(57)【要約】【課題】高精度であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が容易な回転角度測定装置を提供する。【解決手段】回転する物体１２に固定されるポリゴンミラー１４と、回転する物体とは別体の躯体に固定される、投光部１８と受光部２０とを備える検出部１６であって、投光部よりポリゴンミラーにレーザ光を照射し、反射されたレーザ光を受光部で受光し、回転する物体の回転角度を測定する検出部１６と、を備える回転角度測定装置。検出部１６は、受光部で受光したレーザ光を一次光５０とマイナス一次光５２とに分割する光分割手段２４と、分割された一次光とマイナス一次光とを干渉させるビーム干渉合成ユニット３０とを備えており、ビーム干渉合成ユニットにより回転する物体の回転角度の誤差が求められる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する物体に固定される平面鏡と、
前記回転する物体とは別体の躯体に固定される、投光部と受光部とを備える検出部であって、前記投光部より前記平面鏡にレーザ光を照射し、前記平面鏡で反射されたレーザ光を前記受光部で受光し、前記回転する物体の回転角度を測定する検出部と、
を備える回転角度測定装置において、
前記検出部は、前記受光部で受光したレーザ光を一次光とマイナス一次光とに分割する光分割手段と、分割された前記一次光とマイナス一次光とを干渉させるビーム干渉合成ユニットとを備えており、
該ビーム干渉合成ユニットにより前記回転する物体の回転角度の誤差が求められることを特徴とする回転角度測定装置。
【請求項２】
前記平面鏡がポリゴンミラーの１面である請求項１に記載の回転角度測定装置。
【請求項３】
更に回折格子スケールと、複数の光検出素子とを備え、
分割された前記一次光とマイナス一次光とが前記回折格子スケールに照射されるとともに、該照射された前記一次光とマイナス一次光の前記回折格子スケールの位置におけるそれぞれの反射光が、前記ビーム干渉合成ユニットを経由して前記光検出素子で読み取られる請求項１又は２のいずれか１項に記載の回転角度測定装置。
【請求項４】
前記回転する物体の回転中心の心振れが非接触方式の位置センサで検出されるとともに、検出された該心振れの値により前記回転する物体の回転角度の誤差が補正される請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の回転角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転角度測定装置に係り、特に、工作機械や半導体製造装置等のように精密な回転角度を検出することが求められる技術分野に好適に使用できる回転角度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工作機械や半導体製造装置等の技術分野においては、回転テーブル等の回転角度を高い精度で検出することが求められていた。すなわち、工作機械等における被加工物を載置するテーブルの回転角度は加工精度に直接影響するため、テーブルの回転角度は高い精度が要求される。これに対応する構成としては、たとえば、ロータリーエンコーダ、櫛歯状のインデックステーブル（俗称：カービック）等が一般的であった。
【０００３】
これらのテーブルの回転精度を測定する技術として、本願出願人による回転角度測定方法が提案されている（特許文献１参照。）。この技術は、ビーム干渉合成ユニットと、このビーム干渉合成ユニットから出射された第１及び第２のレーザビームが入射され、入射した第１及び第２のレーザビームを逆方向に反射する第１及び第２の反射手段を備える角度検出用反射手段とで構成されるレーザ干渉計を使用した回転角度測定における初期入射角測定方法である。
【０００４】
この技術によれば、レーザ干渉計を利用して回転量を測定する場合の、レーザビームの反射ユニットの入射角を測定して、角度測定の精度が向上する効果が得られる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１１１３２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の特許文献１の提案では、ステージが１回転して戻ってきた際に、回転がどれだけずれているかを測定して、ステージの回転精度を求めるため、回転途中での任意の角度における角度測定ができないという不具合が存在し、この改善が要求されていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、高精度であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が容易な回転角度測