オートアライメント方法及びその装置
【課題】 コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡の位置のアライメントが容易に行えるオートアライメント方法を提供することを目的とする。
【解決手段】コーナーキューブミラー型干渉計に対してアライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する入力工程（Ｓ１）と、前記入力工程（Ｓ１）によりアライメント開始信号が入力されると、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる探索工程（Ｓ２）と、前記探索工程（Ｓ２）により見出された最後の座標値で前記固定鏡や移動鏡を仮固定する一時固定工程（Ｓ３）と、を備えたことを特徴とするオートアライメント方法。
【解決手段】コーナーキューブミラー型干渉計に対してアライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する入力工程（Ｓ１）と、前記入力工程（Ｓ１）によりアライメント開始信号が入力されると、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる探索工程（Ｓ２）と、前記探索工程（Ｓ２）により見出された最後の座標値で前記固定鏡や移動鏡を仮固定する一時固定工程（Ｓ３）と、を備えたことを特徴とするオートアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオートアライメント方法及びその装置、特にコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡および移動鏡のオートアライメント方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】干渉計は、その調整過程において波長オーダーで光の干渉の最適状態にするという点において非常に微妙な調整技術を要する。従来、調整過程の効率化および最適条件での測定（安定性の向上）を行う手段としてオートアライメントが望まれてきた。従来技術としては、初期のフーリエ変換型干渉計のうち商用に供されたものの殆どに平面鏡が使用されていた。初期の装置の不安定要因を排除するために取られた対策として大きく分けて２つの方式が採用された。
【０００３】すなわち、平面鏡を使用したままオートアライメント機能などを搭載し、または、平面鏡をコーナーキューブミラーに置き換えて装置の安定性を向上させてきた。今日、装置性能が向上する中で、一般に高級機と呼ばれる機種については、一台の装置でカバーできる波数範囲を拡張する目的でビームスプリッタの交換可能な装置が望まれてくるようになってきた。平面鏡型、コーナーキューブミラー型を問わず、固定鏡からの反射光と、光路査を与える移動鏡からの反射光とで干渉光を形成する干渉計では、ビームスプリッタを交換すると、光軸に対する固定鏡や移動鏡の位置が狂う場合があった。また、さらなる安定性の向上という観点からもコーナーキューブミラー型干渉計のオートアライメントが望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のアライメント方法では、ユーザが固定鏡や移動鏡の位置のアライメントを行うことに対する対策は何ら為されているものではないため、ユーザが固定鏡や移動鏡の位置のアライメントを行うことは非常に困難であった。これに対し、固定鏡や移動鏡の位置は、前述のように主にビームスプリッタを交換する場合について、若干のアライメントエラーを伴う場合があった。また、装置性能の向上という観点から、製造工程における最適アライメントの容易な実現とその確認手段が望まれていた。
【０００５】しかしながら、従来では、ユーザがアライメントを容易に行える技術が存在しなかった。そのため、この種の分野では、ユーザであっても、光軸に対する固定鏡や移動鏡の位置のアライメントが容易に行える技術の開発が強く望まれていた。さらに、製造工程でのアライメントを容易にしかも高効率に行う手段が望まれていた。本発明は前記従来技術の事情に鑑みなされたものであり、その目的はコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡の位置のアライメントが容易に行えるオートアライメント方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために本発明にかかるオートアライメント方法は、入力工程と、探索工程と、一時固定工程とを備える。前記入力工程は、コーナーキューブミラー型干渉計に、アライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する。前記探索工程は、前記入力工程により補正開始信号が入力されると、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる。前記一時固定工程は、前記探索工程により見出された最後の座標値で前記固定鏡または移動鏡を仮固定する。
【０００７】なお、前記探索工程は、前記固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面においてステップ単位で移行することが好適である。また、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している光源の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことが好適である。
【０００８】また、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している照射手段からの単色光の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程により検出された単色光の干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことが好適である。また、本出願の請求項５記載のオートアライメント方法は、アライメント開始時の光軸と、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法を用いることを特徴とする。
