JP3836408B2

JP3836408B2 - 位置調整装置

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Publication number: JP3836408B2
Application number: JP2002200236A
Authority: JP
Inventors: 利郎中島; 徹加福
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP2004045092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加速器プラントにおける電磁石などの機器の据付けを効率的に行うための位置調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は特開平１０−２３９０５７号公報に示された従来の位置調整装置の構成の説明図である。図９において、１０１は定点Ａに配置され、基準点の方向にレーザビームを出射する第１のレーザ装置、１０２は定点Ｂに配置され、基準点の方向にレーザビームを出射する第２のレーザ装置、１０３は位置調整対象の機器（図示せず）に設置され、機器（図示せず）の位置調整時に位置合わせが行われるターゲットである。第１のレーザ装置１０１から出射されたレーザビームと第２のレーザ装置１０２から出射されたレーザビームとは基準点で交差する。
【０００３】
次に位置調整方法について説明する。
位置調整対象の機器（図示せず）にターゲット１０３を設置する。第１及び第２のレーザ装置１０１，１０２から基準点の方向に向けてレーザビームを出射する。ターゲット１０３が基準点から外れている場合、ターゲット１０３上にレーザスポットが２点表示される。ターゲット１０３上に表示された２点のレーザスポットが１点に収斂するようにターゲット１０３の位置合わせを行う。
ターゲット１０３上に表示された２点のレーザスポットが１点に収斂することが視認により確認できたとき、機器（図示せず）の位置調整を終了する。このとき、ターゲット１０３が基準点に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の位置調整装置は以上のように構成されているので、複数のレーザ装置が必要であり、装置コストが高くなるという課題があった。
また、一つの機器に位置合わせしなければならない箇所が複数ある場合、順番に位置合わせを行わなければならず、複数の箇所の位置合わせを同時に行うことができない。このため、例えば、位置合わせしなければならない箇所が２つである場合について説明すれば、一方の箇所の位置合わせを行い、その後に他方の箇所の位置合わせを行った後、再度、一方の箇所の位置合わせを行い、その後に他方の箇所の位置合わせを行うというように、すべての箇所が正しい位置に配置されるまで、位置合わせを繰り返し行わなければならない。従って、位置調整作業の工数が多くなり、作業時間及び作業コストが増加するという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、１台のレーザ装置を用いて、機器の据付作業を効率的に行うことが可能な位置調整装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る位置調整装置は、レーザビームの集束位置を変更可能なレーザビーム集束位置可変機構を有し、基準点の方向に向けてレーザビームを出射するレーザ装置と、位置調整対象機器に設置され中心にレーザビームを透過する開口部を有しかつ開口部からの距離が判読できる目盛を設けた第１のターゲットと、位置調整対象機器に第１のターゲットから所定の距離だけ離して設置された第１のターゲットと同一の材質、構造を有する第２のターゲットと、レーザ装置から出射されたレーザビームが第１のターゲットの開口部を通過し、かつ第１のターゲットの開口部を通過したレーザビームが第２のターゲットの開口部を通過するように、第１及び第２のターゲットの位置合わせが可能な位置調整機構とを備えたものである。
【０００８】
この発明に係る位置調整装置は、第１及び第２のターゲットの各々が、通過部から外れた位置に入射したレーザビームを、その入射位置に対応する位置に反射して返す反射部を有し、位置調整装置が、第１及び第２のターゲットの反射部で反射して返ってきたレーザビームを受光して、第１及び第２のターゲットへのレーザビームの入射位置の、第１及び第２のターゲットの通過部からの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置を備えたものである。
【０００９】