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、回転する物体に固定される平面鏡と、前記回転する物体とは別体の躯体に固定される、投光部と受光部とを備える検出部であって、前記投光部より前記平面鏡にレーザ光を照射し、前記平面鏡で反射されたレーザ光を前記受光部で受光し、前記回転する物体の回転角度を測定する検出部と、を備える回転角度測定装置において、前記検出部は、前記受光部で受光したレーザ光を一次光とマイナス一次光とに分割する光分割手段と、分割された前記一次光とマイナス一次光とを干渉させるビーム干渉合成ユニットとを備えており、該ビーム干渉合成ユニットにより前記回転する物体の回転角度の誤差が求められることを特徴とする回転角度測定装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、投光部より平面鏡にレーザ光を照射し、この平面鏡で反射されたレーザ光を受光部で受光する。この受光部で受光したレーザ光が光分割手段により分割される。分割された２つのビームは、回折スケールにより回折し、一方のビームの一次光と他方のビームのマイナス一次光とがビーム干渉合成ユニットにより干渉され、その結果回転する物体の回転角度の誤差が求められる。したがって、この回転角度測定装置によれば、高精度の測定が可能であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が容易となる。
【００１０】
本発明において、前記平面鏡がポリゴンミラーの１面であることが好ましい。このように、複数の平面鏡が合わさって構成されるポリゴンミラーが使用されれば、所定回転角度毎に同様の測定が切れ目なく行え、回転角度測定装置として望ましいからである。たとえば、３６面のポリゴンミラーを使用した場合、ポリゴンミラーの各面では１０度の回転角度を分担することにより全周（３６０度）の回転角度が測定できる。
【００１１】
また、本発明において、更に回折格子スケールと、複数の光検出素子とを備え、分割された前記一次光とマイナス一次光とが前記回折格子スケールに照射されるとともに、該照射された前記一次光とマイナス一次光の前記回折格子スケールの位置におけるそれぞれの反射光が、前記ビーム干渉合成ユニットを経由して前記光検出素子で読み取られることが好ましい。
【００１２】
このように、回折格子スケールを備え、この回折格子スケールに照射された一次光とマイナス一次光との位置が読み取られれば、高精度の測定が可能であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が一層効果的に行えるからである。
【００１３】
また、本発明において、前記回転する物体の回転中心の心振れが非接触方式の位置センサで検出されるとともに、検出された該心振れの値により前記回転する物体の回転角度の誤差が補正されることが好ましい。回転テーブル等が偏心してセットされている場合には、本発明の回転角度測定装置であっても、この影響による誤差を生じる。この場合であっても、このように、物体の回転中心の心振れが非接触方式の位置センサで検出されるとともに、この結果がフィードバックされるのであれば上記のような不具合は解消できるからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係る回転角度測定装置の好ましい実施の形態について詳説する。図１は、本発明の回転角度測定装置が使用される回転テーブルの概要を示す正面図である。
【００１５】
回転する物体である、工作機械等の回転テーブル１２の回転中心に設けられる軸１３にはポリゴンミラー１４が同心に固定されている。回転テーブル１２とは別体の躯体（図示略）に固定される検出部１６がポリゴンミラー１４に近接して配置されている。そして、検出部１６の投光部１８よりポリゴンミラー１４にレーザ光を照射し、ポリゴンミラー１４で反射されたレーザ光を受光部２０で受光できるようになっている。
【００１６】
また、検出部１６にはセンサ保持腕５８を介して位置センサ５６が固定されている。この位置センサ５６は静電容量方式のセンサであり、先端部が回転テーブル１２の軸１３と所定の距離をおいて相対するように配されている。これにより、軸１３（すなわち、回転テーブル１２）の回転中心の心振れが高精度で検出できるようになっている。なお、位置センサ５６としては、静電容量方式以外のもの、たとえば、渦電流方式のもの等も使用できる。
【００１７】
図２は、本発明の回転角度測定装置１０の構成を示す概念図であり、平面図により示してある。回転テーブル１２に固定されているポリゴンミラー１４は、６面のポリゴンよりなるもので、各ポリゴンが回転角６０度をそれぞれ分担する構成が採用されている。なお、ポリゴンミラー１４の面数は、各種の値が採用できる。たとえば、３６面のポリゴンミラーの場合には、各ポリゴンが回転角１０度をそれぞれ分担する構成となる。
