JP2019200168A - Straightness measuring device - Google Patents

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Abstract

To provide a straightness measuring device capable of measuring straightness with high resolution.SOLUTION: The straightness measuring device comprises: a laser light source emitting laser light; a first prism placed so as to move along a measurement target object for which straightness is measured and, when the laser light is made incident thereon, parallelly reflecting the laser light in a 180-degree direction to the incident direction at a predetermined distance to the laser light; and an optical position sensor for detecting an incident position of the laser light reflected by the first prism. The incident position of the laser light is detected by the optical position sensor while moving the first prism along the measurement target object.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定対象物の真直度を測定する真直度測定装置に関するものである。   The present invention relates to a straightness measuring device that measures the straightness of a measurement object.

従来、工作機械等の機械の運動の真直度を測定する装置として、半導体位置検出器を機械に取り付け、機械を摺動面に沿って移動させつつレーザー発振器から発信されたレーザー光の半導体位置検出器への入射位置を検出することにより、機械の運動の真直度を測定する真直度測定装置が存在する（特許文献１参照）。   Conventionally, as a device for measuring the straightness of the movement of a machine such as a machine tool, a semiconductor position detector is attached to the machine, and the position of the laser beam emitted from the laser oscillator is detected while moving the machine along the sliding surface. There is a straightness measuring device that measures the straightness of the movement of a machine by detecting the incident position on the device (see Patent Document 1).

特開昭６０−２０３８０４号公報JP-A-60-203804

ところで上述の真直度測定装置のように真直度の測定に半導体位置検出器を用いる装置においては、真直度の測定を高分解能で行うことが望まれている。また上述の真直度測定装置は、真直度の測定のみを行うものであることから、真直度の測定と共に距離の測定を行う場合には、別に測距装置を用意する必要があった。   By the way, in a device using a semiconductor position detector for measuring the straightness, such as the straightness measuring device described above, it is desired to measure the straightness with high resolution. In addition, since the straightness measuring device described above only measures straightness, it is necessary to prepare a distance measuring device separately when measuring distance along with straightness measurement.

本発明の目的は、高分解能で真直度の測定を行うことができる真直度測定装置を提供することである。また真直度の測定と共に距離の測定を同時に行うことができる真直度測定装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a straightness measuring apparatus capable of measuring straightness with high resolution. Another object of the present invention is to provide a straightness measuring apparatus capable of simultaneously measuring distance along with straightness.

本発明の真直度測定装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記レーザー光が入射した場合に、前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、を備え、前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら前記光位置センサーにより前記レーザー光の入射位置を検出する。   The straightness measuring device of the present invention is installed so as to move along a laser light source that emits laser light and an object to be measured for straightness, and when the laser light is incident, the laser light is incident A first prism that is 180 ° with respect to the direction and reflects in parallel with a predetermined distance from the laser light, and light that detects an incident position of the laser light reflected by the first prism A position sensor, and an incident position of the laser beam is detected by the optical position sensor while moving the first prism along the measurement object.

また本発明の真直度測定装置は、前記第１プリズムがコーナーキューブプリズムである。   In the straightness measuring apparatus of the present invention, the first prism is a corner cube prism.

また本発明の真直度測定装置は、前記第１プリズムと前記光位置センサーとの間に、前記レーザー光が入射した場合に、前記レーザー光を入射方向に対して９０°方向に反射させるミラーを備える。   In addition, the straightness measuring apparatus of the present invention includes a mirror that reflects the laser light in a 90 ° direction with respect to the incident direction when the laser light is incident between the first prism and the optical position sensor. Prepare.

また本発明の真直度測定装置は、前記ミラーが直角プリズムにより構成され、前記光位置センサーは前記直角プリズムの前記レーザー光の射出面に配置される。   In the straightness measuring apparatus according to the present invention, the mirror is constituted by a right-angle prism, and the optical position sensor is disposed on the laser beam emission surface of the right-angle prism.

