(57)【要約】【課題】レーザ測長部から出射されたレーザ光を反射する反射部が固定された規正保持部が傾いた場合でも、測定誤差を小さくすることができる距離測定装置を提供する。【解決手段】左右の規正保持部１にそれぞれ、規正面２の４隅に配置されて反射部を構成する４つのプリズムが固定されている。また、左右の反射部の間に、反射面同士を張り合わせたプリズム１０、１１が配置されている。レーザ測長部７から出射されたレーザ光は、プリズム８、９、１０を介して右側の反射部へ入射し、左右の反射部の間で複数回反射された後、プリズム１１を介してコーナーキューブ１２へ入射する。その後、コーナーキューブ１２の反射光が、プリズム１１を介して左側の反射部へ入射し、左右の反射部の間で複数回反射された後、プリズム１０、９、８を介してレーザ測長部７に入射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の点間の距離を測定する装置であって、
前記第１の点を有する第１の基板に設けられた、法線が互いに直交する２つの反射面の組を少なくとも１組有する第１の反射部と、
前記第２の点を有する第２の基板に設けられた、法線が互いに直交する２つの反射面の組を少なくとも１組有する第２の反射部と、
前記第１と第２の反射部間に配置された光学部と、
前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定するレーザ測長部と、
を備えることを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ２組有し、
前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、第２の反射部、前記第１の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
【請求項３】
前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ２組有し、
前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
【請求項４】
前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ１組有し、
前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする請求項１記載の距離測定装置。
【請求項５】
前記第１の反射部が有する各反射面の組それぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向と、前記第２の反射部が有する各反射面の組それぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向とが垂直となることを特徴とする請求項２および３のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項６】
前記第１の反射部が有する反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向と、前記第２の反射部が有する反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向とが平行となることを特徴とする請求項４記載の距離測定装置。
【請求項７】
前記第１と第２の反射部がそれぞれ有する各反射面および前記光学部は、入射されたレーザ光の光軸と、反射して出射したレーザ光の光軸とがなす角度が９０°となるように配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項８】
前記第１と第２の反射部間におけるレーザ光の光路の光軸が全て平行となることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項９】
前記レーザ測長部は、前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長と、前記第１と第２の点間の距離が既知の状態において前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長との差に基づいて、前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の距離測定装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の距離測定装置を用いて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の寸法などの距離を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物体の寸法を測定するための手段として、被測定物の両端部を対向する規正保持部で規正し（位置決めし）、その対向する規正保持部間の間隔を測定するものがある。一般的なものではノギスやマイクロメータが知られている。また、より大型の物体の寸法を測定する手段として、レーザ測長装置を利用するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１６に、従来のレーザ測長装置の概略図を示す。このレーザ測長装置は、本体部１１５にレーザ光源１０１、ハーフミラー１０２、１０３、ミラー１０４、１０５、回転遮光ディスク１０６、リレーレンズ１０７、１０８、直角プリズム１０９、対物レンズ１１０、光量減衰フィルタ１１１、回転遮光ディスク１０６を回転駆動する駆動モータ１１２、光量減衰フィルタ１１１を回転駆動する駆動モータ１１３、および受光素子１１４を備える。また、本体部１１５の外部に、本体部１１５から出射されたレーザ光を反射するための光学素子１１６を備える。
【０００４】
このレーザ測長装置は、レーザ光源１０１から放射されたレーザ光をハーフミラー１０２で第１と第２のレーザ光に分割し、第１のレーザ光を回転遮光デスク１０６、直角プリズム１０９、および対物レンズ１１０を介して光学素子１１６に入射し、光学素子１１６で反射されたレーザ光を対物レンズ１１０、直角プリズム１０９、光量減衰フィルタ１１１、およびハーフミラー１０３を介して受光素子１１４に入射し、その受光素子１１４に入射した第１のレーザ光の光量に基づいて、本体部１１５から光学素子１１６までの距離を測定する。
【０００５】
また、このレーザ測長装置は、ハーフミラー１０２で分割された第２のレーザ光をミラー１０４、回転遮光デスク１０６、一対のリレーレンズ１０７、１０８、光量減衰フィルタ１１１、ミラー１０５、およびハーフミラー１０３を介して受光素子１１４に入射する構成となっており、この第２のレーザ光は、本体部１１５の内部誤差の補正に使用される。
【０００６】
また、回転遮光デスク１０６は、ハーフミラー１０２で分割された第１と第２のレーザ光を交互に受光素子１１４に入射させるためのものである。つまり、回転遮光デスク１０６は駆動モータ１１２により回転駆動され、第１と第２のレーザ光を選択的に遮光し、交互に受光素子１１４に入射するように構成されている。
【０００７】
また、光量減衰フィルター１１１は、第１のレーザ光の光量が少ない場合に、第２のレーザ光を減衰することにより、受光光量による受光特性の影響を回避するためのものである。具体的には、光景減衰フィルター１１２は、外周に第１のレーザ光用の減衰フィルターを有し、内側に第２のレーザ光用の減衰フィルターを有する。また、測定する距離（寸法）が長い場合に第１のレーザ光が減衰されないように、外周にフィルターなしの素通し孔を有する。
【０００８】
このレーザ測長装置を用いた従来の距離測定装置について、図１７を用いて説明する。この従来の距離測定装置は、対向配置されて被測定物の両端部を保持する一対の規正保持部１１７を備える。この一対の規正保持部１１７はそれぞれ、規正面１１８と、その規正面１１８を支持するプレート１１９を備える。また、一方の規正保持部１１７は固定されており、他方の規正保持部１１７は、ガイドレール１２１に沿って移動可能なステージ１２０に固定されている。また、移動可能な規正保持部１１７には、レーザ測長装置の光学素子１１６が固定されている。
【０００９】
この距離測定装置は、図１７（ａ）に示すように一対の規正面１１８を密着させたときのレーザ測長装置の測定値と、図１７（ｂ）に示すように被測定物１２２の両端部を一対の規正面１１８で規正したときのレーザ測長装置の測定値との差をとることで、被測定物１２２の寸法（対向する２つの規正面１１８間の間隔）を求める。
