(57)【要約】【課題】装置自体をコンパクトに形成すると共に高精度の計測を実現するレーザ干渉測長装置を提供する。【解決手段】レーザ干渉測長装置１０は、基盤部に表面に複数の目盛が設けられたスケール１１を載置する載置台２０を設け、基盤部に対して特定方向に移動可能に配設された検出装置に、スケール１１の目盛位置を検出する検出器１９が設ける。検出装置を移動させ、一側側干渉計３４、他側側干渉計３５、中央干渉計３６により、入射した測定光と一側側ベローズ３８、他側側ベローズ３９、中央ベローズ４０を通過した測定光との干渉によって検出器１９の移動距離を検出し、スケール１１に設けられた目盛同士の間隔を検出する。【選択図】図５
2009109330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤部と、
検出器が設けられると共に前記基盤部に対して特定方向に移動可能に配設された検出装置と、
前記基盤部上に設けられて、複数の目盛が設けられた被測定物が、前記目盛が前記検出器によって検出可能な位置に載置される載置部と、
レーザ光源から出力される測定光が通過する第１の真空光路が内部に形成されると共に前記測定光の通過方向に沿って伸縮可能に形成された第１の導光部と、
前記検出装置に設けられ、前記第１の真空光路を通過した前記測定光を反射させる第１の反射部と、
前記レーザ光源から出力された前記測定光及び前記第１の反射部によって反射されて前記第１の真空光路を通過した前記測定光の干渉を検出し、前記検出装置までの距離を測定する第１の距離測定手段とを備え、前記被測定物に設けられた前記目盛同士の間隔を検出するレーザ干渉測長装置。
【請求項２】
前記第１の導光部は一対設けられて前記第１の真空光路が一対形成され、
前記第１の反射部は一対の反射鏡からなりそれぞれの該反射鏡は前記検出器を基準にして対称位置に設けられて一方の前記第1の真空光路を通過した前記測定光と他方の前記第１の真空光路を通過した前記測定光とをそれぞれ反射させ、
前記第１の距離測定手段は一対の前記第１の真空光路のそれぞれを通過した一対の前記測定光の干渉をそれぞれ検出し、該検出結果を用いて前記検出装置までの距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項３】
前記検出装置は、該検出装置を移動させる駆動装置に接続されたメインフレームと、該メインフレームに接続されると共に前記検出器及び前記第１の反射部が設けられたベース部と、前記メインフレーム及び前記ベース部とを接続させる接続部材とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項４】
前記検出装置は、前記ベース部に前記検出器と前記第１の反射部とを備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項５】
前記接続部材は、前記メインフレームに外力が加わった結果該メインフレームに歪み、ねじれ等の変形が生じた際に、該変形を吸収して該変形による影響を前記ベース部に与えることなく、かつ、前記検出器と前記第１の反射部との相対位置に変化を及ぼすことを抑止するように前記メインフレームと前記ベース部とを接続させることを特徴とする請求項３又は４に記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項６】
前記接続部材は前記メインフレームと前記ベース部とを弾性的に接続させることを特徴とする請求項３乃至５の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項７】
前記接続部材は弾性変形可能な形状に形成されたことを特徴とする請求項３乃至６の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項８】
前記接続部材は、前記メインフレームと前記ベース部とを３点で接続させることを特徴とする請求項３乃至７の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項９】
前記接続部材が複数設けられ、それぞれの前記接続部材は、前記ベース部の重心と該それぞれの接続部材とを仮想直線で結んだ際に、それぞれの前記仮想直線同士の角度が略等しくなる位置に設けられていることを特徴とする請求項３乃至８の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項１０】
