(57)【要約】【課題】空気の屈折率の変化に起因する角度測定の誤差を低減することができる角度測定装置を提供する。【解決手段】光源１，３から出射され、被検ミラー１１で反射された波長λ１，λ２の光を光電位置検出素子７，８で受光する。光電位置検出素子７，８から出力された２つの波長λ１，λ２の光に対応する出力に基づいて被検ミラー１１の角度を演算制御部１０で演算する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射部材に複数の波長の光を照射する照射手段と、
前記反射部材で反射された複数の波長の光を受光する受光手段と、
前記受光手段の前記複数の波長の光に対応する出力に基づいて前記反射部材の角度を演算する演算制御手段と
を備えていることを特徴とする角度測定装置。
【請求項２】
前記反射部材の角度は下記の計算式を用いて演算されることを特徴とする請求項１記載の角度測定装置。
δ＝δ２−Ａ（δ２−δ１）
ただし、δ：反射部材の角度、δ１：波長λ１の光で測定した角度、δ２：波長λ２の光で測定した角度、Ａ：（ｎ２−１）／（ｎ２−ｎ１）、ｎ１：波長λ１における空気の屈折率、ｎ２：波長λ２における空気の屈折率。
【請求項３】
前記演算制御手段は前記照射手段に対して前記複数の波長の光のそれぞれの点灯・消灯を短時間ずつ繰り返し行なわせることを特徴とする請求項１又は２記載の角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は角度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の２軸光電式オートコリメータとして下記特許公報に記載されたものが知られている。対物レンズの後側焦点位置に配置された焦点板と、この焦点板に光を照射する照明系と、対物レンズの後側光路上の焦点板と共役な位置に配置されたＣＣＤラインセンサと、このＣＣＤラインセンサからの出力信号を処理するコントローラとを備え、対物レンズの前方に配置された反射鏡の傾きを測定することができる。
【特許文献１】特開平６−１４７８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、２軸光電式オートコリメータと反射鏡との間の空間に存在する空気の屈折率が温度、気圧、湿度等によって変化した場合、実際の角度と異なる角度が測定値として検出される。
【０００４】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は空気の屈折率の変化に起因する角度測定の誤差を低減することができる角度測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、反射部材に複数の波長の光を照射する照射手段と、前記反射部材で反射された複数の波長の光を受光する受光手段と、前記受光手段の前記複数の波長の光に対応する出力に基づいて前記反射部材の角度を演算する演算制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の角度測定装置において、前記反射部材の角度は下記の計算式を用いて演算されることを特徴とする。
【０００７】
δ＝δ２−Ａ（δ２−δ１）
ただし、δ：反射部材の角度、δ１：波長λ１の光で測定した角度、δ２：波長λ２の光で測定した角度、Ａ：（ｎ２−１）／（ｎ２−ｎ１）、ｎ１：波長λ１における空気の屈折率、ｎ２：波長λ２における空気の屈折率。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の角度測定装置において、前記演算制御手段は前記照射手段に対して前記複数の波長の光のそれぞれの点灯・消灯を短時間ずつ繰り返し行なわせることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、空気の屈折率の変化に起因する角度測定の誤差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの発明の一実施形態に係る角度測定装置の概略図である。
【００１２】
この角度測定装置は光源（照射手段）１，３とダイクロイックミラー２，６とハーフミラー４と対物レンズ５と光電位置検出素子（受光手段）７，８と演算制御部（演算制御手段）１０とを備えている。
【００１３】
光源１の波長はλ１であり、光源３の波長はλ２である。
【００１４】
ダイクロイックミラー２は波長λ１の光を透過させ、波長λ２の光を反射させる。
【００１５】
対物レンズ５の前方には光源１，３からの光を反射させる被検ミラー（反射部材）１１が対向配置されている。なお、光源としてレーザ光源を用いたときには対物レンズ５は省略される。
【００１６】
ハーフミラー４は光源１，３からの光を対物レンズ５に導く。また、ハーフミラー４は被検ミラー１１からの反射光を透過させ、ダイクロイックミラー６に反射光を導く。