【００１０】
しかしながら、この従来の距離測定装置は、図１７（ｃ）に示すようにステージ１２０が傾くことにより、光学素子１１６が固定された規正保持部１１７が傾き、本体部１１５から光学素子１１６までの距離にその傾きによる誤差が発生したときに、それによる測定誤差が発生するという問題がある。
【００１１】
この問題を解決するために、図１８に示す光学測定装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この光学測定装置は、ＣＰＵ２０１、角度測定用レーザ光源２０２、角度測定用撮像素子２０３、角度測定用レーザ光源２０２を駆動するレーザ駆動回路２０４、距離測定用レーザ光源２０５、距離測定用撮像素子２０６、距離測定用レーザ光源２０５を駆動するレーザ駆動回路２０７、ダイクロイックミラー２０８、ビームスプリッタ２０９、２１０、およびコリメータレンズ２１１を備える。なお、距離測定用レーザ光源２０５は、角度測定用レーザ光源２０２から出射されるレーザ光とは異なる波長のレーザ光を出射する。
【００１２】
この光学測定装置は、まず、角度測定用レーザ光源２０２からレーザ光を出射し、そのレーザ光をダイクロイックミラー２０８、ビームスプリッタ２０９、およびコリメータレンズ２１１を介してワーク２１２に照射し、その反射光をコリメータレンズ２１１、およびビームスプリッタ２０９、２１０を介して角度測定用撮像素子２０３に入射する。角度測定用撮像素子２０３からの撮像信号を受信したＣＰＵ２０１は、最大の受光量を有する画素を集光スポット位置と決定し、撮像面における基準位置と集光スポット位置との距離および方向から、ワーク２１２の傾きの方向と傾き角とを算出する。次に、距離測定用レーザ光源２０５からレーザ光を出射し、そのレーザ光をダイクロイックミラー２０８、ビームスプリッタ２０９、およびコリメータレンズ２１１を介してワーク２１２に照射し、その反射光をコリメータレンズ２１１、およびビームスプリッタ２０９、２１０を介して距離測定用撮像素子２０６に入射する。距離測定用撮像素子２０６からの撮像信号を受信したＣＰＵ２０１は、最大の受光量を有する画素を光像として代表し、その光像に代表された位置と基準位置との距離および方向から、コリメータレンズ２１１からワーク２１２までの距離を算出する。さらに、ＣＰＵ２０１は、先に測定した傾き角に基づいて、算出した距離の値を補正する。
【００１３】
しかしながら、この従来の光学測定装置は、角度検出用と距離検出用に２つのレーザ光源を必要とし、複雑な構成になっている。また傾き測定で算出された傾き角に基づく補正処理を必要とする。
【特許文献１】特開２０００−３２９８５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１７２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、レーザ測長装置から出射されたレーザ光を反射する光学素子が固定された規正保持部が傾いても、寸法（距離）の測定誤差を小さくすることができる距離測定装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１記載の距離測定装置は、第１と第２の点間の距離を測定する装置であって、前記第１の点を有する第１の基板に設けられた、法線が互いに直交する２つの反射面の組を少なくとも１組有する第１の反射部と、前記第２の点を有する第２の基板に設けられた、法線が互いに直交する２つの反射面の組を少なくとも１組有する第２の反射部と、前記第１と第２の反射部間に配置された光学部と、前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定するレーザ測長部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項２記載の距離測定装置は、請求項１記載の距離測定装置であって、前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ２組有し、前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、第２の反射部、前記第１の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項３記載の距離測定装置は、請求項１記載の距離測定装置であって、前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ２組有し、前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項４記載の距離測定装置は、請求項１記載の距離測定装置であって、前記第１と第２の反射部は、法線が互いに直交する２つの反射面の組をそれぞれ１組有し、前記レーザ測長部は、前記光学部、前記第１の反射部、前記第２の反射部、前記光学部の順に反射したレーザ光の光路長に基づいて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項５記載の距離測定装置は、請求項２および３のいずれかに記載の距離測定装置であって、前記第１の反射部が有する各反射面の組それぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向と、前記第２の反射部が有する各反射面の組それぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向とが垂直となることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項６記載の距離測定装置は、請求項４記載の距離測定装置であって、前記第１の反射部が有する反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向と、前記第２の反射部が有する反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向とが平行となることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項７記載の距離測定装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載の距離測定装置であって、前記第１と第２の反射部がそれぞれ有する各反射面および前記光学部は、入射されたレーザ光の光軸と、反射して出射したレーザ光の光軸とがなす角度が９０°となるように配置されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項８記載の距離測定装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の距離測定装置であって、前記第１と第２の反射部間におけるレーザ光の光路の光軸が全て平行となることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項９記載の距離測定装置は、請求項１ないし８のいずれかに記載の距離測定装置であって、前記レーザ測長部は、前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長と、前記第１と第２の点間の距離が既知の状態において前記第１と第２の反射部および前記光学部により順次反射されたレーザ光の光路長との差に基づいて、前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１０記載の距離測定方法は、請求項１ないし９のいずれかに記載の距離測定装置を用いて前記第１と第２の点間の距離を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の好ましい形態によれば、複雑な光学系を備えることなく、また傾き角を算出しその算出した傾き角に基づく補正処理を行うことなく、レーザ測長部から出射されたレーザ光を反射する反射部が固定された基板が傾いた場合でも、その影響を低減させて、距離の測定誤差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における距離測定装置の一例の概略構成を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）に示すＡ−Ａ’から矢視した図である。
【００２７】
図１に示すように、この距離測定装置は、対向配置された２つの規正保持部１を備える。一方の規正保持部１は、規正面２と、規正面２の４隅近傍に配置された第１の反射部を構成する４つのプリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２（なお、プリズム３ａ１の奥側であって、かつプリズム３ｃ１の下側に配置されているプリズム３ａ２については、図１には図示していない。）と、規正面２およびプリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２を支持するプレート（第１の基板）４を備える。同様に、他方の規正保持部１は、規正面２と、規正面２の４隅近傍に配置された第２の反射部を構成する４つのプリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２と、規正面２およびプリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２を支持するプレート（第２の基板）４を備える。
【００２８】
また、一対の規正保持部１はそれぞれプレート４を介してステージ５に固定されている。この一対のステージ５はそれぞれガイドレール６に沿って移動可能に構成されている。この一対のガイドレール６は同一直線上に配置されている。また、一対の規正面２はそれぞれ、当該規正面の法線が規正保持部１の移動方向と平行になるようにプレート４に固定されている。したがって、一対の規正面２は互いに平行に対向配置された状態のまま法線方向に相対的に移動可能である。なお、ここでは、一対の規正保持部１が共に移動可能である場合について説明するが、一方の規正保持部１を固定し、他方の規正保持部１のみを移動可能に構成することもできる。
【００２９】
また、この距離測定装置は、移動可能な規正保持部１に干渉しない位置にレーザ測長部７を備える。このレーザ測長部７には、一般的に知られた構成のレーザ測長器を使用する。例えば、１つのレーザ光源と、そのレーザ光源から出射されたレーザ光を参照光と測長器外に出射される測定光とに分離する機構と、参照光と測長器内に入射した測定光とを干渉させる機構と、干渉によって得られた干渉縞をカウントして、測長器外における測定光の光路長の１／２の値を出力する演算機構と、を搭載するものを使用することができる。一般的なレーザ測長器が測長器外におけるレーザ光（測定光）の光路長の１／２の値を出力するのは、従来は、測長器外に出射されたレーザ光が、求める距離の２倍の距離を経て測長器内に入射することを想定しているためである。なお、レーザ測長器の構成はこれに限定されるものではない。
【００３０】
この距離測定装置は、対向する２点（規正点）間の距離（間隔）を測定するものであり、規正点として、一対の規正面２上の、寸法を求める物体の両端部を規正する点を想定している。したがって、対向する２つの規正点を通る直線は、規正面２の法線、すなわち規正保持部１の移動方向と平行であり、対向する２つの規正点間の間隔は、対向する２つの規正面２間の間隔に等しい。
【００３１】
また、この距離測定装置は、プリズム８〜１１と、コーナーキューブ１２を備える。移動可能な規正保持部１に干渉しない位置に配置されたプリズム８は、その反射面にレーザ測長部７の出射孔から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光をプリズム９へ向けて反射する。また、プリズム８は、その反射面にプリズム９から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光をレーザ測長部７の入射孔へ向けて反射する。
【００３２】
プリズム９は、その反射面にプリズム８から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光をプリズム１０へ向けて反射する。ここでは、プリズム９はプリズム１０の上側に配置している。また、プリズム９は、その反射面にプリズム１０から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光をプリズム８へ向けて反射する。
【００３３】
光学部を構成するプリズム１０は、第１と第２の反射部間に配置されており、その反射面にレーザ測長部７から出射されたレーザ光がプリズム８、９を介して入射され、そのレーザ光を左側の規正保持部（第１の規正保持部）１に設けた第１の反射部を構成するプリズム３ａ１へ向けて、対向する２つの規正点を通る直線と平行（規正保持部１の移動方向と平行）に反射する。また、プリズム１０は、その反射面に左側の規正保持部１に設けた第１の反射部を構成するプリズム３ａ１から出射されたレーザ光が、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射され、そのレーザ光をプリズム９へ向けて反射する。このレーザ光は、プリズム９、８を介してレーザ測長部７の入射孔に入射する。
【００３４】
光学部を構成するプリズム１１は、第１と第２の反射部間に配置されており、その反射面に右側の規正保持部（第２の規正保持部）１に設けた第２の反射部を構成するプリズム３ｄ２から出射されたレーザ光が、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射され、そのレーザ光をその入射方向とは異なる方向に配置したコーナーキューブ１２へ向けて反射する。ここでは、コーナーキューブ１２はプリズム１１の下側に配置している。また、プリズム１１は、その反射面にコーナーキューブ１２から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光を右側の規正保持部１に設けた第２の反射部を構成するプリズム３ｄ２へ向けて、規正保持部１の移動方向と平行に反射する。
【００３５】
コーナーキューブ１２は、プリズム１１から出射されたレーザ光が入射され、そのレーザ光をその入射方向の反対方向へ、その入射点からレーザ測長部７の出射孔と入射孔の間隔と等しい距離だけ離れた位置から出射する光学部品と、その光学部品を保持する筐体からなる。
【００３６】
続いて、レーザ測長部７から出射されたレーザ光の経路（光路）の概略を説明する。レーザ測長部７の出射孔から出射されたレーザ光は、プリズム８で反射された後、プリズム９に入射し、プリズム９により下側方向へ反射されて、プリズム１０に入射する。プリズム１０に入射したレーザ光は、プリズム１０により左側方向に反射された後、一対の規正保持部１に固定された第１と第２の反射部の間で複数回反射されてから、プリズム１０の反射面に貼り合わせたプリズム１１に入射し、プリズム１１のプリズム１０の反射面と接する反射面で反射されてコーナーキューブ１２へ入射する。コーナーキューブ１２により反射されたレーザ光はプリズム１１に入射する。その入射点は、出射点から手前方向にレーザ測長部７の出射孔と入射孔の間隔だけずれた位置になる。プリズム１１に入射したレーザ光は、その後、レーザ測長部７からプリズム１１に至るまでの経路の逆をたどってレーザ測長部７の入射孔に入射する。すなわち、コーナーキューブ１２により反射されたレーザ光は、プリズム１１により右側方向に反射された後、一対の規正保持部１に固定された第１と第２の反射部の間で複数回反射されてから、プリズム１０に入射し、プリズム１０により上側方向へ反射され、プリズム９、８を介してレーザ測長部７の入射孔に入射する。このようにコーナーキューブ１２は、その反射光（出射光）が各プリズムを介してレーザ測長部７の入射孔に入射するように配置する。
【００３７】
本実施の形態１では、一般的に知られたレーザ測長器に後述する式を演算する演算機構を追加したレーザ測長部７が、第１および第２の反射部や、第１および第２の反射部間に配置された光学部を構成するプリズム１０、１１等により順次反射されたレーザ光の光路長に基づいて、一対の規正面２間の距離（第１と第２の点間の距離）を測定する。
【００３８】