この発明に係る位置調整装置は、位置ずれ量検出装置が、その受光面の前面に検光子を有するものである。
【００１０】
この発明に係る位置調整装置は、レーザビーム集束位置可変機構を遠隔制御する制御装置を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による位置調整装置の構成の説明図である。図１はレーザ装置からレーザビームが出射されている場合と距離測定装置からレーザ光が出射されている場合の両方を同時に示している。図１において、１は加速器プラントに電磁石（位置調整対象機器）Ａを据え付ける際の基準となる基準ターゲットである。基準ターゲット１は複数の電磁石の据付けの基準となる。
【００１２】
２は所定の方向に向けてレーザビームを出射するレーザ装置である。電磁石Ａの位置調整時、レーザ装置２は基準ターゲット１上の基準点の方向に向けてレーザビームを出射する。レーザ装置２は、レーザビームを出射する半導体レーザ１１と、レーザビームの集束位置を変更可能なレーザビーム集束位置可変機構１２と、レーザ装置２を所定箇所に据え付けるための三脚１３と、レーザビームの光軸が水平になるように調整するための整準台１４と、視認しながらレーザ装置２の回転中心を所定位置に合わせるための回転中心位置合わせ光学系１５と、レーザビームを回転させるための回転台１６と、レーザビームをＸＹＺ方向に移動させるためのＸＹＺ移動台１７とを備える。Ｘ方向はレーザビームのビーム方向であり、Ｙ方向はＸ方向に垂直でかつ床面に水平な方向であり、Ｚ方向はＸ方向に垂直でかつ床面に垂直な方向である。図２はレーザビーム集束位置可変機構の構成の説明図である。図２に示すように、レーザビーム収束位置可変機構１２は、Ｘ方向に移動可能なレンズ１２ａを備え、半導体レーザ１１とレンズ１２ａとの間の距離Ｌを変化させることにより、レーザビームの集束位置を変える。
【００１３】
３は電磁石Ａの上部に設置され、電磁石Ａの位置調整時に設計位置に配置されるように位置合わせが行われる第１のターゲット、４は電磁石Ａの上部に第１のターゲット３から所定の距離だけ離して設置され、電磁石Ａの位置調整時に設計位置に配置されるように位置合わせが行われる第２のターゲットである。図３は第１及び第２のターゲットの平面図である。図３（ａ）に示すように、第１のターゲット３には、レーザ装置２から出射されたレーザビームが通過可能な開口３ａが形成され、開口３ａを中心として十文字の目盛り３ｂが刻印されている。また、図３（ｂ）に示すように、第２のターゲット４には、第１のターゲット３の開口３ａを通過したレーザビームが通過可能な開口４ａが形成され、開口４ａを中心として十文字の目盛り４ｂが刻印されている。第１及び第２のターゲット３，４に形成する目盛りは、開口３ａ，４ａからの距離を示すものであればよく、例えば同心円状の目盛りであってもよい。加速器プラントでは、電磁石Ａの中心が加速粒子ビーム上に位置するように電磁石Ａを配置する必要があり、第１及び第２のターゲット３，４が設計位置に配置されたとき、電磁石Ａの中心が加速粒子ビーム上に位置するように設計されている。加速粒子ビームは図１中の電磁石Ａの左から右、あるいは右から左を通過する。
【００１４】
５は電磁石Ａの下部に設置され、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過しかつ第１のターゲット３の開口３ａを通過したレーザビームが第２のターゲット４の開口４ａを通過するように、第１及び第２のターゲット３，４の位置合わせを行うための位置調整機構である。位置調整機構５は、主に第１のターゲット３のＺ方向の位置調整に用いる第１の高さ調整器具５ａと、主に第２のターゲット４のＺ方向の位置調整に用いる第２の高さ調整器具５ｂとを備える。位置調整機構５は、第１及び第２の高さ調整器具５ａ，５ｂの長さを変化させて、第１及び第２のターゲット３，４のＺ方向における設計位置からの位置ずれを調整可能である。第１及び第２のターゲット３，４のＸ方向の位置が設計通りである状態において、レーザビームが第１及び第２のターゲット３，４の開口３ａ，４ａを通過するように第１及び第２のターゲット３，４を位置合わせすると、第１及び第２のターゲット３，４は設計位置に配置される。
【００１５】
６はレーザ装置２から出射されるレーザビームと同一光軸上にレーザ光を出射し、第１のターゲット３で反射して返ってきたレーザ光を受光して、レーザ光が出射されてから返ってくるまでの時間を計測し、第１のターゲット３までの距離を測定する距離測定装置である。距離測定装置６は、レーザ光を出射するとともに、第１のターゲット３で反射して返ってきたレーザ光を受光して、レーザ光が出射されてから返ってくるまでの時間を計測し、第１のターゲット３までの距離を測定する距離測定部６ａと、距離測定部６ａから出射されたレーザ光をレーザ装置２から出射されるレーザビームの光軸上に導くとともに、第１のターゲット３で反射して返ってきたレーザ光を距離測定部６ａに導く第１及び第２のハーフミラー６ｂ，６ｃとを備える。距離測定装置は第１のターゲット３までの距離を測定できるものであればよく、例えば三角測量方式の距離測定装置であってもよい。
