JP2023136314A - Straightness measurement device and method - Google Patents

Straightness measurement device and method Download PDF

Info

Publication number
JP2023136314A
JP2023136314A JP2022041854A JP2022041854A JP2023136314A JP 2023136314 A JP2023136314 A JP 2023136314A JP 2022041854 A JP2022041854 A JP 2022041854A JP 2022041854 A JP2022041854 A JP 2022041854A JP 2023136314 A JP2023136314 A JP 2023136314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
frequency
straightness
laser
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022041854A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祥希 大野
Yoshiki Ono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority to JP2022041854A priority Critical patent/JP2023136314A/en
Publication of JP2023136314A publication Critical patent/JP2023136314A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

To provide a straightness measurement device and method which are less affected by air disturbance, thereby enabling straightness to be stably measured.SOLUTION: A straightness measurement device comprises: a laser beam generator 10 which includes a laser oscillator and generates a first laser beam having a first frequency f1 and a second laser beam having a second frequency f2 different from the first frequency f1; a diffraction grating 14 which is arranged in a moving body 16A of a linear motion mechanism 16 and in which a first laser beam having the same traveling direction as the moving direction of the moving body 16A is incident and which emits the diffracted light of the first laser beam; a beam splitter 22 and a condensing lens 26 which cause the diffracted light emitted from the diffraction grating 14 to interfere with the second laser beam and cause the interference beam to enter a photodetector 28; the photodetector 28 which detects an interference signal indicating the interference beam; and a frequency counter 30 which detects a modulation frequency δ from the interference signal. The straightness of the linear motion mechanism 16 is measured based on the modulation frequency δ.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は真直度測定装置及び方法に係り、特に空気擾乱の影響を抑制して安定した真直度の測定を行う技術に関する。 The present invention relates to a straightness measuring device and method, and more particularly to a technique for stably measuring straightness by suppressing the influence of air turbulence.

図4は、従来の真直度測定装置による測定原理を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the principle of measurement by a conventional straightness measuring device.

図4に示す従来の真直度測定装置の光学系は、ビームスプリッタ5、1/4波長板6、偏光プリズム7、反射プリズム8、及びコーナキューブ9を備えている。 The optical system of the conventional straightness measuring device shown in FIG. 4 includes a beam splitter 5, a quarter-wave plate 6, a polarizing prism 7, a reflecting prism 8, and a corner cube 9.

まず、レーザ光の軌跡について説明する。 First, the locus of the laser beam will be explained.

レーザ発振器から出射したレーザ光は、単一偏光の光であり、この光がビームスプリッタ5の偏光膜5Aに入射すると、光は透過光と反射光に分離される。この時、偏光膜5Aの光軸は、レーザ光の偏光方向と45゜の傾きをもっている。 The laser light emitted from the laser oscillator is single polarized light, and when this light enters the polarizing film 5A of the beam splitter 5, it is separated into transmitted light and reflected light. At this time, the optical axis of the polarizing film 5A has an inclination of 45° with respect to the polarization direction of the laser beam.

ここでは、透過光を「測定光」と呼び、反射光を「参照光」と呼ぶことにする。偏光膜5Aから出た光は、1/4波長板6を透過後、光路1を通って偏光プリズム7に入り、ここで約1.3゜の傾きが与えられる。この傾きを保つように反射プリズム8から反射した光は、同一の光路1を通って再度1/4波長板6を透過する。この時、光の偏光方向は90°変わるため、今度は偏光膜5Aで反射し、反射した光はコーナキューブ9に入射する。 Here, the transmitted light will be referred to as "measuring light" and the reflected light will be referred to as "reference light." After passing through the quarter-wave plate 6, the light emitted from the polarizing film 5A passes through the optical path 1 and enters the polarizing prism 7, where it is given an inclination of approximately 1.3°. The light reflected from the reflecting prism 8 while maintaining this inclination passes through the same optical path 1 and passes through the quarter-wave plate 6 again. At this time, since the polarization direction of the light changes by 90 degrees, it is reflected by the polarizing film 5A, and the reflected light enters the corner cube 9.

コーナキューブ9から出射した光は、偏光膜5Aで再度反射し、光路2を通り、光路1の場合と同じ様にして戻ってくる。 The light emitted from the corner cube 9 is reflected again by the polarizing film 5A, passes through the optical path 2, and returns in the same manner as in the optical path 1.

このような光路を配置することによって、真直度・直角度測定の誤差成分の一つである偏光プリズム7のピッチング・ヨーイングの影響を低減することができる。 By arranging such an optical path, it is possible to reduce the influence of pitching and yawing of the polarizing prism 7, which is one of the error components in straightness and squareness measurements.

また、最初の偏光膜5Aで反射した「参照光」の軌跡は、最初に光路3を「測定光」の光路1で説明したのと同じ原理で往復し、次に光路4を光路2と同様に往復する。 In addition, the trajectory of the "reference light" reflected by the first polarizing film 5A first travels back and forth through optical path 3 using the same principle as explained in optical path 1 of the "measuring light", and then through optical path 4 in the same way as optical path 2. go back and forth.

「測定光」、「参照光」ともに最後には、偏光方向の直交した光として同一光路の干渉系に入射する。そして、干渉信号を光電変換して、「測定光」と「参照光」の光路差をカウントする。 Both the "measuring light" and the "reference light" finally enter the interference system on the same optical path as lights with orthogonal polarization directions. Then, the interference signal is photoelectrically converted and the optical path difference between the "measurement light" and the "reference light" is counted.

このようにして「測定光」、「参照光」とも二本ずつ平行かつ約2.6゜に広がった測定系になる。 In this way, a measurement system is created in which both the "measuring light" and the "reference light" are two parallel beams and spread out at an angle of about 2.6 degrees.

この測定系では、偏光プリズム7もしくは反射プリズム8(一般には偏光プリズム7)が、2.6°に広がった方向に移動すると、そこに光路差が生じて真直度・直角度が測定される。 In this measurement system, when the polarizing prism 7 or the reflecting prism 8 (generally the polarizing prism 7) moves in a direction spread by 2.6 degrees, an optical path difference occurs there and the straightness/squareness is measured.