続いて、図２、図３を用いてレーザ光の経路（光路）、並びに各プリズムとコーナーキューブの配置について詳細に説明する。図２は本発明の実施の形態１におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図である。また、図３は本発明の実施の形態１におけるレーザ光の経路を説明するための部分拡大図であり、図３（ａ）はレーザ光の経路を説明するためのプリズム９〜１１の斜視図、図３（ｂ）はレーザ測長部７から出射されたレーザ光がコーナキューブ１２へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の正面図、図３（ｃ）はレーザ測長部７から出射されたレーザ光がコーナキューブ１２へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の側面図、図３（ｄ）はコーナキューブ１２から出射されたレーザ光がレーザ測長部７へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の正面図、図３（ｅ）はコーナキューブ１２から出射されたレーザ光がレーザ測長部７へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の側面図である。これらの図に示すように、ここでは、プリズム９〜１１は直角プリズムである。また、図３（ａ）に示すように、プリズム９〜１１は同寸法である。
【００３９】
レーザ測長部７の出射孔１３から出射されたレーザ光は、プリズム８により反射されて、プリズム９に入射する。なお、プリズム８は、特性の安定している反射面の中央付近でレーザ光を反射できるように配置するのが望ましい。また、このように配置すれば、ステージ５が傾くことにより、反射部が固定された規正保持部１が傾き、レーザ光の経路（光路）にその傾きによる変化（ずれ）が生じた場合にプリズム８の反射面からレーザ光が外れる可能性を減少させることができる。ここでは、プリズム８は、レーザ測長部７の出射孔１３が入射孔１４より距離Ｐだけ下側に位置するとした場合、レーザ測長部７から出射されたレーザ光の入射面中央の点からＰ／２だけ下側にそのレーザ光が入射するように配置している。
【００４０】
プリズム９に入射したレーザ光は、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、プリズム９の反射面で下側方向へ９０°曲げられて出射され、プリズム１０に入射した後、プリズム１０の反射面で左側方向へ９０°曲げられて出射される。この反射光（出射光）は、左側の規正保持部（第１の規正保持部）１に設けた第１の反射部を構成するプリズム３ａ１に規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００４１】
なお、プリズム９、１０は、レーザ光を入射ないし出射する面および反射面の特性が安定している中央付近でレーザ光を入射ないし出射および反射できるように配置するのが望ましい。また、このように配置すれば、レーザ光の経路にステージ５（規正保持部１）の傾きによるずれが生じた場合にプリズム９、１０からレーザ光が外れる可能性を減少させることができる。ここでは、プリズム９は、レーザ測長部７の出射孔１３が入射孔１４より距離Ｐだけ下側に位置するとした場合、プリズム８から出射されたレーザ光の入射面中央の点からＰ／２だけ下側にそのレーザ光が入射するように配置している。また、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、プリズム９、１０は、プリズム９の下面とプリズム１０の上面それぞれの中央点が一致するように配置している。
【００４２】
図２に示すように、左側の規正保持部（第１の規正保持部）１には、第１の反射部を構成するプリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２が設けられている。プリズム３ａ１は、プリズム１０からのレーザ光がプリズム３ａ１に入射するように、規正保持部１の移動方向と平行な直線上にプリズム３ａ１の反射面とプリズム１０の反射面が位置するよう配置している。
【００４３】
プリズム３ａ１は同形状のプリズム３ａ２と共に第１の反射面の組３ａを構成する。これら２つのプリズム３ａ１、３ａ２は、それらの反射面の法線が互いに直交するように配置している。つまり、図２に示すように、それらの反射面が直角をなすように配置している。またここでは、それらの反射面に入射されたレーザ光の光軸と、反射されて出射されるレーザ光の光軸とが直角をなすように配置しており、さらに、図示していないが、それらの反射面の法線がなす平面が、対向する２つの規正点を通る直線と平行になるように配置している。以上のように配置することにより、第１の反射面の組３ａは、プリズム３ａ１またはプリズム３ａ２の反射面に規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射されたレーザ光を、その入射方向の反対方向へプリズム３ａ２またはプリズム３ａ１の反射面から出射する。
【００４４】
ここではプリズム３ａ１、３ａ２は水平方向に配置されており、プリズム３ａ１にプリズム１０から入射したレーザ光は、プリズム３ａ１の反射面において奥側に配置されたプリズム３ａ２へ向けて９０°曲げられて出射された後、プリズム３ａ２の反射面において右側方向へ９０°曲げられて出射されて、右側の規正保持部１に固定されたプリズム３ｂ１に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００４５】
図２に示すように、右側の規正保持部（第２の規正保持部）１には、第２の反射部を構成するプリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２が設けられている。プリズム３ｂ１は、プリズム３ａ２からのレーザ光がプリズム３ｂ１に入射するように、規正保持部１の移動方向と平行な直線上にプリズム３ａ２の反射面とプリズム３ｂ１の反射面が位置するよう配置している。
【００４６】
プリズム３ｂ１は同形状のプリズム３ｂ２と共に第２の反射面の組３ｂを構成する。この第２の反射面の組３ｂの構成は、前述した第１の反射面の組３ａと略同様であり、これら２つのプリズム３ｂ１、３ｂ２は、それらの反射面の法線が互いに直交するように配置している。つまり、図２に示すように、それらの反射面が直角をなすように配置している。またここでは、それらの反射面に入射されたレーザ光の光軸と、反射されて出射されるレーザ光の光軸とが直角をなすように配置しており、さらに、図示していないが、それらの反射面の法線がなす平面が、対向する２つの規正点を通る直線と平行になるように配置している。
【００４７】
また、この第２の反射面の組３ｂは、２つのプリズム３ｂ１、３ｂ２が鉛直方向に配置されている点で第１の反射面の組３ａと異なり、プリズム３ｂ１にプリズム３ａ２から入射したレーザ光は、プリズム３ｂ１の反射面において上側に配置されたプリズム３ｂ２へ向けて９０°曲げられて出射された後、プリズム３ｂ２の反射面において左側方向へ９０°曲げられて出射されて、左側の規正保持部１に固定されたプリズム３ｃ１に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００４８】
プリズム３ｃ１は、プリズム３ｂ２からのレーザ光がプリズム３ｃ１に入射するように、規正保持部１の移動方向と平行な直線上にプリズム３ｂ２の反射面とプリズム３ｃ１の反射面が位置するよう配置している。
【００４９】
プリズム３ｃ１は同形状のプリズム３ｃ２と共に第３の反射面の組３ｃを構成する。この第３の反射面の組３ｃの構成は、前述した第１の反射面の組３ａと同様であるので、説明を省略する。プリズム３ｃ１にプリズム３ｂ２から入射したレーザ光は、プリズム３ｃ１の反射面において手前側に配置されたプリズム３ｃ２へ向けて９０°曲げられて出射された後、プリズム３ｃ２の反射面において右側方向へ９０°曲げられて出射されて、右側の規正保持部１に固定されたプリズム３ｄ１に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００５０】
プリズム３ｄ１は、プリズム３ｃ２からのレーザ光がプリズム３ｄ１に入射するように、規正保持部１の移動方向と平行な直線上にプリズム３ｃ２の反射面とプリズム３ｄ１の反射面が位置するよう配置している。
【００５１】
プリズム３ｄ１は同形状のプリズム３ｄ２と共に第４の反射面の組３ｄを構成する。この第４の反射面の組３ｄの構成は、前述した第２の反射面の組３ｂと同様であるので、説明を省略する。プリズム３ｄ１にプリズム３ｃ２から入射したレーザ光は、プリズム３ｄ１の反射面において下側に配置されたプリズム３ｄ２へ向けて９０°曲げられて出射された後、プリズム３ｄ２の反射面において左側方向へ９０°曲げられて出射される。この反射光は、プリズム１１に規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００５２】
