專利名稱：追蹤式激光干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于追蹤移動(dòng)體，并且高精度地測(cè)定該移動(dòng)體的位移或位置的追蹤式激光干涉儀。特別地涉及向作為被測(cè)定體的后向反射器照射激光束，通過利用該后向反射器向返回方向反射的激光束的干涉檢測(cè)后向反射器的位移，并且利用上述激光束的光軸的位置變化進(jìn)行追蹤的追蹤式激光干涉儀的改良。
背景技術(shù)：
眾所周知，有向作為被測(cè)定體的后向反射器照射激光束，通過利用該后向反射器向返回方向反射的激光束的干涉檢測(cè)后向反射器的位移，并且利用上述激光束的光軸的位置變化進(jìn)行追蹤的追蹤式激光干涉儀例如，美國(guó)專利第6147748號(hào)說明書(以下稱為專利文獻(xiàn)1)中，如圖1(整體結(jié)構(gòu))及圖2(激光干涉儀的詳細(xì)結(jié)構(gòu))所示，記載有用于測(cè)定作為被測(cè)定體的后向反射器10和基準(zhǔn)球12的中心C的相對(duì)位移的追蹤式激光干涉儀。
該激光干涉儀具有基準(zhǔn)球12、以該基準(zhǔn)球12的中心C作為中心旋轉(zhuǎn)的滑架14、設(shè)置在該滑架14上的具有光源(圖示省略)的激光干涉儀16、將基準(zhǔn)球12的中心C或表面作為焦點(diǎn)而匯聚測(cè)定光的匯聚透鏡18。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，如圖2所示，從光源射出的光線，經(jīng)由光纖20及準(zhǔn)直透鏡22射入無偏振光分光器(NPBS)24，通過該NPBS24一部分被反射，經(jīng)由偏振板26及光纖28，作為用于補(bǔ)償光纖內(nèi)的交調(diào)失真的光參照計(jì)數(shù)信號(hào)被導(dǎo)向光檢測(cè)器(圖示省略)。且，透過上述NPBS24的光，通過偏振光分光器(PBS)30被分為兩束，一束直行而成為用于獲得測(cè)定光的干涉光的參照光。另一束被PBS30反射，經(jīng)由1/4波長(zhǎng)(λ/4)板32及上述匯聚透鏡18，作為測(cè)定光向上述基準(zhǔn)球12的中心C或表面射出。
在該基準(zhǔn)球12的表面被反射的測(cè)定光，經(jīng)由上述匯聚透鏡18、λ/4板32、PBS30、λ/4板34、NPBS36，射向上述后向反射器10。
被該后向反射器10反射的測(cè)定光，再次射入激光干涉儀16。射入激光干涉儀16的測(cè)定光的一部分，被上述NPBS36反射，射入位置檢測(cè)器(PSB)38。且，剩余部分經(jīng)由上述λ/4板34、NPBS30、偏振板40、光纖42，與上述參照光干涉，射入上述光檢測(cè)器。
光檢測(cè)器的輸出，由于對(duì)應(yīng)于入射的干涉光的干涉條紋而變化，所以利用該光檢測(cè)器的輸出，可測(cè)定將基準(zhǔn)球12的中心C作為基準(zhǔn)的后向反射器10的位移。
高精度的基準(zhǔn)球12的表面由于距基準(zhǔn)球12的中心C的距離是高精度且一定，所以即使在激光干涉儀16追蹤后向反射器10在基準(zhǔn)球12的中心C的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，也可高精度地檢測(cè)出以基準(zhǔn)球12的中心C為基準(zhǔn)的后向反射器10的位移。
進(jìn)行對(duì)后向反射器10的追蹤如下所述。即，射入激光干涉儀16的測(cè)定光，一部分射入PSD38，通過使該P(yáng)SD38上的測(cè)定光的位置總保持一定而控制滑架14的位置，可自動(dòng)地追蹤后向反射器10。這是由于與測(cè)定光的光軸垂直方向的后向反射器10的位移相對(duì)應(yīng)，利用射入PSD38的測(cè)定光的位置變化，如果后向反射器10在與測(cè)定光的光軸垂直的方向上產(chǎn)生位移，則從向后方射器10返回的測(cè)定光的光軸平行地進(jìn)行位移。
在日本專利第2603429號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2)中，如圖3所示，記載有用于測(cè)定成為基準(zhǔn)的逆反射體106和作為目標(biāo)的逆反射體(后向反射器)110的相對(duì)位移的追蹤式激光干涉儀。