前記レーザ光源から出力される測定光が通過する第２の真空光路が内部に形成された第２の導光部と、
前記載置部に設けられ、前記第２の真空光路を通過した前記測定光を反射させる第２の反射部と、
前記レーザ光源から出力された前記測定光及び前記第２の反射部によって反射されて前記第２の真空光路を通過した前記測定光の干渉を検出し、前記載置部までの距離を測定する第２の距離測定手段を備え、前記被測定物に設けられた前記目盛同士の間隔を検出する際に、前記第２の距離測定手段における前記測定の結果を用いて補正することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【請求項１１】
前記検出器に、該検出器と前記被測定物に光を照射する光源が配設されて、該照射された光を前記検出器における前記目盛の位置の検出に用いられることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一つに記載のレーザ干渉測長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測装置の目盛の測長等の計測を行うレーザ干渉測長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高精度の測定を要する計測機器及び超精密加工装置等において、レーザ干渉を用いて長さ等を計測するレーザ干渉測長装置が用いられている。このような従来のレーザ干渉測長装置として特許文献１に記載のものが提案されている。図１５に、従来のレーザ干渉測長装置を示す。同図に示す通り、このレーザ干渉測長装置１００は、参照光路１０１と可変長光路１０２を有し、レーザ光源１０３から出力されたレーザ光を用いて、スライダ１０４の移動量を参照光路１０１と可変長光路１０２間のレーザ光の干渉を用いて測定するレーザ干渉計１０５と、スライダ１０４上に固定された線度器１０６と、レーザ干渉計１０５の本体ベース１０７に固定され、線度器１０６の精度を計測する光電顕微鏡１０８とを有し、レーザ干渉計１０５にて同定されるスライダ１０４の移動量を基準として光電顕微鏡１０８により線度器１０６の誤差を測定する。
【特許文献１】特許第３４００３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図１５に示す従来のレーザ干渉測長装置１００においては、線度器１０６をスライダ１０４によって移動させながら測定するため、線度器１０６の大きさ分だけスライダ１０４を移動させなければならず、線度器１０６の移動方向に線度器１０６の倍のサイズの大きさが必要になる。そのため、レーザ干渉測長装置１００自体が大型化し、またレーザ干渉測長装置１００の設置スペースを広くとらなければならないという問題が生ずる。更に、線度器１０６がスライダ゛１０４によって移動させられるため、高精度の測定が要求される場合は、移動に伴う振動が測定精度に及ぼす影響が無視できない。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、装置自体をコンパクトに形成し、狭小な設置スペースに設置することを可能にすると共に高精度の計測を実現できるレーザ干渉測長装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成するために、本発明は、基盤部（１２）と、検出器（１９）が設けられると共に前記基盤部（１２）に対して特定方向に移動可能に配設された検出装置（１３）と、前記基盤部上（１２）に設けられて、複数の目盛が設けられた被測定物（１１）が、前記目盛が前記検出器（１９）によって検出可能な位置に載置される載置部（２０）と、レーザ光源（２３）から出力される測定光が通過する第１の真空光路（４２，４３）が内部に形成されると共に前記検出装置の移動方向に沿って伸縮可能に形成された第１の導光部（３８，３９）と、前記検出装置（１３）に設けられ、前記第１の真空光路（４２，４３）を通過した前記測定光を反射させる第１の反射部（４５，４６）と、前記レーザ光源（２３）から出力された前記測定光及び前記第１の反射部（４５，４６）によって反射されて前記第１の真空光路（４２，４３）を通過した前記測定光の干渉を検出し、前記検出装置（１３）までの距離を測定する第１の距離測定手段（３４，３５）とを備え、前記被測定物（１１）に設けられた前記目盛同士の間隔を検出するレーザ干渉測長装置（１０）であることを特徴とする。