【０００９】また、本出願の請求項６記載のオートアライメント方法は、前記探索工程が、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、補正開始時の固定鏡または移動鏡位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出し、しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出すシーケンスを繰り返すことにより最大位置を見出すことを特徴とする。
【００１０】また、本出願の請求項７記載のオートアライメント方法は、前記コーナーキューブミラー型固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、開始点と隣接する８つの格子点へ前記固定鏡または移動鏡を移行させたときの干渉光の強度を測定し、そのうちの最大位置を見出すことを特徴とする。ここでいう開始点と隣接する８つの格子点とは、その格子の間隔が移行軸の１ステップ分であるものをいう。
【００１１】また、本出願の請求項８記載のオートアライメント方法は、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、前記探索工程が、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、予め定められた間隔で第１軸方向へ測定し、その干渉光の強度データを保管処理し、処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定し、つぎに推定される第１軸上の最大位置を通る第２軸方向へ予め定められた間隔で測定し、この移行を繰り返す間に各移動量、第１軸移行、第２軸移行、第１軸移行の大きさを保持しておき、この移行間隔が予め定められた間隔よりも小さくなったところで、移行間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸移行および第２軸移行により干渉光の最大強度位置を見出すことを特徴とする。ここでいう第１軸と第２軸とは、光軸と直交する平面において交わる２つの軸をいう。
【００１２】また、本出願の請求項９記載のオートアライメント装置は、移行手段を備えたことを特徴とする。前記移行手段は、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直行する平面において移行可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明にかかるオートアライメント方法は、前述のようにアライメント開始信号が入力されると、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、その頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、見出された最後の座標値でその固定鏡または移動鏡を仮固定することとした。その結果、再度アライメントを行うに際し、その開始信号を入力するだけで、固定鏡や移動鏡の位置のアライメントをより容易に行うことが可能となる。
【００１４】また、本発明者らは、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法の原理を応用することとしたため、アライメント補正をより適正に行うことが可能となる。
【００１５】まず、そのシンプレックス法の原理について説明する。シンプレックス（単体）とは、幾何学的にもっとも簡単な図形を示す言葉で、１次元的空間の場合では線分、２次元空間の場合は三角形、３次元空間では四面体、一般にｎ次元空間では（ｎ＋１）個の頂点をもつ図形が、“シンプレックス”（simplex）である。各頂点間の距離が等しいシンプレックスを、正規型（基準型）という。
【００１６】最適化のためのシンプレックス法は、スペンドレイ（W.Spendley）らにより紹介された。これは、最適化する必要のある因子空間内に正規シンプレックスを設定して、各頂点に対応する実験点で実験し、最適なレスポンス値を与える方向へシンプレックスを移行させて逐次最適点を探索する方法で、正規シンプレックス法ともいわれている。
【００１７】その後、ネルダー（J.A.Nelder）らによって、シンプレックスを移行する際、正規型をより最適な方向へ変形させて最適点への収束を早める方法が試みられた。これは、変則シンプレックス法ともいわれている。正規シンプレックス法は、２因子の時に正三角計の正規シンプレックスの頂点の実験点で実験して、レスポンス値が最悪となった頂点を選ぶ。この頂点の鏡像点のレスポンス値は、より望ましいことが期待できることから、この手続きを繰り返して最適点を求める方法である。鏡像点とは、ある面（線）に対象な点である。
【００１８】正規シンプレックス法は、つぎの規則にしたがう。
規則１ シンプレックス法を構成する点の中でいちばん望ましくない点を定め、その点をその鏡像の点に置き換える。（ｎ＋１）個の実験点をもつｎ因子のシンプレックス法では、もしｌ点が捨てられるならば、任意の因子（Ａ）の新しい実験点の座標は次式で与えられる。
【００１９】
【数１】
規則２ 鏡像点におけるレスポンス値が、この新しく求めたシンプレックスの他のどの点よりも望ましくない時、つぎに望ましくない点の鏡像点へ移行する。
規則３ レスポンスに誤差がある場合、誤差のために実際より異常に望ましいレスポンスを与え、その点を最適点とみなしてしまうことを防ぐため、引き続く（ｎ＋１）個のシンプレックスで、その点が規則１で棄却されない時、その点で実験をやりなおす。