該干涉儀具有設(shè)置在固定位置上的第一逆反射體106、設(shè)置在移動(dòng)體上的第二逆反射體110、以上述第一逆反射體106為中心在正交的X軸及Y軸周圍分別自由旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部108、將從激光光源(省略圖示)發(fā)出的激光束不受上述旋轉(zhuǎn)部108的擺動(dòng)影響地導(dǎo)向該旋轉(zhuǎn)部108的裝置、固定設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)部108上的由多個(gè)光學(xué)零部件(λ/4板148、164、棱鏡150、152、158、160、162、PBS154)構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)。
該光學(xué)系統(tǒng)利用PBS154將導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)部108的激光束分割，使分割了的部分的激光束經(jīng)由與X軸正交的光路向上述第一逆反射體106入射，并且使另一部分的激光束沿上述光路的延長(zhǎng)方向射出，射入上述第二逆反射體110，可分別得到來自上述第1及第2逆反射體106、110的反射光。
進(jìn)一步地，還具有檢測(cè)部(省略圖示)、4分割光電二極管(QPD)112、和控制裝置(圖略)，上述該檢測(cè)部，其根據(jù)經(jīng)由上述光學(xué)系統(tǒng)而得到的2個(gè)反射光的干涉，檢測(cè)第二逆反射體110的移動(dòng)量；上述四分割光電二極管(QPD)112，其固定設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)部108上，來自上述第二逆反射體110的反射光的一部分入射，并且作為輸出對(duì)應(yīng)向上述第二逆反射體110入射的激光束的偏移量的位置信號(hào)的位置檢測(cè)裝置；上述控制裝置，根據(jù)來自該位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)使上述偏移量為零而控制上述旋轉(zhuǎn)部108的X軸及Y軸周圍的旋轉(zhuǎn)位置。
在專利公開2002-98510號(hào)公報(bào)中(以下稱為專利文獻(xiàn)3)中，公開有在干涉光學(xué)系統(tǒng)的光路中設(shè)置擺頭運(yùn)動(dòng)光擺桿(首振り運(yùn)動(dòng)光てこ)以代替上述基準(zhǔn)球，激光光線向該擺頭運(yùn)動(dòng)光擺桿的反射面的中心入射，通過控制擺頭運(yùn)動(dòng)光擺桿，使該反射光線可向任意方向變化，將反射光線向作為測(cè)量對(duì)象的后向反射器照射且進(jìn)行追蹤的光線追蹤式激光干涉測(cè)長(zhǎng)器。
但是，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，(1)在測(cè)定光以基準(zhǔn)球12的中心C為焦點(diǎn)而聚光的情況下，存在著相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)(在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的某個(gè)點(diǎn)畫出的實(shí)際的軌跡和理想的軌跡的偏移)容易受到影響的問題。即，如果旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)導(dǎo)致測(cè)定光的焦點(diǎn)中心從C的位置偏移，從光檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)S/N變差，不能進(jìn)行位移測(cè)定。因此，容易受到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)的影響。并且，(2)在將基準(zhǔn)球12的表面作為焦點(diǎn)的情況下，存在著容易受到基準(zhǔn)面表面的瑕疵或塵埃的影響，特別地，焦點(diǎn)的直徑越小，越容易受到小的瑕疵或塵埃的影響的問題。