【０００６】
なお、本発明を判りやすく説明するために一実施の形態を示す符号に対応付けて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものではないことはいうまでもない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、レーザ干渉測長装置の装置自体をコンパクトに形成し、狭小な設置スペースに設置することを可能にする。また、被測定物の移動に起因する振動による影響を抑止するとともに真空光路を用いて距離測定することにより、高精度の計測を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１乃至図１４にこの発明の実施の形態を示す。
【０００９】
図１乃至図４はこの実施の形態のレーザ干渉測長装置の全体構成図である。図１に示すレーザ干渉測長装置１０は図示せぬチャンバの内部に設置されて、被測定物であるスケール１１の目盛同士の間隔を検出するために用いられる。このスケール１１は、例えば線度器のような高精度の評価を要する計測機器であり、剛性の高いセラミクスやガラス等によって形成され、表面に光沢のある金属をめっき加工等することで形成した複数の目盛（図示せず）が設けられている。
【００１０】
そして、図１に示す通り、レーザ干渉測長装置１０は、床面に載置されて固定される基盤部１２と、載置部１２ａと、検出装置１３とを有している。
【００１１】
検出装置１３はエアスライダ１４の可動部に接続され、このエアスライダ１４の可動部が基盤部１２に固定されたエアスライダの固定部の上を移動することで検出装置１３全体が図１に示す前後方向に水平移動する。
【００１２】
検出装置１３は、メインフレーム１５とベース部１８とを有する。メインフレーム１５は熱膨張率の低い部材によって鋳造されている。このメインフレーム１５は、エアスライダ１４を介して「駆動装置」としてのリニアモータ１７に接続させており、リニアモータ１７の駆動力が供給されることにより検出装置１３が図１に示す前後方向に水平移動される。
【００１３】
ベース部１８は、アルミナ等の剛性の高い部材によって形成され、後述する接続部材によってメインフレーム１５に接続されている。この、メインフレーム１５とベース部１８との接続状態については後述する。
【００１４】
図１に示す通り、ベース部１８は基盤部１２の上面を横切るような形状に形成されており、ベース部１８には、基盤部１２の上方に位置して検出器１９がねじ止め等によって固定された状態で設けられている。この検出器１９は光電顕微鏡であって、スケール１１の表面で反射された反射光を受光し光電変換した信号を目盛位置算出手段（図示せず）に供給し、スケール１１上の目盛の位置を検出する。また、図５及び図１０に示す通り、ベース部１８における検出器１９の両側部（図５における上側及び下側）には、後述する、測定光を反射させる「第１の反射部」としての一側側反射鏡４５、他側側反射鏡４６が、検出器１９を基準にして対称位置にそれぞれ備えられている。
【００１５】
一方、図１に示す通り、基盤部１２上に設けられた載置部１２ａは、アライメント部１２ｂと、このアライメント部１２ｂの上部に配設された載置台２０とを有している。載置部１２ａは基盤部１２に対して並進回転方向に移動可能に設けられ、載置台２０は検出器１９の下方に設けられている。また、図５に示すように載置台２０の上面にはスケール１１が載置される。なお、この実施の形態において載置台２０の上面は平面形状でありスケール１１の下面と面接触するが、載置台２０の上面に複数の突起部を設けて載置台２０がスケール１１の下面を３点支持するようにし、スケール１１の載置状態を安定化させることもできる。
【００１６】
載置台２０にスケール１１が載置されたとき、このスケール１１に設けられた目盛が検出されることになり、従って載置台２０は、載置されるスケール１１の目盛が検出器１９によって検出可能な位置に設けられている。また、図５に示す通り、載置台２０には、後述する、測定光を反射させる「第２の反射部」としての中央反射鏡４７が備えられている。
【００１７】
メインフレーム１５には、図１及び図３に示すように、光源部２０ａが配設されている。この光源部２０ａはＬＥＤ光源等であり、白色光や単色光を出力させる。光源部２０ａには光ファイバ２１の一端部が接続されている。光ファイバ２１の他端部には光源部２０ａから出力された光を下方に照射させる照射部２２が設けられている。照射部２２の下方にはレンズ、ミラー等から成り、照射部２２から照射された光を検出器１９に導く光路２２ａが設けられ、光路２２ａを経て検出器１９に導かれた光は、検出器１９の内部を通過して、検出器１９の下方のスケール１１の目盛を照射する。また、光源部２０ａと検出器１９とを離間させて配設したことにより、検出器１９が光源部２０ａの発熱により計測誤差を生じる事態を防止できる。
【００１８】
基盤部１２にはレーザ光源２３が設けられている。このレーザ光源２３は測長レーザ２４とヨウ素安定化レーザ２５とを有する。測長レーザ２４はヘリウムネオンレーザ等の高エネルギーのレーザ光である第一のレーザ光を出力する光源であり、ヨウ素安定化レーザ２５は第一のレーザよりも周波数安定度の高いレーザ光である第二のレーザ光を出力する光源である。第一のレーザ光で測長を行ない、第二のレーザ光によって第一のレーザ光の周波数を校正することでより高精度の測定が可能である。第一のレーザ光の光路上にはλ／４板２６、λ／２板２７、第１ハーフミラー２８、第二のレーザ光の光路上には第２ハーフミラー２９が設けられる。第１ハーフミラー２８によって強度分割された第１レーザの光は第２ハーフミラーへ導かれ、第２レーザの光と干渉して、不図示の校正装置によって第１レーザの光の周波数が校正される。第１ハーフミラー２８を通過した測定光の光路上にはミラー３０、第２ビームスプリッタ３１、第３ビームスプリッタ３２、反射鏡３３が順に配設され、第２ビームスプリッタ３１で分割された測定光の光路上には「第１の距離測定手段」としての一側側干渉計３４が、反射鏡３３で反射された測定光の光路上には「第１の距離測定手段」としての他側側干渉計３５がそれぞれ設けられ、第３ビームスプリッタ３２で分割された測定光の光路上には「第２の距離測定手段」としての中央干渉計３６が備えられている。各干渉計３４，３５，３６は、ビームスプリッタと光検出器とをそれぞれ備える。ビームスプリッタは、第２ビームスプリッタ３１、第３ビームスプリッタ３２、反射鏡３３から入射された測定光を分光させ、後述する「第１の反射部」「第２の反射部」で反射された測定光と再結合させて干渉光を生成する。光検出器はフォトダイオード等の光電変換素子を備え、干渉光の明暗を検出する。各干渉計３４，３５，３６のそれぞれの光検出器は、レーザ干渉測長装置１０に設けられた距離算出手段（図示せず）に検出信号を送信し、この距離算出手段（図示せず）において両側側干渉計３４，３５から両側反射鏡４５、４６までの距離、中央干渉計３６から反射鏡４７までの距離、更に検出器１９の移動量が算出される（詳しくは後述する。）。
【００１９】
各干渉計３４，３５，３６を通過した測定光の進行方向側には、真空光路部３７が設けられている。この真空光路部３７は、一対の「第１の導光部」としての一側側ベローズ３８及び他側側ベローズ３９と、「第２の導光部」としての中央ベローズ４０と、図５に示す真空筐体４１とを備えている。図４に示す通り、各ベローズ３８，３９，４０はそれぞれ略円筒形に形成され、内部に一対の「第１の真空光路」としての一側側光路４２及び他側側光路４３と、「第２の真空光路」としての中央光路４４とが形成されて、各干渉計３４，３５，３６を通過した測定光を軸方向（図５の左右方向）に通過させる。また、各ベローズ３８，３９，４０は測定光の通過方向である軸方向に伸縮可能に形成されている。一側側ベローズ３８、他側側ベローズ３９の一端部側はベース部１８の一側側反射鏡４５、他側側反射鏡４６にそれぞれ対向して配設され、一側側光路４２及び他側側光路４３を通過した測定光が一側側反射鏡４５、他側側反射鏡４６に反射して一側側光路４２及び他側側光路４３を再度通過するように形成されている。また、中央ベローズ４０の一端部側は中央反射鏡４７に対向して配設され、中央光路４４を通過した測定光が中央反射鏡４７に反射して中央光路４５を再度通過するように形成されている。
【００２０】
真空筐体４１は各干渉計３４，３５，３６に近接して設けられており、内部が空洞であって各ベローズ３８，３９，４０の他端部を連通して支持している。真空筐体４１には、真空ポンプ（図示せず）が接続されている。この真空ポンプ（図示せず）の駆動により各ベローズ３８，３９，４０の各光路４２，４３，４４及び真空筐体４１の内部には真空状態が形成される。このように、光路を真空とすることにより、空気屈折率の変化の影響を受けにくくなり、測定精度の向上に寄与する。
