JP3484146B2 - 干渉測長機 - Google Patents
干渉測長機Info
- Publication number
- JP3484146B2 JP3484146B2 JP2000216463A JP2000216463A JP3484146B2 JP 3484146 B2 JP3484146 B2 JP 3484146B2 JP 2000216463 A JP2000216463 A JP 2000216463A JP 2000216463 A JP2000216463 A JP 2000216463A JP 3484146 B2 JP3484146 B2 JP 3484146B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vacuum chamber
- base
- optical path
- vacuum
- moving
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
ーザ光路が真空状態に維持された干渉測長機に関する。
光路を真空状態に維持した干渉測長機が知られている。
が示されている。ベース10上に基準真空槽12及び移
動真空槽16が設けられ、基準真空槽12と移動真空槽
16はその内部が真空状態に維持されたベローズ21で
結合されている。基準真空槽12はベース10上の所定
位置に固定され、干渉光を射出する光源14を有してい
る。移動真空槽16は光源14からのレーザ光の光路に
沿ってベース10上を移動可能なようにガイド20を有
している。移動真空槽16の内部には光源14からのレ
ーザ光を反射する反射鏡18が設けられている。基準真
空槽12及び移動真空槽16の内部はともに真空状態に
維持される。光源14からの光は基準真空槽12、ベロ
ーズ21、移動真空槽16の順に進行し、反射鏡18で
反射され、再び基準真空槽12に戻る。光源14からの
レーザ光の光路は全て真空状態に維持され、大気の屈折
率の変動などによる影響を除去して高精度の測長が可能
となる。
(b)に示されるように、移動真空槽16が釣り合い位
置から距離x1だけ光路に沿って移動すると、ベローズ
21の有する弾性係数(バネ定数)k1により基準真空
槽12にはF1=k1・x1なる弾性力が作用する。こ
の弾性力F1により基準真空槽12には変位δ1及び傾
きθ1が発生する。この変位Δ1及び傾きθ1は、移動
真空槽16の位置に伴って変動する。
て基準真空槽12には変位及び傾きが発生するため、基
準真空槽12に固定された光源14の位置も変動し、光
路が変動して干渉不能もしくは測長精度が低下してしま
う問題があった。
みなされたものであり、その目的は、移動真空槽が光路
に沿って移動しても光源の位置変動を防ぎ、高精度の測
長を可能とする装置を提供することにある。
に、本発明は、ベースと、干渉光源を有し前記ベースに
固定される基準真空槽と、前記干渉光源からの光を反射
する反射鏡を有し、前記ベース上を前記光の光路に沿っ
て移動する移動真空槽と、前記ベースの前記基準真空槽
と前記移動真空槽との間に固定され、前記光路の一部を
なす緩衝真空槽とを有し、前記緩衝真空槽と前記移動真
空槽との間の光路は、その内部が真空に維持され第1弾
性係数を有する第1弾性部材で構成され、前記緩衝真空
槽と前記基準真空槽との間の光路は、その内部が真空に
維持され前記第1弾性係数以下の第2弾性係数を有する
第2弾性部材で構成されることを特徴とする。前記第1
弾性部材及び第2弾性部材はベローズであることが好適
である。
弾性体で直接結合するのではなく、その間に緩衝真空槽
を設け、移動真空槽の移動により生じる弾性力を吸収す
ることで、基準真空槽の変位や傾きを抑制し、光源の位
置変動を抑えることができる。
し、前記ベースに固定される基準真空槽と、前記干渉光
源からの光を反射する反射鏡を有し、前記ベース上を前
記光の光路に沿って移動する移動真空槽と、前記ベース
の前記基準真空槽と前記移動真空槽との間に固定され、
前記基準真空槽の一部と遊嵌結合し光路の一部を形成す
る緩衝支持部材と、を有し、前記緩衝支持部材と前記移
動真空槽との間の光路は、その内部が真空に維持される
弾性部材で構成され、前記緩衝支持部材と前記基準真空
槽との遊嵌結合部には、遊嵌状態を維持しつつ光路の真
空を維持する少なくとも一周以上の粘性流体層が配置さ
れることを特徴とする。前記弾性部材はベローズである
ことが好適であり、前記粘性流体層は磁性流体で形成さ
れることが好適である。
弾性体で直接結合するのではなく、その間に緩衝支持部
材を設け、その緩衝支持部材と基準真空槽とを遊嵌結合
状態で組み合わせ、その遊嵌結合部に粘性流体層を配置
することにより光路の真空を維持しつつ移動真空槽の移
動により生じる弾性力を粘性流体層で吸収する。その結
果、移動真空槽側の変位や傾きが基準真空槽側に伝わる
ことを著しく抑制し、光源の位置変動を抑えることが可
能で、高精度の測長が可能となる。粘性流体層を磁性流
体で形成する場合、遊嵌結合部を着磁しておけば、弾性
力に応じて任意に移動変形し、光路の真空を維持しつつ
弾性力を吸収するという流体の特性を活かしつつ、遊嵌
結合部に当該磁性流体の保持を安定的に行うことができ
る。
固定される干渉光源と、前記ベースに固定され前記干渉