即使在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，對(duì)于作為基準(zhǔn)球的逆反射體106，使用了金屬球或金屬涂層的玻璃球的情況下，與專利文獻(xiàn)1相同，也存在著(1)把基準(zhǔn)球的中心作為焦點(diǎn)的情況下，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)而不可靠，(2)把基準(zhǔn)球的表面作為焦點(diǎn)的情況下，容易受到基準(zhǔn)球表面的瑕疵或塵埃的影響的問題。
在把折射率為2.0的材料制成的球作為基準(zhǔn)球而進(jìn)行使用的情況下，加之上述(2)的問題點(diǎn)，這樣的球一般不被銷售，所以存在著基準(zhǔn)球的價(jià)格高，而難得到的問題。
在專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)中，激光束的中心和反射鏡的旋轉(zhuǎn)中心不一致的情況下，該誤差成為測(cè)長(zhǎng)的誤差的主要原因，很難高精度地測(cè)定激光束的中心位置，所很難使其與反射鏡的旋轉(zhuǎn)中心高精度地一致。且，因?yàn)槔昧死鞆椈傻膹埩κ逛撉蚝桶肭蚣訅旱鼐臀唬?點(diǎn)球面座的鋼球和反射鏡的半球部分的摩擦變大，很難進(jìn)行精密的控制。進(jìn)一步地，高精度的球制作起來比較容易，但是高精度的半球很貴，存在著半球形狀的反射鏡的制作成本上升的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了消除上述現(xiàn)有的問題點(diǎn)的發(fā)明，目的在于提供一種追蹤式激光干涉儀，其相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)可靠，且不容易受到基準(zhǔn)球表面的瑕疵或塵埃的影響，還可使用較低廉的基準(zhǔn)球。
本發(fā)明的追蹤式激光干涉儀，為了解決上述問題，向作為被測(cè)定體的后向反射器照射，利用該后向反射器向返回方向反射的激光束的干涉檢測(cè)后向反射器的位移，并且利用上述激光束的光軸的位置的變化進(jìn)行追蹤，其中，具有固定設(shè)置的基準(zhǔn)球；以該基準(zhǔn)球的中心作為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的滑架；設(shè)置在該滑架上的輸出對(duì)應(yīng)上述后向反射器的位移的位移信號(hào)的激光干涉儀，以及輸出對(duì)應(yīng)上述基準(zhǔn)球和位移計(jì)的相對(duì)位移的位移信號(hào)的位移計(jì)；由該位移計(jì)輸出的位移信號(hào)和激光干涉儀輸出的位移信號(hào)算出將基準(zhǔn)球作為基準(zhǔn)的后向反射器的位移的數(shù)據(jù)處理裝置；從上述后向反射器反射并返回到激光干涉儀的激光束，在與其光軸正交的方向上偏移時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)該偏移量的輸出位置信號(hào)的位置檢測(cè)裝置；根據(jù)來自該位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)，使上述偏移量為零而控制滑架轉(zhuǎn)動(dòng)的控制裝置。
上述的激光干涉儀可以是邁克耳遜干涉儀。
可將上述位移計(jì)設(shè)置在上述基準(zhǔn)球的兩側(cè)，不受溫度變動(dòng)的影響。
上述位移計(jì)可以是靜電電容式位移計(jì)或渦流式位移計(jì)。
上述基準(zhǔn)球可以是金屬制。
上述位置檢測(cè)裝置可以是4分割光電二極管(QPD)或二維位置檢測(cè)形檢測(cè)器(PSD)。
