JP3570771B2 - フラットネスミラー - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、平面度を測定する際に用いられ、レーザ光を所要の角度方向に反射させるフラットネスミラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械のベッドや定盤などの平面度を測定する手段として、光の干渉を利用する平面度測定装置が知られており、この種の平面度測定装置の一種として、複数の軸上のピッチング角度を測定して、この測定値から平面度を演算する方法がある。このような方法で平面度を測定する際には、図４に示すように、同じ光軸上に配置されるレーザ光線発射装置ａと、角度干渉計ｂと、角度ターゲットプリズムｃとが用いられる。
【０００３】
同図に示す角度干渉計ｂは、偏光ビームスプリッタｂ_１ と反射ミラーｂ_２ とを有している。角度ターゲットプリズムｃは、入射した光を上方にシフトして反射出射させる一対のコーナープリズムｃ_１ ，ｃ_２ とを有している。レーザ光線発射装置ａの発光部から出射されたレーザ光Ｌは、角度干渉計ｂの偏光ビームスプリッタｂ_１ で透過光Ｌ_１ と反射光Ｌ_２ に分けられ、反射光Ｌ_２ は、反射ミラーｂ_２ で反射して、透過光Ｌ_１ と平行に出射される。
【０００４】
角度干渉計ｂから出射した透過光Ｌ_１ と反射光Ｌ_２ とは、それぞれ角度ターゲットプリズムｃのコーナープリズムｃ_１ ，ｃ_２ で反射して、再び偏光ビームスプリッタｂ_１ と反射ミラーｂ_２ とに戻り、偏光ビームスプリッタｂ_１ の部分で合成されて相互に干渉させられ、この合成された反射レーザ光Ｌ’がレーザ光線発射装置ａの受光部で受光される。
【０００５】
いまここで、角度ターゲットプリズムｃを光軸に沿って前後に所定距離だけ移動させた際に、軸にピッチング変動があると、角度ターゲットプリズムｃが傾斜し、透過光Ｌ_１ と反射光Ｌ_２ との間に光路差が発生する。このような光路差が発生すると、角度ターゲットプリズムｃで反射した透過光Ｌ_１ と反射光Ｌ_２ の干渉縞が変化し、この干渉縞の変化を求めることにより、軸のピッチング角度が測定される。
【０００６】
このようなピッチング角度を、例えば、図５に示すように、テーブルＴ上の複数の軸（Ｘ_１ 〜Ｘ_３ ，Ｙ_１ 〜Ｙ_２ ，Ｚ_１ 〜Ｚ_２ ）に沿って測定し、この測定によって得られたデータを演算処理することにより、テーブルＴの平面度が求められる。
ところで、このようなピッチング角度の測定においては、レーザ光線発射装置ａの光軸合わせが比較的面倒なので、通常、このレーザ光線発射装置ａをある箇所に固定設置しておき、例えば、レーザ光Ｌの発射方向と直交する軸（Ｙ_１ 〜Ｙ_２ ）のピッチング角度を測定する際には、フラットネスミラーと呼ばれる反射鏡を、軸が交叉する角部に設置して、レーザ光Ｌと反射レーザ光Ｌ’の方向を変えて、測定しようする軸上に設置されている角度干渉計ｂ側に反射させるとともに、反射レーザ光Ｌ’をレーザ光線発射装置ａ側に反射させて測定していた。
【０００７】
このような用途に用いられるフラットネスミラーは、平面度を測定する面上に載置される基台と、この基台上で直立するように回転自在に支持された反射鏡とを有しており、このようなフラットネスミラーを使用する際には、レーザ光Ｌ，Ｌ’の光軸と、測定しようとする軸とを合わせるアライメント作業が必要になる。
【０００８】
そこで、従来のこの種のフラットネスミラーでは、このようなアライメント作業を容易にするために、反射鏡の支持枠に中心を指す線を形成し、線の交点にレーザ光Ｌ，Ｌ’を照射する手段、あるいは、十字状のターゲットが表示された板をマグネットで反射鏡の表面に固定し、レーザ光Ｌ，Ｌ’の照射位置を確認した後板を反射鏡から取り除く手段、さらには、反射鏡が回転可能なので、その裏面側にターゲットを表示しておき、レーザ光Ｌ，Ｌ’の照射位置をこのターゲットで確認した後に、反射鏡を１８０°回転させる手段が採用されていた。
【０００９】
しかしながら、このような従来のフラットネスミラーには、以下に説明する技術的な課題が指摘されていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、まず、反射鏡の支持枠に線を形成する手段では、レーザ光Ｌ，Ｌ’の入射点が明確に判らないので、その照射点を中心軸上に合わせることが難しい。また、十字状のターゲットが表示された板をマグネットで反射鏡の表面に固定する手段や、反射鏡を１８０°回転させる手段では、板の着脱や反射鏡の回転といった余分な操作が必要になるとともに、これらの操作の際に、照射位置にズレが生じることもある。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、余分な操作を伴うことなく、照射点が正確に確認できるフラットネスミラーを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、平面度を測定する面上に載置される平板状の基台と、この基台上で直立するように回転自在に支持された反射鏡部とを備え、レーザ光を角度干渉計側およびレーザ光線発射装置側に反射させるフラットネスミラーにおいて、前記反射鏡部は、前記レーザ光の入射側に形成され、このレーザ光に対応した波長の光のみを全反射させる反射膜と、この反射膜の背面側に設けられたターゲットマークとを有することを特徴とする。
前記反射鏡部は、一枚の透明板を有し、この透明板の前面側に前記反射膜を形成するとともに、前記透明板の裏面側に前記ターゲットマークを形成することができる。
前記反射膜は、誘電体多層膜から構成することができる。
【００１３】
【作用】