以上のように、第１の反射部が有する各反射面の組３ａ、３ｃそれぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向と、第２の反射部が有する各反射面の組３ｂ、３ｄそれぞれの反射面間におけるレーザ光の光路の光軸方向とが垂直となるように、各反射面の組３ａ〜３ｄを構成するプリズムが配置されている。
【００５３】
プリズム１１は、プリズム３ｄ２からのレーザ光がプリズム１１に入射するように、規正保持部１の移動方向と平行な直線上にプリズム３ｄ２の反射面とプリズム１１の反射面が位置するよう配置している。
【００５４】
プリズム１１に入射したレーザ光は、図２、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、プリズム１１の反射面で下側方向へ９０°曲げられて出射され、コーナーキューブ１２に至る。
【００５５】
なお、プリズム１１は、レーザ光を入射ないし出射する面および反射面の特性が安定している中央付近でレーザ光を入射ないし出射および反射できるように配置するのが望ましい。このように配置すれば、レーザ光の経路にステージ５（規正保持部１）の傾きによるずれが生じた場合にプリズム１１からレーザ光が外れる可能性を減少させることができる。ここでは、プリズム１１は、レーザ測長部７の出射孔１３が入射孔１４より距離Ｐだけ下側に位置するとした場合、プリズム３ｄ２から出射されたレーザ光の入射面中央の点からＰ／２だけ奥側にそのレーザ光が入射するように配置している。
【００５６】
また、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、プリズム１０のプリズム９から出射されたレーザ光（レーザ測長部７から出射されたレーザ光）を反射する反射点とプリズム１１のプリズム３ｄ２から出射されたレーザ光を反射する反射点が略同一位置となるように、プリズム１０の反射面とプリズム１１の反射面を張り合わせている。このように配置することで、プリズム１０からプリズム３ａ１へ入射するレーザ光の経路と、プリズム３ｄ２からプリズム１１へ入射するレーザ光の経路とを合わせて、一対の規正面２の間（第１と第２の反射部の間）でレーザ光を１回反射したものとみなすことが可能となる。なお、この擬制を可能とする配置は、プリズム１０の反射面とプリズム１１の反射面を張り合わせる場合に限らず、プリズム１０のプリズム９から出射されたレーザ光を反射する反射点とプリズム１１のプリズム３ｄ２から出射されたレーザ光を反射する反射点とを通る直線が、規正保持部１の移動方向に平行な直線と直交するように配置すればよい。
【００５７】
コーナーキューブ１２は、入射光と出射光の間隔がレーザ測長部７の出射孔１３と入射孔１４の間隔Ｐと等しく、かつ出射光（反射光）が各プリズムを介してレーザ測長部７の入射孔１４に入射するように配置する。
【００５８】
コーナーキューブ１２にて反射されたレーザ光は、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、プリズム１１に入射され、その反射面で右側方向へ９０°曲げられて出射される。この反射光（出射光）は、右側の規正保持部１に設けたプリズム３ｄ２に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。その後、プリズム３ｄ１、プリズム３ｃ２、プリズム３ｃ１、プリズム３ｂ２、プリズム３ｂ１、プリズム３ａ２、プリズム３ａ１を経て、プリズム１０に入射する。プリズム１０に入射したレーザ光は、図３（ｄ）、（ｅ）に示すようにプリズム１０の反射面で上側方向へ９０°曲げられて出射され、プリズム９に入射する。
【００５９】
なお、図３（ａ）、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、プリズム１０のプリズム３ａ１から出射されたレーザ光を反射する反射点とプリズム１１のコーナーキューブ１２から出射されたレーザ光を反射する反射点とが略同一位置となるように、プリズム１０の反射面とプリズム１１の反射面を張り合わせている。このように配置することで、プリズム３ａ１からプリズム１０へ入射するレーザ光の経路と、プリズム１１からプリズム３ｄ２へ入射するレーザ光の経路とを合わせて、一対の規正面２の間(第１と第２の反射部の間)でレーザ光を１回反射したものとみなすことが可能となる。なお、この擬制を可能とする配置は、プリズム１０の反射面とプリズム１１の反射面を張り合わせる場合に限らず、プリズム１０のプリズム３ａ１から出射されたレーザ光を反射する反射点とプリズム１１のコーナーキューブ１２から出射されたレーザ光を反射する反射点とを通る直線が、規正保持部１の移動方向に平行な直線と直交するように配置すればよい。
【００６０】
プリズム９に入射したレーザ光は、図２、図３（ｄ）、（ｅ）に示すようにプリズム９の反射面で手前方向へ９０°曲げられた後、プリズム８に入射する。プリズム８は、プリズム９からのレーザ光を反射して、レーザ測長部７の入射孔１４へ入射する。
【００６１】
なお、プリズム８〜１１、プリズム３ａ１、プリズム３ａ２〜プリズム３ｄ１、プリズム３ｄ２、およびコーナーキューブ１２は、コーナーキューブ１２からレーザ測長部７の入射孔１４へ至るまでのレーザ光の経路（復路）が、レーザ測長部７の出射孔１３からコーナーキューブ１２に至るまでのレーザ光の経路（往路）との間で、レーザ測長部７の出射孔１３と入射孔１４の間隔Ｐを保つように配置する。
【００６２】
以上のように、この距離測定装置は、一対の規正保持部１に設けた第１と第２の反射部の間でレーザ光を規正保持部１の移動方向と平行な方向に直接ないし擬似的に複数回反射させている。ここでは、対向する２つの規正面２間でレーザ光が直接ないし擬似的に８回反射するように、各プリズムとコーナーキューブを配置している。具体的には、左側の規正保持部１に設けた第１の反射部を構成する各プリズム（プリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２）については、その各プリズムのレーザ光の往路における反射点を含む平面およびその各プリズムのレーザ光の復路における反射点を含む平面それぞれの法線が規正保持部１の移動方向と平行になり、各平面と左側の規正保持部１の規正面２との間隔ができるだけ小さくなるように配置している。右側の規正保持部１に設けた第２の反射部を構成する各プリズム（プリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２）についても、同様に、その各プリズムのレーザ光の往路における反射点を含む平面およびその各プリズムのレーザ光の復路における反射点を含む平面それぞれの法線が規正保持部１の移動方向と平行になり、各平面と右側の規正保持部１の規正面２との間隔ができるだけ小さくなるように配置している。
【００６３】
また、プリズム３ａ１、プリズム３ａ２〜プリズム３ｄ１、プリズム３ｄ２は、特性が安定している反射面の中央付近でレーザ光を反射できるように配置するのが望ましい。ここでは、左側の規正保持部１に設けたプリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２は、特性が安定している反射面の中央付近でレーザ光を反射できるように、それらのプリズムの反射面中央の点と第１の規正点（ここでは、左側の規正保持部１に設けた規正面２上の点）が、規正保持部１の移動方向を法線とする同一平面上に存在するように配置している。右側の規正保持部１に設けたプリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２についても、同様に、それらのプリズムの反射面中央の点と第２の規正点（ここでは、右側の規正保持部１に設けた規正面２上の点）が、規正保持部１の移動方向を法線とする同一平面上に存在するように配置している。なお、やむを得ず各プリズムの反射面中央の点と規正点とを同一平面上に配置できない場合にも、全ての反射面の中央点が規正保持部１の移動方向を法線とする同一平面上に存在し、その平面と規正面２との間隔ができるだけ小さくなるように配置するのが望ましい。
【００６４】