通過本發(fā)明，將輸出對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)球和位移計(jì)的相對(duì)位移的位移信號(hào)的位移計(jì)設(shè)置在滑架上，利用該位移計(jì)和激光干涉儀測(cè)定距離，所以原理上不受旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)的影響，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)非?？煽俊Ｇ乙?yàn)椴幌蚧鶞?zhǔn)球表面照射激光束，所以相對(duì)于基準(zhǔn)球表面的瑕疵或塵埃可靠?？墒褂幂^為低廉的基準(zhǔn)球。
通過下述優(yōu)選實(shí)施例的具體說明，將了解到本發(fā)明的這些以及其他的新特征和優(yōu)點(diǎn)。


參考

優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)具有相同功能的組件付與相同的標(biāo)號(hào)。
圖1是表示專利文獻(xiàn)1記載的追蹤式激光干涉儀的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2是表示相同的干涉儀部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的光路圖；圖3是表示專利文獻(xiàn)2記載的追蹤式激光干涉儀的主要結(jié)構(gòu)的光路圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的立體圖；圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的干涉儀部分的光路圖；圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的主要結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
參照以下附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
本發(fā)明的第1實(shí)施方式，如圖4(整體圖)、圖5(主要部分的立體圖)及圖6(干涉儀部分的光路圖)所示，具有固定設(shè)置的基準(zhǔn)球212；以該基準(zhǔn)球212的中心C為中心轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置的滑架214；設(shè)置在該滑架214上的輸出對(duì)應(yīng)于作為被測(cè)定體的后向反射器210的位移的位移信號(hào)的激光干涉儀216，以及用于輸出對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)球212和位移計(jì)的相對(duì)位移的位移信號(hào)的，與激光束同軸并且夾著基準(zhǔn)球212相對(duì)其兩側(cè)設(shè)置的位移計(jì)218、219；利用該位移計(jì)218、219輸出的位移信號(hào)和上述激光干涉儀216輸出的位移信號(hào)，算出以基準(zhǔn)球212為基準(zhǔn)的后向反射器210的位移的數(shù)據(jù)處理裝置250(圖5)；當(dāng)從上述后向反射器210反射而返回激光干涉儀216的激光束在與該光軸正交的方向移動(dòng)時(shí)，作為輸出對(duì)應(yīng)該偏移量的位置信號(hào)的位置檢測(cè)裝置的QPD238(圖6)；根據(jù)來自上述位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)，作為使上述偏移量為零而控制滑架214的轉(zhuǎn)動(dòng)的控制裝置的X軸電動(dòng)機(jī)252X及Y軸電動(dòng)機(jī)252Y。
作為上述位移計(jì)218、219，可使用例如靜電電容式位移計(jì)或渦流式位移計(jì)。這些位移計(jì)的傳感器的有效面積比塵埃或瑕疵大，傳感器的橫分解能力比較低，不容易受到基準(zhǔn)球212表面上的塵?；蜩Υ玫挠绊?。另外，作為位移計(jì)218、219，可使用光纖傳感器或各種接觸式的位移傳感器。
作為上述基準(zhǔn)球212，可使用市面上銷售的金屬制的球。該球在工業(yè)上被廣泛地使用，與專利文獻(xiàn)2中使用的用折射率2.0的材料制作的球相比，便宜很多。另外，基準(zhǔn)球212可使用金屬制的以外的，陶瓷制、半導(dǎo)體制、玻璃制或金屬涂層的球。但是，將渦流傳感器作為位移傳感器使用的情況下，必須使用金屬制或金屬涂層的球。