上記構成のフラットネスミラーによれば、反射鏡部は、レーザ光の入射側に形成され、このレーザ光に対応した波長の光のみを全反射させる反射膜と、この反射膜の背面側に設けられたターゲットマークとを有しているので、レーザ光は、反射膜で全反射されるが、これ以外の波長の光が反射膜を透過して、反射膜の背面側のターゲットマークを視認することができる。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の好適な実施例について添附図面を参照して詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかるフラットネスミラーの一実施例を示している。同図に示すフラットネスミラーは、基台１０と反射鏡部１２とを有している。基台１０は、平板状のものであって、平面度が測定される面、例えば、図５に示したテーブルＴ上に載置され、その長手方向の一端側には、幅方向の中心に円形状の凹部１４が形成され、この凹部１４の中心には、貫通孔１６が設けられている。
【００１５】
反射鏡部１２は、角形状の支持枠１８と、この支持枠１８の下部に一体形成された円板部２０とを有していて、円板部２０の下面には、その中心から下方に突出する回転軸部２２が設けられている。支持枠１８は、円板部２０の中心から偏心した位置にあって、円板部２０上に直立するように設けられており、その中心に角形の窓孔２４が貫通形成されている。
【００１６】
円板部２０は、基台１０の凹部１４に嵌合されるものであり、その外径が凹部１４の内周径とほぼ同じ大きさに形成されている。回転軸部２２は、基台１０の貫通孔１６内に嵌合挿入されるものであって、その軸心が反射鏡部１２の回転中心になる。支持枠１８に設けられた窓枠２４には、透明ガラス板２６と、裏蓋板２８とが嵌着固定されている。
【００１７】
透明ガラス板２６の前面側、すなわち、レーザ光の入射する側には、透明ガラス板２６の前面に渡って反射膜３０が形成されるとともに、透明ガラス板２６の背面側には、十字状のターゲットマーク３２が上下方向に所定の間隔をおいて、同軸上に２個形成されている。
そして、反射膜３０が形成された透明ガラス板２６の面が、回転軸部２２の軸心と一致するように設定されており、かつ、この反射膜３０が形成された面が基台１０に対して直立するようになっており、この反射膜３０は、レーザ光に対応する波長の光、例えば、６３_３ ｎｍの波長の光のみを全反射し、これ以外の波長の光を透過するものであって、例えば、誘電体多層膜で形成される。
【００１８】
さて、以上のように構成された本実施例のフラットネスミラーは、前述したテーブルＴの平面度を測定する際に、実測されるピッチング角度の測定に使用されるものであって、例えば、図５に示したＹ_１ 軸のピッチング角度を測定する際には、Ｙ_１ 軸上に角度干渉計ｂと角度ターゲットプリズムｃが設置され、Ｘ_１ 軸とＹ_１ 軸との交点にフラットネスミラーが設置される。
【００１９】
このとき、本実施例のフラットネスミラーでは、反射鏡部１２は、レーザ光の入射側に形成され、このレーザ光に対応した波長の光のみを全反射させる反射膜３０と、この反射膜３０の背面側に設けられたターゲットマーク３２とを有しているので、レーザ光は、反射膜３０で全反射されるが、図３に示すように、これ以外の波長の光が反射膜３０を透過して、反射膜３０の背面側のターゲットマーク３２を視認することができる。
【００２０】
従って、レーザ光の光軸と、角度干渉計ｂや角度ターゲットプリズムｃの測定系の光軸とを一致させるアライメント作業の際には、レーザ光線発射装置ａ側から発射されたレーザ光Ｌと、角度干渉計ｂ側から出射された反射レーザ光Ｌ’とがそれぞれ上下方向に形成された２つのターゲットマーク３２上を照射するようにセットするとアライメント作業が完了し、ターゲットが表示された板を着脱したり、あるいは、反射鏡を回転させるといった余分な作業を伴うことなく、確実に一致させることができ、測定の精度を確保しつつ、アライメント作業も迅速に行なえる。
【００２１】
なお、上記実施例では、透明ガラス板２６の前面側に反射膜３０を形成し、その背面側にターゲットマーク３２を形成した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、ガラス板２６の前面にターゲツトマーク３２を形成し、その上面側に反射膜３０を形成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるフラットネスミラーによれば、余分な操作を伴うことなく、照射点が正確に確認できるので、測定の精度が向上するとともに、アライメント作業の迅速に行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるフラットネスミラーの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の反射鏡部の正面図である。
【図４】ピッチング角度の測定状態の説明図である。
【図５】テーブル上の複数の軸に対するピッチング角度を測定する際に説明図である。
【符号の説明】
１０ 基台
１２ 反射鏡部
１４ 凹部
１６ 貫通孔
１８ 支持枠
２０ 円板部
２２ 回転軸部
２４ 窓孔
２６ 透明ガラス板
２８ 裏蓋板
３０ 反射膜
３２ ターゲットマーク

Claims (3)

1. 平面度を測定する面上に載置される平板状の基台と、この基台上で直立するように回転自在に支持された反射鏡部とを備え、レーザ光を角度干渉計側およびレーザ光線発射装置側に反射させるフラットネスミラーにおいて、
   前記反射鏡部は、前記レーザ光の入射側に形成され、このレーザ光に対応した波長の光のみを全反射させる反射膜と、
   この反射膜の背面側に設けられたターゲットマークとを有することを特徴とするフラットネスミラー。
2. 前記反射鏡部は、一枚の透明板を有し、この透明板の前面側に前記反射膜を形成するとともに、前記透明板の裏面側に前記ターゲットマークを形成したことを特徴とするフラットネスミラー。
3. 前記反射膜は、誘電体多層膜からなることを特徴とする請求項１記載のフラットネスミラー。

Images