【００１６】
なお、図１中、ａはレーザ装置２から出射されたレーザビームを示し、ｂは距離測定装置から出射されたレーザ光を示す。
【００１７】
次に位置調整方法について説明する。
図４はこの発明の実施の形態１の位置調整装置による位置調整方法の説明図である。
【００１８】
先ず、三脚１３によりレーザ装置２を所定箇所に据え付ける。そして、整準台１４によりレーザビームの光軸が水平になるように調整する。そして、回転中心位置合わせ光学系１５で視認しながらレーザ装置２の回転中心を所定位置に合わせる。
【００１９】
その後、レーザ装置２からレーザビームを出射する。そして、回転台１６によりレーザビームを回転させながらＸＹＺ移動台１７によりレーザビームの高さを調整し、レーザビームを基準ターゲット１の方向に向ける。そして、図４（ａ）に示すように、レーザビーム集束位置可変機構１２によりレーザビームを基準ターゲット１上に集束する。そして、基準ターゲット１上に照射されたレーザスポットの位置を視認しながら、レーザビームが基準ターゲット１上の基準点の方向に向かうように、レーザスポットを基準ターゲット１上の基準点に合わせる。ここでは、レーザ装置２から出射されたレーザビームを基準ターゲット１上に集束した後、基準ターゲット１上に照射されたレーザスポットの位置を基準ターゲット１上の基準点に合わせるので、レーザビームの出射方向を精度良く設定することができる。
【００２０】
その後、第１及び第２のターゲット３，４を電磁石Ａ上に所定の距離だけ離して設置する。
【００２１】
その後、距離測定装置６からレーザ光をレーザビームと同一光軸上に出射し、第１のターゲット３で反射して返ってきたレーザ光を受光して、レーザ光が出射されてから返ってくるまでの時間を計測し、第１のターゲット３までの距離を測定する。第１のターゲット３と第２のターゲット４との間の距離が決まっているため、第１のターゲット３までの距離を測定することにより、第２のターゲット４までの距離が決まる。さらに、第１及び第２のターゲット３，４までの距離から第１及び第２のターゲット３，４のＸ方向の位置が決まる。そして、第１及び第２のターゲット３，４のＸ方向の位置が設計からずれていた場合、電磁石Ａを設計からずれた距離だけＸ方向に移動させる。
【００２２】
その後、第１及び第２のターゲット３，４のＸ方向の位置が設計通りであることが確認できたとき、図４（ｂ）に示すように、レーザ装置２からレーザビームを出射し、第１のターゲット３を照射する。そして、レーザビーム集束位置可変機構１２によりレーザビームを第１のターゲット３上に集束する。ここで、第１のターゲット３上に照射されたレーザスポットの位置を視認し、第１のターゲット３のＹ方向の位置が設計からずれていた場合、電磁石Ａを設計からずれた距離だけＹ方向に移動させる。この際、第２のターゲット４のＹ方向における設計位置からの位置ずれも調整される。そして、第１のターゲット３のＹ方向の位置が設計通りであることが確認できたとき、第１のターゲット３上に照射されたレーザスポットの位置を視認しながら、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過するように、第１のターゲット３の位置合わせを行う。第１のターゲット３の位置合わせは、第１の高さ調整器具５ａの長さと必要に応じて第２の高さ調整器具５ｂの長さとを変化させて第１のターゲット３のＺ方向の位置を調整することにより行う。レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過したとき、第１のターゲット３の開口３ａを通過したレーザビームは第２のターゲット４を照射する。
【００２３】
その後、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過したことを視認により確認できたとき、図４（ｃ）に示すように、レーザビーム集束位置可変機構１２によりレーザビームを第２のターゲット４上に集束する。そして、第２のターゲット４上に照射されたレーザスポットの位置を視認しながら、第１のターゲット３の開口３ａを通過したレーザビームが第２のターゲット４の開口４ａを通過するように、第２のターゲット４の位置合わせを行う。第２のターゲット４の位置合わせは、第２の高さ調整器具５ｂの長さと必要に応じて第１の高さ調整器具５ａの長さとを変化させて第２のターゲット４のＺ方向の位置を調整することにより行う。第２のターゲット４の位置合わせ中、レーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過しなくなった場合、第１のターゲット３の位置合わせをやり直す。