本発明の真直度測定装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第１偏光ビームスプリッターと、真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記第１偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、前記第１偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第２プリズムと、前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第２偏光ビームスプリッターと、前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、前記第２偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する検出器と、を備え、前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら、前記光位置センサーにより前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出すると共に、前記検出器により前記干渉縞を検出する。   The straightness measuring apparatus of the present invention moves along a laser light source that emits laser light, a first polarizing beam splitter that separates the laser light into reflected light and transmitted light, and a measurement object that measures straightness. And a first prism that reflects the laser light transmitted through the first polarization beam splitter in a direction 180 ° with respect to an incident direction and parallel to the laser light at a predetermined distance; A second prism that reflects the laser light reflected by the first polarizing beam splitter in a direction 180 ° with respect to an incident direction and parallel to the laser light at a predetermined distance; and A second polarization beam splitter that separates the laser beam reflected by one prism into reflected light and transmitted light; and the second polarization beam splitter reflects the laser beam. An optical position sensor for detecting the incident position of the laser light, and interference fringes of interference light obtained by combining the laser light transmitted through the second polarization beam splitter and the laser light reflected by the second prism. A detector for detecting the incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter by the optical position sensor while moving the first prism along the measurement object. The interference fringes are detected by the detector.

本発明の真直度測定装置は、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光の光束径を縮小するビームコンプレッサーと、前記ビームコンプレッサーを通過したレーザー光を反射光と透過光に分離する第１偏光ビームスプリッターと、真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記第１偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、前記第１偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第２プリズムと、前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する検出器と、を有する測長装置を備える真直度測定装置において、前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第２偏光ビームスプリッターと、前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、を備え、前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら、前記光位置センサーにより前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出すると共に、前記検出器により前記第１プリズムにより反射され前記第２偏光ビームスプリッターを透過したレーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する。   The straightness measuring apparatus of the present invention includes a laser light source that emits laser light, a beam compressor that reduces the beam diameter of the laser light, and a first light that separates the laser light that has passed through the beam compressor into reflected light and transmitted light. A polarizing beam splitter, and a laser beam that is installed to move along a measurement object for measuring straightness, and that transmits the laser light transmitted through the first polarizing beam splitter at a direction of 180 ° with respect to an incident direction; A first prism that reflects the light in parallel at a predetermined distance; and the laser light reflected by the first polarizing beam splitter is in a direction of 180 ° with respect to an incident direction, and the laser light is A second prism that reflects in parallel at a predetermined distance, and the laser beam reflected by the first prism and the second prism. In a straightness measuring device comprising a length measuring device having a detector for detecting interference fringes of interference light synthesized by the laser light reflected by the rhythm, the laser light reflected by the first prism is reflected A second polarization beam splitter that separates light into transmitted light, and an optical position sensor that detects an incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter, and the first prism is the measurement object. , The incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter is detected by the optical position sensor, and is reflected by the first prism by the detector and is reflected by the second polarization beam splitter. Interference of the laser beam transmitted through the laser beam and the laser beam reflected by the second prism To detect the interference fringes.

また本発明の真直度測定装置は、前記光位置センサーが前記第２偏光ビームスプリッターの前記レーザー光の射出面に配置される。   In the straightness measuring apparatus of the present invention, the optical position sensor is disposed on the laser light exit surface of the second polarizing beam splitter.

また本発明の真直度測定装置は、前記第１プリズム及び前記第２プリズムがコーナーキューブプリズムである。   In the straightness measuring apparatus according to the present invention, the first prism and the second prism are corner cube prisms.

本発明によれば、高分解能で真直度の測定を行うことができる真直度測定装置を提供することができる。また真直度の測定と共に距離の測定を行うことができる真直度測定装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a straightness measuring apparatus capable of measuring straightness with high resolution. Further, it is possible to provide a straightness measuring device capable of measuring distance along with straightness measurement.

第１の実施の形態に係る真直度測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the straightness measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る真直度測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the straightness measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る真直度測定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the straightness measuring apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

以下、図１を参照して本発明の第１の実施の形態に係る真直度測定装置について説明する。なお以下の説明においては、図１に示すＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。Ｘ軸はレーザー光の射出方向に平行となるように設定され、Ｙ軸は水平方向に平行となるように設定され、Ｚ軸は、ＸＹ平面に直交する方向に設定されている。   Hereinafter, a straightness measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this orthogonal coordinate system. The X axis is set to be parallel to the laser beam emission direction, the Y axis is set to be parallel to the horizontal direction, and the Z axis is set to a direction orthogonal to the XY plane.

真直度測定装置２は、レーザー光を射出するレーザー光源４と、レーザー光源４から射出されたレーザー光の光束径を縮小するビームコンプレッサー６と、ビームコンプレッサー６により光束径が縮小されたレーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム８を備えている。ここでコーナーキューブプリズム８は、３枚の平面の板を互いに直角に組み合わせ立方体の頂点型にした装置であり、入射したレーザー光を３枚の平面で繰り返し反射させることにより入射方向に対して１８０°方向に反射する。またコーナーキューブプリズム８は、真直度を測定する測定対象物、例えば２次元座標測定装置のガイドレール３０等にスライダー３２により取付けられ、ガイドレール３０に沿って移動するように設置されている。   The straightness measuring apparatus 2 includes a laser light source 4 that emits laser light, a beam compressor 6 that reduces the light beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 4, and a laser light whose light beam diameter is reduced by the beam compressor 6. A corner cube prism 8 is provided that reflects in parallel at a predetermined distance from the incident laser beam at a direction of 180 ° with respect to the incident direction. Here, the corner cube prism 8 is a device in which three flat plates are combined at right angles to form a cube apex, and the incident laser light is repeatedly reflected by the three flat surfaces so as to be 180 degrees relative to the incident direction. Reflects in the direction of °. The corner cube prism 8 is attached to a measuring object for measuring straightness, for example, a guide rail 30 of a two-dimensional coordinate measuring apparatus by a slider 32 and is installed so as to move along the guide rail 30.

また真直度測定装置２は、コーナーキューブプリズム８により反射されたレーザー光が入射した場合に、レーザー光を入射方向に対して９０°方向に反射する反射面１０ａを有する直角プリズム１０、直角プリズム１０のレーザー光の射出面に配置され、反射面１０ａにより反射されたレーザー光の入射位置を検出する光位置センサー（ＰＳＤ）１２を備えている。   Further, the straightness measuring device 2 includes a right-angle prism 10 and a right-angle prism 10 having a reflecting surface 10a that reflects the laser light in a direction of 90 ° with respect to the incident direction when the laser light reflected by the corner cube prism 8 is incident. And a light position sensor (PSD) 12 that detects the incident position of the laser light reflected by the reflecting surface 10a.

真直度測定装置２においては、レーザー光源４から射出されビームコンプレッサー６を通過したレーザー光が＋Ｘ方向に進行し、コーナーキューブプリズム８に入射すると、入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射される。コーナーキューブプリズム８で反射されたレーザー光は、−Ｘ方向に進行し直角プリズム１０に入射し、反射面１０ａで＋Ｚ方向に反射される。そして直角プリズム１０から射出されたレーザー光が光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する。従って、被測定対象物であるガイドレール３０に沿ってコーナーキューブプリズム８を矢印Ａ方向に移動させながら、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を逐次検出することにより、被測定対象物の水平方向の真直度及び垂直方向の真直度を同時に測定することができる。   In the straightness measuring apparatus 2, when the laser light emitted from the laser light source 4 and passing through the beam compressor 6 travels in the + X direction and enters the corner cube prism 8, the incident angle is 180 ° with respect to the incident direction. Reflected in parallel with a predetermined distance from the laser beam. The laser light reflected by the corner cube prism 8 travels in the −X direction, enters the right-angle prism 10, and is reflected in the + Z direction by the reflecting surface 10a. The laser light emitted from the right-angle prism 10 enters the optical position sensor (PSD) 12. Accordingly, the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is sequentially detected while the corner cube prism 8 is moved in the direction of arrow A along the guide rail 30 that is the object to be measured. The straightness in the horizontal direction and the straightness in the vertical direction of the object can be measured simultaneously.