【００２０】図１５に基づいて、シンプレックスの移行の仕方を２因子について例示する。適当な大きさのシンプレックス１を設定して実験を行う。規則１にしたがって、いちばん望ましくない実験点Ｐ1の鏡像点Ｐ4を求めてＰ4で実験する。Ｐ4におけるレスポンス値がＰ2，Ｐ3のレスポンス値よりも望ましくない場合、規則１だけでは前のシンプレックスに戻ってしまう。そこで規則２により、つぎに望ましくない点Ｐ2の鏡像点Ｐ5を求めて、シンプレックス３へと移行する。
【００２１】シンプレックス法の計算手順を図１６にしたがって説明する。
手順１ （ｎ＋１）個の実験点の座標と実験結果（実験順序はランダムで）を記入し、レスポンス値の最小点（ｘl）を発見する。
手順２ 手順１で発見した最小行（ｌ行）を除外して、各列の合計を求める。
手順３ 手順２で求めた値に２／ｎを乗ずる。
手順４ 手順３で求めた値から最小行（ｌ行）の値を引いて、鏡像の実験点（Ｘｒ）と予想値を求める。
手順５ 移行の効果を判断するための参考として、シンプレックスの平均値を求める。
手順６ 手順４で求めた新しい実験点と、残りの実験点からなる新しいシンプレックスを作り、ｘｒで実験する。
【００２２】以上の計算手順を繰り返し、３つの規則にしたがって逐次探索結果実験をして最適点を発見する、すなわちコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡の座標値を光軸の座標値と一致させることができる。以下、図面に基づき、本発明の好適な実施態様を説明する。図１には、本発明の実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計の概略構成が示されている。また、図２〜図４には、実施態様１に用いた固定鏡および移動鏡の移行手段の拡大図が示されている。なお、実施態様１では、アライメント補正開始時の光軸と固定鏡および移動鏡との位置関係が明らかである場合を想定している。
【００２３】同図に示すコーナーキューブミラー型干渉計１０は、光束を照射する光源１２と、光源１２からの光束を２光束に分割し、光路差が与えられた２光束を再度重ね合わせるビームスプリッタ１４と、ビームスプリッタ１４からの第１分割光を再度ビームスプリッタ１４へ返光する固定鏡１６と、ビームスプリッタ１４からの第１分割光を再度ビームスプリッタ１４へ返光する移動鏡１８とを備えている。
【００２４】このコーナーキューブミラー干渉計１０は、固定鏡１６からの反射光と、光路差を与える移動鏡１８からの反射光とで干渉光を形成している。そして、形成された干渉光の強度が検出器２０により検出され、制御手段２２に入力される。制御手段２２は、検出器２０からの干渉強度に基づき、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、ｘ、ｙ方向へステップ単位で移行させてアライメントを行う。
【００２５】すなわち、固定鏡１６や移動鏡１８の位置を光軸と直交する平面において移行させながら、検出器２０で検出された干渉強度が最大値を示す座標値を見出し、その見出された最後の座標値で固定鏡１６や移動鏡１８の位置を仮固定する。また、このコーナーキューブミラー干渉計１０は、固定鏡１６や移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において移行する移行手段として、図２〜図４に示すあり溝スライダ２４，２６を組み合わせたものを備えている。なお、図２はあり溝スライダの上面図、図３はその正面図、図４はそれらの組立図である。
【００２６】移行手段は、図４に示すように、第１あり溝スライダ２４の移動台３４の上に第２あり溝スライダ２６が設けられている。そして、例えば固定鏡１６は、第２あり溝スライダ２６の移動台２８の上に設けられており、例えば光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、図中ｘ、ｙ軸方向へ移行するように設けられている。すなわち、固定鏡１６をｘ軸方向へ移行する場合、第１あり溝スライダ２４のモータ３０を回転させると、送りネジ３２により移動台３４がｘ軸方向へ移動する。移動台３４がｘ軸方向へ移動すると、移動台３４の上に設けられた第２あり溝スライダ２６もｘ軸方向へ移動するため、第２あり溝スライダ２６の移動台２８に設けられた固定鏡１６は、ｘ軸方向へ移行することとなる。
【００２７】これに対し、固定鏡１６をｙ軸方向へ移行する場合、第２あり溝スライダ２６のモータ３６を回転させると、送りネジ３８により移動台２８がｙ軸方向へ移動する。移動台２８がｙ軸方向へ移動すると、移動台２８の上に設けられた固定鏡１６もｙ軸方向へ移行することとなる。
【００２８】実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。まず、コーナーキューブミラー型干渉計１０の電源を入れると、図１７に示すように、アライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号が制御手段２２へ自動で入力されるように予めプログラムされている（ステップＳ１）。その結果、測定前には、必ずアライメント動作が行われることとなり、常に最適なアライメント状態を確保することができる。アライメント開始信号が入力されると、制御手段２２は、探索工程を開始する（ステップ２）。
【００２９】すなわち、制御手段２２は、光軸と直交する平面において、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が、光軸の座標値と一致するように、固定鏡１６または移動鏡１８を２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行する。具体的には、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が光軸Ｘ１，Ｘ２の座標値と一致したことを検知するため、光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において、固定鏡１６または移動鏡１８を２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行しなから、干渉計１０が内蔵している光源１２の干渉強度を検出器２０によりモニタし、モニタされた干渉強度が最大値を示す固定鏡１６頂点または移動鏡１８頂点の座標値を見出す。