【００１８】
検出部１６の投光部１８には、レーザ光源１８Ａが配され、レーザ光源１８Ａの前方にはコリメートレンズ１８Ｂがレーザ光源１８Ａと光軸を一致させて配されている。投光部１８から照射されるレーザ光は、ポリゴンミラー１４の手前側の面（図で下側の面）を照射するように位置調整される。レーザ光源１８Ａとしては、たとえば半導体レーザが使用できる。
【００１９】
検出部１６の受光部２０には、ポリゴンミラー１４で反射されたレーザ光を受光し、平行なビームにするＦΘレンズ２２が設けられている。ＦΘレンズ２２の後方には、受光部２０で受光したレーザ光を２光路、すなわちビーム５０とビーム５２とに分割する光分割手段２４が設けられている。この光分割手段２４は、複数のプリズムを組み合わせることにより構成されている。
【００２０】
より詳細には、受光部２０に入射しＦΘレンズ２２を透過したレーザ光は、光分割手段２４において、ハーフミラー面２４Ａを透過してビーム５０となるものと、ハーフミラー面２４Ａで反射し、ミラー面２４Ｂで更に反射してビーム５２となるものとに分割される。このビーム５０とビーム５２とは相互に平行であり、光路長がＭだけ異なっている。
【００２１】
ビーム５０とビーム５２とが照射される位置には回折格子スケール３２（通称、アブソリュートスケール）が固定されている。ビーム５０とビーム５２とは、回折格子スケール３２に入射するとともに回折され、また、回折格子スケール３２の裏面の反射コーティングにより反射される。ビーム５０の回折反射光のうち、一次回折光がビーム干渉合成ユニット３０（以下、干渉ユニットと言う）に入るようにビーム干渉合成ユニット３０が配置される。また、ビーム５２の回折反射光のうち、マイナス一次回折光がビーム干渉合成ユニット３０に入るようにビーム干渉合成ユニット３０が配置される。
【００２２】
回折格子スケール３２は、図４に概念図で示されるような構成のものであり、表面が格子パターン面となっており、裏面がミラー面となっている。図示の回折格子スケール３２には、ポリゴンミラー１４の回転（反時計回り）に伴い、一次光５０とマイナス一次光５２とが左から右へ走査されるように照射される。また、回折格子スケール３２には、左右方向の中心Ｃから左方の位置に原点Ｚが印されており（Ｚ相）、走査される一次光５０が原点Ｚの位置を通過した際に、後述するカウンタがインクリメントできるようになっている。
【００２３】
光分割手段２４と回折格子スケール３２との間には、分割された一次光５０とマイナス一次光５２とを干渉させる既述のビーム干渉合成ユニット３０が配置されている。すなわち、ビーム干渉合成ユニット３０は、回折格子スケール３２に照射された一次光５０とマイナス一次光５２とを取り込み、これを干渉させ、干渉した光を光検出素子（フォトダイオードＰＤ）へ出力する。
【００２４】
以下、図３によりビーム干渉合成ユニット３０の構成を説明する。ビーム干渉合成ユニット３０は、第一の偏光ビームスプリッタ３４と、第二の偏光ビームスプリッタ３６と、無偏光ビームスプリッタ３８と、１／２波長板４０、４２と、１／４波長板４４とで構成される。
【００２５】
第一の偏光ビームスプリッタ３４、第二の偏光ビームスプリッタ３６及び無偏光ビームスプリッタ３８は、いずれも断面が矩形で、矩形の対角線の位置が接合面（無偏光ビームスプリッタ面）となっている２個の断面三角形のプリズムより構成される。図３において、第一の偏光ビームスプリッタ３４及び第二の偏光ビームスプリッタ３６は、接合面（偏光ビームスプリッタ面）が水平になるように配され、一方、無偏光ビームスプリッタ３８は、接合面（無偏光ビームスプリッタ面）が垂直になるように配されている。各ビームスプリッタの接合面は、入射した光線を透過光と反射光とに分割する役割を果たす。
【００２６】
図３における、無偏光ビームスプリッタ３８の下側の隣接する２面には、１／２波長板４０、４２がそれぞれ取り付けられている。そして、無偏光ビームスプリッタ３８の上側の隣接する２面には、第一の偏光ビームスプリッタ３４と第二の偏光ビームスプリッタ３６の１面がそれぞれ対向して配されている。但し、無偏光ビームスプリッタ３８と左側の第二の偏光ビームスプリッタ３６との間には１／４波長板４４が挿入されている。
【００２７】
ビーム干渉合成ユニット３０の出力が取り出される面は４面であり、これらの面に相対する位置には光検出素子である４個のフォトダイオードＰＤが配されている、これらによりビーム干渉合成ユニット３０の出力が検出される。
【００２８】
以下、回折格子スケール３２に照射され、出射した一次光５０とマイナス一次光５２とがビーム干渉合成ユニット３０に取り込まれ、ビーム干渉合成ユニット３０よりフォトダイオードＰＤへ出力するまでの光線の流れに従って、ビーム干渉合成ユニット３０の構成を補強説明する。