この真直度測定装置２においては、入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム８を用いていることから、コーナーキューブプリズム８を介することなく直接、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を検出する場合に比較して、２倍の分解能で真直度の測定を行うことができる。またコーナーキューブプリズム８により反射されたレーザー光を更に＋Ｚ方向に反射する直角プリズム１０を備えるため装置を小型化することが可能となる。   The straightness measuring device 2 uses a corner cube prism 8 that is 180 ° with respect to the incident direction and reflects in parallel at a predetermined distance from the incident laser light. Compared with the case where the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is directly detected without passing through the cube prism 8, the straightness can be measured with twice the resolution. Further, the apparatus can be miniaturized because the laser beam reflected by the corner cube prism 8 is further provided with the right-angle prism 10 that reflects the laser beam in the + Z direction.

またコーナーキューブプリズム８は、レーザー光を反射するプリズムなので電気的な接続が不要であることから移動の自由度が大きい。   Since the corner cube prism 8 is a prism that reflects laser light, electrical connection is not required, and thus the degree of freedom of movement is large.

なおこの実施の形態においては、ビームコンプレッサー６によりレーザー光源４から射出されたレーザー光の光束径を縮小して、光位置センサー（ＰＳＤ）１２によるレーザー光の入射位置の検出精度を向上させているが、レーザー光源４から射出されるレーザー光の光束径が小さい場合には、ビームコンプレッサー６を用いなくてもよい。   In this embodiment, the beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 4 by the beam compressor 6 is reduced, and the detection accuracy of the incident position of the laser light by the optical position sensor (PSD) 12 is improved. However, when the beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 4 is small, the beam compressor 6 may not be used.

次に図２を参照して本発明の第２の実施の形態に係る真直度測定装置について説明する。なお第２の実施の形態に係る真直度測定装置４０の説明においては、第１の実施の形態に係る真直度測定装置２と同一の構成に、第１の実施の形態に係る真直度測定装置２の説明で用いた符号を付して詳細な説明を省略する。また以下の説明においては、図１に示すＸＹＺ直交座標系と同様なＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。   Next, a straightness measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the straightness measuring apparatus 40 according to the second embodiment, the straightness measuring apparatus according to the first embodiment has the same configuration as the straightness measuring apparatus 2 according to the first embodiment. The reference numerals used in the description of 2 are attached and the detailed description is omitted. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system similar to the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this orthogonal coordinate system.

図２（ａ）は真直度測定装置４０の概略構成を示す側面図、図２（ｂ）は光位置センサー（ＰＳＤ）１２を＋Ｙ側から見た図である。真直度測定装置４０は、第１の実施の形態に係る真直度測定装置２からビームコンプレッサー６及び直角プリズム１０を取り除いた構成を有する。即ち、コーナーキューブプリズム８により−Ｘ方向に反射されたレーザー光の光路上に光位置センサー（ＰＳＤ）１２が位置するように光位置センサー（ＰＳＤ）１２を支持する支持部材１１を設け、支持部材１１にレーザー光源４から射出されレーザー光が通過する貫通孔１１ａを備えている。   2A is a side view showing a schematic configuration of the straightness measuring device 40, and FIG. 2B is a view of the optical position sensor (PSD) 12 viewed from the + Y side. The straightness measuring device 40 has a configuration in which the beam compressor 6 and the right-angle prism 10 are removed from the straightness measuring device 2 according to the first embodiment. That is, the support member 11 that supports the optical position sensor (PSD) 12 is provided so that the optical position sensor (PSD) 12 is positioned on the optical path of the laser light reflected in the −X direction by the corner cube prism 8. 11 includes a through hole 11a that is emitted from the laser light source 4 and through which the laser light passes.