また、特許文献1に記載の真直度測定方法は、直線移動機構の移動体の移動方向と、移動体に設置した回折格子の加工面の法線とを一致させ、光源から出射した可干渉性光を、法線と平行に入射させ、回折格子からの+1次及び-1次回折光を平行化光学系で平行光化後、両回折光を干渉光学系によって光検出器上で重ね合わせて干渉信号を得、干渉信号の位相変化によって直線移動機構の真直度を測定する。 In addition, the straightness measurement method described in Patent Document 1 matches the moving direction of the moving body of the linear movement mechanism with the normal to the processed surface of the diffraction grating installed on the moving body, and the coherent Light is incident parallel to the normal line, and after the +1st and -1st order diffracted lights from the diffraction grating are collimated by a collimating optical system, both diffracted lights are superimposed on a photodetector by an interference optical system and interfered. A signal is obtained and the straightness of the linear movement mechanism is measured by the phase change of the interference signal.

特開平11-325863号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-325863

図4に示した従来の真直度測定装置は、レーザ光を2方向に広げ、「測定光」と「参照光」の光路差あるいは位相差により真直度を求めている。 The conventional straightness measuring device shown in FIG. 4 spreads laser light in two directions and determines straightness based on the optical path difference or phase difference between the "measuring light" and the "reference light."

しかし、光が広げられることにより各光路は全く異なる空間を進むことになり、空気擾乱の影響を受けやすくなる。即ち、屈折率の変化が一方の光路に生じても光路差の変化として検出されてしまい、安定した測定が困難になるという問題がある。 However, as the light is spread out, each optical path travels through a completely different space, making it more susceptible to air turbulence. That is, even if a change in the refractive index occurs in one optical path, it is detected as a change in the optical path difference, making stable measurement difficult.

また、特許文献1に記載の真直度測定方法も、回折格子により+1次及び-1次回折光に分離するため、+1次回折光と-1次回折光とは、異なる空間を進むため、上記と同様の問題がある。 In addition, the straightness measurement method described in Patent Document 1 is also similar to the above because the diffraction grating separates the +1st-order and -1st-order diffracted lights, and the +1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light travel through different spaces. There's a problem.

更に、従来は位相差にて真直度を測定しているが、位相差は繰り返し性を持つため、レーザ光の1周期を超える真直度の測定ができないという問題がある。 Furthermore, conventionally, straightness has been measured using phase difference, but since phase difference has repeatability, there is a problem that straightness cannot be measured over one period of laser light.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる真直度測定装置及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a straightness measuring device and method that are less affected by air turbulence and can perform stable straightness measurements.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る真直度測定装置は、レーザ発振器を含み、第1周波数の第1レーザ光と、第1周波数とは異なる第2周波数の第2レーザ光とを発生するレーザ光発生装置と、直線移動機構の移動体に配置され、移動体の移動方向と同じ進行方向の第1レーザ光が入射され、第1レーザ光の回折光を出射する回折格子と、回折格子から出射される第1レーザ光と第2レーザ光とを干渉させ、干渉光を出射する干渉光学系と、干渉光を示す干渉信号を検出する光検出器と、干渉信号から移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出する周波数検出器と、を備え、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて直線移動機構の真直度を測定する。 In order to achieve the above object, a straightness measuring device according to a first aspect of the present invention includes a laser oscillator and emits a first laser beam having a first frequency and a second laser beam having a second frequency different from the first frequency. a laser beam generator that generates a laser beam; and a laser beam generator that is disposed on a moving body of a linear movement mechanism, receives a first laser beam in the same traveling direction as the moving direction of the moving body, and emits diffracted light of the first laser beam. a diffraction grating, an interference optical system that causes interference between the first laser beam and the second laser beam emitted from the diffraction grating and emits interference light, a photodetector that detects an interference signal indicating the interference light, and an interference signal. a frequency detector that detects a modulation frequency that is modulated due to fluctuations in a direction that intersects the designed movement direction of the moving body; Measure straightness.

第2の態様に係る真直度測定装置は、第1の態様において、直線移動機構の真直度の測定は、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて、移動体の移動中に移動体の設計上の移動方向と交差する方向の移動体の速度を検出し、又は速度を積分して移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変位を検出することにより行う。 In the straightness measuring device according to the second aspect, in the first aspect, the straightness of the linear movement mechanism is measured based on the modulation frequency detected by the frequency detector while the moving body is moving. This is performed by detecting the velocity of the moving body in a direction that intersects with the designed moving direction, or by integrating the velocity and detecting the displacement of the moving body in the direction that intersects with the designed moving direction.

第3の態様に係る真直度測定装置は、第1又は第2の態様において、レーザ発振器は、第1周波数の第1レーザ光と、第1レーザ光とは周波数が異なる第2周波数を有し、かつ第1レーザ光に対して偏光方向が異なる第2レーザ光とを発振するゼーマンレーザであり、レーザ光発生装置は、ゼーマンレーザから発振された第1周波数の第1レーザ光と第2周波数の第2レーザ光とを分離する偏光ビームスプリッタと、分離した第1レーザ光と第2レーザ光とが干渉可能に偏光方向を調整する偏光板と、を有する。 In the straightness measuring device according to the third aspect, in the first or second aspect, the laser oscillator has a first laser beam having a first frequency and a second frequency having a different frequency from the first laser beam. and a second laser beam having a polarization direction different from that of the first laser beam, and the laser beam generating device is a Zeeman laser that emits a first laser beam of a first frequency and a second laser beam of a second frequency oscillated from the Zeeman laser. and a polarizing plate that adjusts the polarization direction so that the separated first and second laser beams can interfere with each other.

第4の態様に係る真直度測定装置は、第1又は第2の態様において、レーザ発振器は、単一周波数のレーザ光を発振し、レーザ光発生装置は、単一周波数のレーザ光を2方向に分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離した2方向のレーザ光のうちの一方のレーザ光を周波数変調させる周波数シフタと、を有し、ビームスプリッタにより分離した2方向のレーザ光のうちの他方のレーザ光、及び周波数シフタにより周波数変調したレーザ光のうちの一方のレーザ光を、第1周波数の第1レーザ光として発生し、他方のレーザ光を第2周波数の第2レーザ光として発生する。 In the straightness measuring device according to a fourth aspect, in the first or second aspect, the laser oscillator oscillates a laser beam of a single frequency, and the laser beam generator oscillates a laser beam of a single frequency in two directions. and a frequency shifter that frequency-modulates one of the laser beams in two directions separated by the beam splitter. One of the laser beams and the laser beam frequency-modulated by the frequency shifter is generated as a first laser beam with a first frequency, and the other laser beam is generated as a second laser beam with a second frequency. .