【００２９】
図３において、回折格子スケール３２に照射されて反射した一次光５０は、左斜下約４５度の位置より１／２波長板４０に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａを透過して無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、第一の偏光ビームスプリッタ３４に入射し、偏光ビームスプリッタ面３４Ａを透過して第一の偏光ビームスプリッタ３４から出射し、フォトダイオードＰＤ１に入射する。
【００３０】
同時に、回折格子スケール３２に照射されて反射したマイナス一次光５２は、右斜下約４５度の位置より１／２波長板４２に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａで反射されて無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、第一の偏光ビームスプリッタ３４に入射し、偏光ビームスプリッタ面３４Ａを透過して第一の偏光ビームスプリッタ３４から出射し、フォトダイオードＰＤ１に入射する。
【００３１】
フォトダイオードＰＤ１は、このように干渉させた一次光５０とマイナス一次光５２とを同時に取り込むものであり、光の強度変化（位相）のずれが０度の干渉光を受光する。受光された光によるフォトダイオードＰＤ１の出力信号は、図５（ａ）に示されるような波形となる。
【００３２】
同じく図３において、回折格子スケール３２に照射されて反射した一次光５０は、左斜下約４５度の位置より１／２波長板４０に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａを透過して無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、第一の偏光ビームスプリッタ３４に入射し、偏光ビームスプリッタ面３４Ａで反射されて第一の偏光ビームスプリッタ３４から出射し、フォトダイオードＰＤ２に入射する。
【００３３】
同時に、回折格子スケール３２に照射されて反射したマイナス一次光５２は、右斜下約４５度の位置より１／２波長板４２に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａで反射されて無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、第一の偏光ビームスプリッタ３４に入射し、偏光ビームスプリッタ面３４Ａで反射されて第一の偏光ビームスプリッタ３４から出射し、フォトダイオードＰＤ２に入射する。
【００３４】
フォトダイオードＰＤ２は、このように干渉させた一次光５０とマイナス一次光５２とを同時に取り込むものであり、光の強度変化（位相）のずれが１８０度の干渉光を受光する。受光された光によるフォトダイオードＰＤ２の出力信号は、図５（ｂ）に示されるような波形となる。
【００３５】
同じく図３において、回折格子スケール３２に照射されて反射した一次光５０は、左斜下約４５度の位置より１／２波長板４０に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａで反射されて無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、１／４波長板４４を経由して第二の偏光ビームスプリッタ３６に入射し、偏光ビームスプリッタ面３６Ａを透過して第二の偏光ビームスプリッタ３６から出射し、フォトダイオードＰＤ３に入射する。
【００３６】
同時に、回折格子スケール３２に照射されて反射したマイナス一次光５２は、右斜下約４５度の位置より１／２波長板４２に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａを透過して無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、１／４波長板４４を経由して第二の偏光ビームスプリッタ３６に入射し、偏光ビームスプリッタ面３６Ａを透過して第二の偏光ビームスプリッタ３６から出射し、フォトダイオードＰＤ３に入射する。
【００３７】
フォトダイオードＰＤ３は、このように干渉させた一次光５０とマイナス一次光５２とを同時に取り込むものであり、光の強度変化（位相）のずれが９０度の干渉光を受光する。受光された光によるフォトダイオードＰＤ３の出力信号は、図５（ｃ）に示されるような波形となる。
【００３８】
同じく図３において、回折格子スケール３２に照射されて反射した一次光５０は、左斜下約４５度の位置より１／２波長板４０に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａで反射されて無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、１／４波長板４４を経由して第二の偏光ビームスプリッタ３６に入射し、偏光ビームスプリッタ面３６Ａで反射されて第二の偏光ビームスプリッタ３６から出射し、フォトダイオードＰＤ４に入射する。