真直度測定装置４０においては、レーザー光源４から射出されたレーザー光が貫通孔１１ａを通過し、＋Ｘ方向に進行してコーナーキューブプリズム８に入射すると、レーザー光が−Ｘ方向に反射される。コーナーキューブプリズム８で反射されたレーザー光は−Ｘ方向に進行し光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する。従って、被測定対象物であるガイドレール３０に沿ってコーナーキューブプリズム８を矢印Ａ方向に移動させながら、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を逐次検出することにより、被測定対象物の水平方向の真直度及び垂直方向の真直度を同時に測定することができる。   In the straightness measuring device 40, when the laser light emitted from the laser light source 4 passes through the through-hole 11a, proceeds in the + X direction and enters the corner cube prism 8, the laser light is reflected in the -X direction. The laser light reflected by the corner cube prism 8 travels in the −X direction and enters the optical position sensor (PSD) 12. Accordingly, the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is sequentially detected while the corner cube prism 8 is moved in the direction of arrow A along the guide rail 30 that is the object to be measured. The straightness in the horizontal direction and the straightness in the vertical direction of the object can be measured simultaneously.

この真直度測定装置２においては、入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム８を用いていることから、コーナーキューブプリズム８を介することなく直接、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を検出する場合に比較して、２倍の分解能で真直度の測定を行うことができる。また第１の実施の形態に係る真直度測定装置２に備えられていたビームコンプレッサー６及び直角プリズム１０を備えないため、製造コストの低減を図ることができる。   The straightness measuring device 2 uses a corner cube prism 8 that is 180 ° with respect to the incident direction and reflects in parallel at a predetermined distance from the incident laser light. Compared with the case where the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is directly detected without passing through the cube prism 8, the straightness can be measured with twice the resolution. Further, since the beam compressor 6 and the right-angle prism 10 provided in the straightness measuring device 2 according to the first embodiment are not provided, the manufacturing cost can be reduced.

次に図３を参照して本発明の第３の実施の形態に係る真直度測定装置について説明する。なお第３の実施の形態に係る真直度測定装置５０の説明においては、第１の実施の形態に係る真直度測定装置２と同一の構成に、第１の実施の形態に係る真直度測定装置２の説明で用いた符号を付して詳細な説明を省略する。また以下の説明においては、図１に示すＸＹＺ直交座標系と同様なＸＹＺ直交座標系を設定し、この直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係等について説明する。   Next, a straightness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the straightness measuring apparatus 50 according to the third embodiment, the straightness measuring apparatus according to the first embodiment has the same configuration as the straightness measuring apparatus 2 according to the first embodiment. The reference numerals used in the description of 2 are attached and the detailed description is omitted. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system similar to the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this orthogonal coordinate system.

真直度測定装置５０は、レーザー光を射出するレーザー光源４と、レーザー光源４から射出されたレーザー光の光束径を縮小するビームコンプレッサー６と、ビームコンプレッサー６により光束径が縮小されたレーザー光を反射光と透過光に分離する第１偏光ビームスプリッター２０と、レーザー光の入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム８を備えている。ここでコーナーキューブプリズム８は、真直度を測定する測定対象物、例えば２次元座標測定装置のガイドレール３０等にスライダー３２により取付けられ、ガイドレール３０に沿って移動するように設置されている。   The straightness measuring device 50 includes a laser light source 4 that emits laser light, a beam compressor 6 that reduces a light beam diameter of the laser light emitted from the laser light source 4, and a laser light whose light beam diameter is reduced by the beam compressor 6. A first polarizing beam splitter 20 that separates reflected light and transmitted light, and a corner cube that is 180 ° with respect to the incident direction of the laser light and reflects parallel to the incident laser light at a predetermined distance. A prism 8 is provided. Here, the corner cube prism 8 is attached to a measurement object for measuring straightness, for example, a guide rail 30 of a two-dimensional coordinate measuring apparatus by a slider 32 and is installed so as to move along the guide rail 30.