上述QPD238可以是二維PSD。
在圖5中，260是在Y周周圍自由轉(zhuǎn)動(dòng)支承滑架214的支承框，262是在X軸周圍自由轉(zhuǎn)動(dòng)支承該支承框260的基座，在圖6中，220是用于將來自光源(省略圖示)的光向激光干涉儀216入射的光纖，222是準(zhǔn)直透鏡，230是PBS，226是λ/4板，236是NPBS，240是偏振板，270是用于反射參照光的平面鏡，272是用于檢測(cè)干涉光強(qiáng)度的光檢測(cè)器。
下面，詳細(xì)說明位移的測(cè)定方法。
作為位置的基準(zhǔn)點(diǎn)而使用的固定基準(zhǔn)球212和后向反射器210之間的長(zhǎng)度變化量(位移)ΔL，通過下面的式子算出。
ΔL＝(ΔL2-ΔL3)/2+ΔL1…(1)這里，ΔL1是利用上述激光干涉儀216檢測(cè)的激光干涉儀216和后向反射器210的相對(duì)位移(距離增加方向?yàn)?)。ΔL2是設(shè)置在激光干涉儀216和基準(zhǔn)球212之間的位移計(jì)218和基準(zhǔn)球212的表面的相對(duì)位移(距離增加方向?yàn)?)。ΔL3是位移計(jì)219和基準(zhǔn)球212的表面的相對(duì)位移(距離增加方向?yàn)?)。
對(duì)高精度的基準(zhǔn)球212的表面來說，由于距基準(zhǔn)球212的中心C的距離為高精度且一定，所以即使在滑架214以C為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，也可高精度地測(cè)定以基準(zhǔn)球212的中心C為基準(zhǔn)的后向反射器210的位移。
如圖6所示，上述ΔL1的測(cè)定，可利用將后向反射器210作為被測(cè)定體的公知的邁克耳遜干涉儀的測(cè)定方法來測(cè)定。
即，來自未圖示的光源向光纖220入射并從準(zhǔn)直透鏡222射出的光線，一部分作為參照光被使用，剩余部分作為測(cè)定光被使用。
參照光透過PBS230，被平面鏡270反射，再被PBS230反射并射向光檢測(cè)器272。
最初被PBS230反射的測(cè)定光射朝向后方射器210。被該后向反射器210反射的測(cè)定光返回而向激光干涉儀216入射，其中一部分被NPBS236反射向4分割QPD238入射。且，透過NPBS236的測(cè)定光與上述參照光干涉并向光檢測(cè)器272入射。
該光檢測(cè)器272的輸出，對(duì)應(yīng)入射的干涉光的干涉條紋而變化，所以利用該光檢測(cè)器272的輸出，可測(cè)定激光干涉儀216和后向反射器210的相對(duì)位移ΔL1。
上述后向反射器210的自動(dòng)追蹤，利用與專利文獻(xiàn)1或2所示的方法相同的方法進(jìn)行。
即，向激光反射儀216入射的測(cè)定光，一部分向QPD238入射，通過使該QPD238上的測(cè)定光的位置總是保持一定而使電動(dòng)機(jī)252X、Y并旋轉(zhuǎn)控制滑架214的位置，由此可自動(dòng)地追蹤后向反射器210。這里對(duì)應(yīng)于相對(duì)測(cè)定光的光軸的垂直方向的后向反射器210的位移，利用向QPD238入射的測(cè)定光的位移產(chǎn)生位移。即，后向反射器210相對(duì)于測(cè)定光的光軸產(chǎn)生垂直方向的位移后，從向后方射器210返回的測(cè)定光的光軸平行地產(chǎn)生位移，所以，使從QPD238向數(shù)據(jù)處理裝置250輸出的位移信號(hào)總保持一定地驅(qū)動(dòng)X軸電動(dòng)機(jī)252X及Y軸電動(dòng)機(jī)252Y，由此自動(dòng)追蹤后向反射器210。
在本實(shí)施方式中，將位移計(jì)218、219設(shè)置在基準(zhǔn)球212的兩側(cè)，是為了補(bǔ)償位移計(jì)218、219的溫度漂移。即，若位移計(jì)218和219的溫度漂移的傾向相同，則(1)式中求得的位移ΔL1不受位移計(jì)的溫度漂移的影響。例如，位移計(jì)218測(cè)得的變化量ΔL2由溫度漂移產(chǎn)生誤差ΔD，而成為ΔL2+ΔD。若位移計(jì)218和219的溫度漂移的傾向相等，則此時(shí)位移計(jì)219測(cè)得的變化量ΔL3也由于溫度漂移產(chǎn)生誤差，而成為ΔL3+ΔD。此時(shí)，ΔL變?yōu)槿缦率剿荆不受位移計(jì)的溫度漂移的影響。