【００３９】
同時に、回折格子スケール３２に照射されて反射したマイナス一次光５２は、右斜下約４５度の位置より１／２波長板４２に略垂直に入射する。次いで、無偏光ビームスプリッタ３８に入射し、無偏光ビームスプリッタ面３８Ａを透過して無偏光ビームスプリッタ３８から出射し、次いで、１／４波長板４４を経由して第二の偏光ビームスプリッタ３６に入射し、偏光ビームスプリッタ面３６Ａで反射されて第二の偏光ビームスプリッタ３６から出射し、フォトダイオードＰＤ４に入射する。
【００４０】
フォトダイオードＰＤ４は、このように干渉させた一次光５０とマイナス一次光５２とを同時に取り込むものであり、光の強度変化（位相）のずれが２７０度の干渉光を受光する。受光された光によるフォトダイオードＰＤ４の出力信号は、図５（ｄ）に示されるような波形となる。
【００４１】
図５に示される、各フォトダイオードＰＤ１〜４が検出した４種の信号波形は、光量の変動等をキャンセルできるように合算されて、図６に示されるような２種の波形に整理される。図６（ａ）の信号波形は、図５（ａ）の信号波形より図５（ｂ）の信号波形を減算したものであり、光の強度変化（位相）のずれが０度の信号波形を示している。図６（ｂ）の信号波形は、図５（ｃ）の信号波形より図５（ｄ）の信号波形を減算したものであり、光の強度変化（位相）のずれが９０度の信号波形を示している。
【００４２】
光の強度変化（位相）のずれが０度の信号波形と９０度の信号波形を得る理由は、分周カウントのためと光の走査方向の判別のためである。図６で得られた信号波形より、光の走査された距離が得られ、これにより回転テーブル１２の回転角度の誤差が算出できる。
【００４３】
以下、信号処理の詳細について説明する。図７は、回折格子の変位と出力信号位相との関係を示すグラフであり、図８は、回折格子スケールによる測長機の構成を示すブロックダイアグラムである。フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４で検出された４相のモアレ信号は、それぞれプリアンプ７０により電圧増幅された後、減算回路であるオペアンプ７２に入力される。オペアンプ７２では、位相差πの信号の組み合わせで減算がなされ、ＤＣ成分が除去され、以下のＹ１  、Ｙ２  の信号が出力される。
【００４４】
【数１】
Ｙ１  ＝Ａ・ｓｉｎ（２πｘ／Ｐ）
【００４５】
【数２】
Ｙ２  ＝Ａ・ｃｏｓ（２πｘ／Ｐ）
この手法により、光量変動に伴う誤差等の除去が図られる。
【００４６】
方向弁別回路７４は、この２相の信号の相対関係から、回折格子の移動方向を判断して、Ｕｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０にＵｐ又はＤｏｗｎの切り換え信号を送る。具合的には、信号が方向弁別回路７４より、分割回路７６及びパルス化回路７８を経てＵｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０に送られるとともに、Ｕｐ／Ｄｏｗｎスイッチ８４にも送られる。また、Ｕｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０にはゼロ検出手段８２及びＵｐ／Ｄｏｗｎスイッチ８４を経て戻るループが設けられている。Ｕｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０のＵｐ／Ｄｏｗｎの方向は、＋と−の領域では逆になるため、カウンタのゼロ点通過が検出されて、切り換えられる。
【００４７】
Ｕｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０よりの出力は、データラッチ８８を経て出力バッハー９０及びディスプレイ９２に送られる。なお、Ｕｐ／Ｄｏｗｎカウンタ８０にはゼロセット手段８６が接続されており、ゼロセット可能となっている。
【００４８】
次に、回転角度測定装置１０の作用について、図２等に従って説明する。図２は、回転テーブル１２に同心に固定されているポリゴンミラー１４が、同図の破線で示される状態から実線で示される状態に反時計方向にθだけ回転した状態を示している。ポリゴンミラー１４の回転前の状態での反射光及び一次光５０、マイナス一次光５２は破線で示されている。一方、ポリゴンミラー１４のθ回転した後の状態での反射光及び一次光５０、マイナス一次光５２は実線で示されている。破線の反射光と実線の反射光との角度差は２θとなる。
【００４９】