第5の態様に係る真直度測定装置は、第1から第4の態様のいずれかにおいて、干渉光学系は、少なくとも回折格子から出射される第1レーザ光を、光検出器の受光面に集光させる集光レンズを有する。 In the straightness measuring device according to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the interference optical system focuses at least the first laser beam emitted from the diffraction grating on the light receiving surface of the photodetector. It has a condensing lens that emits light.

本発明の第6の態様に係る真直度測定方法は、直線移動機構の移動体に回折格子を配置し、レーザ光発生装置から移動体の移動方向と同じ進行方向に第1周波数の第1レーザ光を回折格子に入射させるステップと、レーザ光発生装置から第1周波数と異なる第2周波数の第2レーザ光を発生させるステップと、第1レーザ光の回折格子による回折光と、第2レーザ光とを干渉光学系により干渉させ、干渉光学系から干渉光を出射させるステップと、光検出器により干渉光を示す干渉信号を検出するステップと、周波数検出器より干渉信号から移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出するステップと、を含み、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて直線移動機構の真直度を測定する。 A straightness measuring method according to a sixth aspect of the present invention includes disposing a diffraction grating on a moving body of a linear movement mechanism, and emitting a first laser beam of a first frequency from a laser beam generator in the same traveling direction as the moving direction of the moving body. a step of making the light incident on the diffraction grating; a step of generating a second laser beam having a second frequency different from the first frequency from the laser beam generator; diffracted light of the first laser beam by the diffraction grating, and a second laser beam. A step of causing interference between the two using an interference optical system and emitting an interference light from the interference optical system, a step of detecting an interference signal indicating the interference light with a photodetector, and a step of detecting an interference signal indicating the interference light using a frequency detector. and detecting a modulation frequency that is modulated with variation in a direction intersecting the movement direction, and measuring the straightness of the linear movement mechanism based on the modulation frequency detected by the frequency detector.

本発明によれば、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができ、また、レーザ光の1周期を超える真直度の測定ができる。 According to the present invention, it is possible to perform stable straightness measurement with little influence of air turbulence, and it is also possible to measure straightness over one cycle of laser light.

図1は、本発明に係る真直度測定装置の第1実施形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a straightness measuring device according to the present invention. 図2は、本発明に係る真直度測定装置の第2実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the straightness measuring device according to the present invention. 図3は、本発明に係る真直度測定方法の実施形態を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the straightness measuring method according to the present invention. 図4は、従来の真直度測定装置による測定原理を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the principle of measurement by a conventional straightness measuring device.

以下、添付図面に従って本発明に係る真直度測定装置及び方法の実施の形態について説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a straightness measuring device and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[真直度測定装置の第1実施形態]
図1は、本発明に係る真直度測定装置の第1実施形態を示す図である。
[First embodiment of straightness measuring device]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a straightness measuring device according to the present invention.

図1において、レーザ発振器10は、第1周波数fの第1レーザ光と、第1レーザ光とは周波数が異なる第2周波数fを有し、かつ第1レーザ光に対して偏光方向が異なる第2レーザ光とを発振するゼーマンレーザである。 In FIG. 1, a laser oscillator 10 has a first laser beam having a first frequency f1 , a second frequency f2 which is different in frequency from the first laser beam, and has a polarization direction with respect to the first laser beam. This is a Zeeman laser that oscillates a different second laser beam.

本例のゼーマンレーザは、横ゼーマンレーザであり、第1レーザ光と第2レーザ光は、互いに直交する直線偏光のレーザ光である。また、ゼーマンレーザから出射される第1レーザ光と第2レーザ光との周波数差(f-f)は、10MHz程度である。 The Zeeman laser of this example is a transverse Zeeman laser, and the first laser beam and the second laser beam are linearly polarized laser beams orthogonal to each other. Further, the frequency difference (f 1 −f 2 ) between the first laser beam and the second laser beam emitted from the Zeeman laser is about 10 MHz.

レーザ発振器10から発振される第1レーザ光と第2レーザ光は、偏光ビームスプリッタ12に入射され、ここで、第1周波数fの第1レーザ光と、第2周波数fの第2レーザ光とに分離される。 The first laser beam and the second laser beam oscillated from the laser oscillator 10 are incident on the polarizing beam splitter 12, where the first laser beam with the first frequency f1 and the second laser beam with the second frequency f2 are input. It is separated into light and light.

偏光ビームスプリッタ12を透過した一方の第1周波数fの第1レーザ光は、直線移動機構16の移動体16Aに配置された回折格子14に入射する。 One of the first laser beams having the first frequency f 1 that has passed through the polarizing beam splitter 12 is incident on the diffraction grating 14 disposed on the moving body 16A of the linear movement mechanism 16.

直線移動機構16は、測定装置、工作装置、製造装置等に設けられるもので、移動体16Aを直線移動させる。移動体16Aは、図1上で左右方向に移動し、実線で示す位置から破線で示す位置に移動することができる。 The linear movement mechanism 16 is provided in a measuring device, a machining device, a manufacturing device, etc., and moves the moving body 16A linearly. The moving body 16A can move in the left-right direction in FIG. 1, and can move from the position shown by the solid line to the position shown by the broken line.

第1周波数fの第1レーザ光は、移動体16Aの設計上の移動方向と同じ進行方向に進み、回折格子14に入射する。回折格子14は、第1レーザ光が入射する入射面が、移動体16Aの移動方向と交差(直交)するように移動体16Aに配置されている。 The first laser beam having the first frequency f 1 travels in the same traveling direction as the designed moving direction of the moving body 16A, and is incident on the diffraction grating 14. The diffraction grating 14 is arranged on the movable body 16A so that the incident surface on which the first laser beam is incident intersects (perpendicularly intersects) the moving direction of the movable body 16A.

この回折格子14は、透過型回折格子であり、入射光が回折格子14を透過して回折する方向は、入射光の波長と回折格子14の格子間隔により決まる。 This diffraction grating 14 is a transmission type diffraction grating, and the direction in which the incident light is transmitted through the diffraction grating 14 and diffracted is determined by the wavelength of the incident light and the grating interval of the diffraction grating 14.

いま、回折格子14の格子間隔をd、入射光の波長をλ、回折角をθとすると、次式が成立する。 Now, when the grating interval of the diffraction grating 14 is d, the wavelength of the incident light is λ, and the diffraction angle is θ, the following equation holds true.