ΔL＝{ΔL2+ΔD-(ΔL3+ΔD)}/2+ΔL1＝(ΔL2-ΔL3)/2+ΔL1…(2)同樣地，在基準(zhǔn)球212各方向相同地?zé)崤蛎浀那闆r下，可對(duì)該基準(zhǔn)球212的熱膨脹進(jìn)行補(bǔ)償。
因此，在位移計(jì)218、219設(shè)置在基準(zhǔn)球212的兩側(cè)的情況下，可建立在溫度變動(dòng)上可靠的系統(tǒng)。
下面，就本實(shí)施方式的裝置表示即使對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向振動(dòng)也非常可靠。
滑架214在基準(zhǔn)球212的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即使滑架整體在激光干涉儀216的測(cè)定光的光軸方向(圖4、5的Z方向)產(chǎn)生位移，所算出的ΔL也不受該位移的影響。即，例如滑架整體在后向反射器210方向上產(chǎn)生位移ΔD。此時(shí)，ΔL1為ΔL1-ΔD，ΔL2為ΔL2+ΔD，ΔL3為ΔL3-ΔD。所以，ΔL為下式。
ΔL＝{(ΔL2+ΔD)-(ΔL3-ΔD)}/2+(ΔL1-ΔD)＝(ΔL2-ΔL3)/2+ΔL1…(3)這樣，即使滑架214在測(cè)定光的光軸方向上產(chǎn)生位移，算出的ΔL也不受該位移的影響。
接下來，說明滑架214在基準(zhǔn)球212的周圍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即使滑架整體在與測(cè)定光的光軸正交方向(直線地)產(chǎn)生位移，算出的ΔL，不受該位移的影響。首先，ΔL1不受該位移的影響。即使激光干涉儀216在與測(cè)定光的光軸正交的方向上產(chǎn)生位移，由于激光干涉儀216和后向反射器210的往復(fù)光程長(zhǎng)不變化，ΔL1不受該位移的影響。這是由于后向反射器210的性質(zhì)而導(dǎo)致的。接下來，位移計(jì)218在與測(cè)定光的光軸正交的方向上產(chǎn)生位移，當(dāng)ΔL2的值只增大ΔE時(shí)，ΔL3的值也增大ΔE。此時(shí)，ΔL為下式。
ΔL＝{(ΔL2+ΔE)-(ΔL3+ΔE)}/2+ΔL1＝(ΔL2-ΔL3)/2+ΔL1…(4)所以，即使滑架整體在與測(cè)定光的光軸正交的方向上產(chǎn)生位移，算出的ΔL也不受該位移的影響。
如上述的說明，即使激光干涉儀216在測(cè)定光的光軸的方向上產(chǎn)生位移，或是在與測(cè)定光的光軸正交的方向上產(chǎn)生位移，ΔL也將不受這些位移的影響。由此，本實(shí)施例的裝置對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)非?？煽?。
下面，圖7中表示了本發(fā)明的第2實(shí)施方式的主要部分。
在該第2實(shí)施方式中，只在基準(zhǔn)球212的后向反射器210側(cè)設(shè)置了位移計(jì)218，以測(cè)定ΔL。位移ΔL利用下式算出。
ΔL＝ΔL2+ΔL1…(5)這里，ΔL2以及ΔL1的定義與第1實(shí)施方式相同。
通過本實(shí)施方式，由于位移計(jì)有1個(gè)就可以，可便宜地制作裝置。
另外，在本實(shí)施方式中，滑架整體在與測(cè)定光的光軸正交的方向上(直線地)產(chǎn)生位移的情況下，ΔL2產(chǎn)生的誤差原樣地加在ΔL上，與現(xiàn)有技術(shù)中的將基準(zhǔn)球12的中心C作為焦點(diǎn)的專利文獻(xiàn)1的情況相比，不會(huì)有激光干涉儀輸出的位移信號(hào)的S/N變差而不能測(cè)定的問題，所以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)可靠。
2005年7月6日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2005-216110的公開內(nèi)容，其說明書、附圖以及權(quán)利要求的全部被引用于此，作為參考。