ポリゴンミラー１４の反射面と受光部２０（ＦΘレンズ２２）との距離をＬとすれば、ポリゴンミラー１４がθだけ回転したことによる一次光５０（マイナス一次光５２）のシフト量ｄは、Ｌ×ｔａｎ２θとなる。したがって、回転テーブル１２（ポリゴンミラー１４）の回転θに伴う、回折格子スケール３２により検出した変位出力ＳはＳ＝２ｄとなる。
【００５０】
たとえば、距離Ｌが５００ｍｍである場合、回転の角度偏差が１秒とすると、Ｓ＝０．９７μｍとなる。回折格子スケール３２の分解能が０．０１μｍであるとすれば、これは９７カウント分に相当する。したがって、充分な測定精度が得られていると言える。
【００５１】
ちなみに、従来より使用されていたロータリーエンコーダ、櫛歯状のインデックステーブル（俗称：カービック）等の誤差レベルは１周（３６０度）で２〜３秒であり、本発明の回転角度測定装置１０の精度より大きく劣る。
【００５２】
回転テーブル１２をポリゴンミラー１４の１面あたりの角度（この例では６０度）毎に回転させ、角度偏差を回折格子スケール３２による測定範囲内で順次測定する。この際、走査される一次光５０が図４に示される回折格子スケール３２の原点Ｚの位置を通過した際に、インクリメンタルカウンタがリセットできるようになっている。
【００５３】
以上、本発明に係る回転角度測定装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００５４】
たとえば、実施形態の例（図３、図５）では、４相の信号波形を使用する構成が採用されているが、０度、９０度の２相の信号波形を使用する構成であっても略同様の効果が得られる。この場合、ビーム干渉合成ユニット３０の構成が簡易化できる。
【００５５】
また、実施形態の例では、回転する物体として水平方向に回転する回転テーブル１２に本発明が適用されているが、これに代えてテーブルの水平方向との傾き（Ｔｉｌｔ）を測定するための構成に適用することもできる。この場合であっても、同様に優れた効果が得られる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投光部より平面鏡にレーザ光を照射し、この平面鏡で反射されたレーザ光を受光部で受光する。この受光部で受光したレーザ光が光分割手段により分割される。分割された２つのビームは、回折スケールにより回折し、一方のビームの一次光と他方のビームのマイナス一次光とがビーム干渉合成ユニットにより干渉され、その結果回転する物体の回転角度の誤差が求められる。したがって、この回転角度測定装置によれば、高精度の測定が可能であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が容易となる。
【００５７】
また、回折格子スケールを備えた構成によれば、受光部で受光したレーザ光が光分割手段により分割され、分割された２つのビームは回折格子スケールにより回折し、一方のビームの一次光と他方のビームのマイナス一次光とがビーム干渉合成ユニットにより干渉され、その結果回転する物体の回転角度の誤差が求められる。したがって、この回転角度測定装置によれば、高精度の測定が可能であり、かつ、回転テーブル等の任意の角度における角度測定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転角度測定装置が使用される回転テーブルの概要を示す正面図
【図２】本発明の回転角度測定装置の構成を示す概念図
【図３】ビーム干渉合成ユニットの構成を説明する概念図
【図４】回折格子スケールの構成を示す概念図
【図５】各フォトダイオードが検出した信号波形を示すグラフ
【図６】位相が１８０度異なる信号を合成した波形を示すグラフ
【図７】回折格子の変位と出力信号位相の関係を示すグラフ
【図８】回折格子スケールによる測長機の構成を示すブロックダイアグラム
【符号の説明】
１０…回転角度測定装置、１２…回転テーブル（回転する物体）、１４…ポリゴンミラー、１６…検出部、１８…投光部、２０…受光部、２２…ＦΘレンズ、２４…光分割手段、３０…ビーム干渉合成ユニット、３２…回折格子スケール、３４…第一の偏光ビームスプリッタ、３６…第二の偏光ビームスプリッタ、３８…無偏光ビームスプリッタ、４０、４２…１／２波長板、４４…１／４波長板、５０…一次光、５２…マイナス一次光、ＰＤ…フォトダイオード（光検出素子）
【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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【図７】
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【図８】
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