【００２１】
また、一側側ベローズ３８と他側側ベローズ３９とはモータ等のアクチュエータを有するベローズ駆動系５０に、図６に示すベローズ支持部材５１によってそれぞれ接続されている。ベローズ駆動系５０はリニアモータ１７と同期して駆動されて、このベローズ駆動系５０の駆動によって、一側側ベローズ３８と他側側ベローズ３９とはそれぞれ軸方向に伸縮される。更に、ベローズ支持部材５１には、各光路４２，４３，４４が真空状態になったときに各光路４２，４３，４４と大気圧との圧力差による一側側ベローズ３８、他側側ベローズ３９の過剰収縮を防ぐための一対の差圧キャンセル機構５２ａ，５２ａが設けられている。
【００２２】
このレーザ干渉測長装置１０のメインフレーム１５とベース部１８とは、図７乃至図１０に示す状態で接続されている。図８及び図１０に示す通り、メインフレーム１５水平壁面の一部であって、検出器１９とスケール１１とが対向する側には、第１の収容面５２として形成されている。また、第１の収容面５２に隣接する垂直壁面は、第２の収容面５３として形成されている。また、図７及び図９に示す通り、ベース部１８の下面は第１の被収容面５４として形成されている。また、第１の被収容面５４に隣接する垂直面は第２の被収容面５５として形成されている。
【００２３】
そして、図７及び図９に示す通り、第１の収容面５２と第１の被収容面５４とが対向する位置には２つの接続部材５６，５７が、第２の収容面５３と第２の被収容面５５とが対向する位置とには１つの接続部材５８がそれぞれ配設され、メインフレーム１５とベース部１８とは、３つの接続部材５６，５７，５８によって３点で接続されている。
【００２４】
ベース部１８に対する接続部材５６，５７，５８の配置は、図１１に示す通り、それぞれをベース部１８の重心Ｇと仮想直線Ｌ，Ｍ，Ｎで結んだ際の仮想直線Ｌ，Ｍ,Ｎ同士の角度α，β，γが略等しくなる位置になるように設けられて、ベース部１８をバランスよく支えられるようになっている。
【００２５】
図１２の（ａ）は、この実施の形態の接続部材５６，５７，５８の正面図であり、図１２の（ｂ）は接続部材５６，５７，５８の側面図である。
【００２６】
接続部材５６，５７，５８は、いずれも、剛性があり、かつ弾性変形も可能な部材、例えばスーパーインバーによって形成されている。そして、図１２に示す通り、接続部材５６，５７，５８は両端にメインフレーム１５及びベース部１８に接触して支持する支持部５９及び６０とを有し、両支持部５９，６０の間に弾性部６１を有する。支持部５９及び６０と、弾性部６１とは別部材を組み合わせて形成してもよいし、一の部材から切り出して形成してもよい。
【００２７】
弾性部６１はｎ個（ｎ＞１、図１２ではｎ＝４）の略円筒形の弾性本体６２１，６２２，６２３，６２４を軸方向に並べた構成を有する。図１２の（ａ）に示す通り、正面視の状態において、２つの隣接する弾性本体６２３，６２４が連結部６３１で連結され、また、図１２の（ｂ）に示す通り、側面視の状態において、３つの隣接する弾性本体６２１，６２３，６２３がそれぞれ連結部６３２，６３３で連結されている。即ち接続部材５６，５７，５８は後述する通り弾性変形可能な形状に形成されており、メインフレーム１５とベース部１８とを弾性的に接続させる。なお、このような連結部材は１つの円柱形の部材に、異なる方向から切り欠きを入れることにより、異なる方向に弾性変形可能となるように構成してもよい。
【００２８】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
【００２９】
載置台２０にスケール１１を載置し、アライメント部１２ｂによって載置台２０に載置されたスケール１１の並進回転方向位置を調節し、検出器１９の下方にスケール１１の目盛が配置された状態としたのち、リニアモータ１７を駆動させると、エアスライダ１４が基盤部１２の上面を摺動して検出装置１３が水平方向（スケール１１の目盛の配列方向）に移動する。スケール１１が載置された載置台２０は基盤部１２上にあるのに対して検出器１９は検出装置１３に設けられているので、検出装置１３の移動に伴いスケール１１に対する検出器１９の位置は移動する。
【００３０】