對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，上述實(shí)施例顯然僅僅是說明性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下實(shí)現(xiàn)其他的各種變形。
權(quán)利要求
1.一種追蹤式激光干涉儀，其向作為被測(cè)定體的后向反射器照射，利用該后向反射器向返回方向反射的激光束的干涉檢測(cè)后向反射器的位移，并且利用上述激光束的光軸的位置的變化進(jìn)行追蹤，其特征在于具有固定設(shè)置的基準(zhǔn)球；以該基準(zhǔn)球的中心作為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的滑架；設(shè)置在該滑架上的輸出對(duì)應(yīng)上述后向反射器的位移的位移信號(hào)的激光干涉儀以及輸出對(duì)應(yīng)上述基準(zhǔn)球和位移計(jì)的相對(duì)位移的位移信號(hào)的位移計(jì)；根據(jù)該位移計(jì)輸出的位移信號(hào)和激光干涉儀輸出的位移信號(hào)算出將基準(zhǔn)球作為基準(zhǔn)的后向反射器的位移的數(shù)據(jù)處理裝置；上述后向反射器反射并返回到激光干涉儀的激光束，在與該光軸正交的方向上偏移時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)該偏移量的輸出位置信號(hào)的位置檢測(cè)裝置；根據(jù)來自該位置檢測(cè)裝置的位置信號(hào)，控制滑架轉(zhuǎn)動(dòng)以使上述偏移量為零的控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的追蹤式激光干涉儀，其特征在于上述激光干涉儀為邁克耳遜干涉儀。
3.如權(quán)利要求1所述的追蹤式激光干涉儀，其特征在于上述位移計(jì)設(shè)置在上述基準(zhǔn)球的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1或3所述的追蹤式激光干涉儀，其特征在于上述位移計(jì)為靜電電容式位移計(jì)或渦流式位移計(jì)。
5.如權(quán)利要求1或3所述的追蹤式激光干涉儀，其特征在于上述基準(zhǔn)球?yàn)榻饘僦啤?br> 6.如權(quán)利要求1或3所述的追蹤式激光干涉儀，其特征在于上述位置檢測(cè)裝置為4分割光電二極管或二維PSD。
全文摘要
一種追蹤式激光干涉儀，向被測(cè)定體的后向反射器照射激光束，利用后向反射器返回方向反射的激光束的干涉檢測(cè)后向反射器的位移，利用激光束光軸位置變化進(jìn)行追蹤，其具有固定設(shè)置的基準(zhǔn)球；以基準(zhǔn)球中心為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的滑架；設(shè)置在滑架上輸出對(duì)應(yīng)后向反射器位移的位移信號(hào)的激光干涉儀以及輸出對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)球和位移計(jì)相對(duì)位移的位移信號(hào)的位移計(jì)；從位移計(jì)輸出的位移信號(hào)和激光干涉儀輸出的位移信號(hào)算出以基準(zhǔn)球?yàn)榛鶞?zhǔn)的后向反射器位移的數(shù)據(jù)處理裝置；輸出對(duì)應(yīng)偏移量輸出位置信號(hào)的位置檢測(cè)裝置；使偏移量為零控制滑架轉(zhuǎn)動(dòng)的控制裝置。相對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的徑向跳動(dòng)可靠，不易受到基準(zhǔn)球表面的瑕疵或塵埃的影響，實(shí)現(xiàn)了使用較廉價(jià)基準(zhǔn)球的追蹤式激光干涉儀。
文檔編號(hào)G01B9/02GK1904544SQ200610107610
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者谷中慎一郎, 阿部誠, 原慎一, 武富尚之 申請(qǐng)人:三豐株式會(huì)社