また真直度測定装置５０は、コーナーキューブプリズム８により反射されたレーザー光が入射した場合に、レーザー光を反射光と透過光に分離する第２偏光ビームスプリッター２４を備えている。第２偏光ビームスプリッター２４の＋Ｚ側の射出面には、第２偏光ビームスプリッター２４により分離されたレーザー光（反射光）の入射位置を検出する光位置センサー（ＰＳＤ）１２が配置されている。また第２偏光ビームスプリッター２４の−Ｘの射出面は、第１偏光ビームスプリッター２０の＋Ｘ側の面に接して配置されている。   Further, the straightness measuring device 50 includes a second polarization beam splitter 24 that separates the laser light into reflected light and transmitted light when the laser light reflected by the corner cube prism 8 is incident. A light position sensor (PSD) 12 that detects the incident position of the laser beam (reflected light) separated by the second polarizing beam splitter 24 is disposed on the + Z side exit surface of the second polarizing beam splitter 24. The −X exit surface of the second polarization beam splitter 24 is disposed in contact with the + X side surface of the first polarization beam splitter 20.

また真直度測定装置５０は、第１偏光ビームスプリッター２０により反射されたレーザー光を、レーザー光の入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム２２を備えている。ここでコーナーキューブプリズム２２は、コーナーキューブプリズム８と同様な構成を有している。   In addition, the straightness measuring apparatus 50 is configured so that the laser light reflected by the first polarizing beam splitter 20 is 180 ° with respect to the incident direction of the laser light and is placed at a predetermined distance from the incident laser light. A corner cube prism 22 that reflects in parallel is provided. Here, the corner cube prism 22 has the same configuration as the corner cube prism 8.

更に真直度測定装置５０は、第２偏光ビームスプリッター２４を透過したレーザー光とコーナーキューブプリズム２２により反射されたレーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する検出器５を備えている。   Further, the straightness measuring device 50 includes a detector 5 that detects interference fringes of interference light in which the laser light transmitted through the second polarizing beam splitter 24 and the laser light reflected by the corner cube prism 22 are combined.

真直度測定装置５０においては、レーザー光源４から射出されビームコンプレッサー６を通過し更に第１偏光ビームスプリッター２０を透過したレーザー光が＋Ｘ方向に進行し、コーナーキューブプリズム８に入射する。コーナーキューブプリズム８に入射したレーザー光は、−Ｘ方向に反射されて第２偏光ビームスプリッター２４に入射し反射光と透過光に分離される。そして第２偏光ビームスプリッター２４で＋Ｚ方向に反射されたレーザー光（反射光）は光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する。また第２偏光ビームスプリッター２４を透過したレーザー光（透過光）は第１偏光ビームスプリッター２０に入射して−Ｘ方向に進行し、コーナーキューブプリズム２２により反射され第１偏光ビームスプリッター２０により−Ｘ方向に反射されたレーザー光と合成されて、干渉光となり−Ｘ方向に進行して検出器５に入射する。検出器５においては入射した干渉光の干渉縞を検出する。   In the straightness measuring device 50, the laser light emitted from the laser light source 4, passing through the beam compressor 6, and further passing through the first polarization beam splitter 20 travels in the + X direction and enters the corner cube prism 8. The laser light incident on the corner cube prism 8 is reflected in the −X direction and incident on the second polarizing beam splitter 24 to be separated into reflected light and transmitted light. Then, the laser light (reflected light) reflected in the + Z direction by the second polarization beam splitter 24 enters the optical position sensor (PSD) 12. The laser light (transmitted light) transmitted through the second polarizing beam splitter 24 is incident on the first polarizing beam splitter 20 and travels in the −X direction, is reflected by the corner cube prism 22, and is −X by the first polarizing beam splitter 20. It is combined with the laser light reflected in the direction, becomes interference light, travels in the −X direction, and enters the detector 5. The detector 5 detects interference fringes of incident interference light.

従って、被測定対象物であるガイドレール３０に沿ってコーナーキューブプリズム８を矢印Ａ方向に移動させながら、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を逐次検出することにより、被測定対象物の水平方向の真直度及び垂直方向の真直度を同時に測定することができる。更に検出器５によりレーザー光の干渉縞を検出することによりコーナーキューブプリズム８までの距離を測定することができる。   Accordingly, the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is sequentially detected while the corner cube prism 8 is moved in the direction of arrow A along the guide rail 30 that is the object to be measured. The straightness in the horizontal direction and the straightness in the vertical direction of the object can be measured simultaneously. Further, the distance to the corner cube prism 8 can be measured by detecting the interference fringes of the laser beam by the detector 5.