検出器１９は、光源部２０ａから出力され光路２２ａを経て導かれた光を下方のスケール１１に照射し、スケール１１で反射された光の光量を検出する。例えば、この実施の形態において、スケール１１は透明なガラスに金属の目盛が設けられているため、目盛はスケール１１の他の部分よりも光の反射量が多くなり、目盛が検出器１９の直下に位置するときに検出器１９で検出される光量が多くなる。この光量と検出器１９の位置を同期して取得することにより、目盛からの反射光光量の形状が得られる。目盛位置算出手段（図示せず）は、この反射光量の形状から任意のアルゴリズム、例えば重心検出により目盛位置を判断する。
【００３１】
そして、真空光路部３７を真空ポンプで吸引して一側側光路４２、他側側光路４３、中央光路４４、真空筐体４１を真空状態としたのち、レーザ光源２３の測長レーザ２４から出力された測定光を一側側干渉計３４、他側側干渉計３５、中央干渉計３６に送る。更に、ベローズ駆動系５０を駆動させて一側側ベローズ３８及び他側側ベローズ３９、各光路４２，４３を調節する。この状態で、各干渉計３４，３５，３６において、第２ビームスプリッタ３１、第３ビームスプリッタ３２、反射鏡３３から入射された測定光と一側側反射鏡４５、他側側反射鏡４６、中央反射鏡４７で反射された反射光との干渉光の干渉状態を検知することで、一側側干渉計３４から一側側反射鏡４５までの距離と、他側側干渉計３５から他側側反射鏡４６までの距離を検出する。検出器１９の位置は、一側側干渉計３４から一側側反射鏡４５間での距離と、他側側干渉計３５から他側側反射鏡４６距離により算出する。さらに、中央干渉計３６から中央反射鏡４７までの距離を検出する。中央反射鏡４７は載置台２０に取り付けられているので載置台２０に載置されているスケール１１の位置を反映する。
【００３２】
そして、距離算出手段（図示せず）は、目盛位置算出手段（図示せず）において目盛位置から隣接する目盛位置に移動したと判断する間に検出装置１３が移動した移動量を算出し、この移動量をスケール１１の目盛同士の間隔として検出する。この実施の形態において、距離算出手段（図示せず）は、一側側干渉計３４の検出結果と他側側干渉計３５の検出結果とに基づいて主たる値を算出し、更に中央干渉計３６の検出結果を用いて主たる値を補正して得た値を、最終的に得られた移動量とする。具体的には、例えば、距離算出手段（図示せず）は、検出装置１３の移動によって原則的に値が変化する一側側干渉計３４の検出結果と他側側干渉計３５の検出結果（変化量）との平均値を主たる値とし、検出装置１３の移動によって原則的に値が変化しない中央干渉計３６の検出結果（変化量）を補正値（基盤部の変形による誤差）として主たる値に加算等することで得た値を、最終的に得られた移動量とするような演算処理を行う。これにより、精度の高い距離算出が行われる。
【００３３】
ここで、検出装置１３を移動させる際の速度むらや、エアスライダ１４の可動部の位置によるエアギャップの製造誤差により発生する力の変化により、検出装置１３の移動の際にメインフレーム１５の形状にわずかな歪みが生ずることがある。
【００３４】
しかし、検出装置１３の第１の収容面５２と第１の被収容面５４とが対向する位置には２つの接続部材５６，５７が、第２の収容面５３と第２の被収容面５５とが対向する位置とには１つの接続部材５８がそれぞれ配設されている。そして、接続部材５６，５７，５８は、弾性本体６２１，６２２，６２３，６２４が連結部６３１、及び連結部６３２，６３３で接続されているため、それぞれの連結部６３１が図１３の（ａ）に示すチルト方向（矢印Ａ方向）に弾性変形し、また、連結部６３２，６３３が図１３の（ｂ）に示すチルト方向（矢印Ｂ方向）又はシフト方向（矢印Ｃ方向）に弾性変形する。
【００３５】
例えば、接続部材５６の正面側（図１２の（ａ）に示す側）がベース部１８の上方に向いた状態、接続部材５７，５８の正面側がそれぞれベース部１８の両側方に向いた状態で配設された場合を考える。このとき、接続部材５６は、図１３の（ａ）に示すようにベース部１８の上方から見てチルト方向（矢印Ａ方向）に弾性変形すると共に、図１３の（ｂ）に示すようにベース部１８の側方から見てチルト方向及びシフト方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）に弾性変形する。また、接続部材５７，５８はベース部１８の側方からみてチルト方向（矢印Ａ方向）に弾性変形すると共に、図１３の（ｃ）に示すようにベース部１８の後方から見てチルト方向及びシフト方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）に弾性変形する。
