が狭ければ影響はない。従って、走査機構の運動誤差の影響を受けない測定が可能となる。又、干渉計自体が振動等によって位置が動いても、測定値には変化が現われない等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の２つの変位センサを用いた二面間距離変化測定の概要を示す斜視図
【図２】本発明の第１実施形態の構成を示す光路図
【図３】同じく第２実施形態の構成を示す光路図
【図４】同じく第３実施形態の構成を示す光路図
【図５】同じく第４実施形態の構成を示す光路図
【図６】同じく第５実施形態の構成を示す光路図
【図７】同じく第６実施形態の構成を示す光路図
【図８】同じく第７実施形態の構成を示す光路図
【図９】同じく第８実施形態の構成を示す光路図
【符号の説明】
１４、１５、１６…被測定物体
３０…レーザ干渉計
Ｇ…二面間距離
Ｔ…厚み
ＩＤ…内径
ＯＤ…外径
ＭＳ１、ＭＳ２、ＩＭＳ１、ＩＭＳ２、ＯＭＳ１、ＯＭＳ２…測定面
Ｌ１、Ｌ２…レーザ光
ＩＳ…干渉信号
ＰＢＳ１、ＰＢＳ２、ＰＢＳ３…偏光ビームスプリッタ
ＨＷＰ…１／２波長板
ＱＷＰ１〜ＱＷＰ４…１／４波長板
ＲＭ１、ＲＭ２…反射鏡
ＰＭ１〜ＰＭ６…ミラー
ＬＥ１、ＬＥ２…収束光学系
ＣＣ１、ＣＣ２…コーナーキューブ
【図１】
2004347425.tif 000003
【図２】
2004347425.tif 000004
【図３】
2004347425.tif 000005
【図４】
2004347425.tif 000006
【図５】
2004347425.tif 000007
【図６】
2004347425.tif 000008
【図７】
2004347425.tif 000009
【図８】
2004347425.tif 000010
【図９】
2004347425.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成15年5月26日(2003.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概ね平行に設置された二面間の距離の変化を測定するための二面間距離変化測定方法及び装置に係り、特に、二面間距離変化測定センサ、三面合せ法の二面間距離変化測定センサ、円筒又は円柱形状の物体の内径又は外形変化測定センサ、その他、二面間の距離変化の情報を必要とする測定のセンサとして用いるのに好適な、測定に必要なアライメントが容易で、２つのセンサを使用する必要がなく、非接触で高精度の測定が可能な二面間距離変化測定方法及び装置に関する。




【手続補正書】
【提出日】平成15年6月3日(2003.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
一方、レーザ光Ｌ２はＳ偏光なので、実線に示す如く、ミラーＰＭ１で反射された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１によって偏光ビームスプリッタＰＢＳ２の方向へと偏光面を保ったまま進行方向を変え、又、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２によって、図の右側の測定面ＭＳ１の方向へ再び進行方向を変える。レーザ光Ｌ２は、測定面ＭＳ１において反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳ２に戻る間に１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するため、偏光面がＰ偏光に変わり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過して、図の左側の測定面ＭＳ２方向へ進む。以降、１／４波長板ＱＷＰ３、４を往復で通過する度に偏光面をＳ偏光とＰ偏光で変化するものとする。測定面ＭＳ２で反射したレーザ光は、Ｓ偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で進行方向を曲げ、反射鏡ＲＭ２で反射される。最後に偏光面はＰ偏光になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２、ＰＢＳ１を順に通過し、干渉信号ＩＳの方向に進んだところで、レーザ光Ｌ１と光路が重なる。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
一方、レーザ光Ｌ２はＳ偏光なので、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２において測定面ＭＳ２の方向へ反射され、１／４波長板ＱＷＰ３を２回通過して偏光ビームスプリッタＰＢＳ２へ戻る。途中１／４波長板ＱＷＰ３を往復で二度通過するので、偏光面はＰ偏光に変化し、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過して、測定面ＭＳ１で反射する。再度１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するので、最後にはＳ偏光となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射されて、干渉信号ＩＳの位置に到達する。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
本実施形態において、例えばＳ偏光で入射したレーザ光Ｌ１は偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、反射鏡ＲＭ１の方向に進んだ後、反射鏡ＲＭ１で反射されて、再度偏光ビームスプリッタＰＢＳ１に戻る。この間、１／４波長板ＱＷＰ１を二度通過するため、偏光面をＰ偏光に変え、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ３の順に通過して、反射鏡ＲＭ３に到達した後、該反射鏡ＲＭ３で反射され、１／４波長板ＱＷＰ５を二度通過するため、偏光面を再度Ｓ偏光に変えて、偏光ビームスプリッタＰＢＳ３で反射され、干渉信号ＩＳの方向に向かう。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
一方、例えばＰ偏光で入射したレーザ光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過し、例えばプリズムで構成されるミラーＰＭ２で反射された後、測定面ＭＳ１に到達する。そして、測定面ＭＳ１で反射され、再度ミラーＰＭ２で反射された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１に到達する。この間、１／４波長板ＱＷＰ２を二度通過するので、偏光面がＳ偏光になり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ＰＢＳ３で続けて反射される。その後は、同様にミラーＰＭ２及び測定面ＭＳ２で反射され、１／４波長板ＱＷＰ３を通る光路を通り、最終的に偏光ビームスプリッタＰＢＳ３を通過して、干渉信号ＩＳの方向に達する。


【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004347425.tif 000012
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004347425.tif 000013
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004347425.tif 000014