また、左側の規正保持部１側（第１の規正点側）に設けた第１の反射部を構成する各反射面の組は、当該反射面の組のレーザ光の入射点および出射点と第１の規正点とを含む平面上において、その入射点と出射点とを両端とする直線と、その入射点または出射点と第１の規正点とを両端とする直線がなす角度がいずれも０°〜９０°の範囲内になるように配置する。つまり、反射面の組のレーザ光の入射点および出射点と第１の規正点とを含む平面上において、その入射点と出射点の間（入射点と出射点とを両端とする直線上に限定されるものではない）に第１の規正点が存在するように配置する。右側の規正保持部１側（第２の規正点側）に設けた第２の反射部を構成する各反射面の組についても、同様に、当該反射面の組のレーザ光の入射点および出射点と第２の規正点とを含む平面上において、その入射点と出射点とを両端とする直線と、その入射点または出射点と第２の規正点とを両端とする直線がなす角度がいずれも０°〜９０°の範囲内になるように配置する。このように配置することで、ステージ５が傾くことにより、反射部が固定された規正保持部１が傾き、レーザ光の経路（光路）にその傾きによる変化（ずれ）が生じても、その傾きによる測定誤差を小さくすることができ、対向する２つの規正点間の間隔をより正確に測定することが可能となる。
【００６５】
ここでは、第１の規正点が存在する左側の規正保持部１の規正面２の４隅近傍に第１の反射部を構成するプリズム３ａ１、３ａ２、３ｃ１、３ｃ２を配置し、かつ第２の規正点が存在する右側の規正保持部１の規正面２の４隅近傍に第２の反射部を構成するプリズム３ｂ１、３ｂ２、３ｄ１、３ｄ２を配置している。このように配置することで、図１に矢印Ｂで示すようにステージ５が鉛直面内で回転したり、図１に矢印Ｃで示すようにステージ５が水平面内で回転することにより、ステージ５（規正保持部１）が傾いても、その傾きによる測定誤差を小さくすることができ、対向する２つの規正点間の間隔をより正確に測定することが可能となる。
【００６６】
図４は本発明の実施の形態１における光学部品の配置の一例を示す図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は正面図、図４（ｃ）は左測面図、図４（ｄ）は右測面図である。また、図５は図４（ｂ）に示すＤ−Ｄ’から矢視した図である。
【００６７】
図４、図５に示すように、プリズム９〜１１の反射面およびコーナーキューブ１２それぞれの中央点、プリズム３ａ１およびプリズム３ｃ２それぞれの反射面の中央点、プリズム３ａ２およびプリズム３ｃ１それぞれの反射面の中央点、プリズム３ｂ１およびプリズム３ｂ２それぞれの反射面の中央点、並びにプリズム３ｄ２およびプリズム３ｄ１それぞれの反射面の中央点を上下方向の１点鎖線Ｚまたはそれに平行な１点鎖線が通過している。
【００６８】
また、プリズム３ａ１、プリズム１０、１１、およびプリズム３ｄ２それぞれの反射面の中央点、プリズム３ａ２およびプリズム３ｂ１それぞれの反射面の中央点、プリズム３ｃ１およびプリズム３ｂ２それぞれの反射面の中央点、並びにプリズム３ｃ２およびプリズム３ｄ１それぞれの反射面の中央点を左右方向の１点鎖線Ｘまたはそれに平行な１点鎖線が通過している。
【００６９】
また、プリズム３ａ１およびプリズム３ａ２それぞれの反射面の中央点、プリズム３ｄ２およびプリズム３ｂ１それぞれの反射面の中央点、プリズム３ｃ２およびプリズム３ｃ１それぞれの反射面の中央点、並びにプリズム３ｄ１およびプリズム３ｂ２それぞれの反射面の中央点を１点鎖線Ｘ、Ｚに直交する１点鎖線Ｙに平行な１点鎖線が通過している。
【００７０】
このように配置し、プリズム９の反射面の中央点よりＰ／２だけ下側にレーザ光を入射することで、各プリズムにおけるレーザ光の往路と復路の反射点の中間点が各プリズムの反射面の中央点となり、ステージ５（規正保持部１）が傾いてレーザ光の経路（光路）にずれが生じた場合でもレーザ光が各プリズムの反射面から外れる可能性を減少させることができる。
【００７１】
続いて、本実施の形態１における距離測定方法について図６および図７を用いて説明する。図６は本発明の実施の形態１における距離測定方法のフローチャート図、図７は距離測定方法を説明するための補足図である。
【００７２】
まず、ステップＳ１において、図７（ａ）に示すように、寸法が既知の基準物１５の両端部を一対の規正保持部１の規正面２で規正する（位置決めする）。ここでは、基準物１５の寸法をＤｏとする。
【００７３】
次に、ステップＳ２において、基準物１５の両端部を一対の規正保持部１の規正面２で規正した状態で、一般的に知られたレーザ測長器の演算機能を用いて測定を実施し、その測定値Ｌｏを基準値として登録する。この測定値Ｌｏは、レーザ測長部７から出射されたレーザ光の光路長の１／２の値である。
【００７４】
次に、ステップＳ３において、基準物１５を取り外す。次にステップＳ４において、図７（ｂ）に示すように、寸法を求めたい被測定物１６の両端部を一対の規正保持部１の規正面２で規正する。
【００７５】
次に、ステップＳ５において、被測定物１６の両端部を一対の規正保持部１の規正面２で規正した状態で、一般的に知られたレーザ測長器の演算機能を用いて測定を実施し、測定値Ｌを取得する。この測定値Ｌも、レーザ測長部７から出射されたレーザ光の光路長の１／２の値である。
【００７６】
次に、ステップＳ６において、レーザ測長部７が、被測定物１６の寸法Ｄを「Ｄ＝Ｄｏ+（Ｌ−Ｌｏ）／４」の式で求める。このように測定値Ｌから基準値Ｌｏを減算することで、一対の規正面２間の間隔の変化量を求める。ここで「（Ｌ−Ｌｏ）」を「１／４」倍するのは、前述したように一般的なレーザ測長器がレーザ光の光路長の１／２の値を出力するのに対して、本実施の形態１では、対向する２つの規正面２間をレーザ光が４往復する構成となっているためである。なお、この演算を実行する機構は、一般的に知られたレーザ測長器の演算機構に追加して設けてもよいし、別途設けてもよい。
【００７７】
このように、従来のレーザ測長器に上記した式を演算する演算機構を追加したレーザ測長部７は、第１および第２の反射部や、それらの間に配置された光学部を構成するプリズム（光学部品）１０、１１等により順次反射されたレーザ光の光路長と、一対の規正面２間の距離（第１と第２の点間の距離）が既知の状態におけるレーザ光の光路長との差に基づいて、一対の規正面２間の距離を測定する。
【００７８】
以上のように、本実施の形態１では、対向する２つの規正面２間の間隔（対向する２つの規正点間の間隔）として、対向する２つの規正面２の４つの隅の間隔の平均を求めるので、図１に矢印Ｂで示すようにステージ５が鉛直面内で回転したり、図１に矢印Ｃで示すようにステージ５が水平面内で回転することによりステージ５（規正保持部１）が傾いても、その傾きによる測定誤差を小さくすることができ、対向する２つの規正面２間の間隔をより正確に測定することが可能となる。また、本実施の形態１では、対向する２つの規正面２の４つの隅それぞれの間を、間隔Ｐだけずらしてレーザ光を往復させるので、対向する２つの規正面２間の間隔をさらに正確に測定することが可能となる。
【００７９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における距離測定装置および距離測定方法について、図面を参照して説明する。但し、前述した実施の形態１において説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００８０】
図８は本発明の実施の形態２における距離測定装置の一例の概略構成を示す図であり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は正面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）に示すＡ−Ａ’から矢視した図である。また、図９は本発明の実施の形態２におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図である。また、図１０は本発明の実施の形態２におけるレーザ光の経路を説明するための部分拡大図であり、図１０（ａ）はレーザ光の経路を説明するためのプリズム９〜１１の斜視図、図１０（ｂ）はレーザ測長部７から出射されたレーザ光がコーナキューブ１２へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の正面図、図１０（ｃ）はレーザ測長部７から出射されたレーザ光がコーナキューブ１２へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の側面図、図１０（ｄ）はコーナキューブ１２から出射されたレーザ光がレーザ測長部７へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の正面図、図１０（ｅ）はコーナキューブ１２から出射されたレーザ光がレーザ測長部７へ至るまでの経路を説明するためのプリズム９〜１１の側面図である。