この真直度測定装置５０においては、入射方向に対して１８０°方向であって、入射したレーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射するコーナーキューブプリズム８を用いていることから、コーナーキューブプリズム８を介することなく直接、レーザー光の光位置センサー（ＰＳＤ）１２に入射する位置を検出する場合に比較して、２倍の分解能で真直度の測定を行うことができる。またこの真直度測定装置５０においては、真直度の測定を行うと同時にコーナーキューブプリズム８までの距離の測定も行うことができる。   The straightness measuring device 50 uses the corner cube prism 8 that is 180 ° with respect to the incident direction and reflects in parallel at a predetermined distance from the incident laser light. Compared with the case where the position of the laser beam incident on the optical position sensor (PSD) 12 is detected directly without going through the cube prism 8, the straightness can be measured with twice the resolution. The straightness measuring device 50 can measure the straightness and the distance to the corner cube prism 8 at the same time.

また第３の実施の形態に係る真直度測定装置５０は、レーザー光源４と、第１偏光ビームスプリッター２０と、コーナーキューブプリズム８と、コーナーキューブプリズム２２と、検出器５を有する測長装置に、オプションとして第２偏光ビームスプリッター２４と、光位置センサー１２とを備えることにより構成することができる。   Further, the straightness measuring apparatus 50 according to the third embodiment is a length measuring apparatus having the laser light source 4, the first polarizing beam splitter 20, the corner cube prism 8, the corner cube prism 22, and the detector 5. As an option, the second polarizing beam splitter 24 and the optical position sensor 12 can be provided.

２，４０，５０…真直度測定装置、４…レーザー光源、５…検出器、６…ビームコンプレッサー、８，２２…コーナーキューブプリズム、１０…直角プリズム、１２…光位置センサー、２０…第１偏光ビームスプリッター、２４…第２偏光ビームスプリッター 2, 40, 50 ... Straightness measuring device, 4 ... Laser light source, 5 ... Detector, 6 ... Beam compressor, 8, 22 ... Corner cube prism, 10 ... Right angle prism, 12 ... Optical position sensor, 20 ... First polarization Beam splitter, 24 ... 2nd polarization beam splitter

Claims (8)