【００２４】
レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット３の開口３ａを通過し、第１のターゲット３の開口３ａを通過したレーザビームが第２のターゲット４の開口４ａを通過したことを視認により確認できたとき、電磁石Ａの位置調整を終了する。このとき、第１及び第２のターゲット３，４は設計位置に配置され、電磁石Ａの中心が加速粒子ビーム上に位置する。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、第１のターゲット３と第２のターゲット４とを電磁石Ａに所定の距離だけ離して設置し、第１及び第２のターゲット３，４のレーザビームのビーム方向の位置が設計通りであることを第１のターゲット３の距離測定によって確認した後、レーザビームが第１及び第２のターゲット３，４の開口３ａ，４ａを通過するように第１及び第２のターゲット３，４の位置合わせを行うことによって、第１及び第２のターゲット３，４を設計位置に配置するので、第１及び第２のターゲット３，４が設計位置に配置されたことを同時に確認することができ、１台のレーザ装置２で電磁石Ａの据付作業を効率的に行うことができるという効果が得られる。
【００２６】
また、この実施の形態１によれば、第１のターゲット３を位置合わせする際に第１のターゲット３上にレーザビームを集束し、第２のターゲット４を位置合わせする際に第２のターゲット４上にレーザビームを集束するので、第１及び第２のターゲット３，４の位置合わせを精度良く行なうことができるという効果が得られる。
【００２７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２による位置調整装置の構成の説明図である。図５はレーザ装置からレーザビームが出射されている場合と距離測定装置からレーザ光が出射されている場合の両方を同時に示している。図５において、２１は電磁石Ａの上部に設置され、電磁石Ａの位置調整時に設計位置に配置されるように位置合わせが行われる第１のターゲット、３１は電磁石Ａの上部に第１のターゲット２１から所定の距離だけ離して設置され、電磁石Ａの位置調整時に設計位置に配置されるように位置合わせが行われる第２のターゲットである。
【００２８】
図６は第１及び第２のターゲットの断面図である。ただし、断面を示すハッチングは省略している。図６（ａ）に示すように、第１のターゲット２１は、偏光ビームスプリッタ２２と、偏光ビームスプリッタ２２の前面に取り付けられた第１の１／２波長板２３と、偏光ビームスプリッタ２２の後面に取り付けられた第２の１／２波長板２４とを備える。偏光ビームスプリッタ２２は、断面が台形状である第１の結晶体２５と、第１の結晶体２５と組み合わさって円柱体を構成する第２の結晶体２６と、第１の結晶体２５の前面２５ａと後面２５ｂとを結ぶ斜面（すなわち、第１の結晶体２５と第２の結晶体２６との境界面）２５ｃに設けられた、垂直偏光（振動面が紙面に対して垂直な光成分）を反射し水平偏光（振動面が紙面に対して平行な光成分）を透過する特性を有する反射膜（反射部）２７とを備える。第２の１／２波長板２４には、第１の結晶体２５の後面２５ｂと対向する位置に開口２４ａが形成されている。第１のターゲット２１は、第１の結晶体２５の後面２５ｂが位置する領域（以下、中央領域（通過部）という）に、第１のターゲット２１の前面から入射したレーザビームが入った場合、通過させる。一方、第１の結晶体２５の後面２５ｂが位置する領域から外れた領域（以下、周辺領域という）にレーザビームが入った場合、反射膜２７で反射してその入射位置に対応する位置に返す。
【００２９】
また、図６（ｂ）に示すように、第２のターゲット３１は、偏光ビームスプリッタ３２を備える。偏光ビームスプリッタ３２は、断面が台形状である第１の結晶体３３と、第１の結晶体３３と組み合わさって円柱体を構成する第２の結晶体３４と、第１の結晶体３３の前面３３ａと後面３３ｂとを結ぶ斜面（すなわち、第１の結晶体３３と第２の結晶体３４との境界面）３３ｃに設けられた、垂直偏光（振動面が紙面に対して垂直な光成分）を反射し水平偏光（振動面が紙面に対して平行な光成分）を透過する特性を有する反射膜（反射部）３５とを備える。第２のターゲット３１は、第１の結晶体３３の後面３３ｂが位置する領域（以下、中央領域（通過部）という）に、第２のターゲット３１の前面から入射したレーザビームが入った場合、通過させる。一方、第１の結晶体３３の後面３３ｂが位置する領域から外れた領域（以下、周辺領域という）にレーザビームが入った場合、反射膜３５で反射してその入射位置に対応する位置に返す。