光源を収納しその内部を真空に維持する基準真空槽と、
前記干渉光源からの光を反射する反射鏡を有し、前記ベ
ース上を前記光の光路に沿って移動する移動真空槽とを
有し、前記基準真空槽と前記移動真空槽との間の光路
は、その内部が真空に維持される弾性部材で構成される
ことを特徴とする。前記弾性部材はベローズであること
が好適である。
ベースに固定することで、移動真空槽の移動に伴って基
準真空槽に変位や傾きが生じても、ベースに固定されて
いる光源には影響を与えず(ベースを介して生じる変位
等は極めて微小)、高精度の測長が可能となる。
形態について説明する。
されている。ベース10上に基準真空槽12が固定さ
れ、移動真空槽16はガイド20によりベース10上を
光路に沿って移動する。基準真空槽12は光源14を有
し、反射鏡18は光源14からのレーザ光を反射する反
射鏡を有している。基準真空槽12及び移動真空槽16
の構成は図6に示された従来技術と同一である。
間のベース10上には緩衝真空槽を形成する緩衝支持部
22が固定され、緩衝支持部22と移動真空槽16との
間の光路は弾性係数k1の第1弾性体24で構成され、
緩衝支持部22と基準真空槽12との間の光路は弾性係
数k2(但し、k1≧k2)の第2弾性体26で構成さ
れる。基準真空槽12、移動真空槽16、緩衝支持部2
2の内部は真空状態に維持され、第1弾性体24及び第
2弾性体26の内部も真空状態に維持される。したがっ
て、光源14から射出したレーザ光は真空中を進行して
反射鏡18に到達し、反射鏡18で反射して再び真空中
を進行して基準真空槽12に入射する。なお、緩衝真空
槽とは、基準真空槽12と移動真空槽16との間に存在
し緩衝機能を果たす空間を指し、その空間容積は任意で
ある。
されるように、移動真空槽16が釣り合い位置よりx1
だけ移動すると、緩衝支持部22には第1弾性体24の
弾性係数k1に応じた力が作用し、具体的にはF1=k
1・x1なる弾性力が作用する。緩衝支持部22の剛性
が基準真空槽12の剛性と同等である場合、緩衝支持部
22に発生する変位と傾きは図5(b)に示されたよう
に変位δ1、傾きθ1となる。
より基準真空槽12にも第2弾性体26の弾性係数に応
じた力が作用し、基準真空槽12に作用する力はF2=
k2・δ1となる。この力F2に起因して基準真空槽1
2には変位δ2及び傾きθ2が生じ、この変位δ2と傾
きθ2により測長基準となる光源14に位置変動が生じ
る。
と基準真空槽12に作用する力F2を比較すると、k1
≧k2、かつx1>δ1であるから、F1>F2とな
り、基準真空槽12に生ずる変位δ2と傾きθ2は、そ
れぞれδ1>δ2、θ1>θ2と従来より小さく抑える
ことが可能となり、光源14の位置変動を低く抑えるこ
とが可能となる。
ている。図1の構成において第1弾性体24をベローズ
25で構成し、第2弾性体26もベローズ27で構成し
た場合である。第1弾性体を構成するベローズ25の弾
性係数k1と第2弾性体を構成するベローズ27の弾性
係数k2との間には、k1≧k2の関係がある。緩衝支
持部22と移動真空槽16との間の光路をベローズで構
成するとともに、緩衝支持部22と基準真空槽12との
間の光路もベローズで構成することで、弾性係数やスト
ロークを比較的自由に設定することができ、装置を容易
に構成することができる。なお、ベローズの材質として
は、例えばステンレス(SUS316/304など)を
用いることができる。
ている。図2の構成例と異なる点は、緩衝支持部22と
基準真空槽12との間の光路をベローズではなくOリン
グ28で構成した点である。Oリング28は基準真空槽
12の緩衝支持部22に対向する位置(緩衝支持部22
から筒状の突出部内周と基準真空槽12から突出した筒
状の突出部外周との間)に設けられ、緩衝支持部22の
凹部に嵌合する。ここで、緩衝支持部22とOリング2
8の組み合わせにより図1及び図2に示す緩衝支持部2
2と第二弾性体26またはベローズ27を組み合わせた
時と同等の機能を果たす。なお、Oリングはゴムで構成
され、ベローズに比べて弾性係数やストロークに関する
自由度は少ないものの、ベローズに比べてより安価で装
置を小型化することが可能となる。
る変形例が示されている。図3の構成例と異なる点は、
Oリング28に代えて、粘性流体で形成される粘性流体
層、好ましくは、磁性流体で形成される磁性流体シール
部29を配置しているところである。また、基準真空層
12から光路に沿って延びる筒状の突出部12aと緩衝
支持部22から光路に沿って延びる筒状の突出部22a
とは、遊嵌結合(遊びを持った状態で結合)され、その
遊嵌結合部に磁性流体シール部29が少なくとも一周以
上、本実施形態では2周、配置されて、真空シールを形
成している。なお、図4(a)の場合、突出部12aの
内周面に磁性流体シール部29を支持するために着磁さ
れたステイ12bが形成されている。この場合も緩衝支
持部22と磁性流体シール部29の組み合わせによっ
て、図1及び図2に示す緩衝支持部22と第二弾性体2
6またはベローズ27を組み合わせた時と同等の機能を
果たしている。
性が破綻しない範囲でシールを形成する部材間の相対運
動が可能であり、現段階の磁性流体技術によれば、磁性
流体による真空シールは、緩衝支持部22と基準真空槽