レーザー光を射出するレーザー光源と、
真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記レーザー光が入射した場合に、前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、
前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、
を備え、
前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら前記光位置センサーにより前記レーザー光の入射位置を検出する真直度測定装置。 A laser light source for emitting laser light;
It is installed so as to move along a measurement object for measuring straightness, and when the laser beam is incident, the laser beam is in a direction 180 ° with respect to the incident direction, and is predetermined with respect to the laser beam. A first prism that reflects in parallel at a distance of
An optical position sensor for detecting an incident position of the laser beam reflected by the first prism;
With
A straightness measurement device that detects an incident position of the laser beam by the optical position sensor while moving the first prism along the measurement object. 前記第１プリズムは、コーナーキューブプリズムである請求項１記載の真直度測定装置。   The straightness measuring apparatus according to claim 1, wherein the first prism is a corner cube prism. 前記第１プリズムと前記光位置センサーとの間に、前記レーザー光が入射した場合に、前記レーザー光を入射方向に対して９０°方向に反射させるミラーを備える請求項１または２記載の真直度測定装置。   3. The straightness according to claim 1, further comprising a mirror that reflects the laser light in a 90 ° direction with respect to an incident direction when the laser light is incident between the first prism and the optical position sensor. measuring device. 前記ミラーは、直角プリズムにより構成され、前記光位置センサーは前記直角プリズムの前記レーザー光の射出面に配置される請求項３記載の真直度測定装置。   The straightness measuring device according to claim 3, wherein the mirror is configured by a right-angle prism, and the optical position sensor is disposed on an emission surface of the laser beam of the right-angle prism. レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第１偏光ビームスプリッターと、
真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記第１偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、
前記第１偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第２プリズムと、
前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第２偏光ビームスプリッターと、
前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、
前記第２偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する検出器と、
を備え、
前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら、前記光位置センサーにより前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出すると共に、前記検出器により前記干渉縞を検出する真直度測定装置。 A laser light source for emitting laser light;
A first polarizing beam splitter that separates the laser light into reflected light and transmitted light;
The laser beam is installed so as to move along a measurement object for measuring straightness, and the laser beam transmitted through the first polarization beam splitter is in a direction of 180 ° with respect to an incident direction, and is predetermined with respect to the laser beam. A first prism that reflects in parallel at a distance of
A second prism that reflects the laser light reflected by the first polarizing beam splitter in a direction 180 ° with respect to an incident direction and parallel to the laser light at a predetermined distance;
A second polarizing beam splitter that separates the laser light reflected by the first prism into reflected light and transmitted light;
An optical position sensor for detecting an incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter;
A detector for detecting interference fringes of interference light obtained by combining the laser light transmitted through the second polarization beam splitter and the laser light reflected by the second prism;
With
While moving the first prism along the measurement object, the optical position sensor detects the incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter, and the detector detects the interference fringes. Straightness measuring device to detect. レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光の光束径を縮小するビームコンプレッサーと、
前記ビームコンプレッサーを通過した前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第１偏光ビームスプリッターと、
真直度を測定する測定対象物に沿って移動するように設置され、前記第１偏光ビームスプリッターを透過した前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第１プリズムと、
前記第１偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光を入射方向に対して１８０°方向であって、前記レーザー光に対して所定の距離を置いて平行に反射する第２プリズムと、
前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する検出器と、
を有する測長装置を備える真直度測定装置において、
前記第１プリズムにより反射された前記レーザー光を反射光と透過光に分離する第２偏光ビームスプリッターと、
前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出する光位置センサーと、を備え、
前記第１プリズムを前記測定対象物に沿って移動させながら、前記光位置センサーにより前記第２偏光ビームスプリッターにより反射された前記レーザー光の入射位置を検出すると共に、前記検出器により前記第１プリズムにより反射され前記第２偏光ビームスプリッターを透過したレーザー光と前記第２プリズムにより反射された前記レーザー光が合成された干渉光の干渉縞を検出する真直度測定装置。 A laser light source for emitting laser light;
A beam compressor that reduces the beam diameter of the laser beam;
A first polarizing beam splitter that separates the laser light that has passed through the beam compressor into reflected light and transmitted light;
The laser beam is installed so as to move along a measurement object for measuring straightness, and the laser beam transmitted through the first polarization beam splitter is in a direction of 180 ° with respect to an incident direction, and is predetermined with respect to the laser beam. A first prism that reflects in parallel at a distance of
A second prism that reflects the laser light reflected by the first polarizing beam splitter in a direction 180 ° with respect to an incident direction and parallel to the laser light at a predetermined distance;
A detector for detecting interference fringes of interference light obtained by combining the laser light reflected by the first prism and the laser light reflected by the second prism;
In a straightness measuring device comprising a length measuring device having
A second polarizing beam splitter that separates the laser light reflected by the first prism into reflected light and transmitted light;
An optical position sensor for detecting an incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter,
While moving the first prism along the measurement object, the optical position sensor detects an incident position of the laser beam reflected by the second polarization beam splitter, and the detector detects the first prism. A straightness measurement device that detects interference fringes of interference light that is a combination of laser light reflected by the laser beam and transmitted through the second polarization beam splitter and laser light reflected by the second prism. 前記光位置センサーは前記第２偏光ビームスプリッターの前記レーザー光の射出面に配置される請求項６記載の真直度測定装置。   The straightness measurement apparatus according to claim 6, wherein the optical position sensor is disposed on an emission surface of the laser beam of the second polarization beam splitter. 前記第１プリズム及び前記第２プリズムは、コーナーキューブプリズムである請求項５〜７の何れか一項に記載の真直度測定装置。   The straightness measuring device according to any one of claims 5 to 7, wherein the first prism and the second prism are corner cube prisms.
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