【００８１】
この距離測定装置は、プリズム９およびコーナーキューブ１２の配置が前述した実施の形態１と異なる。すなわち、図８〜図１０に示すように、プリズム９およびコーナーキューブ１２がプリズム１０、１１に対して手前側にずれて配置されており、コーナーキューブ１２にて反射したレーザ光が、プリズム１１、プリズム３ｄ２、プリズム３ｄ１〜プリズム３ａ２、プリズム３ａ１、およびプリズム１０を経由せずに、プリズム９へ入射する構成となっている。
【００８２】
図１１は本発明の実施の形態２における光学部品の配置の一例を示す図であり、図１１（ａ）は上面図、図１１（ｂ）は正面図、図１１（ｃ）は左測面図、図１１（ｄ）は右測面図である。また、図１２（ａ）は図１１（ｂ）に示すＤ−Ｄ’から矢視した図、図１２（ｂ）は図１１（ｂ）に示すＥ−Ｅ’から矢視した図、図１２（ｃ）は図１１（ｂ）に示すＦ−Ｆ’から矢視した図である。
【００８３】
図１１、図１２に示すように、コーナーキューブ１２の中央点を通過する上下方向の１点鎖線Ｚが、プリズム１０、１１の外形に接し、かつプリズム９の反射面の中央点を通過している点が前述した実施の形態１と異なる。このように配置することで、前述した実施の形態１と同様に、各プリズムの特性の安定している反射面の中央付近でレーザ光を反射させることができる。また、ステージ５（規正保持部１）が傾いてレーザ光の経路（光路）にずれが生じた場合でもレーザ光が各プリズムの反射面から外れる可能性を減少させることができる。また復路のレーザ光がプリズム１０、プリズム１１によって遮断されることを防ぐことができる。
【００８４】
なお、プリズム３ａ１、プリズム３ａ２〜プリズム３ｄ１、プリズム３ｄ２については、反射面の中央点でレーザ光を反射するように配置してもよい。また、プリズム１０、１１についても、プリズム９よりも小さいプリズムを用いて、反射面の中央点でレーザ光を反射するように配置してもよい。
【００８５】
続いて、本実施の形態２における距離測定方法について説明する。本実施の形態２における距離測定方法は、寸法Ｄを求める式が「Ｄ＝Ｄｏ＋（Ｌ−Ｌｏ）／２」となる点が、前述した実施の形態１における距離測定方法と異なる。なお、「（Ｌ−Ｌｏ）」を「１／２」倍するのは、本実施の形態２では、対向する２つの規正面２間をレーザ光が２往復する構成となっているためである。
【００８６】
以上のように、本実施の形態２では、対向する２つの規正面２間の間隔（対向する２つの規正点間の間隔）として、対向する２つの規正面２の４つの隅の間隔の平均を求めるので、図８に矢印Ｂで示すようにステージ５が鉛直面内で回転したり、図８に矢印Ｃで示すようにステージ５が水平面内で回転することによりステージ５（規正保持部１）が傾いても、その傾きによる測定誤差を小さくすることができ、対向する２つの規正面２間の間隔をより正確に測定することが可能となる。また、本実施の形態２では、前述した実施の形態１と比べてレーザ光の光路長が短いので、前述した実施の形態１と比べてレーザ光の減衰を抑制することができる。
【００８７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における距離測定装置および距離測定方法について、図面を参照して説明する。但し、前述した実施の形態１において説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００８８】
図１３は本発明の実施の形態３における距離測定装置の一例の概略構成を示す図であり、図１３（ａ）は上面図、図１３（ｂ）は正面図、図１３（ｃ）は図１３（ｂ）に示すＡ−Ａ’から矢視した図である。
【００８９】
図１３に示すように、この距離測定装置は、各規正保持部１がそれぞれの規正面２の下側の２隅近傍にのみ反射部を構成するプリズムを備える点で、前述した実施の形態１と異なる。この構成は、ステージ５の水平面内での回転が大きく、ステージ５の鉛直面内での回転がほとんど無視できる場合に用いられる。
【００９０】
以下、図１４を用いてレーザ光の経路（光路）について説明する。図１４は本発明の実施の形態３におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図である。図１４に示すように、本実施の形態３では、左側の規正保持部（第１の規正保持部）１に、第１の反射部を構成するプリズム３ａ１、３ａ２のみが設けられている。また、右側の規正保持部（第２の規正保持部）１に、第２の反射部を構成するプリズム３ｅ１、３ｅ２のみが設けられている。なお、プリズム８〜１１とコーナーキューブ１２は、前述した実施の形態１と同じ配置である。
【００９１】
レーザ測長部７の出射孔１３から出射されたレーザ光は、前述した実施の形態１と同様に、左側の規正保持部１に設けたプリズム３ａ２へ至り、その反射面において右側方向へ９０°曲げられて出射される。このプリズム３ａ２により反射されたレーザ光は、右側の規正保持部１に固定されたプリズム３ｅ１に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００９２】
プリズム３ｅ１は同形状のプリズム３ｅ２と共に第５の反射面の組３ｅを構成する。この第５の反射面の組３ｅの構成は、前述した第１の反射面の組３ａと同様であり、これら２つのプリズム３ｅ１、３ｅ２は、それらの反射面の法線が互いに直交するように配置している。つまり、図１４に示すように、それらの反射面が直角をなすように配置している。またここでは、それらの反射面に入射されたレーザ光の光軸と、反射されて出射されるレーザ光の光軸とが直角をなすように配置しており、さらに、図示していないが、それらの反射面の法線がなす平面が、対向する２つの規正点を通る直線と平行になるように配置している。
【００９３】
この第５の反射面の組３ｅは、第１の反射面の組３ａと同様に２つのプリズム３ｅ１、３ｅ２が水平方向に配置されており、プリズム３ｅ１にプリズム３ａ２から入射したレーザ光は、プリズム３ｅ１の反射面において手前側に配置されたプリズム３ｅ２へ向けて９０°曲げられて出射された後、プリズム３ｅ２の反射面において左側方向へ９０°曲げられて出射される。この反射光は、プリズム１１に規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。
【００９４】
プリズム１１へ入射したレーザ光は、前述した実施の形態１と同様にコーナーキューブ１２へ至る。コーナーキューブ１２にて反射されたレーザ光は、前述した実施の形態１と同様にプリズム１１に入射され、その反射面で右側方向へ９０°曲げられて出射された後、右側の規正保持部１に設けたプリズム３ｅ２に、規正保持部１の移動方向と平行な方向から入射する。プリズム３ｅ２に入射したレーザ光は、その後、プリズム３ｅ１、プリズム３ａ２、プリズム３ａ１、プリズム１０、９、８を経て、レーザ測長部７の入射孔１４へ入射する。
【００９５】
なお、前述した実施の形態１と同様に、プリズム８〜１１、プリズム３ａ１、プリズム３ａ２、プリズム３ｅ１、プリズム３ｅ２、およびコーナーキューブ１２は、コーナーキューブ１２からレーザ測長部７の入射孔１４へ至るまでのレーザ光の経路（復路）が、レーザ測長部７の出射孔１３からコーナーキューブ１２に至るまでのレーザ光の経路（往路）との間で、レーザ測長部７の出射孔１３と入射孔１４の間隔Ｐを保つように配置する。
【００９６】
以上のように、この距離測定装置は、対向する２つの規正面２間でレーザ光が直接ないし擬似的に４回反射するように、つまり２往復するように、各プリズムとコーナーキューブを配置している。したがって、この距離測定装置を用いた距離測定方法では、寸法Ｄを求める式が「Ｄ＝Ｄｏ＋（Ｌ−Ｌｏ）／２」となる。
【００９７】