12の間で、図4(a)の光軸方向に約100μm程度
のストロークを与えても機能を維持することが可能であ
る。
によって緩衝支持部22が弾性変形することで発生する
変位δ1を、前記ストローク以下に抑えるように緩衝支
持部22を構築することにより、緩衝支持部22と基準
真空槽12とを真空状態を維持したまま、両者を実質的
な非接触状態(両者が自由に動ける状態)で結合でき
る。その結果、図4(b)に示すように、緩衝支持部2
2の弾性変形による変位δ1や傾きθ1は、磁性流体シ
ール部29により、そのほとんどが吸収され、基準真空
槽12の変位δ3は、図1や図2に示す第2弾性体26
やベローズ27を使用した場合のδ2に比べ、著しく少
なくすることができる。緩衝支持部22の構築や磁性流
体の選定等により変位δ3を限りなく少なくして無視し
うる程度に抑えることもできる。その結果、光源14の
変位抑制をさらに強力に行うことが可能で、更に干渉測
長機の測長精度の向上を行うことができる。なお、ステ
イ12bを着磁することにより磁性流体シール部29を
構成する磁性流体の上述した特性を活かしつつ所定位置
に安定的に保持することができるので、安定的な真空維
持と弾性力の吸収を行うことができる。
示されている。図6と比較して、ベース10上に基準真
空槽12が固定され、基準真空槽12と移動真空槽16
はベローズ21で構成され、移動真空槽16が光路に沿
ってガイド20によりベース10上を移動する点は共通
する。
準真空槽12に固定されるのではなく、基準真空槽12
の内部でベース10上に固定される点が異なる。すなわ
ち、光源14は基準真空槽12内でベース10上に固定
された光源取付壁材30に固定され、光源取付壁材30
を介してベース10上に固定されている。基準真空槽1
2は光源14を収納し、基準真空槽12と光源取付壁材
30は直接的に結合されていない。
はなくベース10上に固定されているため、移動真空槽
16が釣り合い位置から移動し、基準真空槽12にベロ
ーズ21の弾性力による変位δ1と傾きθ1が生じて
も、ベース10に固定されている光源14には影響を与
えず、したがって光路の変動がなく高精度の測長を維持
することができる。
動真空槽が光路に沿ってベース上を移動しても、光源の
位置変動を抑え、高精度の干渉測長を行うことができ
る。
移動真空槽、18 反射鏡、20 ガイド、22 緩衝
支持部、24 第1弾性体、26 第2弾性体。
Claims (7)
- 【請求項1】 ベースと、 干渉光源を有し、前記ベースに固定される基準真空槽
と、 前記干渉光源からの光を反射する反射鏡を有し、前記ベ
ース上を前記光の光路に沿って移動する移動真空槽と、 前記ベースの前記基準真空槽と前記移動真空槽との間に
固定され、前記光路の一部をなす緩衝真空槽と、 を有し、 前記緩衝真空槽と前記移動真空槽との間の光路は、その
内部が真空に維持され第1弾性係数を有する第1弾性部
材で構成され、 前記緩衝真空槽と前記基準真空槽との間の光路は、その
内部が真空に維持され前記第1弾性係数以下の第2弾性
係数を有する第2弾性部材で構成されることを特徴とす
る干渉測長機。 - 【請求項2】 請求項1記載の干渉測長機において、 前記第1弾性部材及び第2弾性部材はベローズであるこ
とを特徴とする干渉測長機。 - 【請求項3】 ベースと、 干渉光源を有し、前記ベースに固定される基準真空槽
と、 前記干渉光源からの光を反射する反射鏡を有し、前記ベ
ース上を前記光の光路に沿って移動する移動真空槽と、 前記ベースの前記基準真空槽と前記移動真空槽との間に
固定され、前記基準真空槽の一部と遊嵌結合し光路の一
部を形成する緩衝支持部材と、 を有し、 前記緩衝支持部材と前記移動真空槽との間の光路は、そ
の内部が真空に維持される弾性部材で構成され、 前記緩衝支持部材と前記基準真空槽との遊嵌結合部に
は、遊嵌状態を維持しつつ光路の真空を維持する少なく
とも一周以上の粘性流体層が配置されることを特徴とす
る干渉測長機。 - 【請求項4】 請求項3記載の干渉測長機において、 前記弾性部材はベローズであることを特徴とする干渉測
長機。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4記載の干渉測長
機において、 前記粘性流体層は、磁性流体で構成されることを特徴と
する干渉測長機。 - 【請求項6】 ベースと、 前記ベースに固定される干渉光源と、 前記ベースに固定され、前記干渉光源を収納しその内部
を真空に維持する基準真空槽と、 前記干渉光源からの光を反射する反射鏡を有し、前記ベ
ース上を前記光の光路に沿って移動する移動真空槽と、 を有し、前記基準真空槽と前記移動真空槽との間の光路
は、その内部が真空に維持される弾性部材で構成される
ことを特徴とする干渉測長機。 - 【請求項7】 請求項6記載の干渉測長機において、 前記弾性部材はベローズであることを特徴とする干渉測
長機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000216463A JP3484146B2 (ja) | 1999-12-22 | 2000-07-17 | 干渉測長機 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36377799 | 1999-12-22 | ||