【００３０】このほか、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が光軸Ｘ１，Ｘ２の座標値と一致したことを検知するため、固定鏡１６または移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において、２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行しなから、干渉計１０が内蔵している照射手段４０からの単色光（例えば参照用レーザ）の干渉強度を検出器２０によりモニタし、モニタされた単色光（参照用レーザ）の干渉強度が最大値を示す固定鏡１６頂点または移動鏡１８頂点の座標値を見出すこともできる。
【００３１】そして、前述のように探索工程（Ｓ２）により見出された最後の座標値で固定鏡１６または移動鏡１８を仮固定する（Ｓ３）。なお、図１７に示すフローチャートでは、図示省略されているが、一時固定工程（Ｓ３）により固定鏡１６または移動鏡１８の何れかのアライメントが終了すると、つぎに他方について探索工程（Ｓ２）が自動に開始され、一時固定工程（Ｓ３）が終了すると、全てのアライメント動作を終了する。
【００３２】以上のように実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計１０では、その電源を入れるとアライメント補正開始を指示するアライメント開始信号が制御手段２２に自動に入力されることとした。その結果、測定前には必ずアライメント動作が行われることとなり、従来に比較してアライメント状態をより適正に保つことができる。
【００３３】しかも、固定鏡１６や移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において移行させながら、その頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、見出された最後の座標値で固定鏡１６または移動鏡１８を仮固定することとした。その結果、再度のアライメントを行うに際し、その開始信号を再入力するだけで固定鏡１６や移動鏡１８の位置のアライメントをより容易に行うことができる。
【００３４】なお、本発明のオートアライメント方法としては、前記各構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。すなわち、前記各構成では、アライメント開始時の光軸Ｘ１，Ｘ２と、固定鏡１６または移動鏡１８との位置関係が明確である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの位置関係が不明確の場合、本発明にかかるオートアライメント方法の探索工程（Ｓ２）のアルゴリズムとして、前記図１５〜図１６に示すシンプレックス法の原理を応用することが好適である。
【００３５】この場合、シンプレックス法に用いる２因子として、例えば光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１上のｘ座標値、ｙ座標値を想定することができる。このほか、オートアライメント開始時の光軸Ｘ１，Ｘ２と、固定鏡１６や移動鏡１８との位置関係が不明確である場合、前記図１５〜図１６に示すシンプレックス法に代わって、図５に示すように、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６頂点の座標値が例えば光軸Ｘ１の座標値と一致したことを検知するため、コー例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、２軸方向（例えばｘ，ｙ方向）へステップ単位で移行させながら、オートアライメント開始時の固定鏡１６位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出す。
【００３６】しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出す。このシーケンスを制御手段２２により繰り返すことにより最大位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、探索工程（Ｓ２）により見出された最後の最大位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。
【００３７】また、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１においてステップ単位で移行する場合、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６頂点の座標値が光軸Ｘ１の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、図６に示すように開始点と隣接する８つの格子点（格子の間隔は移動軸の１ステップ分）へ固定鏡１６を移動させたときのモニタ干渉光の強度を検出器２０によって測定させ、そのうちの最大位置を求める。同図では、×２および×３の位置が同値で最大である場合を示している。
【００３８】図７は、×２および×３の位置により斜線で示す最大傾斜方向があると予測される領域を計算し、この領域内で×２および×３と隣り合う点で、×２および×３の延長上の位置を除く点を測定したことを示している。同図ではその位置が×９となっている。×２、×３および×９の位置でのモニタ干渉光の強度を比較し、その強度が９であったことを示している。
【００３９】図８〜図１０は、前記図７の場合と同様に、これまでの最大傾斜方向が存在すると考えられる予測領域内で最後に測定した最大位置と隣り合う位置を測定する方法を繰り返す。予め最初の例えば固定鏡１６位置から何ステップまでを測定するかを決めておき、図１１に示すようにこの決められた間隔まで測定したところの最大位置と、例えば固定鏡１６の開始位置から最初の最大傾斜方向および測定間隔（ａ，ｂ）を決定する。
【００４０】この段階で決まった最大傾斜方向および測定間隔（ａ，ｂ）により、図１２に示すように最大傾斜方向の延長線上にこの間隔で測定していき、延長線上での最大値を示す位置を求める。この最大値の位置を仮に１とする。図１３に示すようにｘ軸方向およびｙ軸方向の最大位置を示す方向に測定を延長し、最終的に光軸と直交する平面の作動領域内における最大位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。
【００４１】探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、この位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。このほか、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、図１４に示すように、予め定められた間隔で第１軸方向（例えばｘ軸方向）へ測定し、その干渉光の強度データを記憶手段（図示省略）に保管処理し、記憶手段に記憶された処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定する。
【００４２】つぎに推定される第１軸（例えばｘ軸）上の最大位置を通る第２軸方向（例えばｙ軸方向）へ予め定められた間隔で測定する。この移動を繰り返す間に各移動量、第１軸（例えばｘ軸）移行（最初はａ）、第２軸（例えばｙ軸）移行、（２番面はｂ）、第１軸（例えばｘ軸）移行（３番目はｃ）の大きさを保持しておき、この移動間隔が予め決められた間隔よりも小さくなったところで、移動間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸（例えばｘ軸）移動および第２軸（例えばｙ軸）移行により干渉光の最大強度位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、探索工程（Ｓ２）により見出された最後の最大強度位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。
【００４３】以上のように、実施態様２〜４にかかるオートアライメント方法によれば、前記実施態様１と同様、手軽にアライメントが行える。したがって、頻繁なアライメントが可能となり、例えばビームスプリッタ交換時には若干のアライメントエラーを伴うことが多いが、このような場合のアライメントが手軽に行える。
【００４４】しかも、前記実施態様１と同様、時間経過や温度変化によるミスアライメントの補正も行うことが可能であるから、測定を行う前に必ずアライメント動作を入れることにより、常に最適なアライメント状態を確保することができる。このほか、実施態様２〜４にかかるオートアライメント方法では、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程（Ｓ２）のアルゴリズムとしてシンプレックス法の原理を応用することとしたため、このような場合、実施態様１に比較してアライメントをより適正に行うことができる。
【００４５】また、前記各構成では、コーナーキューブミラー型干渉計１０の電源を入れると、アライメント開始を指示するアライメント開始信号が自動に入力される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ユーザがキーボード、マウス等の手動入力手段によって、アライメント開始信号を手動入力することが可能である。また、前記各構成では、干渉計が内蔵している光源の干渉強度に基づき、アライメント補正する場合について説明したが、図２に示すように照射手段４０からの単色光（参照用レーザ）の干渉強度を用いることが可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるオートアライメント方法によれば、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡を、光軸と直交する平面においてを移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、最終的に見出された座標値でその固定鏡または移動鏡を仮固定することとした。その結果、再度のアライメントを行うに際し、その開始信号を入力するだけで、固定鏡や移動鏡の位置のアライメントをより容易に行うことができる。しかも、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとして、シンプレックス法の原理を応用することとしたため、このような場合であっても、アライメントをより適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計の概略構成の説明図
【図２】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図３】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図４】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図５】実施態様２にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図６】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図７】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図８】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図９】実施形態３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１０】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１１】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１２】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１３】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１４】実施態様４にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１５】シンプレックスの動きの説明図
【図１６】正規シンプレックス法の計算シート例
【図１７】本発明にかかるオートアライメント方法の処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１０ コーナーキューブミラー型干渉計
１２ 光源
１４ ビームスプリッタ
１６ 固定鏡
１８ 移動鏡
２０ 検出手段
２２ 制御手段
２４ 第１あり溝スライダ（移行手段）
２６ 第２あり溝スライダ（移行手段）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオートアライメント方法及びその装置、特にコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡および移動鏡のオートアライメント方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】干渉計は、その調整過程において波長オーダーで光の干渉の最適状態にするという点において非常に微妙な調整技術を要する。従来、調整過程の効率化および最適条件での測定（安定性の向上）を行う手段としてオートアライメントが望まれてきた。従来技術としては、初期のフーリエ変換型干渉計のうち商用に供されたものの殆どに平面鏡が使用されていた。初期の装置の不安定要因を排除するために取られた対策として大きく分けて２つの方式が採用された。
【０００３】すなわち、平面鏡を使用したままオートアライメント機能などを搭載し、または、平面鏡をコーナーキューブミラーに置き換えて装置の安定性を向上させてきた。今日、装置性能が向上する中で、一般に高級機と呼ばれる機種については、一台の装置でカバーできる波数範囲を拡張する目的でビームスプリッタの交換可能な装置が望まれてくるようになってきた。平面鏡型、コーナーキューブミラー型を問わず、固定鏡からの反射光と、光路査を与える移動鏡からの反射光とで干渉光を形成する干渉計では、ビームスプリッタを交換すると、光軸に対する固定鏡や移動鏡の位置が狂う場合があった。また、さらなる安定性の向上という観点からもコーナーキューブミラー型干渉計のオートアライメントが望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のアライメント方法では、ユーザが固定鏡や移動鏡の位置のアライメントを行うことに対する対策は何ら為されているものではないため、ユーザが固定鏡や移動鏡の位置のアライメントを行うことは非常に困難であった。これに対し、固定鏡や移動鏡の位置は、前述のように主にビームスプリッタを交換する場合について、若干のアライメントエラーを伴う場合があった。また、装置性能の向上という観点から、製造工程における最適アライメントの容易な実現とその確認手段が望まれていた。
【０００５】しかしながら、従来では、ユーザがアライメントを容易に行える技術が存在しなかった。そのため、この種の分野では、ユーザであっても、光軸に対する固定鏡や移動鏡の位置のアライメントが容易に行える技術の開発が強く望まれていた。さらに、製造工程でのアライメントを容易にしかも高効率に行う手段が望まれていた。本発明は前記従来技術の事情に鑑みなされたものであり、その目的はコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡の位置のアライメントが容易に行えるオートアライメント方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために本発明にかかるオートアライメント方法は、入力工程と、探索工程と、一時固定工程とを備える。前記入力工程は、コーナーキューブミラー型干渉計に、アライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する。前記探索工程は、前記入力工程により補正開始信号が入力されると、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる。前記一時固定工程は、前記探索工程により見出された最後の座標値で前記固定鏡または移動鏡を仮固定する。
【０００７】なお、前記探索工程は、前記固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面においてステップ単位で移行することが好適である。また、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している光源の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことが好適である。
【０００８】また、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している照射手段からの単色光の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程により検出された単色光の干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことが好適である。また、本出願の請求項５記載のオートアライメント方法は、アライメント開始時の光軸と、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法を用いることを特徴とする。
【０００９】また、本出願の請求項６記載のオートアライメント方法は、前記探索工程が、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、補正開始時の固定鏡または移動鏡位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出し、しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出すシーケンスを繰り返すことにより最大位置を見出すことを特徴とする。
【００１０】また、本出願の請求項７記載のオートアライメント方法は、前記コーナーキューブミラー型固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、開始点と隣接する８つの格子点へ前記固定鏡または移動鏡を移行させたときの干渉光の強度を測定し、そのうちの最大位置を見出すことを特徴とする。ここでいう開始点と隣接する８つの格子点とは、その格子の間隔が移行軸の１ステップ分であるものをいう。
【００１１】また、本出願の請求項８記載のオートアライメント方法は、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、前記探索工程が、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、予め定められた間隔で第１軸方向へ測定し、その干渉光の強度データを保管処理し、処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定し、つぎに推定される第１軸上の最大位置を通る第２軸方向へ予め定められた間隔で測定し、この移行を繰り返す間に各移動量、第１軸移行、第２軸移行、第１軸移行の大きさを保持しておき、この移行間隔が予め定められた間隔よりも小さくなったところで、移行間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸移行および第２軸移行により干渉光の最大強度位置を見出すことを特徴とする。ここでいう第１軸と第２軸とは、光軸と直交する平面において交わる２つの軸をいう。
【００１２】また、本出願の請求項９記載のオートアライメント装置は、移行手段を備えたことを特徴とする。前記移行手段は、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直行する平面において移行可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明にかかるオートアライメント方法は、前述のようにアライメント開始信号が入力されると、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、その頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、見出された最後の座標値でその固定鏡または移動鏡を仮固定することとした。その結果、再度アライメントを行うに際し、その開始信号を入力するだけで、固定鏡や移動鏡の位置のアライメントをより容易に行うことが可能となる。
【００１４】また、本発明者らは、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法の原理を応用することとしたため、アライメント補正をより適正に行うことが可能となる。
【００１５】まず、そのシンプレックス法の原理について説明する。シンプレックス（単体）とは、幾何学的にもっとも簡単な図形を示す言葉で、１次元的空間の場合では線分、２次元空間の場合は三角形、３次元空間では四面体、一般にｎ次元空間では（ｎ＋１）個の頂点をもつ図形が、“シンプレックス”（simplex）である。各頂点間の距離が等しいシンプレックスを、正規型（基準型）という。
【００１６】最適化のためのシンプレックス法は、スペンドレイ（W.Spendley）らにより紹介された。これは、最適化する必要のある因子空間内に正規シンプレックスを設定して、各頂点に対応する実験点で実験し、最適なレスポンス値を与える方向へシンプレックスを移行させて逐次最適点を探索する方法で、正規シンプレックス法ともいわれている。
【００１７】その後、ネルダー（J.A.Nelder）らによって、シンプレックスを移行する際、正規型をより最適な方向へ変形させて最適点への収束を早める方法が試みられた。これは、変則シンプレックス法ともいわれている。正規シンプレックス法は、２因子の時に正三角計の正規シンプレックスの頂点の実験点で実験して、レスポンス値が最悪となった頂点を選ぶ。この頂点の鏡像点のレスポンス値は、より望ましいことが期待できることから、この手続きを繰り返して最適点を求める方法である。鏡像点とは、ある面（線）に対象な点である。
【００１８】正規シンプレックス法は、つぎの規則にしたがう。
規則１ シンプレックス法を構成する点の中でいちばん望ましくない点を定め、その点をその鏡像の点に置き換える。（ｎ＋１）個の実験点をもつｎ因子のシンプレックス法では、もしｌ点が捨てられるならば、任意の因子（Ａ）の新しい実験点の座標は次式で与えられる。
【００１９】
【数１】
規則２ 鏡像点におけるレスポンス値が、この新しく求めたシンプレックスの他のどの点よりも望ましくない時、つぎに望ましくない点の鏡像点へ移行する。
規則３ レスポンスに誤差がある場合、誤差のために実際より異常に望ましいレスポンスを与え、その点を最適点とみなしてしまうことを防ぐため、引き続く（ｎ＋１）個のシンプレックスで、その点が規則１で棄却されない時、その点で実験をやりなおす。
【００２０】図１５に基づいて、シンプレックスの移行の仕方を２因子について例示する。適当な大きさのシンプレックス１を設定して実験を行う。規則１にしたがって、いちばん望ましくない実験点Ｐ1の鏡像点Ｐ4を求めてＰ4で実験する。Ｐ4におけるレスポンス値がＰ2，Ｐ3のレスポンス値よりも望ましくない場合、規則１だけでは前のシンプレックスに戻ってしまう。そこで規則２により、つぎに望ましくない点Ｐ2の鏡像点Ｐ5を求めて、シンプレックス３へと移行する。
【００２１】シンプレックス法の計算手順を図１６にしたがって説明する。
手順１ （ｎ＋１）個の実験点の座標と実験結果（実験順序はランダムで）を記入し、レスポンス値の最小点（ｘl）を発見する。
手順２ 手順１で発見した最小行（ｌ行）を除外して、各列の合計を求める。