【００３０】
４１は第１及び第２のターゲット２１，３１の反射膜２７，３５で反射して返ってきたレーザビームを受光して、第１及び第２のターゲット２１，３１への入射位置を判定し、第１及び第２のターゲット２１，３１へのレーザビームの入射位置の、第１及び第２のターゲット２１，３１の中央領域からの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置である。位置ずれ量検出装置４１は、第１及び第２のターゲット２１，３１の反射膜２７，３５で反射して返ってきたレーザビームを受光して、その受光位置から第１及び第２のターゲット２１，３１への入射位置を判定し、第１及び第２のターゲット２１，３１へのレーザビームの入射位置の、第１及び第２のターゲット２１，３１の中央領域からの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出部４１ａと、第１及び第２のターゲット２１，３１の反射膜２７，３５で反射して返ってきたレーザビームを位置ずれ量検出部４１ａに導くハーフミラー４１ｂと、位置ずれ量検出部４１ａの受光面の前面に設けられた検光子４１ｃとを備える。位置ずれ量検出部４１ａは例えばＰＳＤ（Position Sensitive Detector）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）や４分割検出器などのレーザビームの位置が検出可能な素子で構成される。検光子４１ｃは回転してその偏光方向を変更可能であるように設けられている。
【００３１】
なお、この実施の形態における位置調整機構５は、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過し、第１のターゲット２１の中央領域を通過したレーザビームが第２のターゲット３１の中央領域を通過するように、第１及び第２のターゲット２１，３１の位置合わせを行うためのものである。第１及び第２のターゲット３，４のＸ方向の位置が設計通りである状態において、レーザビームが第１及び第２のターゲット２１，３１の中央領域を通過するように第１及び第２のターゲット２１，３１を位置合わせすると、第１及び第２のターゲット２１，３１は設計位置に配置される。
その他の構成要素は図１で同一符号を付して示したものと同一または同等であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
次に位置調整方法について説明する。
図７はこの発明の実施の形態２の位置調整装置による位置調整方法の説明図である。図７中、ｃ〜ｋはそれぞれの位置におけるレーザビームの偏光方向を示す。ｃ，ｅ，ｉは水平偏光であることを示し、ｄ，ｆ，ｇ，ｈ，ｊ，ｋは垂直偏光であることを示す。
【００３３】
先ず、実施の形態１の場合と同様に、レーザ装置２の位置調整及びレーザビームの出射方向の設定を行う。
その後、第１及び第２のターゲット２１，３１を電磁石Ａ上に所定の距離だけ離して設置する。
その後、距離測定装置６を用いて第１のターゲット２１までの距離を測定する。そして、第１及び第２のターゲット２１，３１のＸ方向の位置が設計からずれていた場合、電磁石Ａを設計からずれた距離だけＸ方向に移動させる。
【００３４】
その後、第１及び第２のターゲット２１，３１のＸ方向の位置が設計通りであることが確認できたとき、レーザ装置２から水平偏光のレーザビームを出射し、第１のターゲット２１を照射する。そして、レーザビーム集束位置可変機構１２によりレーザビームを第１のターゲット２１上に集束する。レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の周辺領域に入射したとき、そのレーザビームは、反射膜２７で反射してその入射位置と対応する、その入射位置とは異なる位置に返る。そして、第１のターゲット２１の反射膜２７で反射して返ってきたレーザビームを、位置ずれ量検出装置４１で受光し、その受光位置から、第１のターゲット２１へのレーザビームの入射位置の、第１のターゲット２１の中央領域からの位置ずれ量を検出する。ここで、位置ずれ量検出装置４１による位置ずれ量検出結果より、第１のターゲット２１のＹ方向の位置が設計からずれていた場合、位置ずれ量検出装置４１により検出された、第１のターゲット２１へのレーザビームの入射位置の、Ｙ方向における第１のターゲット２１の中央領域からの位置ずれ量だけ電磁石ＡをＹ方向に移動させる。この際、第２のターゲット３１のＹ方向における設計位置からの位置ずれも調整される。