JP11-363777 | 1999-12-22 | ||
JP2000216463A JP3484146B2 (ja) | 1999-12-22 | 2000-07-17 | 干渉測長機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001241915A JP2001241915A (ja) | 2001-09-07 |
JP3484146B2 true JP3484146B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=26581510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000216463A Expired - Fee Related JP3484146B2 (ja) | 1999-12-22 | 2000-07-17 | 干渉測長機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3484146B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102337509B (zh) * | 2010-07-23 | 2014-04-30 | 上海凯世通半导体有限公司 | 真空移动装置及方法 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000216463A patent/JP3484146B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001241915A (ja) | 2001-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6567173B1 (en) | Optical pressure sensor | |
US8773666B2 (en) | Device and method for acquiring position with a confocal Fabry-Perot interferometer | |
US7075117B2 (en) | Optical semiconductor device | |
US9366695B2 (en) | Scanning probe microscope head design | |
US4915492A (en) | Mirror transducer assembly with selected thermal compensation | |
US10260914B1 (en) | Fiber optic displacement sensor | |
JP3484146B2 (ja) | 干渉測長機 | |
US7599070B2 (en) | Optical axis polarization type laser interferometer | |
CN114778890B (zh) | 微悬臂梁光纤加速度传感器机构 | |
JP3641141B2 (ja) | 光学式測長機 | |
CN110926668A (zh) | 利用全反射原理提高测量精度的压力传感器及其应用 | |
JP4081317B2 (ja) | 波長較正用干渉測定装置 | |
US6559951B2 (en) | Air refractometer | |
US7301690B2 (en) | Micro-optical arrangement | |
JP7109298B2 (ja) | 測長器 | |
JP3633828B2 (ja) | 構造体の制御方式 | |
FI107357B (fi) | Pyyhkäisevä interferometri | |
JP3702334B2 (ja) | 自律制御端度器 | |
JP2000018935A (ja) | 表面粗さ形状検出器 | |
CN214174157U (zh) | 一种光学相干层析成像共光路探头 | |
JP2812518B2 (ja) | 移動状態検出装置 | |
JP2000203427A (ja) | 簡易型軌道検測車における距離センサ機構 | |
JPS631221Y2 (ja) | ||
CN116753835A (zh) | 一种基于紫外胶合的准单片紧凑型干涉仪及其搭建方法 | |
CN112268875A (zh) | 一种光学相干层析成像共光路探头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3484146 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091017 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 9 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151017 Year of fee payment: 12 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |