(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに取り付けられ、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出する光源と、
前記２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームとして送出する手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１及び第２のビームを受光し、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するための第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された可動な測定光路反射器とを含む前記回転基準フレームに取り付けられた干渉計であって、前記第１の四分の一波長板が前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度に位置合わせされた速い軸を有し、前記偏光ビーム分割器が前記第３のビームを前記干渉計の基準光路に沿って差し向けるとともに前記第４のビームを前記干渉計の測定光路に沿って差し向けるように動作し、
前記基準光路反射器は、前記第３のビームを受光し、該第３のビームを前記ビーム分割器に向けて第５のビームとして反射するように配置され、
前記測定光路反射器は、前記第４のビームを受光し、該第４のビームを前記ビーム分割器に向けて第６のビームとして反射するように配置され、
前記ビーム分割器は、前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて差し向けるように動作し、前記第１の四分の一波長板は、当てられた前記第５及び前記第６のビームを第７及び第８のビームにそれぞれ変換するよう動作し、
前記第７および前記第８のビームが、前記回転基準フレームを出た後、前記回転軸に対して平行な光路に沿って固定基準フレームへと送られる、干渉計と、
前記固定基準フレームに取り付けられ、前記第７及び前記第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９および第１０のビームにそれぞれ変換するための、第２の四分の一波長板と、
前記第９および前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームに応答するように結合された受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するための受光器と、
前記測定信号と、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す基準信号と、前記回転角の測定値を表す第２の信号とに応答するように結合され、前記位置変化を表す変位信号を生成するように動作する信号プロセッサと
からなる装置。
【請求項２】
前記ビームを送出する手段は前記光源に配置され、前記光源は互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する２つのビームを発生するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源はレーザ・ビームを発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記２つのビームは光学的な光周波数を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の信号を発生するため、前記回転基準フレームに回転エンコーダが結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記基準信号は、前記光源で生成された前記２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって生成される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の四分の一波長板は前記干渉計に固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び前記第２のビームは前記第７及び前記第８のビームと同軸であり、前記第９及び前記第１０のビームを受光器へ差し向けるために、分前記固定基準フレームに分割手段が取り付けられる、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記第９及び前記第１０のビームを初期進行光路から受光器へ向かう別の光路へ方向転換するため、ビーム屈曲器が配設される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第９及び前記第１０のビームは前記第２の四分の一波長板から前記回転軸に平行な光路に沿って送出され、前記受光器は該光路上に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ビームを送出する手段は前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生する、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記基準信号は、前記光源で生成された前記２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって生成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記光源からの２つのビームは互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板である、請求項３に記載の装置。
【請求項１６】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに取り付けられ、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出する光源であって、該２つのビームが互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有するように生成される、光源と、
前記２つのビームを各組２つのビームからなる平行なビームの組に分割し、各組のビームが前記周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、かつ直線偏光状態及び直交偏光状態を有するようにする、分割器と、
一方の組の２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１および第２のビームとして送出するための第１の送出手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１及び前記第２のビームを受光し、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するための、第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、物品に結合された可動な測定光路反射器とを含む前記回転基準フレームに取り付けられた干渉計であって、前記第１の四分の一波長板が前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で位置合わせされた速い軸を有し、前記ビーム分割器が前記第３のビームを前記干渉計の基準光路に沿って差し向けるとともに前記第４のビームを前記干渉計の測定光路に沿って差し向けるように動作し、
前記基準光路反射器は、前記第３のビームを受光し、該第３のビームを前記ビーム分割器に向けて第５のビームとして反射するように配置され、
前記測定光路反射器は、前記第４のビームを受光し、該第４のビームを前記ビーム分割器に向けて第６のビームとして反射するように配置され、
前記ビーム分割器は、前記第５及び第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて差し向けるように動作し、前記第１の四分の一波長板は、当てられた前記第５及び前記第６のビームを第７及び第８のビームにそれぞれ変換するよう動作し、
前記第７と第８のビームが、前記回転基準フレームを出た後、前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送られる、干渉計と、
前記固定基準フレームに取り付けられ、 前記第７及び前記第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９及び第１０のビームにそれぞれ変換するための、第２の四分の一波長板と、
前記第９及び前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームに応答するように結合された第１の受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するための第１の受光器と、
第２の組のビームを受光するように配置され、互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１１及び第１２のビームを生成するように動作する、第２の送出手段と、
前記回転基準フレームに取り付けられ、前記回転軸に対して平行な光路から前記第１１及び前記第１２のビームを受光し、それらのビームを第１３及び第１４のビームに変換するための第３の四分の一波長板と、
前記干渉計は、前記第１３及び前記第１４のビームを受光し、それらのビームを前記基準光路反射器へ送るように動作する部分を更に含み、前記基準光路反射器は、それらのビームを前記干渉計へ向けて第１５及び第１６のビームとして反射するように動作し、前記干渉計は、前記第１５及び前記第１６のビームを前記第３の四分の一波長板へ送るように動作し、前記第３の四分の一波長板は、それらのビームを第１７及び第１８のビームに変換するように動作することと、
前記第１７及び前記第１８のビームが、前記回転基準フレームから出た後、前記固定基準フレームへと送られ、前記回転軸に対して平行な光路に沿って送られることと、
前記固定基準フレームに取り付けられ、前記第１７及び前記第１８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第１９及び第２０のビームに変換するための、第４の四分の一波長板と、