[数1]
λ=(sinθ)×d/m
m=次数
尚、第1レーザ光は、回折格子14の入射面に直交して入射し、入射光の入射角が0°であるため、上記[数1]式が成立する。
[Number 1]
λ=(sinθ)×d/m
m=order Note that the first laser beam enters the incident surface of the diffraction grating 14 perpendicularly, and the incident angle of the incident light is 0°, so the above formula [Equation 1] holds true.

本例では、回折格子14を透過する+1次の回折光を使用する。+1次の回折光の回折角に合せて、ミラー18及びミラー20が配置されており、ミラー18及びミラー20で反射した回折光(第1レーザ光)は、干渉光学系を構成するビームスプリッタ22に導かれる。+1次と異なる次数の回折光は、+1次の回折光とは回折角が異なるため、ビームスプリッタ22には導かれない。 In this example, +1st order diffracted light transmitted through the diffraction grating 14 is used. A mirror 18 and a mirror 20 are arranged in accordance with the diffraction angle of the +1st-order diffracted light, and the diffracted light (first laser light) reflected by the mirror 18 and mirror 20 is transmitted to a beam splitter 22 constituting an interference optical system. guided by. The diffracted light of an order different from the +1st order has a diffraction angle different from that of the +1st order diffracted light, so it is not guided to the beam splitter 22.

直線移動機構16の真直度を測定する場合、移動体16Aを移動させる。移動体16Aが移動し、移動体16Aが直線移動機構16の設計上の移動方向と交差する方向(直交する方向)に変動すると(即ち、移動体16Aに真直度変化成分が加わると)、この変動に伴って第1レーザ光(回折光)は、ドップラー効果により周波数変調を受けて回折する。 When measuring the straightness of the linear movement mechanism 16, the moving body 16A is moved. When the moving body 16A moves and changes in a direction intersecting (perpendicular to) the designed moving direction of the linear movement mechanism 16 (that is, when a straightness change component is added to the moving body 16A), this With the fluctuation, the first laser light (diffraction light) undergoes frequency modulation due to the Doppler effect and is diffracted.

真直度変化成分による変調周波数をδとすると、周波数変調を受けて回折する第1レーザ光は、元々の第1周波数fから変調周波数δだけ変調した周波数(f+δ)になる。 When the modulation frequency due to the straightness change component is δ, the first laser beam that undergoes frequency modulation and is diffracted has a frequency (f 1 +δ) that is modulated from the original first frequency f 1 by the modulation frequency δ.

[数1]式に示したように、回折光は、回折格子14の格子間隔dと波長λにより回折角θが決まるため、回折光は、真直度変化により回折方向が変化することは無い。 As shown in the formula [Equation 1], the diffraction angle θ of the diffracted light is determined by the grating interval d of the diffraction grating 14 and the wavelength λ, so the diffraction direction of the diffracted light does not change due to a change in the straightness.

一方、偏光ビームスプリッタ12により反射された他方の第2周波数fの第2レーザ光は、ミラー24により反射した後、偏光板である1/2波長板25に入射する。本例の第2周波数fの第2レーザ光は直線偏光であるため、1/2波長板25は、第2レーザ光の偏光方向をπ/2だけ変化させることができ、これにより第1周波数fの第1レーザ光と干渉可能になる。 On the other hand, the other second laser beam having the second frequency f2 reflected by the polarizing beam splitter 12 is reflected by the mirror 24, and then enters the 1/2 wavelength plate 25, which is a polarizing plate. Since the second laser beam with the second frequency f2 in this example is linearly polarized light, the 1/2 wavelength plate 25 can change the polarization direction of the second laser beam by π/2. It becomes possible to interfere with the first laser beam of frequency f1 .

1/2波長板25により偏光方向が調整された第2周波数fの第2レーザ光は、ビームスプリッタ22に導かれ、ここで、回折格子14により回折し、ミラー18、20により反射した周波数(f+δ)を有する第1レーザ光と合成される。 The second laser beam with the second frequency f2 whose polarization direction has been adjusted by the half-wave plate 25 is guided to the beam splitter 22, where it is diffracted by the diffraction grating 14 and reflected by the mirrors 18 and 20. It is combined with the first laser beam having (f 1 +δ).

合成された第1レーザ光と第2レーザ光は、集光レンズ26により光検出器28の受光面に集光させられる。 The combined first laser beam and second laser beam are condensed onto the light receiving surface of the photodetector 28 by the condensing lens 26.

回折格子14により回折する周波数(f+δ)を有する第1レーザ光は、移動体16Aの移動位置に応じてミラー18の異なる位置に入射する。その結果、ミラー18及びミラー20により反射する第1レーザ光は、移動体16Aの移動位置に応じてビームスプリッタ22の異なる位置に入射する。 The first laser beam having a frequency (f 1 +δ) that is diffracted by the diffraction grating 14 is incident on different positions of the mirror 18 depending on the movement position of the moving body 16A. As a result, the first laser beam reflected by the mirror 18 and the mirror 20 is incident on different positions of the beam splitter 22 depending on the movement position of the moving body 16A.

ビームスプリッタ22に入射する第1レーザ光と第2レーザ光とは、通常、ビームスプリッタ22にて合成される(干渉させられる)が、第1レーザ光は、移動体16Aの移動位置に応じてビームスプリッタ22の異なる位置に入射するため、ビームスプリッタ22の反射面で第2レーザ光と合成されない、又は十分に合成されない場合がある。 The first laser beam and the second laser beam that are incident on the beam splitter 22 are usually combined (interfered) at the beam splitter 22, but the first laser beam is Since the light is incident on different positions of the beam splitter 22, it may not be combined with the second laser light on the reflective surface of the beam splitter 22, or may not be combined sufficiently.

集光レンズ26は、ビームスプリッタ22に入射する第1レーザ光の入射位置にかかわらず、第1レーザ光を光検出器28の受光面の特定位置に集光させるため、第1レーザ光と第2レーザ光とを良好に合成(干渉)させることができる。 The condensing lens 26 focuses the first laser beam on a specific position on the light-receiving surface of the photodetector 28 regardless of the incident position of the first laser beam that enters the beam splitter 22. The two laser beams can be combined (interfered) well.

尚、集光レンズ26は、ミラー20とビームスプリッタ22との間に配置してもよい。この場合、集光レンズ26は、移動体16Aの移動位置にかかわらず、第1レーザ光を光検出器28の受光面に集光させ、第2レーザ光と合成させるものとする。 Note that the condenser lens 26 may be arranged between the mirror 20 and the beam splitter 22. In this case, the condenser lens 26 condenses the first laser beam onto the light receiving surface of the photodetector 28 and combines it with the second laser beam, regardless of the moving position of the moving body 16A.

合成された光(ヘテロダイン干渉した干渉光)は、干渉により第1レーザ光の周波数(f+δ)と第2レーザ光の周波数fとの周波数差(|f-f|+δ)にビートダウンしたビート周波数の波として検出される。光検出器28は、入射する干渉光を、その干渉光の強度に対応する電流信号に変換し、電流信号を電圧信号に変換することで、干渉光の強度に対応する電圧信号(干渉信号)を検出する。 The combined light (interference light that has undergone heterodyne interference) has a frequency difference (|f 1 - f 2 | + δ) between the frequency of the first laser beam (f 1 + δ) and the frequency f 2 of the second laser beam due to interference. Detected as a beat-down beat frequency wave. The photodetector 28 converts the incident interference light into a current signal corresponding to the intensity of the interference light, and converts the current signal into a voltage signal to generate a voltage signal (interference signal) corresponding to the intensity of the interference light. Detect.

周波数検出器として機能する周波数カウンタ30は、干渉信号からビート周波数(|f-f|+δ)を測定する。ここで、周波数差Δf(=|f-f|)は既知であるため、信号処理により変調周波数δを求めることが可能である。 The frequency counter 30, which functions as a frequency detector, measures the beat frequency (|f 1 −f 2 |+δ) from the interference signal. Here, since the frequency difference Δf (=|f 1 −f 2 |) is known, it is possible to obtain the modulation frequency δ by signal processing.

この変調周波数δは、移動体16A(回折格子14)の移動時に移動方向と直交する方向の真直度変化成分に対応する。 This modulation frequency δ corresponds to a straightness change component in a direction perpendicular to the moving direction when the moving body 16A (diffraction grating 14) moves.

したがって、第1実施形態の真直度測定装置は、変調周波数δに基づいて直線移動機構の16の真直度を測定することができる。ここで、直線移動機構16の真直度の測定は、周波数カウンタ30により検出される変調周波数δに基づいて、移動体16Aの移動中に移動体16Aの設計上の移動方向と直交する方向の移動体の16Aの速度を検出し、又は検出した速度を積分して移動体16Aの設計上の移動方向と直交する方向の変位を検出することにより行うことができる。 Therefore, the straightness measuring device of the first embodiment can measure the 16 straightnesses of the linear movement mechanism based on the modulation frequency δ. Here, the straightness of the linear movement mechanism 16 is measured based on the modulation frequency δ detected by the frequency counter 30, while the moving body 16A is moving in a direction perpendicular to the designed moving direction of the moving body 16A. This can be done by detecting the velocity of the moving body 16A, or by integrating the detected velocity and detecting the displacement in the direction orthogonal to the designed moving direction of the moving body 16A.

このように第1実施形態の真直度測定装置によれば、2つの光路を通過する2つのレーザ光の光路差から真直度を測定する従来技術と比較して、1つの第1レーザ光の真直度変化成分に対応する変調周波数δを検出することで真直度を測定するため、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる。また、位相差(光路差)により真直度を測定していた従来技術と比較して、変調周波数δから真直度を測定するため、レーザ光の1周期を超える真直度の測定も可能である。 As described above, according to the straightness measuring device of the first embodiment, the straightness of one first laser beam can be measured more easily than the conventional technology which measures the straightness from the optical path difference between two laser beams passing through two optical paths. Since the straightness is measured by detecting the modulation frequency δ corresponding to the degree change component, the influence of air turbulence is small and the straightness can be measured stably. Furthermore, compared to conventional techniques that measure straightness based on phase difference (optical path difference), since straightness is measured from modulation frequency δ, it is also possible to measure straightness over one period of laser light.

尚、第1実施形態では、第2周波数fの第2レーザ光の光路に1/2波長板25を配置したが、第1周波数fの第1レーザ光の光路に1/2波長板25を配置してもよい。 In the first embodiment, the 1/2 wavelength plate 25 is arranged in the optical path of the second laser beam with the second frequency f2 , but the 1/2 wavelength plate 25 is placed in the optical path of the first laser beam with the first frequency f1 . 25 may be arranged.

また、第1実施形態では、レーザ発振器10として、横ゼーマンレーザを使用したが、縦ゼーマンレーザを使用してもよい。縦ゼーマンレーザの場合、周波数差を有する第1レーザ光と第2レーザ光とは、回転方向が異なる回転偏光を有するため、第1レーザ光と第2レーザ光とが干渉するように適宜の光路に偏光方向を調整する偏光器を配置する必要がある。 Further, in the first embodiment, a transverse Zeeman laser is used as the laser oscillator 10, but a vertical Zeeman laser may also be used. In the case of a vertical Zeeman laser, the first laser beam and the second laser beam, which have a frequency difference, have rotational polarization with different rotation directions, so the optical path is set appropriately so that the first laser beam and the second laser beam interfere with each other. It is necessary to place a polarizer to adjust the polarization direction.

[真直度測定装置の第2実施形態]
図2は、本発明に係る真直度測定装置の第2実施形態を示す図である。
[Second embodiment of straightness measuring device]
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the straightness measuring device according to the present invention.

尚、図2において、図1に示した第1実施形態の真直度測定装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 In FIG. 2, parts common to those of the straightness measuring device of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

図2に示す第2実施形態の真直度測定装置は、図1に示した第1実施形態の真直度測定装置とはレーザ光発生装置が相違する。 The straightness measuring device of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from the straightness measuring device of the first embodiment shown in FIG. 1 in the laser light generating device.

即ち、図2に示す第2実施形態の真直度測定装置は、図1に示した第1実施形態の真直度測定装置のレーザ発振器10、偏光ビームスプリッタ12、及び1/2波長板25の代わりに、レーザ発振器11、ビームスプリッタ13、及び音響光学変調器(AOM:Acousto Optics Modulator)32を使用する点で相違する。 That is, the straightness measuring device according to the second embodiment shown in FIG. The difference is that a laser oscillator 11, a beam splitter 13, and an acousto-optic modulator (AOM) 32 are used.

レーザ発振器11は、単一周波数fのレーザ光を発振し、ビームスプリッタ13に入射させる。 The laser oscillator 11 oscillates a laser beam with a single frequency f 1 and makes it incident on the beam splitter 13 .