そして、位置ずれ量検出装置４１による位置ずれ量検出結果より、第１のターゲット２１のＹ方向の位置が設計通りであることが確認できたとき、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過するように、第１のターゲット２１の位置合わせを行う。第１のターゲット２１の位置合わせは、第１の高さ調整器具５ａの長さと必要に応じて第２の高さ調整器具５ｂの長さとを変化させて、位置ずれ量検出装置４１により検出された、第１のターゲット２１へのレーザビームの入射位置の、Ｚ方向における第１のターゲット２１の中央領域からの位置ずれ量だけ第１のターゲット２１をＺ方向に移動させることにより行う。レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過したとき、第１のターゲット２１の中央領域を通過したレーザビームは第２のターゲット３１を照射する。
【００３５】
なお、第１のターゲット２１の周辺領域に入射するレーザビームは、最初、水平偏光（ｃ参照）であり、第１の１／２波長板２３を透過することにより垂直偏光（ｄ参照）となって、第１の結晶体２５に入射する。そして、垂直偏光のまま反射膜２７で反射しながら第１の結晶体２５を伝播し、第１の結晶体２５を出射する。そして、再度、第１のターゲット２１の第１の１／２波長板２３を透過することにより水平偏光（ｅ参照）となる。このため、第１のターゲット２１の反射膜２７で反射して返ってきたレーザビームは水平偏光であり、水平偏光が透過する方向に検光子４１ｃを向けておくことにより、位置ずれ量検出装置４１が受光したレーザビームが第１のターゲット２１の反射膜２７で反射して返ってきたものであると判断できる。
【００３６】
その後、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過したことを、位置ずれ量検出装置４１でレーザビームが受光されなくなることにより確認できたとき、図７（ｂ）に示すように、レーザビーム集束位置可変機構１２によりレーザビームを第２のターゲット３１上に集束する。第１のターゲット２１の中央領域を通過したレーザビームが第２のターゲット３１の周辺領域に入射したとき、そのレーザビームは、反射膜３５で反射してその入射位置と対応する、その入射位置とは異なる位置に返る。そして、第２のターゲット３１の反射膜３５で反射して返ってきたレーザビームを、位置ずれ量検出装置４１で受光し、その受光位置から、第２のターゲット３１へのレーザビームの入射位置の、第２のターゲット３１の中央領域からの位置ずれ量を検出する。そして、第１のターゲット２１の中央領域を通過したレーザビームが第２のターゲット３１の中央領域を通過するように、第２のターゲット３１の位置合わせを行う。第２のターゲット３１の位置合わせは、第２の高さ調整器具５ｂの長さと必要に応じて第２の高さ調整器具５ａの長さとを変化させて、位置ずれ量検出装置４１により検出された、第２のターゲット３１へのレーザビームの入射位置の、Ｚ方向における第２のターゲット３１の中央領域からの位置ずれ量だけ第２のターゲット３１をＺ方向に移動させることにより行う。第２のターゲット３１の位置合わせ中、レーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過しなくなった場合、第１のターゲットの位置合わせをやり直す。
【００３７】
なお、第１のターゲット２１の中央領域を通過した後、第２のターゲット３１の周辺領域に入射するレーザビームは、第１の１／２波長板２３を透過しているため、最初、垂直偏光（ｆ参照）である。そして、垂直偏光（ｇ，ｈ参照）のまま第１の結晶体３３に入射し、反射膜３５で反射しながら第１の結晶体３３を伝播し、第１の結晶体３３を出射する。そして、第１のターゲット２１の後方から第１のターゲット２１の周辺領域に入射する。そして、第２の１／２波長板２４を透過することにより水平偏光（ｉ参照）となり、水平偏光のまま、第２の結晶体２６、反射膜２７、第１の結晶体２５を伝播し、第１の結晶体２５を出射する。そして、第１の１／２波長板２３を透過することにより垂直偏光（ｊ参照）となる。このため、第２のターゲット３１の反射膜３５で反射して返ってきたレーザビームは垂直偏光であり、垂直偏光が透過する方向に検光子４１ｃを向けておくことにより、位置ずれ量検出装置４１が受光するレーザビームが第２のターゲット３１の反射膜３５で反射して返ってきたものであると判断できる。
【００３８】