前記第１９及び前記第２０のビームの偏光状態と位置合わせされ、それらのビームを受光するように配置された第２の受光器であって、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差、及び前記回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生するように動作する、第２の受光器と、
前記測定値及び前記第２の受光器信号に応答して、前記位置変化を表す変位信号を発生するための信号プロセッサと
からなる装置。
【請求項１７】
前記第１の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２の送出手段は前記第２の四分の一波長板である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記２つのビームは光学的な光周波数を有する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の四分の一波長板は前記干渉計に固定される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の四分の一波長板と前記第３の四分の一波長板は一体の板として形成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の四分の一波長板と前記第４の四分の一波長板は一体の板として形成される、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を干渉計による変位測定装置を用いて測定する方法であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに装着された光源から周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有する電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
前記２つのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームとして送出するステップと、
前記第１及び前記第２のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた速い軸を備える第１の四分の一波長板に当て、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを、回転基準フレームに取り付けられ、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備える干渉計へと送るステップと、
前記第１の四分の一波長板の速い軸を、前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で配置するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを前記ビーム分割器に送り、前記第３のビームが前記基準光路反射器に送られ、且つ前記第４のビームが前記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
前記第３のビームを受光し、該第３のビームを第５のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記基準光路反射器を結合するステップと、
前記第４のビームを受光し、該第４のビームを第６のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記測定光路反射器を結合するステップと、
前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板に向けて送るように、前記ビーム分割器を動作させるステップと、
前記第５及び前記第６のビームを前記第１の四分の一波長板に通し、それらのビームを第７及び第８のビームに変換するステップと、
前記回転基準フレームから前記第７及び前記第８のビームを前記回転軸に平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第７及び第８のビームを受光し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するように、第２の四分の一波長板を前記固定基準フレームに配置するステップと、
受光器を前記第９と第１０のビームの偏光と位置合わせし、該受光器がそれらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するようにする、ステップと、
前記測定信号と、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す基準信号と、前記回転角の測定値を表す第２の信号とに応答して、前記位置変化を表す変位信号を生成するように、信号プロセッサを動作させるステップと
からなる方法。
【請求項２５】
回転基準フレームに配置された物品の位置変化を干渉計による変位測定装置を用いて測定する方法であって、前記回転基準フレームが固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間にわたって回転角を累積するものにおいて、
前記固定基準フレームに装着された光源から、周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
前記２つのビームを各組２つのビームからなる２組に分割し、各組のビームが前記周波数ｆ１及びｆ２をそれぞれ有し、かつ直線偏光状態及び直交偏光状態を有するように分割するステップと、
前記２つのビームの第１の組を前記固定基準フレームに取り付けられた第１の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１及び第２のビームに変換するステップと、
前記第１及び前記第２のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた速い軸を備える第２の四分の一波長板に当て、それらのビームを第３及び第４のビームに変換するステップと、
前記第３及び第４のビームを、前記回転基準フレームに取り付けられ、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、前記物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備えた干渉計へと送るステップと、
前記第１の四分の一波長板の速い軸を前記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度に配置するステップと、
前記第３及び前記第４のビームを前記ビーム分割器に送出し、前記第３のビームが前記基準光路反射器に送られ、前記第４のビームが前記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
前記第３のビームを受光し、該第３のビームを第５のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記基準光路反射器を結合するステップと、
前記第４のビームを受光し、該第４のビームを第６のビームとして前記ビーム分割器へ反射させるため、前記測定光路反射器を結合するステップと、
前記第５及び前記第６のビームを受光し、それらのビームを前記第１の四分の一波長板へ差し向けるように、前記ビーム分割器を動作させるステップと、
前記第５及び前記第６のビームを前記第２の四分の一波長板に通し、それらのビームを第７と第８のビームに変換するステップと、
前記回転基準フレームから前記第７及び前記第８のビームを前記回転軸に対して平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第７及び前記第８のビームを前記固定基準フレームに配置された第３の四分の一波長板へ送り、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第９及び第１０のビームに変換するステップと、
受光器を前記第９及び前記第１０のビームの偏光状態と位置合わせし、それらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差の測定値を表す情報と、前記位置変化及び前記回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生させるようにするステップと、
前記２つのビームの第２の組を前記固定基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに右円偏光状態及び左円偏光状態を有する第１１及び第１２のビームに変換するステップと、
前記第１１及び前記第１２のビームを前記回転軸に沿って前記回転基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板へ送り、それらのビームを第１３及び第１４のビームに変換するステップと、
前記第１３及び前記第１４のビームを前記干渉計の一部を介して前記基準光路反射器に送出するステップと、
前記第１３及び前記第１４のビームを前記基準光路反射器で反射させ、それらのビームを第１５及び第１６のビームとして戻すステップと、
前記第１５及び前記第１６のビームを前記干渉計及び第３の四分の一波長板に通し、それらのビームを第１７及び第１８のビームに変換するステップと、
前記第１７及び第１８のビームを前記回転基準フレームから前記回転軸に平行な光路に沿って前記固定基準フレームへと送るステップと、
前記第１７及び前記第１８のビームを前記固定基準フレームに取り付けられた第４の四分の一波長板に通し、それらのビームを互いに直線偏光状態及び直交偏光状態を有する第１９及び第２０のビームに変換するステップと、
第２の受光器を前記第１９及び前記第２０のビームの偏光状態と位置合わせし、それらのビームに応答して、前記周波数ｆ１と前記周波数ｆ２の差、及び前記回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生させるようにするステップと、
前記測定信号及び前記第２の受光器信号を信号プロセッサに加え、前記位置変化を表す変位信号を生成するステップと
からなる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計を用いて、物体の位置変化を測定するための方法及び装置に関する。更に詳細には、本発明は、物体が回転基準フレームにある間に、かかる測定を行うためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
物体の位置変化、例えば線形変位または角度変位等を測定する必要があるのは、かかる物体が、回転基準フレームに配置される場合である。例えば、工作物が固定基準フレームに静止状態に保持され、切削工具がスピンドルによって回転するＣＮＣ機械の場合、切削工具を回転させて、それを利用して、工作物に機械加工を施して仕上げ形状にする際に、切削工具の半径方向位置を測定することが極めて望ましい。従来技術の場合、既知のように、切削工具の半径方向位置を制御する機械的連結機構の位置を、固定基準フレームにおいて測定することによって、工具の半径方向位置が間接的に測定される。しかし、こうした間接測定を行う精度は、機械的連結機構におけるアッベ・オフセット、熱膨張、ヒステリシス、及びバックラッシのような問題によって制限される。換言すれば、半径方向位置の測定箇所は、回転工具に位置しないか、又はそれに近接していない。代わりに、半径方向位置は、測定スケールの移動量から推測され、該測定スケールは、切削工具からかなりの距離をおいて、回転スピンドルに機械的に連結され、また該スピンドルの外側に配置された牽引バーの一部に装着される。
【０００３】
従来技術において、線形、又は角位置変化の測定が可能なＡＣ型の干渉計が周知のところである。典型的な例が、本特許出願と同じ譲受人である、ヒューレット・パッカード社（ＨＰ）に譲渡された、Bagley他に対する米国特許第３，４５８，２５９号に記載されている。ＨＰは又、さまざまなタイプの変位測定を行うための干渉計を具現化した、ＨＰ５５１７Ａレーザ変換器システムのような商品も販売している。このＨＰシステムは、変位測定値を表す情報を含む電気信号を発生する。これらの電気信号は、測定値を表示するとか、あるいは、物体の移動を制御するとかいった目的のために、後続の回路要素及び装置に加えるのに利用可能である。工具が回転している際に、工具の半径方向位置を直接測定するには、干渉計による計測学システムを利用するのが望ましい。干渉計光学装置は、比較的小さく、スピンドルと共に回転するように装着可能であり、また、工具の半径方向位置を直接測定するために利用可能である。しかし、従来のＡＣ型干渉計による計測学システムは、干渉計光学装置のみを、スピンドルと共に回転するように装着したとしても適正に機能しない。概念上は、レーザ光源、干渉計光学装置、及び光信号に応答する受信機を装着して、それら全てをスピンドルと共に回転させることが可能である。しかし、多くの理由から、この構成は、ＣＮＣ機械の大部分にとって実用的ではない。例えば、スペース制限、計測学システムの電気コンポーネントに対して電力を得るうえでの問題、及び回転基準フレームから電気信号を得るうえでの複雑さが存在する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術の問題及び制限は、本発明の教示に基づいてなされた発明によって克服される。従って、本発明の目的は、新規且つ改良したＡＣ型干渉計による計測学装置を用いて、回転基準フレームに配置された回転スピンドルにより保持される工具の位置を測定することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
好適な実施例の場合、回転基準フレームが、スピンドルの回転軸まわりを回転し、その回転軸は、工具が配置された半径方向軸に対して垂直である。固定基準フレームに装着された慣用的な２周波数のレーザ光源が、規定量だけ互いに異なる１つの周波数を各々が有する、ビーム対を送り出す。光源からのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有するビームから、右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する入力ビームへと変換される。入力ビームは、次に、回転基準フレームに装着された四分の一波長板に送られ、回転基準フレームと共に回転する、直線偏光状態、及び直交偏光状態を有するビームへと変換される。回転基準フレームに装着されるが、干渉計には、基準光路反射器、測定光路反射器、及び四分の一波長板の速い軸に対して４５度で位置合わせされた偏光軸を有する偏光ビーム分割器が含まれている。この構成によって、偏光ビーム分割器が２つのビームを分割し、その結果、一方の周波数を有する一方のビームを、回転軸と平行な基準軸に沿って、基準光路反射器に伝送することが保証される。ビーム分割器は、他方の周波数を有する他方のビームを反射し、半径方向軸に対して平行な光路に沿って、工具に接続された測定光路反射器に送る。
【０００６】
それぞれ、基準光路反射器、及び測定光路反射器から戻るビームは、偏光ビーム分割器、及び四分の一波長板を介して送り返される。右円偏光状態、及び左円偏光状態を有して、四分の一波長板から出てくる２つのビームは、次に、固定フレームに装着された第２の四分の一波長板に送られ、その後、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有するビームへと変換される。固定基準フレームに装着された受光器が、第２の四分の一波長板を通過した後に戻ってくるビームに応答して、中間測定信号を発生する。しかし、この中間測定信号には、不要な成分が含まれている。というのは、回転基準フレームの四分の一波長板によって、それを通って行き来する光ビームに、基準フレームの角回転に比例した周波数シフトが導入されるためである。信号プロセッサが、中間測定信号、光源からの基準信号、及び回転する四分の一波長板の角回転の測定値を表す特殊信号を受信するように結合される。この信号プロセッサは、不要な成分を除去して、測定反射器の半径方向位置の変化の測定値を表す信号を生成する。
【０００７】
本発明の１つの好適な実施例の場合、特殊信号は、回転基準フレームの角回転量を測定するために配置された回転エンコーダによって生成される。代替実施例の場合、回転エンコーダは、光学構成で置き換えられる。要するに、この代替実施例では、互いに対して、且つ回転基準フレームと共に回転する偏光軸に対して、直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する、第２の入力ビーム対を利用することが必要になる。特別に修正された干渉計が配置されて、その結果、第２の対をなす入力ビームが共に、干渉計を通って送られ、偏光ビーム分割器を迂回する。基準光路反射器に送られて、それにより反射された後、第２の対をなすビームは、干渉計を通り（ビーム分割器を迂回し）、さらに回転基準フレームに装着された四分の一波長板を通って戻ることになる。その後、それらのビームは、固定基準フレームに送り込まれ、第２の四分の一波長板を通って、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第２の戻りビーム対として出てくる。第２の受光器が、第２の対をなす戻りビームを混合して、第２の受光器信号を発生する。第２の受光器信号は、中間測定信号と組み合わせられて、測定反射器の位置変化の測定値を表す信号を直接生成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の教示に従って製作された、干渉計装置１０の好適な実施例が示されている。レーザ・ヘッド１２が、固定基準フレームに装着され、それぞれ、安定化周波数ｆ１、及びｆ２を有する対をなす光ビーム１４、及び１６を同時に発生する。２つのビームの発生は、周波数ｆ１を有する一方のビームが、周波数ｆ２を有する他方のビームに対して、直線偏光、及び直交偏光されるようになされる。説明の便宜上、ビーム１４は、図１の平面に対して垂直であり、またドット１７で示された偏光面内において、周波数ｆ１を有するものと仮定する。ビーム１６は、図１の平面内にあり、また垂直線１９で示された直交偏光面内において、周波数ｆ２を有するものと仮定する。対をなす光ビーム１４及び１６は、静止した四分の一波長板１８に送られ、これは、固定基準フレームに装着されて、２つのビームを、互いに対して右円偏光、及び左円偏光（円形矢印２１及び２３で示す）を有するビーム２０及び２２へと変換する。対をなすビーム２０及び２２は、次に、回転基準フレーム２６に装着された四分の一波長板２４に送られる。四分の一波長板２４は、それらの対をなすビームを、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する１対のビーム２５及び２７に変換する。回転フレーム２６が、回転軸２８のまわりを回転する。四分の一波長板２４は、回転基準フレーム２６に装着され、従って、それと一緒に回転するので、ビーム２５及び２７の直線偏光軸も、回転基準フレーム２６と共に回転する。説明の便宜上、回転基準フレームは、湾曲矢印３２によって示されるように、光源１２が装着される静止測定フレームに対して、Ｗ回転／秒の回転周波数で回転するものと仮定する。ビーム２０及び２２は、逆の円偏光を有するように生成されるので、四分の一波長板２４から出てくる結果としてのビーム２５及び２７は、それぞれ、Ｗに等しい量だけアップシフト、及びダウンシフトされた周波数を有する。やはり、説明の目的のために、ビーム２０は、周波数がｆ１であり、ｆ１＋Ｗに等しいアップシフト周波数を有するビーム２５になるものと仮定する。また、この構成の結果として、周波数がｆ２のビーム２２は、ｆ２−Ｗに等しいダウンシフト周波数を有するビーム２７になる。
【０００９】
偏光ビーム分割器３４が、回転基準フレーム２６に装着されて、該フレームと共に回転する。ビーム分割器３４は、四分の一波長板２４から送り出される対をなすビーム２０及び２２を受光するために配設されている。四分の一波長板２４の速い軸は、偏光ビーム分割器３４の偏光軸に対して、４５度をなすように位置合わせされる。この構成によって、偏光ビーム分割器３４が回転する際に、直線偏光ビーム２５、及び直交偏光ビーム２７を、該分割器と位置合わせされた状態に保つことが可能になる。ビーム分割器３４は、周波数がｆ１＋Ｗのビーム２５を方向転換し、半径方向軸３５に対して平行な測定光路に沿って上方へに向かわせ、慣用的な立方体コーナ反射器が好適である測定反射器３６に送る。測定反射器３６は、半径方向軸３５に沿って往復動することが可能であるが、回転基準フレーム２６に装着されており、従って、固定基準フレームに対して回転する。本説明において、反射器３６は、反射器が実線で示された位置と、反射器が点線で示された位置との間で、距離Ｄだけ移動したものと仮定する。反射器３６を移動可能に装着するための手段は、示されていない。ビーム２５は、測定反射器３６を出て、そこから逆方向に進んだ後、±△ｆのドップラ・シフトを有するビーム４０として、ビーム分割器３４に戻ることになる。周知のように、ドップラ・シフトが正になるか、負になるかは、測定光路内における周波数がｆ１であるか、又はｆ２であるかということと、測定反射器３６の移動方向によって決まる。
【００１０】
ビーム分割器３４は、周波数ｆ２−Ｗを有するビーム２７を、固定長を備えた基準光路に沿って、やはり立方体コーナ反射器が好適である基準反射器３８に送るように構成されている。基準光路は、回転軸２８と平行であり、回転基準フレーム２６に装着されている反射器３８は、回転軸２８のまわりを回転する。ビーム２７は、反射器３８によって反射された後、ビーム４２としてビーム分割器３４に戻される。ビーム４２は、ドップラ・シフトされない。
【００１１】
ビーム４０は、ビーム分割器３４によって反射され、ビーム４２は、ビーム分割器３４を透過するが、両方とも、その後、四分の一波長板２４に通され、ビーム４３及び４７になる。それらのビームは、次に、静止した四分の一波長板１８に通されて、戻りビーム４４及び４６として送り出され、その各々は、やはりＷに等しい値だけ周波数がシフトアップ、又はシフトダウンされる。ここで、ビーム４４の周波数は、ｆ１’＝ｆ１±△ｆ＋２Ｗになり、ビーム４６の周波数は、ｆ２’＝ｆ２−２Ｗになる。静止測定フレームに装着された受光器４８が、ビーム屈曲器４９によって向きを直された後の、ビーム４４及び４６を受光し、それらを混合して、周波数がｆ_meas ＝ｆ１’−ｆ２’＝ｆ１−ｆ２±△ｆ＋４Ｗである測定信号５０を生成する働きをする。項ｆ_meas は、分割周波数ｆ１−ｆ２と、測定反射器３６の移動から生じるドップラ・シフト±△ｆと、回転基準フレーム２６と一緒に回転する際に、四分の一波長板２４から生じる周波数シフト４Ｗとからなる。レーザ光源１２によって発生される基準信号５２は、周波数ｆ_ref＝ｆ１−ｆ２、すなわち、ビーム１４と１６の間の分割周波数を有する。測定信号５０と基準信号５２は、補償器５４に送られ、これには、周波数差を求め、その結果を積分して、中間信号５６を生成する働きをする１つの部分５１が含まれる。周波数差ｆ＿ｄｉｆｆは、以下の式によって計算される。
【００１２】
ｆ_diff ＝ｆ_meas−ｆ_ref＝±△ｆ＋４Ｗ
ドップラ効果に従って、△ｆ＝Ｆｖ／λになるが、ここで、Ｆは干渉計の折り返し係数、ｖは測定反射器３６の速度、λはレーザ光ビームの波長である。ｆ＿ｄｉｆｆを積分すると、φが得られるが、これは、中間信号５６であり、干渉縞の位相である。換言すれば、
φ＝∫ｆ_diff dt＝Ｆ／λ∫ｖdt＋４∫Ｗdt＝(Ｆ／λ)ｖｔ＋４Ｗｔ
となる。
【００１３】
ｖｔ＝Ｄ（ここで、Ｄは反射器３６の移動距離）であるので、φ＝ＤＦ／λ＋４Ｗｔとなる。そこでＤ＝０、Ｗ＝１回転／秒、及びｔ＝１秒とすると、φ＝回転基準フレームの回転当たり４干渉縞になる。従って、四分の一波長板２４が回転基準フレームと一緒に回転している間、反射器３６の変位の変化測定中に生じる周波数シフトを補償するために、回転基準フレーム２６の回転当たり４干渉縞の補正分を減算する必要がある。好適な実施例の場合、慣用的なエンコーダ５８を回転基準フレーム２６に結合して、その角回転が検出され、エンコーダ信号６０が発生される。
【００１４】
補償器５４の第２の部分５３が、中間信号５６及びエンコーダ信号６０を受信し、これに応答して、半径方向軸３５に沿った反射器３６の位置変化Ｄの測定値を表す変位信号６２を生成する。
【００１５】
上記構成の結果として、理解できることであるが、本発明は、半径方向に移動可能な切削工具を含むスピンドルが軸２８のまわりを回転する、ＣＮＣ機械の用途における利用に適応可能である。測定反射器３６を切削工具を保持するスライダに固定し、また、回転軸２８がスピンドルの回転軸と一致するように配置することによって、測定反射器３６の変位測定は、スピンドルの回転軸に対して垂直な半径方向軸に沿った、工具の移動の直接測定になる。
【００１６】
図１に示す好適な実施例の場合、四分の一波長板２４は、干渉計７０の偏光ビーム分割器３４に固定するのが望ましい。代替実施例の部分図が、図２に示されており、そこでは、図１の四分の一波長板２４、及び干渉計７０の代わりに、四分の一波長板２００、及び干渉計２０２が用いられている。この代替実施例の場合、四分の一波長板２００は、干渉計２０２から分離されている。図２の残りの構成要素（不図示）は、図１の構成要素と同じである。
【００１７】
図３には、本発明の他の好適な実施例が示されている。干渉計装置３００において、固定基準フレームに装着されたレーザ・ヘッド１２は、それぞれ、周波数ｆ１及びｆ２を有し、直線偏光及び直交偏光を有する対をなすビーム３０２及び３０４を発生する。非偏光ビーム分割器３０５が、ビーム３０２及び３０４をビーム１４及び１６と、ビーム屈曲器３０７から生じる他方の組のビーム３０６及び３０８とに分割する。ビーム１４及び１６は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する。ビーム３０６及び３０８も、ドット１７及びライン１９で示すように、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する。静止した四分の一波長板３０９によって、ビーム１４及び１６は、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有するビーム２０及び２２に変換される。ビーム３０６及び３０８も、静止した四分の一波長板３０９によって、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する１対のビーム３１０及び３１２に変換される。回転基準フレーム２６に装着された四分の一波長板３１５によって、ビーム１４及び１６は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有するビーム２５及び２７に変換される。ビーム３１０及び３１２も、四分の一波長板３１５によって、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する１対のビーム３１４及び３１６に変換される。回転基準フレームに装着された干渉計３２０には、立方体３２２の中心コア部分として形成された偏光ビーム分割器３４、及び基準反射器３２３が含まれている。反射器３２３は、立体コーナ反射器が好適である。ビーム分割器３４、測定反射器３６、及び図１と同じ参照番号がついている他の全ての構成要素は、全て、その同じ構成要素に関して説明したのと同じように構成され、同じような働きをする。従って、ビーム４４及び４６は、図１の実施例と同様にして発生されて、ビーム屈曲器４９によって方向を直された後、受光器４８に送られる。受光器４８は、測定信号５０を発生する。
【００１８】
立方体３２２には、偏光ビーム分割器３４を包囲する、外側環状部分３２４が含まれている。環状部分３２４は、ビーム３１４及び３１６を基準反射器３８に送り、該反射器は、それら２つのビームを反射し、１対のビーム３２６及び３２８として環状部分３２４へと戻す。四分の一波長板３１５に当てられた後、ビーム３２６及び３２８は、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する１対のビーム３３０及び３３２として送り出される。その後、静止した四分の一波長板３０９によって、ビーム３３０及び３３２は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する１対のビーム３３４及び３３６に変換される。ビーム屈曲器３３８によって、ビーム３３４及び３３６は、基準受光器へと向きを直され、該基準受光器は、固定基準フレームに装着されて、基準信号３４２を発生する働きをする。加えられた測定信号５０、及び基準信号３４２に応答して作動する補償器３４４が、半径方向軸３５に沿った、反射器３６の位置変化を表す変位信号６２を発生する。従って、図３に示すこの実施例によれば、図１に示すエンコーダ５８が不要になり、同時に、レーザ・ヘッド１２からの信号５２も不要になる。
【００１９】
図３に示す実施例の場合、四分の一波長板３１５は、立方体３２２に固定するのが望ましい。図４には、本発明の他の実施例の部分図が示されており、そこでは、四分の一波長板３１５は、立方体３２２から分離されている。他の構成要素（不図示）は、図３の構成要素と同じである。
【００２０】
図５には、本発明の教示に従って製作された装置５００の他の代替実施例が示されている。先行実施例と同様、固定基準フレームに装着されたレーザ・ヘッド１２によって、対をなすビーム１４及び１６が生じ、これらはアイソレータ５０２を透過する。アイソレータ５０２の目的については、本詳細な説明の後の部分で説明する。次に、このビーム対は、非偏光ビーム分割器５０４を通過し、固定基準フレームに装着された四分の一波長板１８、さらに、回転基準フレーム２６に装着された四分の一波長板２４に通される。四分の一波長板１８から送り出されるビーム対２０及び２２は、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する。四分の一波長板２４から送り出された後、ビーム対２５及び２７は、直線偏光状態、及び直交偏光状態を有するが、この時点では、回転基準フレーム２６と共に回転する。干渉計７０は、図１で説明したのと同じ働きをし、その結果、測定反射器３６がビーム４０を戻し、基準反射器３８がビーム４２を戻すことになる。ビーム４０及び４２は、四分の一波長板２４、及び静止した四分の一波長板１８を通過した後、非偏光ビーム分割器５０４によって反射されて、ビーム４４及び４６として送り出されて、受光器４８に送られる。アイソレータ５０２の目的は、レーザ・ヘッド１２に送り返されて、その動作に悪影響を及ぼす、戻りビームを阻止する、又はそれを大幅に減衰させることにある。適切な光アイソレータを設計し製作する技術は、既知のところである。光学減衰器は、全て、周知の装置であり、多くは本発明での利用に適合する。指摘すべき点として、減衰器の利用には、結果として、ビーム強度の低下に起因して効率が低下する欠点がある。
【００２１】
図５の他の構成要素は、図１に示のと同じ参照番号を有し、同様の働きをするので、従って装置５００は、変位信号６２を生成する。装置５００は、装置１０（図１）と非常に類似しているが、回転基準フレーム２６に入り、そこから戻されるビームが、平行光路に沿って進行する代わりに、光路と同軸をなすという点を除く。この実施例は、図１に示す実施例のようには好適でない。というのは、ビームの信号強度が、装置１０に用いられているものより低いためである。しかし、装置５００に用いられる干渉計７０は、ビームが同軸であるので、装置１０用の干渉計よりも小さくすることが可能である。この実施例は、スペースが極めて制限された用途に有効である。
【００２２】
図５に示す実施例の場合、四分の一波長板２４は、干渉計７０に固定されている。図６には、他の実施例の部分図が示されており、そこでは、四分の一波長板２４は、干渉計７０から分離されている。他の構成要素（不図示）は、図５に示す構成要素と同じである。
【００２３】
図５の装置５００は、やはり、エンコーダ５８の利用を必要とする。図７には、本発明の他の代替実施例が示されており、そこでは、装置７００が、エンコーダ、及びレーザ・ヘッド１２からの基準信号を不要にするために、図３の装置と同様の光学構成を用いる。図７において、図３及び５と同じ参照番号のついた構成要素は、同様の働きをするので、従って装置７００は、変位信号６２を発生する。
【００２４】
ここで理解されたいのは、本発明は、回転基準フレームに入り、そこから戻されてくるビームが、回転軸２８と平行、又は同軸の光路に沿って進む必要がある、ということである。ビームが、回転基準フレームに装着された四分の一波長板を通過した後、ビームが干渉計に適正に入射するように向けられる限りにおいて、関連する干渉計を、任意の適切な配向で配置することが可能である。換言すれば、図１〜７の実施例において、測定光路反射器、及び基準光路反射器は、それぞれ、回転軸２８に対して垂直な光路上、及び回転軸に対して平行な（または同軸の）光路上に配向される。図４及び６に示す実施例の場合、回転基準フレームにおける四分の一波長板が独立しているが、関連する干渉計を異なる配向にし、測定反射器、及び基準反射器を、それぞれ、回転軸に対して垂直な光路、及び回転軸に対して平行な（または同軸の）光路に沿わないようにすることが可能である。干渉計を異なる配向にすることは、回転軸に対して垂直な半径方向の変位だけを測定する代わりに、回転基準フレームにおいて、平坦度又は各位置の変化といった、他の測定を行うのに役立つ。
【００２５】
上記実施例では、基準反射器を、固定位置にあって、ビーム分割器に接触しているものとして示しているが、かかる限定は、本発明の動作にとって必要ではない。換言すれば、本発明は、基準反射器が移動可能である、いわゆる差分干渉計に利用することが可能であり、その干渉計による測定は、基準反射器の位置と測定反射器の位置の間で行われる差分測定である。
【００２６】
上述の実施例に用いられるレーザ・ヘッドは、互いに対して直線状態、及び直向状態であるビーム対を発生することが望ましい。図８には、装置８００が示されており、そこでは、レーザ・ヘッド８０２が、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有するビーム対２０及び２２を発生する。ビーム２０及び２２は、回転軸２８に対して平行な光路に沿って、回転基準フレーム２６に送り込まれる。四分の一波長板８０４を除いて、他の構成要素は、図１又は２の構成要素と同じである。明白なことではあるが、四分の一波長板８０４は、図１の四分の一波長板２４と同一ではない。というのは、四分の一波長板８０４は、ビーム４４及び４６の発生にしか必要とされないためである。
【００２７】
図９には、装置８４０が示されており、そこでは、レーザ・ヘッド８０２は、各対応する対が、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する、ビーム２０、２２、３１０、及び３１２を発生するために用いられる。四分の一波長板８４４を除けば、他の構成要素は、図３又は４の構成要素と同じである。四分の一波長板８４４は、ビーム４４、４６、３３４、及び３３６の発生にしか必要とされず、従って、図３の四分の一波長板３０９と同一ではない。
【００２８】
特定の実施例を参照して、本発明を説明及び例示したが、当業者には明らかなように、本発明の教示によって開示された原理を逸脱することなく、修正及び変更を行うことが可能である。例えば、図３、４、７、及び９の静止した四分の一波長板は、各々一体構造が望ましいが、それらは２つの部分、すなわち、ビーム３１０、３１２、２０、及び２２を発生する一方の部分と、ビーム４４、４６、３３４、及び３３６を発生する他方の部分に分割することも可能である。この２つの部分は、対応するビームを受光する位置にある限り、互いに積み重ねる必要はない。また、個々の部分を、個々のビーム、又は各種の部分結合したビームの受光に合わせて寸法決めすることも可能である。
【００２９】
図３、４、７、及び９の回転基準フレーム２６に装着された四分の一波長板は、各々一体構造が望ましいが、それらは、ビーム３１４、３１６、３３０、及び３３２を生成する環状部分と、ビーム２５、２７、４３、及び４７を発生する中心コア部分とに分割することも可能である。これら２つの部分は、互いに同軸にすることができるが、中心部分を環状部分内に入れ子式に納める必要はない。
【００３０】
さらに、図１〜４、７、８、及び９の受光器４８、及び３４０は、それぞれ、ビーム４４と４６、及び３３４と３３６を受光するように同一線上に配置することが可能である。換言すれば、受光器のサイズが十分に小さくて、レーザ・ヘッドからのビームの妨げにならないか、あるいは、入射ビーム及び戻りビーム用の平行なビーム光路が、十分な距離をあけて離隔されていて、受光器がレーザ・ヘッドからの入射ビームの妨げにならない場合には、ビーム屈曲器４９及び３３８を排除することが可能である。
【００３１】
図５及び６の実施例の場合、反射器に平坦なミラーを用いることが可能である。好適な装置は、立方体コーナ反射器である。
【００３２】
図５〜７のアイソレータ５０２は、好適であるが、必ずしも必要ではない。その動作効率はアイソレータほど良くないが、レーザ光の一部が戻されるとしても、レーザ・ヘッドは、アイソレータを利用せずに、ビーム対の光源として動作可能である。
【００３３】
最後に、レーザ・ヘッドからのビーム対は、幾つかの光学的な光周波数を有するビームが望ましい。しかし、ＡＣ型干渉計の動作は、光学的周波数に制限されないので、他の非光学的周波数を用いることも可能である。
【００３４】
以下に、本発明の実施態様を列挙する。
【００３５】
１．回転基準フレームが、固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間期間にわたって回転角を累積するような、回転基準フレームに配置される物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置において、
それぞれ周波数ｆ１、及びｆ２を有する電磁放射線の２つのビームを放出するために、上記固定基準フレームに装着された光源と、
互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１、及び第２のビームとして、２つのビームを送出する手段と、
回転軸に平行な光路から上記第１、及び第２のビームを受光するために、またそれらビームを第３、及び第４のビームに変換するために、回転基準フレームに装着された第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、上記物品に結合された可動な測定光路反射器を含み、回転基準フレームに装着される干渉計であって、上記第１の四分の一波長板は、上記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で位置合わせされる速い軸を有し、上記偏光ビーム分割器は、上記干渉計の基準光路に沿って第３のビームを指向し、また上記干渉計の測定光路に沿って第４のビームを指向するよう動作し、
上記基準光路反射器は、第３のビームを受光して、それを上記ビーム分割器に向けて第５のビームとして戻すために配設され、
上記測定光路反射器は、第４のビームを受光して、それを上記ビーム分割器に向けて第６のビームとして戻すために配設され、
上記ビーム分割器は、上記第５と第６のビームを受光して、それらを上記第１の四分の一波長板に向けて送るよう動作し、上記第１の四分の一波長板は、当てられた第５と第６のビームを、それぞれ、第７と第８のビームに変換するよう動作し、
該第７と第８のビームは、上記回転基準フレームを出て、上記回転軸と平行な光路に沿って固定基準フレームに送り込まれる、干渉計と、
上記第７と第８のビームを受光するために、またそれらのビームを、それぞれ、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するために、固定基準フレームに装着された第２の四分の一波長板と、
上記ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す情報と、位置変化及び回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するために、上記第９と第１０のビームの偏光状態と位置合わせされ、また上記第９と第１０のビームに応答するように結合された受光器と、
上記測定信号と、上記ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す基準信号と、回転角の測定値を表す第２の信号とに応答するように結合されて、位置変化を表す変位信号を生成すべく動作する信号プロセッサと、
からなる装置。
【００３６】
２．前記ビームを送出する手段は、前記光源が、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する２つのビームを発生するように、前記光源内にあることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００３７】
３．前記光源は、レーザ・ビームを発生することを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００３８】
４．前記２つのビームは、光学的な光周波数を有することを特徴とする、前項３に記載の装置。
【００３９】
５．回転エンコーダが、前記第２の信号を発生するために、前記回転基準フレームに結合されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００４０】
６．前記基準信号は、光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項５に記載の装置。
【００４１】
７．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計に固定されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００４２】
８．前記光源からの２つのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された、第３の四分の一波長板であることを特徴とする、前項７に記載の装置。
【００４３】
９．前記基準信号は、光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項７に記載の装置。
【００４４】
10．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計に固定されることを特徴とする、前項３に記載の装置。
【００４５】
11．回転エンコーダが、前記第２の信号を発生するために、前記回転基準フレームに結合されることを特徴とする、前項１０に記載の装置。
【００４６】
12．前記基準信号は、光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項１１に記載の装置。
【００４７】
13．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項１２に記載の装置。
【００４８】
14．アイソレータが、前記光源と前記分割手段の間に配設されることを特徴とする、前項１３に記載の装置。
【００４９】
15．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項１４に記載の装置。
【００５０】
16．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項１３に記載の装置。
【００５１】
17．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００５２】
18．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００５３】
19．アイソレータが、前記光源と前記分割手段の間に配設されることを特徴とする、前項１８に記載の装置。
【００５４】
20．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項１９に記載の装置。
【００５５】
21．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項１８に記載の装置。
【００５６】
22．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項３に記載の装置。
【００５７】
23．光学アイソレータが、前記光源と前記分割手段の間に接続されることを特徴とする、前項２２に記載の装置。
【００５８】
24．ビーム屈曲器が、初期進行光路から受光器に向かう別の光路に、前記第９と第１０のビームの向きを直すために配設されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００５９】
25．前記第９と第１０のビームは、前記第２の四分の一波長板から、前記回転軸に平行な光路に沿って送出され、前記受光器は、その光路内に配設されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００６０】
26．前記光源からの２つのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板であることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００６１】
27．前記ビームを送出する手段は、前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生することを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００６２】
28．前記基準信号は、光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項２７に記載の装置。
【００６３】
29．回転エンコーダが、前記第２の信号を発生するために、前記回転基準フレームに結合されることを特徴とする、前項２７に記載の装置。
【００６４】
30．前記基準信号は、前記光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項２９に記載の装置。
【００６５】
31．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計に固定されることを特徴とする、前項２７に記載の装置。
【００６６】
32．前記基準信号は、前記光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項３１に記載の装置。
【００６７】
33．回転エンコーダが、前記第２の信号を発生するために、前記回転基準フレームに結合されることを特徴とする、前項３１に記載の装置。
【００６８】
34．前記基準信号は、前記光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項３３に記載の装置。
【００６９】
35．前記光源は、レーザ・ビームを発生することを特徴とする、前項３３に記載の装置。
【００７０】
36．ビーム屈曲器が、初期進行光路から受光器に向かう別の光路に、前記第９と第１０のビームの向きを直すために配設されることを特徴とする、前項３５に記載の装置。
【００７１】
37．前記第９と第１０のビームは、前記第２の四分の一波長板から、前記回転軸に平行な光路に沿って送出され、前記受光器は、その光路内に配設されることを特徴とする、前項３５に記載の装置。
【００７２】
38．前記ビームは、光学的な光周波数を有することを特徴とする、前項３５に記載の装置。
【００７３】
39．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項３５に記載の装置。
【００７４】
40．アイソレータが、前記光源と前記分割手段の間に配設されることを特徴とする、前項３９に記載の装置。
【００７５】
41．前記基準光路反射器、及び前記測定光路反射器は、立方体コーナ反射器であることを特徴とする、前項４０に記載の装置。
【００７６】
42．前記基準信号は、前記光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００７７】
43．前記光源からの２つのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板であることを特徴とする、前項３に記載の装置。
【００７８】
44．前記ビームを送出する手段は、前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生することを特徴とする、前項３に記載の装置。
【００７９】
45．回転エンコーダが、前記第２の信号を発生するために、前記回転基準フレームに結合されることを特徴とする、前項１０に記載の装置。
【００８０】
46．前記光源からの２つのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有し、前記ビームを送出する手段は、前記２つのビームを受光するように結合された第３の四分の一波長板であることを特徴とする、前項１０に記載の装置。
【００８１】
47．前記ビームを送出する手段は、前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生することを特徴とする、前項１０に記載の装置。
【００８２】
48．前記基準信号は、前記光源によって生じる２つのビームを受光するように結合された第２の受光器によって発生されることを特徴とする、前項４７に記載の装置。
【００８３】
49．ビーム屈曲器が、初期進行光路から受光器に向かう別の光路に、前記第９と第１０のビームの向きを直すために配設されることを特徴とする、前項４８に記載の装置。
【００８４】
50．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計から離れて実装されることを特徴とする、前項１に記載の装置。
【００８５】
51．前記ビームを送出する手段は、前記第２の四分の一波長板であり、前記光源は、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する２つのビームを発生することを特徴とする、前項５０に記載の装置。
【００８６】
52．回転基準フレームが、固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間期間にわたって回転角を累積するような、回転基準フレームに配置される物品の位置変化を測定するための干渉計による変位測定装置において、
それぞれ周波数ｆ１、及びｆ２を有する電磁放射線の２つのビームを放出するために、上記固定基準フレームに装着された光源であって、該２つのビームは、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有して発生される、光源と、
上記２つのビームを、各組のビームがそれぞれ、周波数ｆ１及びｆ２を有し、また直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する、各組２つのビームからなる平行な２つの組へと分割するための分割器と、
一方の組の２つのビームを、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１と第２のビームとして送出するための第１の送出手段と、
上記回転軸と平行な光路から上記第１と第２のビームを受光するために、また、それらのビームを第３と第４のビームに変換するために、上記回転基準フレームに装着された第１の四分の一波長板と、
偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、物品に結合された可動な測定光路反射器とを含み、上記回転基準フレームに装着された干渉計であって、上記第１の四分の一波長板は、上記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で位置合わせされる速い軸を有し、上記ビーム分割器は、上記干渉計の基準光路に沿って第３のビームを指向し、上記干渉計の測定光路に沿って第４のビームを指向するように動作し、
上記基準光路反射器は、上記第３のビームを受光して、それを上記ビーム分割器に向けて第５のビームとして戻すために配設され、
上記測定光路反射器は、上記第４のビームを受光して、それを上記ビーム分割器に向けて第６のビームとして戻すために配設され、
上記ビーム分割器は、上記第５と第６のビームを受光して、それらを上記第１の四分の一波長板に向けて送るよう動作し、上記第１の四分の一波長板は、当てられた上記第５と第６のビームを、それぞれ、第７と第８のビームに変換するよう動作し、
上記第７と第８のビームは、上記回転基準フレームを出て、回転軸と平行な光路に沿って上記固定基準フレームに送り込まれる、干渉計と、
上記第７と第８のビームを受光するために、またそれらのビームをそれぞれ、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するために、上記固定基準フレームに装着された第２の四分の一波長板と、上記ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す情報と、位置変化及び回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するために、上記第９と第１０のビームの偏光状態と位置合わせされて、該ビームに応答するように結合された第１の受光器と、
第２の組のビームを受光するために、また、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１１と第１２のビームを生成すべく動作するために配設される、第２の送出手段と、
回転軸と平行な光路から上記第１１と第１２のビームを受光するために、また、それらのビームを第１３と第１４のビームに変換するために、上記回転基準フレームに装着された第３の四分の一波長板と、
前記干渉計は更に、上記第１３と第１４のビームを受光して、それらのビームを上記基準光路反射器に送るべく動作する部分を含み、該基準光路反射器は、それらのビームを第１５と第１６のビームとして上記干渉計に戻すべく動作し、該干渉計は、上記第１５と１６のビームを上記第３の四分の一波長板に送るべく動作し、該第３の四分の一波長板は、それらのビームを第１７と第１８のビームに変換すべく動作することと、
上記第１７と第１８のビームは、上記回転基準フレームから出て上記固定基準フレームに送り込まれ、また、回転軸と平行な光路に沿って送られることと、
上記第１７と第１８のビームを受光するために、またそれらのビームを、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第１９と第２０のビームに変換するために、上記固定基準フレームに装着された第４の四分の一波長板と、
上記第１９と第２０のビームの偏光状態と位置合わせされて、それらのビームを受光するように配設され、ｆ１周波数とｆ２周波数間の差、及び回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生すべく動作する、第２の受光器と、上記測定値と上記第２の受光器信号に応答して、位置変化を表す変位信号を発生するための信号プロセッサと、
からなる装置。
【００８７】
53．前記第１の送出手段は、前記第２の四分の一波長板であることを特徴とする、前項５２に記載の装置。
【００８８】
54．前記第２の送出手段は、前記第２の四分の一波長板であることを特徴とする、前項５３に記載の装置。
【００８９】
55．前記第２の送出手段は、前記第２の四分の一波長板であることを特徴とする、前項５２に記載の装置。
【００９０】
56．前記２つのビームは、光学的な光周波数を有することを特徴とする、前項５５に記載の装置。
【００９１】
57．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計に固定されることを特徴とする、前項５２に記載の装置。
【００９２】
58．前記第１と第３の四分の一波長板は、１つのユニット式波長板として形成されることを特徴とする、前項５２に記載の装置。
【００９３】
59．前記第２と第４の四分の一波長板は、１つのユニット式波長板として形成されることを特徴とする、前項５８に記載の装置。
【００９４】
60．前記第２の送出手段は、前記第２の四分の一波長板であることを特徴とする、前項５９に記載の装置。
【００９５】
61．前記第１の四分の一波長板は、前記干渉計に固定されることを特徴とする、前項５９に記載の装置。
【００９６】
62．前記光源は、レーザ・ビームを発生することを特徴とする、前項６１に記載の装置。
【００９７】
63．前記２つのビームは、光学的な光周波数を有することを特徴とする、前項６２に記載の装置。
【００９８】
64．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを前記第１の受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項６２に記載の装置。
【００９９】
65．アイソレータが、前記分割器と前記分割手段の間に配設されることを特徴とする、前項６４に記載の装置。
【０１００】
66．前記第１と第２のビームは、前記第７と第８のビームと同軸であり、分割手段が、前記第９と第１０のビームを前記第１の受光器に向けるために、前記固定基準フレームに装着されることを特徴とする、前項５２に記載の装置。
【０１０１】
67．アイソレータが、前記分割器と前記分割手段の間に配設されることを特徴とする、前項６６に記載の装置。
【０１０２】
68．前記光源は、レーザ・ビームを発生することを特徴とする、前項６７に記載の装置。
【０１０３】
69．回転基準フレームが、固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間期間にわたって回転角を累積するような、干渉計による変位測定装置を用いて、回転基準フレームに配設された物品の位置変化を測定する方法において、
上記固定基準フレームに装着された光源から、それぞれ、周波数ｆ１及びｆ２を有する電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
該２つのビームを、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１と第２のビームとして送出するステップと、
該第１と第２のビームを、回転軸に対して平行な光路に沿って、上記回転基準フレームに装着された、速い軸を備える第１の四分の一波長板に当てて、それらのビームを第３と第４のビームに変換するステップと、
該第３と第４のビームを、回転基準フレームに装着されて、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備える干渉計へと送るステップと、
上記第１の四分の一波長板の速い軸を、上記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で配向するステップと、
上記第３と第４のビームを上記ビーム分割器に送って、上記第３のビームが上記基準光路反射器に送られ、且つ上記第４のビームが上記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
上記第３のビームを受光して、それを第５のビームとして上記ビーム分割器に戻すために、上記基準光路反射器を結合するステップと、
上記第４のビームを受光して、それを第６のビームとして上記ビーム分割器に戻すために、上記測定光路反射器を結合するステップと、
上記第５と第６のビームを受光すべく上記ビーム分割器を動作させて、それらのビームを上記第１の四分の一波長板に向けて送るステップと、
上記第１の四分の一波長板に上記第５と第６のビームを通して、それらのビームを第７と第８のビームに変換するステップと、
上記第７と第８のビームを、回転軸に平行な光路に沿って、上記回転基準フレームから出て上記固定基準フレームへと送り込むステップと、
上記第７と第８のビームを受光するために、またそれらのビームを、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するために、上記固定基準フレームに第２の四分の一波長板を配設するステップと、ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す情報と、位置変化及び回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するために、受光器を上記第９と第１０のビームの偏光と位置合わせして、それらビームに応答するステップと、
上記測定信号と、ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す基準信号と、回転角の測定値を表す第２の信号とに応答すべく、信号プロセッサを動作させて、位置変化を表す変位信号を発生するステップと、
を含む方法。
【０１０４】
70．前記２つのビームをレーザ・ビームとして放出するステップを含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１０５】
71．光学的な光周波数を有して、前記２つのビームを放出するステップを含むことを特徴とする、前項７０に記載の方法。
【０１０６】
72．前記第１と第２のビームを、前記第７と第８のビームと同軸で送出するステップと、前記受光器に送出するために、前記第９と第１０のビームの一部を分割するステップを更に含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１０７】
73．前記光源に戻される、前記第９と第１０のビームの一部を分離するステップを更に含むことを特徴とする、前項７２に記載の方法。
【０１０８】
74．前記第１の四分の一波長板を、前記干渉計に固定するステップを含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１０９】
75．前記第２の信号を発生するために、回転エンコーダを前記回転基準フレームに結合するステップを含むことを特徴とする、前項７４に記載の方法。
【０１１０】
76．前記光源から前記２つのビームを受光すべく第２の受光器を結合するステップと、前記基準信号を発生するステップとを含むことを特徴とする、前項７５に記載の方法。
【０１１１】
77．前記２つのビームをレーザ・ビームとして放出するステップを含むことを特徴とする、前項７６に記載の方法。
【０１１２】
78．光学的な光周波数を有して、前記２つのビームを放出するステップを含むことを特徴とする、前項７７に記載の方法。
【０１１３】
79．前記第１と第２のビームを、前記第７と第８のビームと同軸で送出するステップと、前記受光器に送出するために、前記第９と第１０のビームの一部を分割するステップを更に含むことを特徴とする、前項７６に記載の方法。
【０１１４】
80．前記光源に戻される、前記第９と第１０のビームの一部を分離するステップを含むことを特徴とする、前項７７に記載の方法。
【０１１５】
81．前記光源から前記２つのビームを受光すべく第２の受光器を結合するステップと、前記基準信号を発生するステップとを含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１１６】
82．前記第２の信号を発生するために、回転エンコーダを前記回転基準フレームに結合するステップを含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１１７】
83．前記光源から前記２つのビームを受光すべく第２の受光器を結合するステップと、前記基準信号を発生するステップとを含むことを特徴とする、前項８２に記載の方法。
【０１１８】
84．前記光源から前記２つのビームを、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有するビームとして放出するステップを含むことを特徴とする、前項６９に記載の方法。
【０１１９】
85．回転基準フレームが、固定基準フレームに対して回転軸のまわりを回転し、ある時間期間にわたって回転角を累積するような、干渉計による変位測定装置を用いて、回転基準フレームに配設された物品の位置変化を測定する方法において、
上記固定基準フレームに装着された光源から、それぞれ、周波数ｆ１及びｆ２を有し、互いに対して直線偏光状態及び直交偏光状態を有する、電磁放射線の２つのビームを放出するステップと、
該２つのビームを、各組のビームがそれぞれ、上記周波数ｆ１及びｆ２を有し、直線偏光状態及び直交偏光状態を有する、各組２つのビームからなる２組へと分割するステップと、
上記２つのビームの第１の組を、上記固定基準フレームに装着された第１の四分の一波長板に通して、それらのビームを、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１と第２のビームに変換するステップと、
該第１と第２のビームを、回転軸に対して平行な光路に沿って、上記回転基準フレームに装着された、速い軸を備える第２の四分の一波長板に当てて、それらのビームを第３と第４のビームに変換するステップと、
該第３と第４のビームを、上記回転基準フレームに装着されて、偏光ビーム分割器と、基準光路反射器と、物品に結合された測定光路反射器とからなる、偏光軸を備える干渉計へと送るステップと、
上記第１の四分の一波長板の速い軸を、上記ビーム分割器の偏光軸に対して４５度の角度で配向するステップと、
上記ビーム分割器に上記第３と第４のビームを送出して、上記第３のビームが上記基準光路反射器に送られ、且つ上記第４のビームが上記測定光路反射器に送られるように、それらのビームを分割するステップと、
上記第３のビームを受光して、それを第５のビームとして上記ビーム分割器に戻すために、上記基準光路反射器を結合するステップと、
上記第４のビームを受光して、それを第６のビームとして上記ビーム分割器に戻すために、上記測定光路反射器を結合するステップと、
上記第５と第６のビームを受光すべく上記ビーム分割器を動作させて、それらのビームを、上記第１の四分の一波長板に向けて送るステップと、
上記第５と第６のビームを上記第２の四分の一波長板に通して、それらのビームを、第７と第８のビームに変換するステップと、
該第７と第８のビームを、回転軸に平行な光路に沿って、上記回転基準フレームから出て上記固定基準フレームへと送り込むステップと、
上記第７と第８のビームを、上記固定基準フレームに配設された第３の四分の一波長板に送り、それらのビームを、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第９と第１０のビームに変換するステップと、
ｆ１周波数とｆ２周波数間の差の測定値を表す情報と、位置変化及び回転角に比例した情報とを含む測定信号を発生するために、受光器を上記第９と第１０のビームの偏光状態と位置合わせして、それらのビームに応答するステップと、
上記２つのビームの第２の組を、上記固定基準フレームに装着された第４の四分の一波長板に通して、それらのビームを、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する第１１と第１２のビームに変換するステップと、
該第１１と第１２のビームを、回転軸に沿って、上記回転基準フレームに装着された第４の四分の一波長板に送り、それらのビームを、第１３と第１４のビームに変換するステップと、
該第１３と第１４のビームを、上記干渉計の一部を介して、上記基準光路反射器に送出するステップと、
上記第１３と第１４のビームを上記基準光路反射器で反射させて、それらのビームを、第１５と第１６のビームとして戻すステップと、
該第１５と第１６のビームを、上記干渉計及び第３の四分の一波長板に通して、それらのビームを、第１７と第１８のビームに変換するステップと、
該第１７と第１８のビームを、回転軸に平行な光路に沿って、上記回転基準フレームから出て上記固定基準フレームへと送り込むステップと、
上記第１７と第１８のビームを、上記固定基準フレームに装着された第４の四分の一波長板に通して、それらのビームを、互いに対して直線偏光状態、及び直交偏光状態を有する第１９と第２０のビームに変換するステップと、
ｆ１周波数とｆ２周波数間の差、及び回転角の測定値を表す情報を含む第２の受光器信号を発生するために、第２の受光器を、上記第１９と第２０のビームの偏光状態と位置合わせして、それらのビームに応答するステップと、
上記測定信号、及び上記第２の受光器信号を信号プロセッサに加えて、位置変化を表す変位信号を発生するステップと、
を含む方法。
【０１２０】
86．前記２つのビームをレーザ・ビームとして放出するステップを含むことを特徴とする、前項８５に記載の方法。
【０１２１】
87．光学的な光周波数を有して、前記２つのビームを放出するステップを含むことを特徴とする、前項８６に記載の方法。
【０１２２】
88．前記第１と第２のビームを、前記第７と第８のビームと同軸で送出するステップと、前記受光器に送出するために、前記第９と第１０のビームの一部を分割するステップを更に含むことを特徴とする、前項８５に記載の方法。
【０１２３】
89．前記光源に戻される、前記第９と第１０のビームの一部を分離するステップを含むことを特徴とする、前項８８に記載の方法。
【０１２４】
90．前記第９と第１０のビームの一部が、前記光源に戻されるのを分離するステップを含むことを特徴とする、前項８８に記載の方法。
【０１２５】
91．前記第２と第４の四分の一波長板を、１つのユニット式波長板として組み合わせるステップを含むことを特徴とする、前項８５に記載の方法。
【０１２６】
92．前記第１と第３の四分の一波長板を、１つのユニット式波長板として組み合わせるステップを含むことを特徴とする、前項９１に記載の方法。
【０１２７】
93．前記第２の四分の一波長板を、前記干渉計に固定するステップを更に含むことを特徴とする、前項８５に記載の方法。
【０１２８】
94．前記２つのビームをレーザ・ビームとして放出するステップを含むことを特徴とする、前項９３に記載の方法。
【０１２９】
95．光学的な光周波数を有して、前記２つのビームを放出するステップを含むことを特徴とする、前項９４に記載の方法。
【０１３０】
96．前記第１と第２のビームを、前記第７と第８のビームと同軸で送出するステップと、前記受光器に送出するために、前記第９と第１０のビームの一部を分割するステップを含むことを特徴とする、前項９５に記載の方法。
【０１３１】
97．前記光源に戻される、前記第９と第１０のビームの一部を分離するステップを含むことを特徴とする、前項９６に記載の方法。
【０１３２】
98．前記第２の四分の一波長板を、前記干渉計に固定するステップを含むことを特徴とする、前項８５に記載の方法。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したので、半径方向に移動可能な切削工具を含むスピンドルが回転軸２８のまわりを回転する、ＣＮＣ機械の用途における利用に適応可能となる。また、測定反射器３６を切削工具を保持するスライダに固定して、回転軸２８がスピンドルの回転軸と一致するように配置することによって、測定反射器３６の変位測定によって、スピンドルの回転軸に対して垂直な半径方向軸に沿った、工具の移動を直接測定することが可能になる。更に、回転基準フレーム２６に入りそこから戻されるビームが、平行光路に沿って進行する代わりに、光路と同軸をなすように構成することにより、干渉計を小型にすることができ、従って本発明は、スペースが極めて制限された用途に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例の概略図である。
【図２】本発明の代替実施例の部分図であり、そこで四分の一波長板が、干渉計とは別個の回転基準フレームに装着されている。
【図３】本発明の他の好適な実施例を示す図であり、そこで四分の一波長板の回転に起因した周波数シフトが、光ビームの利用によって補正される。
【図４】本発明の他の代替実施例の部分図であり、そこで四分の一波長板が、干渉計とは別個の回転基準フレームに装着されている。
【図５】光ビームが同軸をなす、本発明の他の代替実施例を示す図である。
【図６】本発明の更に他の実施例の部分図であり、そこで四分の一波長板が、干渉計とは別個の回転基準フレームに装着されている。
【図７】本発明の他の実施例を示す図であり、そこで四分の一波長板の回転に起因した周波数シフトが、光ビームの利用によって補正される。
【図８】本発明の他の実施例を示す図であり、そこでレーザ・ヘッドが、互いに対して右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する対をなすビームを発生する。
【図９】本発明の更に他の実施例を示す図であり、そこでレーザ・ヘッドが、右円偏光状態、及び左円偏光状態を有する対をなすビームを発生して、四分の一波長板の回転に起因した周波数シフトが、光ビームの利用によって補正される。
【符号の説明】
１０    干渉計による変位測定装置
１２    レーザ・ヘッド（光源）
１８    固定基準フレームに装着される四分の一波長板
２４    回転基準フレームに装着される四分の一波長板
２６    回転基準フレーム
２８    回転軸
３４    偏光ビーム分割器
３５    光学軸（半径方向軸）
３６    測定光路反射器
３８    基準光路反射器
４８    受光器
４９    ビーム屈曲器
５０    測定信号
５２    基準信号
５４    補償器（信号プロセッサ）
５８    エンコーダ
６０    エンコーダ信号（回転角の測定値を表す第２の信号）
６２    変位信号
７０    干渉計
Ｄ      位置変化
【図１】
0003841516.tif 000002
【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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