ビームスプリッタ13は、入射する単一周波数fのレーザ光を2方向に分離し、一部のレーザ光を透過させ、周波数fの第1レーザ光として回折格子14に入射させ、一部のレーザ光を反射させ、ミラー24を介してAOM32に入射させる。 The beam splitter 13 separates the incident laser beam with a single frequency f1 into two directions, transmits a part of the laser beam, makes it enter the diffraction grating 14 as a first laser beam with a frequency f1 , and The laser beam is reflected and made to enter the AOM 32 via the mirror 24.

周波数シフタとして機能するAOM32は、入射する周波数fのレーザ光に変調周波数Δfの変調を与え、変調後の周波数f(=f+Δf)のレーザ光を第2レーザ光としてビームスプリッタ22に入射させる。尚、AOM32は、例えば、100MHz程度の変調周波数Δfの変調を与えることができる。 The AOM 32, which functions as a frequency shifter, modulates the incident laser beam of frequency f 1 with a modulation frequency Δf, and sends the modulated laser beam of frequency f 2 (=f 1 +Δf) to the beam splitter 22 as a second laser beam. Make it incident. Note that the AOM 32 can provide modulation at a modulation frequency Δf of about 100 MHz, for example.

図2に示す第2実施形態の真直度測定装置において、第1周波数f、第2周波数fの2つのレーザ光を発生するレーザ光発生装置以外の構成は、図1に示した第1実施形態の真直度測定装置と共通するため、その詳細な説明は省略する。 In the straightness measuring device of the second embodiment shown in FIG . Since this is common to the straightness measuring device of the embodiment, detailed description thereof will be omitted.

また、第2実施形態の真直度測定装置は、第1実施形態の真直度測定装置と同様に、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができ、また、レーザ光の1周期を超える真直度の測定が可能である。 Further, like the straightness measuring device of the first embodiment, the straightness measuring device of the second embodiment is less affected by air turbulence, can perform stable straightness measurement, and also has the ability to measure straightness stably. Straightness measurements over one cycle are possible.

尚、第2実施形態の真直度測定装置は、ミラー24とビームスプリッタ22との間にAOM32を配置したが、これに限らず、ビームスプリッタ13と回折格子14との間に配置してもよい。 Note that in the straightness measuring device of the second embodiment, the AOM 32 is placed between the mirror 24 and the beam splitter 22, but the AOM 32 is not limited to this, and may be placed between the beam splitter 13 and the diffraction grating 14. .

[真直度測定方法の実施形態]
図3は、本発明に係る真直度測定方法の実施形態を示すフローチャートである。
[Embodiment of straightness measurement method]
FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the straightness measuring method according to the present invention.

尚、図3に示す真直度測定方法は、図1に示した第1実施形態の真直度測定装置により行われる測定方法である。 Note that the straightness measuring method shown in FIG. 3 is a measuring method performed by the straightness measuring device of the first embodiment shown in FIG.

図3において、まず、直線移動機構16の移動体16Aに回折格子14を配置する(ステップS10)。 In FIG. 3, first, the diffraction grating 14 is placed on the moving body 16A of the linear movement mechanism 16 (step S10).

続いて、レーザ発振器10から第1周波数f及び第2周波数fの2モードのレーザ光を発振させ、偏光ビームスプリッタ12により第1周波数fの第1レーザ光と第2周波数fの第2レーザ光とに分離する(ステップS12)。このレーザ発振器10は、ゼーマンレーザであり、偏光方向が異なる第1周波数f及び第2周波数fの2モードのレーザ光を発振する。 Next, the laser oscillator 10 oscillates two modes of laser light with a first frequency f1 and a second frequency f2 , and the polarization beam splitter 12 separates the first laser light with the first frequency f1 and the second frequency f2 . and the second laser beam (step S12). This laser oscillator 10 is a Zeeman laser, and oscillates laser light in two modes, a first frequency f1 and a second frequency f2 , which have different polarization directions.

偏光ビームスプリッタ12により分離した第1周波数fの第1レーザ光を、移動体16Aに配置した回折格子14に入射させる(ステップS14)。回折格子14に入射する第1周波数fの第1レーザ光の進行方向は、移動体16Aの設計上の移動方向と同じ方向である。 The first laser beam of the first frequency f1 separated by the polarizing beam splitter 12 is made incident on the diffraction grating 14 disposed on the moving body 16A (step S14). The traveling direction of the first laser beam of the first frequency f1 that is incident on the diffraction grating 14 is the same direction as the designed moving direction of the moving body 16A.

回折格子14を透過する回折光(例えば、+1次回折光)は、ミラー18及びミラー20で反射して干渉光学系を構成するビームスプリッタ22に導かれる。直線移動機構16の真直度を測定する場合、移動体16Aを移動させるが、移動体16Aが直線移動機構16の設計上の移動方向と直交する方向に変動すると(即ち、移動体16Aに真直度変化成分が加わると)、この変動に伴って第1レーザ光(回折光)は、ドップラー効果により周波数変調を受ける。 Diffracted light (for example, +1st-order diffracted light) that passes through the diffraction grating 14 is reflected by mirrors 18 and 20 and guided to a beam splitter 22 that constitutes an interference optical system. When measuring the straightness of the linear movement mechanism 16, the moving body 16A is moved, but if the moving body 16A moves in a direction perpendicular to the designed movement direction of the linear movement mechanism 16 (that is, the straightness When a change component is added), the first laser light (diffraction light) is subjected to frequency modulation due to the Doppler effect due to this variation.

真直度変化成分に伴って変調する変調周波数をδとすると、周波数変調を受けて回折する第1レーザ光は、元々の第1周波数fから変調周波数δだけ変調した周波数(f+δ)になる。
第1レーザ光の回折格子14による回折光と、偏光ビームスプリッタ12により分離され、ミラー24及び1/2波長板25を経由してビームスプリッタ22に導かれた第2周波数fの第2レーザ光とを、ビームスプリッタ22及び集光レンズ26を介して合成する(干渉させる)(ステップS16)。
If the modulation frequency that is modulated with the straightness change component is δ, the first laser beam that undergoes frequency modulation and is diffracted will change from the original first frequency f 1 to a frequency (f 1 + δ) modulated by the modulation frequency δ. Become.
A second laser beam with a second frequency f 2 is separated from the first laser beam diffracted by the diffraction grating 14 by the polarizing beam splitter 12 and guided to the beam splitter 22 via the mirror 24 and the half-wave plate 25. The light is combined (interfered) with the light through the beam splitter 22 and the condensing lens 26 (step S16).