以上のように、本実施の形態３では、対向する２つの規正面２間の間隔（対向する２つの規正点間の間隔）として、対向する２つの規正面２の同一水平面上の２つの隅の間隔の平均を求めるので、図１３に矢印Ｂで示すようにステージ５が水平面内で回転することによりステージ５（規正保持部１）が傾いても、その傾きによる測定誤差を小さくすることができ、対向する２つの規正面２間の間隔をより正確に測定することが可能となる。また、本実施の形態３では、対向する２つの規正面２の同一水平面上の２つの隅それぞれの間を、間隔Ｐだけずらしてレーザ光を往復させるので、対向する２つの規正面２間の間隔をさらに正確に測定することが可能となる。
【００９８】
なお、対向する２つの規正面２間の間隔として、対向する２つの規正面２の鉛直方向に並ぶ２つの隅の間隔の平均を求めてもよい。このように構成すれば、ステージ５の鉛直面内での回転による測定誤差を小さくすることができる。
【００９９】
また、前述した実施の形態２と同様に、復路のレーザ光が、プリズム１１、プリズム３ｅ２、プリズム３ｅ１、プリズム３ａ２、プリズム３ａ１、およびプリズム１０を経由せずに、プリズム９へ入射する構成としてもよい。このように構成すれば、レーザ光の減衰を抑制することができる。
【０１００】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における距離測定装置および距離測定方法について、図面を参照して説明する。但し、前述した実施の形態１において説明した部材と同一の部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【０１０１】
図１５は本発明の実施の形態４における距離測定装置の一例の概略構成を示す図であり、図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）に示すＧ−Ｇ’から矢視した図、図１５（ｃ）は正面図、図１５（ｄ）は図１５（ｃ）に示すＡ−Ａ’から矢視した図である。
【０１０２】
前述した実施の形態１〜３は、被測定物の両端部を規正面で規正する構成であったが、例えば被測定物の両端部それぞれの中央部が周辺部に対して窪んでいる形状の場合、その中央部は面では規正することができない。そこで、例えば、図１５に示すように規正突起部１７を設けることで、中央部が周辺部に対して窪んでいる形状であっても、その中央部を規正することが可能となる。
【０１０３】
なお、図１５には、前述した実施の形態１に対応する構成を示しているが、無論、前述した実施の形態２、３で説明した構成において、規正面２に替えて規正突起部１７を設けてもよい。
【０１０４】
以上説明した各実施の形態１〜４では、第１および第２の反射部を構成する各プリズムや、第１および第２の反射部の間に配置される光学部を構成するプリズム等は、２つの規正面間においてレーザ光が規正保持部１の移動方向と平行な方向に直接ないし擬似的に複数回反射するように配置したが、そのような配置に限定されるものではなく、第１と第２の反射部および光学部（プリズム１０、１１）等により順次反射されたレーザ光の経路に応じた所定の式を演算して規正面間の間隔を測定できればよい。
【０１０５】
また、プリズム８を設けた構成について説明したが、プリズム８は装置の寸法をできるだけ小さくするためのもであり、プリズム８を設けない構成であってもよい。
【０１０６】
また、プリズム９を設けた構成について説明したが、プリズム９はコーナーキューブ１２と規正保持部１との干渉をできる限り無くすためのもであり、プリズム９を設けない構成であってもよい。
【０１０７】
また、プリズム９〜１１が直角プリズムである場合について説明したが、直角プリズムに限るものではない。また、プリズム９〜１１に代えて、ミラーなどの他の光学部品を使用してもよい。また、プリズム９〜１１が同寸法の場合について説明したが、同寸法でなくともよい。
【０１０８】
また、被測定物を規正面または規正突起部により規正する構成について説明したが、被測定物の位置を決める方式は、このような接触方式に限定されるものではない。
【０１０９】
また、１つの規正保持部に対して１組または２組の反射面の組を搭載した構成について説明したが、さらに多くの反射面の組を搭載してもよい。
【０１１０】
また、反射面の組が２つの同寸法のプリズムで構成されている場合について説明したが、同寸法でなくともよい。
【０１１１】
また、反射面の組が２つのプリズムで構成されている場合について説明したが、この構成に限らず、例えば１つ光学部品を用いて反射面の組を構成してもよいし、２つ以上の光学部品を用いて構成してもよい。
【０１１２】
また、反射部を構成するプリズム（反射面）を規正面２の４隅に配置した構成について説明したが、そのような配置に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる距離測定装置および方法は、複雑な光学系を備えることなく、また傾き角を算出しその算出した傾き角に基づく補正処理を行うことなく、レーザ測長部から出射されたレーザ光を反射する反射部が固定された規正保持部が傾いた場合でも、その影響を低減させて、測定誤差を小さくすることができ、２点間の距離を測定する技術に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態１における距離測定装置の一例の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるレーザ光の経路を説明するための部分拡大図
【図４】本発明の実施の形態１における光学部品の配置の一例を示す図
【図５】図４（ｂ）に示すＤ−Ｄ’から光学部品の配置を矢視した図
【図６】本発明の実施の形態１における距離測定方法のフローチャート図
【図７】本発明の実施の形態１における距離測定方法を説明するための補足図
【図８】本発明の実施の形態２における距離測定装置の一例の概略構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態２におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるレーザ光の経路を説明するための部分拡大図
【図１１】本発明の実施の形態２における光学部品の配置の一例を示す図
【図１２】図１１（ｂ）に示すＤ−Ｄ’、Ｅ−Ｅ’、およびＦ−Ｆ’それぞれから光学部品の配置を矢視した図
【図１３】本発明の実施の形態３における距離測定装置の一例の概略構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態３におけるレーザ光の経路を説明するための斜視図
【図１５】本発明の実施の形態４における距離測定装置の一例の概略構成を示す図
【図１６】従来のレーザ測長装置の概略図
【図１７】従来の距離測定装置の説明図
【図１８】従来の光学測定装置の概略図
【符号の説明】
【０１１５】
１      規正保持部
２      規正面
３、３ａ１、３ａ２〜３ｅ１、３ｅ２      プリズム
４      プレート
５      ステージ
６      ガイドレール
７      レーザ測長部
８〜１１      プリズム
１２      コーナーキューブ
１３      レーザ測長部の出射孔
１４      レーザ測長部の入射孔
１５      基準物
１６      被測定物
１７      規正突起部
１０１      レーザ光源
１０２、１０３      ハーフミラー、
１０４、１０５      ミラー
１０６      回転遮光ディスク、
１０７、１０８      リレーレンズ
１０９      直角プリズム
１１０      対物レンズ
１１１      光量減衰フィルタ
１１２、１１３      駆動モータ
１１４      受光素子
１１５      本体部
１１６      光学素子
１１７      規正保持部
１１８      規正面
１１９      プレート
１２０      ステージ
１２１      ガイドレール
１２２      被測定物
２０１      ＣＰＵ
２０２      角度測定用レーザ光源
２０３      角度測定用撮像素子
２０４      レーザ駆動回路
２０５      距離測定用レーザ光源
２０６      距離測定用撮像素子
２０７      レーザ駆動回路
２０８      ダイクロイックミラー
２０９、２１０      ビームスプリッタ
２１１      コリメータレンズ
２１２      ワーク
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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