【００３６】
そして、メインフレーム１５に外力が加わった結果メインフレーム１５に歪み、ねじれ等の変形が生じた際に、接続部材５６，５７，５８は、この変形を吸収して変形による影響をベース部１８に与えることなくメインフレーム１５とベース部１８とを接続させ、ベース部１８の形状に歪みが生ずることが防止される。さらに、ベース部１８は剛性の高い部材でできているため、ベース部１８の形状の歪みは一層確実に防止される。
【００３７】
ところで、接続部材５６，５７，５８が弾性変形して歪みを吸収した際、メインフレーム１５とベース部１８との相対位置のずれが生ずることが考えられる。この場合、ベース部１８の形状に歪みが生じなければ、ベース部１８に設けられた一側側反射鏡４５、他側側反射鏡４６、検出器１９間の位置関係は常に変わらない。即ち、図１４に示す、上記相対位置のずれが生じていない状態における、他側側反射鏡４６が設けられた位置Ａ、一側側反射鏡４５が設けられた位置Ｂ、検出器１９が設けられた位置Ｃを頂点とする仮想三角形Ｔ１と、上記相対位置のずれが生じた状態における、他側側反射鏡４６が設けられた位置Ａ’、一側側反射鏡４５が設けられた位置Ｂ’、検出器１９が設けられた位置Ｃ’を頂点とする仮想三角形Ｔ２とは合同となる。つまり、接続部材５６，５７，５８が弾性変形して歪みを吸収することにより、検出器１９と両側側反射鏡４５，４６との相対位置に変化を及ぼすことを抑止するようにメインフレーム１５とベース部１８とが接続される。
【００３８】
そして、２つの干渉計の光路に沿った方向の検出器１９の相対的な位置を求めるために、一側側干渉計３４の検出結果と他側側干渉計３５の検出結果（変化量）との平均値、即ち以下の式（Ａ）で示される値を用いる。
｛（一側側反射鏡４５から一側側干渉計３４までの距離）＋（他側側反射鏡４６から他側側干渉計３５までの距離）｝÷２・・・（Ａ）
そして、距離算出手段（図示せず）は、上記式（Ａ）によって得た値を主たる値として算出する。つまり、検出器１９までの距離は、検出器１９の両側側に設けられた両側側干渉計３４，３５から両側側反射鏡４５，４６までの距離の平均値として求められるので、メインフレーム１５とベース部１８との相対位置のずれの有無に関わらず、検出器１９の移動量を高い精度で算出できる。
【００３９】
そして、実際にレーザ干渉測長装置１０において測定を行う際は、被測定物の製造公差を考慮する必要がある。ここで、上記特許文献１のレーザ干渉測長装置１００においては被測定物である線度器１０６を移動させながら測定するため、線度器１０６の製造公差を除去しながら測定するには、ワークアライメント部（図１５に図示せず）によって被測定物を並進回転してから測定しなければならない。そのため、ワークアライメント部の上に反射鏡を設けてレーザ干渉計１０５によってスライダ１０４の移動量を測定しようとすると、ワークアライメント部の傾斜により、測長光の反射光の傾斜によるCOS誤差のために計測精度が低下する問題が生じる。また、アライメント部上以外の場所に反射鏡を設けてかかる問題を除去しようとするとアライメント機構の変動が測長値に反映されなくなり、計測精度が低下するという問題が生ずる。しかし、この実施の形態においては、被測定物であるスケール１１を静止させた状態で測定するため、ワークアライメント部の上に反射鏡を設けても、測定光路の変動はドリフト程度で小さいので、前述のCOS誤差は十分に小さく無視可能となる。従って、この実施の形態においては、高い計測精度を有するレーザ干渉測長装置１０をコンパクトに形成できる。
【００４０】
以上、この実施の形態においては、スケール１１が載置される載置台２０が基盤部１２上に設けられ、基盤部１２に対して特定方向に移動可能に配設された検出装置１３に検出器１９が設けられることにより、検出装置１３の移動方向大きさは検出器１９の移動分だけで足りる。また、検出器１３の移動方向大きさ分だけ余計に設置スペースを確保すれば設置可能となる。これにより、レーザ干渉測長装置１０の装置自体をコンパクトに形成し、狭小な設置スペースに設置することを可能にする。
【００４１】