光検出器28により、合成された光(干渉光)を示す干渉信号を検出する(ステップS18)。光検出器28により検出される干渉信号は、第1レーザ光の周波数(f+δ)と第2レーザ光の周波数fとの周波数差(|f-f|+δ)にビートダウンしたビート周波数の波として検出される。 The photodetector 28 detects an interference signal indicating the combined light (interference light) (step S18). The interference signal detected by the photodetector 28 is beat down to the frequency difference (|f 1 - f 2 |+δ) between the frequency of the first laser beam (f 1 +δ) and the frequency f 2 of the second laser beam. Detected as a beat frequency wave.

続いて、周波数カウンタ30により干渉信号のビート周波数(|f-f|+δ)を検出し、移動体16Aの真直度成分に対応する変調周波数δを算出する(ステップS20)。尚、周波数差Δf(=|f-f|)は既知であるため、ビート周波数(|f-f|+δ)から信号処理により変調周波数δを算出することができる。 Subsequently, the frequency counter 30 detects the beat frequency (|f 1 −f 2 |+δ) of the interference signal, and calculates the modulation frequency δ corresponding to the straightness component of the moving body 16A (step S20). Note that since the frequency difference Δf (=|f 1 -f 2 |) is known, the modulation frequency δ can be calculated from the beat frequency (|f 1 -f 2 |+δ) by signal processing.

本実施形態の真直度測定方法は、上記のようにして算出した変調周波数δに基づいて直線移動機構16の真直度を測定する(ステップS22)。ここで、直線移動機構16の真直度の測定は、変調周波数δに基づいて、移動体16Aの移動中に移動体16A体の設計上の移動方向と直交する方向の移動体16Aの速度を検出し、又は検出した速度を積分して移動体16Aの設計上の移動方向と直交する方向の変位を検出することにより行うことができる。 The straightness measuring method of this embodiment measures the straightness of the linear movement mechanism 16 based on the modulation frequency δ calculated as described above (step S22). Here, the straightness of the linear movement mechanism 16 is measured by detecting the speed of the moving body 16A in a direction perpendicular to the designed moving direction of the moving body 16A while the moving body 16A is moving. Alternatively, the detection can be performed by integrating the detected velocity and detecting the displacement in the direction perpendicular to the designed moving direction of the moving body 16A.

このように本実施形態の真直度測定方法によれば、2つの光路を通過する2つのレーザ光の光路差から真直度を測定する従来技術と比較して、1つの第1レーザ光の真直度変化成分に対応する変調周波数δを検出することで真直度を測定するため、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる。また、位相差(光路差)により真直度を測定していた従来技術と比較して、変調周波数δから真直度を測定するため、レーザ光の1周期を超える真直度の測定も可能である。 As described above, according to the straightness measuring method of the present embodiment, the straightness of one first laser beam can be measured in comparison with the conventional technique in which straightness is measured from the optical path difference between two laser beams passing through two optical paths. Since straightness is measured by detecting the modulation frequency δ corresponding to the changing component, the influence of air turbulence is small and stable straightness measurement can be performed. Furthermore, compared to conventional techniques that measure straightness based on phase difference (optical path difference), since straightness is measured from modulation frequency δ, it is also possible to measure straightness over one period of laser light.

[その他]
レーザ発振器を含み、第1周波数の第1レーザ光と、第1周波数とは異なる第2周波数の第2レーザ光とを発生するレーザ光発生装置は、図1及び図2に示した第1実施形態及び第2実施形態に示したものに限定されず、扱いやすい周波数差を有し、干渉光学系にてヘテロダイン干渉する第1周波数の第1レーザ光及び第2周波数の第2レーザ光を発生するものであればよい。
[others]
A laser light generating device that includes a laser oscillator and generates a first laser light having a first frequency and a second laser light having a second frequency different from the first frequency has the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The first laser beam of the first frequency and the second laser beam of the second frequency, which have an easy-to-handle frequency difference and cause heterodyne interference in an interference optical system, are generated without being limited to the form and the second embodiment. It is fine as long as it is done.

また、本実施形態の回折格子14は、透過型回折格子であるが、反射型回折格子を使用してもよい。この場合、ミラー18、20とは異なる位置にミラーを配置する必要がある。 Further, although the diffraction grating 14 in this embodiment is a transmission type diffraction grating, a reflection type diffraction grating may also be used. In this case, it is necessary to arrange the mirror at a different position from mirrors 18 and 20.

更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

10、11…レーザ発振器、12…偏光ビームスプリッタ、13、22…ビームスプリッタ、14…回折格子、16…直線移動機構、16A…移動体、18、20、24…ミラー、25…1/2波長板、26…集光レンズ、28…光検出器、30…周波数カウンタ 10, 11... Laser oscillator, 12... Polarizing beam splitter, 13, 22... Beam splitter, 14... Diffraction grating, 16... Linear movement mechanism, 16A... Moving body, 18, 20, 24... Mirror, 25... 1/2 wavelength Plate, 26... Condensing lens, 28... Photodetector, 30... Frequency counter

Claims (6)