図７（ｃ）に示すように、レーザ装置２から出射されたレーザビームが第１のターゲット２１の中央領域を通過し、第１のターゲット２１の中央領域を通過したレーザビームが第２のターゲット３１の中央領域を通過したことを、位置ずれ量検出装置４１でレーザビームが受光されなくなることにより確認できたとき、電磁石Ａの位置調整を終了する。このとき、第１及び第２のターゲット２１，３１は設計位置に配置され、電磁石Ａの中心が加速粒子ビーム上に位置する。なお、第２のターゲット３１の中央領域を通過したレーザビームは垂直偏光（ｋ参照）である。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、第１のターゲット２１と第２のターゲット３１とを電磁石Ａに所定の距離だけ離して設置し、第１及び第２のターゲット２１，３１のレーザビームのビーム方向の位置が設計通りであることを第１のターゲット２１の距離測定によって確認した後、レーザビームが第１及び第２のターゲット２１，３１の中央領域を通過するように第１及び第２のターゲット２１，３１の位置合わせを行うことによって、第１及び第２のターゲット２１，３１を設計位置に配置するので、第１及び第２のターゲット２１，３１が設計位置に配置されたことを同時に確認することができ、１台のレーザ装置２で電磁石Ａの据付作業を効率的に行うことができるという効果が得られる。
【００４０】
また、この実施の形態２によれば、第１のターゲット２１を位置合わせする際に第１のターゲット２１上にレーザビームを集束し、第２のターゲット３１を位置合わせする際に第２のターゲット３１上にレーザビームを集束するので、第１及び第２のターゲット２１，３１の位置合わせを精度良く行なうことができるという効果が得られる。
【００４１】
また、この実施の形態２によれば、第１及び第２のターゲット２１，３１の反射膜２７，３５で反射して返ってきたレーザビームを受光して、その受光位置から、第１及び第２のターゲット２１，３１へのレーザビームの入射位置の、第１及び第２のターゲット２１，３１の中央領域からの位置ずれ量を検出し、検出した位置ずれ量だけ第１及び第２のターゲット２１，３１を移動させることによって、第１及び第２のターゲット２１，３１の位置合わせを行うので、第１及び第２のターゲット２１，３１の位置合わせを精度良く効率的に行なうことができるという効果が得られる。
【００４２】
また、この実施の形態２によれば、位置ずれ量検出装置４１の受光面の前面に検光子４１ｃを設けているので、位置ずれ量検出装置４１が受光するレーザビームが第１のターゲット２７で反射して返ってきたものであるか、第２のターゲット３１の反射膜３５で反射して返ってきたものであるかを容易に判断することができるという効果が得られる。
【００４３】
実施の形態３．
図８はこの発明の実施の形態３による位置調整装置の構成の説明図である。図８はレーザ装置からレーザビームが出射されている場合と距離測定装置からレーザ光が出射されている場合の両方を同時に示している。図８において、５１はレーザビーム集束位置可変機構１２を遠隔制御する制御装置である。制御装置５１は、レーザビーム集束位置可変機構１２中のレンズ１２ａをＸ方向に移動させる駆動部５１ａと、駆動部５１ａを遠隔操作する操作部５１ｂとを備える。
その他の構成要素は図１で同一符号を付して示したものと同一または同等であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
この実施の形態では、操作部５１ｂで駆動部５１ａを遠隔操作して、レンズ１２ａをＸ方向に移動させ、レーザビームの集束位置を変える。
その他の動作は実施の形態１と同様である。
【００４５】
以上のように、この実施の形態３によれば、レーザビームの集束位置を遠隔制御することができるので、電磁石Ａの位置調整場所からレーザビームの集束位置を変えることができ、作業員を削減して電磁石Ａの位置調整作業を省力化することができるという効果が得られる。
【００４６】
なお、上述した各実施の形態では、２個のターゲットを用いた場合にいて説明したが、少なくとも２個のターゲットを用いればよく、３個以上のターゲットを用いてもよい。
また、上述した各実施の形態では、位置調整機構として、２個の高さ調整器具を備えるものを用いる場合について説明したが、３個以上の高さ調整器具を備えるものを用いてもよい。