また、被測定物が載置されたアライメント部が移動する構成では、被測定物を載置するために十分な大きさのアライメント部が必要となるため、特に大きな被測定物の場合は振動源となる移動体の重量を軽くすることは困難である。一方、この実施の形態によれば、被測定物が大きな場合でも、移動体の重量を軽くすることで、振動源となる移動体の移動エネルギーを小さくすることにより、発生する振動の振幅を小さく抑えることが出来る。
さらに、基盤部１２に対して特定方向に移動可能に配設された検出装置１３に、ねじ止め等の強固な固定手段によって固定することが容易である検出器１９が設けられ、この検出器１９によってスケール１１の表面に設けられた目盛を検出することにより、移動体の剛性をあげることが可能となり、発生する振動の振幅を小さくできる。これにより、振動による影響を抑止して高精度の計測を実現できる。
【００４２】
なお、上記実施の形態において、メインフレーム１５とベース部１８とは３つの接続部材５６，５７，５８を、重心Ｇから結んだ仮想直線Ｌ，Ｍ，Ｎで結んだ際の角度α，β，γが略等しくなる位置に設けたが、メインフレーム１５とベース部１８とを安定した状態で固定できる態様であれば接続部材の個数、配置はどのようなものでもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態において、接続部材５６，５７，５８は両支持部５９，６０の間に弾性本体６２１，６２２，６２３，６２４を軸方向に並べた弾性部６１を有する構成としたが、これに限定されず、弾性変形可能な形状であって、メインフレーム１５とベース部１８とを弾性的に接続させる構成であればどのようなものもよい。
【００４４】
なお、上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この実施の形態に係るレーザ干渉測長装置の側面図である。
【図２】同上レーザ干渉測長装置の基盤部の側面図である。
【図３】同上レーザ干渉測長装置の側面図である。
【図４】同上レーザ干渉測長装置の基盤部の平面図である。
【図５】同上レーザ干渉測長装置の測定部分の拡大側面図である。
【図６】同上レーザ干渉測長装置の測定部分における、ベローズ駆動系付近の拡大平面図である。
【図７】同上レーザ干渉測長装置のメインフレームとベース部との接続状態を示す斜視図である。
【図８】同上レーザ干渉測長装置のメインフレームとベース部との接続状態を示す斜視図である。
【図９】同上レーザ干渉測長装置のメインフレームとベース部との接続状態を示す斜視図である。
【図１０】同上レーザ干渉測長装置のメインフレームとベース部との両側側反射鏡付近の接続状態を示す斜視図である。
【図１１】同上レーザ干渉測長装置のベース部と接続部材との位置関係を示す斜視図である。
【図１２】同上レーザ干渉測長装置の接続部材の（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【図１３】同上レーザ干渉測長装置の接続部材とベース部に対する配設状態を模式的に示す図である。
【図１４】同上レーザ干渉測長装置のベース部のメインフレームに対する相対位置の変化を示す斜視図である。
【図１５】従来のレーザ干渉測長装置の（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０・・・レーザ干渉測長装置
１１・・・スケール（被測定物）
１２・・・基盤部
１２ａ・・・載置部
１３・・・検出装置
１５・・・メインフレーム
１８・・・ベース部
１９・・・検出器
２０ａ・・・光源部
２３・・・レーザ光源
３４・・・一側側干渉計（第１の距離測定手段）
３５・・・他側側干渉計（第１の距離測定手段）
３６・・・中央干渉計（第２の距離測定手段）
３８・・・一側側ベローズ（第１の導光部）
３９・・・他側側ベローズ（第１の導光部）
４０・・・中央ベローズ（第２の導光部）
４２・・・一側側光路（第１の真空光路）
４３・・・他側側光路（第１の真空光路）
４４・・・中央光路（第２の真空光路）
４５・・・一側側反射鏡（第１の反射部）
４６・・・他側側反射鏡（第１の反射部）
４７・・・中央反射鏡（第２の反射部）
５６，５７，５８・・・接続部材
Ｇ・・・重心
Ｌ，Ｍ，Ｎ・・・仮想直線
α，β，γ・・・角度
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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