レーザ発振器を含み、第1周波数の第1レーザ光と、前記第1周波数とは異なる第2周波数の第2レーザ光とを発生するレーザ光発生装置と、
直線移動機構の移動体に配置され、前記移動体の移動方向と同じ進行方向の前記第1レーザ光が入射され、前記第1レーザ光の回折光を出射する回折格子と、
前記回折格子から出射される前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とを干渉させ、干渉光を出射する干渉光学系と、
前記干渉光を示す干渉信号を検出する光検出器と、
前記干渉信号から前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出する周波数検出器と、を備え、
前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて前記直線移動機構の真直度を測定する、
真直度測定装置。
a laser beam generator that includes a laser oscillator and generates a first laser beam of a first frequency and a second laser beam of a second frequency different from the first frequency;
a diffraction grating that is disposed on a moving body of a linear movement mechanism, receives the first laser beam in the same traveling direction as the moving direction of the moving body, and emits diffracted light of the first laser beam;
an interference optical system that causes the first laser beam and the second laser beam emitted from the diffraction grating to interfere with each other and emits interference light;
a photodetector that detects an interference signal indicating the interference light;
a frequency detector that detects, from the interference signal, a modulation frequency that is modulated according to fluctuations in a direction that intersects the designed movement direction of the mobile body;
measuring the straightness of the linear movement mechanism based on the modulation frequency detected by the frequency detector;
Straightness measuring device.
前記直線移動機構の真直度の測定は、前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて、前記移動体の移動中に前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の前記移動体の速度を検出し、又は前記速度を積分して前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変位を検出することにより行う、
請求項1に記載の真直度測定装置。
The straightness of the linear movement mechanism is measured based on the modulation frequency detected by the frequency detector. or by integrating the speed and detecting the displacement in a direction intersecting the designed moving direction of the moving body.
The straightness measuring device according to claim 1.
前記レーザ発振器は、第1周波数の第1レーザ光と、前記第1レーザ光とは周波数が異なる第2周波数を有し、かつ前記第1レーザ光に対して偏光方向が異なる第2レーザ光とを発振するゼーマンレーザであり、
前記レーザ光発生装置は、前記ゼーマンレーザから発振された前記第1周波数の第1レーザ光と前記第2周波数の第2レーザ光とを分離する偏光ビームスプリッタと、前記分離した前記第1レーザ光と前記第2レーザ光とが干渉可能に偏光方向を調整する偏光板と、を有する、
請求項1又は2に記載の真直度測定装置。
The laser oscillator includes a first laser beam having a first frequency, and a second laser beam having a second frequency different from the first laser beam and having a polarization direction different from the first laser beam. It is a Zeeman laser that oscillates
The laser beam generator includes a polarizing beam splitter that separates the first laser beam of the first frequency and the second laser beam of the second frequency oscillated from the Zeeman laser, and the separated first laser beam. and a polarizing plate that adjusts the polarization direction so that the second laser beam and the second laser beam can interfere with each other.
The straightness measuring device according to claim 1 or 2.
前記レーザ発振器は、単一周波数のレーザ光を発振し、
前記レーザ光発生装置は、前記単一周波数のレーザ光を2方向に分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分離した2方向のレーザ光のうちの一方のレーザ光を周波数変調させる周波数シフタと、を有し、
前記ビームスプリッタにより分離した前記2方向のレーザ光のうちの他方のレーザ光、及び前記周波数シフタにより周波数変調したレーザ光のうちの一方のレーザ光を、前記第1周波数の第1レーザ光として発生し、他方のレーザ光を前記第2周波数の第2レーザ光として発生する、
請求項1又は2に記載の真直度測定装置。
The laser oscillator oscillates a single frequency laser beam,
The laser beam generator includes a beam splitter that separates the single frequency laser beam into two directions;
a frequency shifter that frequency-modulates one of the laser beams in two directions separated by the beam splitter;
The other of the laser beams in the two directions separated by the beam splitter and one of the laser beams frequency-modulated by the frequency shifter are generated as a first laser beam of the first frequency. and generating the other laser beam as a second laser beam of the second frequency,
The straightness measuring device according to claim 1 or 2.
前記干渉光学系は、少なくとも前記回折格子から出射される前記第1レーザ光を、前記光検出器の受光面に集光させる集光レンズを有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の真直度測定装置。
The interference optical system includes a condenser lens that condenses at least the first laser beam emitted from the diffraction grating onto a light receiving surface of the photodetector.
The straightness measuring device according to any one of claims 1 to 4.
直線移動機構の移動体に回折格子を配置し、レーザ光発生装置から前記移動体の移動方向と同じ進行方向に第1周波数の第1レーザ光を前記回折格子に入射させるステップと、
前記レーザ光発生装置から前記第1周波数と異なる第2周波数の第2レーザ光を発生させるステップと、
前記第1レーザ光の前記回折格子による回折光と、前記第2レーザ光とを干渉光学系により干渉させ、前記干渉光学系から干渉光を出射させるステップと、
光検出器により前記干渉光を示す干渉信号を検出するステップと、
周波数検出器より前記干渉信号から前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出するステップと、を含み、
前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて前記直線移動機構の真直度を測定する、
真直度測定方法。
arranging a diffraction grating on a moving body of the linear movement mechanism, and causing a first laser beam of a first frequency to be incident on the diffraction grating from a laser beam generator in the same traveling direction as the moving direction of the moving body;
generating a second laser beam having a second frequency different from the first frequency from the laser beam generator;
causing the diffracted light of the first laser beam by the diffraction grating to interfere with the second laser beam by an interference optical system, and emitting interference light from the interference optical system;
detecting an interference signal indicative of the interference light with a photodetector;
Detecting a modulation frequency that is modulated in accordance with fluctuations in a direction intersecting a designed moving direction of the moving object from the interference signal using a frequency detector,
measuring the straightness of the linear movement mechanism based on the modulation frequency detected by the frequency detector;
Straightness measurement method.
JP2022041854A 2022-03-16 2022-03-16 Straightness measurement device and method Pending JP2023136314A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022041854A JP2023136314A (en) 2022-03-16 2022-03-16 Straightness measurement device and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022041854A JP2023136314A (en) 2022-03-16 2022-03-16 Straightness measurement device and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023136314A true JP2023136314A (en) 2023-09-29

Family

ID=88145613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022041854A Pending JP2023136314A (en) 2022-03-16 2022-03-16 Straightness measurement device and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023136314A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6765497B2 (en) Diffraction grating measuring device
US7333185B2 (en) Optical velocimeter, displacement information measurement device and conveying and processing device
US20120050748A1 (en) Displacement detecting device
JP6322069B2 (en) Displacement detector
US6407815B2 (en) Optical displacement measurement system
JP2755757B2 (en) Measuring method of displacement and angle
US5321502A (en) Measuring method and measuring apparatus
US20230417532A1 (en) Interferometer displacement measurement system and method
EP0208276B1 (en) Optical measuring device
JPH03255904A (en) Small displacement detecting device
JP2004144581A (en) Displacement detecting apparatus
EP0342016B1 (en) Optical position measurement
EP0408381A2 (en) Position signal producing apparatus
US5541729A (en) Measuring apparatus utilizing diffraction of reflected and transmitted light
JPH0339605A (en) Optical surface shape measuring instrument
US5067813A (en) Optical apparatus for measuring displacement of an object
JP3268670B2 (en) Optical displacement detector
JPH03146822A (en) Encoder
JP2023136314A (en) Straightness measurement device and method
KR100531693B1 (en) Optical displacement measurement system
CN108931190B (en) Displacement detection device
JP2514699B2 (en) Position shift detection method and position shift detection device using diffraction grating
JP2008209272A (en) Laser interference length measuring apparatus
JPH05126603A (en) Grating interference measuring device
JPH0510733A (en) Three-dimensional shape measuring apparatus