また、上述した各実施の形態では、位置調整機構５として、ターゲットのＺ方向の設計位置からの位置ずれを調整可能なものを用いる場合について説明したが、Ｘ方向やＹ方向の設計位置からの位置ずれを調整可能なものを用いてもよい。また、上述した各実施の形態では、位置調整対象機器が電磁石である場合について説明したが、電磁石以外の他の機器にも本発明の位置調整装置を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、レーザビームの集束位置を変更可能なレーザビーム集束位置可変機構を有し、基準点の方向に向けてレーザビームを出射するレーザ装置と、位置調整対象機器に設置され中心にレーザビームを透過する開口部を有しかつ開口部からの距離が判読できる目盛を設けた第１のターゲットと、位置調整対象機器に第１のターゲットから所定の距離だけ離して設置された第１のターゲットと同一の材質、構造を有する第２のターゲットと、レーザ装置から出射されたレーザビームが第１のターゲットの開口部を通過し、かつ第１のターゲットの開口部を通過したレーザビームが第２のターゲットの開口部を通過するように、第１及び第２のターゲットの位置合わせが可能な位置調整機構とを備えるように位置調整装置を構成したので、レーザビームが第１及び第２のターゲットの開口部を通過するように第１及び第２のターゲットの位置合わせを行うことによって、第１及び第２のターゲットを設計位置に配置するようにすれば、第１及び第２のターゲットが設計位置に配置されたことを同時に確認することができ、１台のレーザ装置を用いて位置調整対象機器の据付作業を効率的に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による位置調整装置の構成の説明図である。
【図２】レーザビーム集束位置可変機構の構成の説明図である。
【図３】第１及び第２のターゲットの平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１の位置調整装置による位置調整方法の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による位置調整装置の構成の説明図である。
【図６】第１及び第２のターゲットの断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２の位置調整装置による位置調整方法の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３による位置調整装置の構成の説明図である。
【図９】従来の位置調整装置の構成の説明図である。
【符号の説明】
１基準ターゲット、２レーザ装置、３第１のターゲット、３ａ開口、３ｂ目盛り、４第２のターゲット、４ａ開口、４ｂ目盛り、５位置調整機構、５ａ，５ｂ第１及び第２の高さ調整器具、６距離測定装置、６ａ距離測定部、６ｂ，６ｃ第１及び第２のハーフミラー、１１半導体レーザ、１２レーザビーム集束位置可変機構、１２ａレンズ、１３三脚、１４整準台、１５回転中心位置合わせ光学系、１６回転台、１７ＸＹＺ移動台、２１第１のターゲット、２２偏光ビームスプリッタ、２３第１の１／２波長板、２４第２の１／２波長板、２４ａ開口、２５第１の結晶体、２５ａ前面、２５ｂ後面、２５ｃ斜面、２６第２の結晶体、２７反射膜（反射部）、３１第２のターゲット、３２偏光ビームスプリッタ、３３第１の結晶体、３３ａ前面、３３ｂ後面、３３ｃ斜面、３４第２の結晶体、３５反射膜（反射部）、４１位置ずれ量検出装置、４１ａ位置ずれ量検出部、４１ｂハーフミラー、４１ｃ検光子、５１制御装置、５１ａ駆動部、５１ｂ操作部。

Claims

レーザビームの集束位置を変更可能なレーザビーム集束位置可変機構を有し、基準点の方向に向けてレーザビームを出射するレーザ装置と、
位置調整対象機器に設置され中心にレーザビームを透過する開口部を有しかつ開口部からの距離が判読できる目盛を設けた第１のターゲットと、
位置調整対象機器に上記第１のターゲットから所定の距離だけ離して設置された上記第１のターゲットと同一の材質、構造を有する第２のターゲットと、
上記レーザ装置から出射されたレーザビームが上記第１のターゲットの開口部を通過し、かつ上記第１のターゲットの開口部を通過したレーザビームが上記第２のターゲットの開口部を通過するように、上記第１及び第２のターゲットの位置合わせが可能な位置調整機構と
を備えたことを特徴とする位置調整装置。
第１及び第２のターゲットの各々は、開口部から外れた位置に入射したレーザビームを、その入射位置に対応する位置に反射して返す反射部を有し、
位置調整装置は、上記第１及び第２のターゲットの上記反射部で反射して返ってきたレーザビームを受光して、上記第１及び第２のターゲットへのレーザビームの入射位置の、上記第１及び第２のターゲットの上記開口部からの位置ずれ量を検出する位置ずれ量検出装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の位置調整装置。
位置ずれ量検出装置は、その受光面の前面に検光子を有することを特徴とする請求項２記載の位置調整装置。
レーザビーム集束位置可変機構を遠隔制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の位置調整装置。