【００１７】
ダイクロイックミラー６は波長λ１の光を透過させ、波長λ２の光を反射させる。
【００１８】
光電位置検出素子８はダイクロイックミラー６を透過した波長λ１の光を検出し、波長λ１の光に対応する信号８ａを出力する。
【００１９】
光電位置検出素子７はダイクロイックミラー６で反射された波長λ２の光を検出し、波長λ２の光に対応する信号７ａを出力する。
【００２０】
光電位置検出素子７，８としては、例えばＣＣＤを用いた１次元リニアセンサや２次元エリアセンサを使用することができる。
【００２１】
演算制御部１０は信号７ａ，８ａに基づいて被検ミラー１１の角度を演算し、空気の屈折率ｎ１，ｎ２に影響されない被検ミラー１１の角度δを求める。
【００２２】
被検ミラー１１の角度δを求める方法を説明する。
【００２３】
被検ミラー１１の角度をδ、波長λ１の光で測定した被検ミラー１１の角度δ１、波長λ２の光で測定した被検ミラー１１の角度δ２、波長λ１における空気の屈折率ｎ１、波長λ２における空気の屈折率ｎ２としたとき、角度δ１と屈折率ｎ１と角度δとの間、角度δ２と屈折率ｎ２と角度δとの間にはそれぞれ以下の関係がある。
【００２４】
δ１＝ｎ１×δ
δ２＝ｎ２×δ
波長λ１の光で測定した角度δ１と波長λ２の光で測定した角度δ２とを以下の計算式を用いて演算する。なお、Ａ＝（ｎ２−１）／（ｎ２−ｎ１）である。
【００２５】
δ２−Ａ（δ２−δ１）
＝ｎ２×δ−（ｎ２−１）／（ｎ２−ｎ１）×（ｎ２×δ−ｎ１×δ）
＝ｎ２×δ−（ｎ２−１）／（ｎ２−ｎ１）×（ｎ２−ｎ１）×δ
＝ｎ２×δ−（ｎ２−１）×δ
＝ｎ２×δ−ｎ２×δ＋δ
＝δ                                                                      （１）
すなわち、空気の屈折率ｎ１，ｎ２に影響されない被検ミラー１１の角度δを求めることができる。
【００２６】
次に、この実施形態の角度測定装置の動作について説明する。
【００２７】
光源１から出射された波長λ１の光はダイクロイックミラー２を透過し、ハーフミラー４で反射され、対物レンズ５に導かれる。対物レンズ５を透過した光は被検ミラー１１で反射された後、再び対物レンズ５を透過し、ハーフミラー４に入射する。ハーフミラー４を透過した光はダイクロイックミラー６を透過し、光電位置検出素子８に入射する。光電位置検出素子８は波長λ１の光に対応する信号８ａを出力する。
【００２８】
一方、光源３から出射された波長λ２の光はダイクロイックミラー２で反射され、ハーフミラー４で反射され、対物レンズ５に導かれる。対物レンズ５を透過した光は被検ミラー１１で反射された後、再び対物レンズ５を透過し、ハーフミラー４に入射する。ハーフミラー４を透過した光はダイクロイックミラー６で反射され、光電位置検出素子７に入射する。光電位置検出素子７は波長λ２の光に対応する信号７ａを出力する。
【００２９】
演算制御部１０では、波長λ１，λ２の光に対応する信号７ａ，８ａから、測定される被検ミラー１１のそれぞれの角度δ１，δ２を求めるとともに、角度δ１，δ２を用いて上述の演算（計算式（１））を行い、被検ミラー１１の角度δを求める。
【００３０】
この実施形態によれば、光電位置検出素子７，８から出力される波長λ１，λ２の光に対応する信号７ａ，８ａに基づいて被検ミラー１１の角度を演算するので、角度測定の際の空気の屈折率の局所的な変化（空気のゆらぎ）に影響されることなく、被検ミラー１１の角度をより正確に測定することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では２つの光電位置検出素子７，８を用いたが、これに代えて光源１，３に対して２つの波長の光のそれぞれの点灯・消灯を短時間ずつ繰り返し行なわせ（時分割）、１つの光電位置検出素子で２つの波長の光を交互に受光させるようにしてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では２つの光源１，３を用いたが、一方の光源の前方に波長変換素子を配置し、１つの光源から射出された光を異なる複数の波長の光に分け、他方の光源を省略するようにしてもよい。波長変換素子としてはＬＢＯ，ＢＢＯ，ＫＮｂＯ3 ，ＰＰＬＮ，ＰＰＫＴＰ等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る角度測定装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，３：光源（照射手段）、７，８：光電位置検出素子（受光手段）、１０：演算制御部（演算制御手段）。
【図１】
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