手順３ 手順２で求めた値に２／ｎを乗ずる。
手順４ 手順３で求めた値から最小行（ｌ行）の値を引いて、鏡像の実験点（Ｘｒ）と予想値を求める。
手順５ 移行の効果を判断するための参考として、シンプレックスの平均値を求める。
手順６ 手順４で求めた新しい実験点と、残りの実験点からなる新しいシンプレックスを作り、ｘｒで実験する。
【００２２】以上の計算手順を繰り返し、３つの規則にしたがって逐次探索結果実験をして最適点を発見する、すなわちコーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡の座標値を光軸の座標値と一致させることができる。以下、図面に基づき、本発明の好適な実施態様を説明する。図１には、本発明の実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計の概略構成が示されている。また、図２〜図４には、実施態様１に用いた固定鏡および移動鏡の移行手段の拡大図が示されている。なお、実施態様１では、アライメント補正開始時の光軸と固定鏡および移動鏡との位置関係が明らかである場合を想定している。
【００２３】同図に示すコーナーキューブミラー型干渉計１０は、光束を照射する光源１２と、光源１２からの光束を２光束に分割し、光路差が与えられた２光束を再度重ね合わせるビームスプリッタ１４と、ビームスプリッタ１４からの第１分割光を再度ビームスプリッタ１４へ返光する固定鏡１６と、ビームスプリッタ１４からの第１分割光を再度ビームスプリッタ１４へ返光する移動鏡１８とを備えている。
【００２４】このコーナーキューブミラー干渉計１０は、固定鏡１６からの反射光と、光路差を与える移動鏡１８からの反射光とで干渉光を形成している。そして、形成された干渉光の強度が検出器２０により検出され、制御手段２２に入力される。制御手段２２は、検出器２０からの干渉強度に基づき、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、ｘ、ｙ方向へステップ単位で移行させてアライメントを行う。
【００２５】すなわち、固定鏡１６や移動鏡１８の位置を光軸と直交する平面において移行させながら、検出器２０で検出された干渉強度が最大値を示す座標値を見出し、その見出された最後の座標値で固定鏡１６や移動鏡１８の位置を仮固定する。また、このコーナーキューブミラー干渉計１０は、固定鏡１６や移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において移行する移行手段として、図２〜図４に示すあり溝スライダ２４，２６を組み合わせたものを備えている。なお、図２はあり溝スライダの上面図、図３はその正面図、図４はそれらの組立図である。
【００２６】移行手段は、図４に示すように、第１あり溝スライダ２４の移動台３４の上に第２あり溝スライダ２６が設けられている。そして、例えば固定鏡１６は、第２あり溝スライダ２６の移動台２８の上に設けられており、例えば光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、図中ｘ、ｙ軸方向へ移行するように設けられている。すなわち、固定鏡１６をｘ軸方向へ移行する場合、第１あり溝スライダ２４のモータ３０を回転させると、送りネジ３２により移動台３４がｘ軸方向へ移動する。移動台３４がｘ軸方向へ移動すると、移動台３４の上に設けられた第２あり溝スライダ２６もｘ軸方向へ移動するため、第２あり溝スライダ２６の移動台２８に設けられた固定鏡１６は、ｘ軸方向へ移行することとなる。
【００２７】これに対し、固定鏡１６をｙ軸方向へ移行する場合、第２あり溝スライダ２６のモータ３６を回転させると、送りネジ３８により移動台２８がｙ軸方向へ移動する。移動台２８がｙ軸方向へ移動すると、移動台２８の上に設けられた固定鏡１６もｙ軸方向へ移行することとなる。
【００２８】実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。まず、コーナーキューブミラー型干渉計１０の電源を入れると、図１７に示すように、アライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号が制御手段２２へ自動で入力されるように予めプログラムされている（ステップＳ１）。その結果、測定前には、必ずアライメント動作が行われることとなり、常に最適なアライメント状態を確保することができる。アライメント開始信号が入力されると、制御手段２２は、探索工程を開始する（ステップ２）。
【００２９】すなわち、制御手段２２は、光軸と直交する平面において、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が、光軸の座標値と一致するように、固定鏡１６または移動鏡１８を２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行する。具体的には、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が光軸Ｘ１，Ｘ２の座標値と一致したことを検知するため、光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において、固定鏡１６または移動鏡１８を２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行しなから、干渉計１０が内蔵している光源１２の干渉強度を検出器２０によりモニタし、モニタされた干渉強度が最大値を示す固定鏡１６頂点または移動鏡１８頂点の座標値を見出す。
【００３０】このほか、固定鏡１６または移動鏡１８の頂点の座標値が光軸Ｘ１，Ｘ２の座標値と一致したことを検知するため、固定鏡１６または移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において、２軸方向（例えばｘ軸、ｙ軸方向）へステップ単位で移行しなから、干渉計１０が内蔵している照射手段４０からの単色光（例えば参照用レーザ）の干渉強度を検出器２０によりモニタし、モニタされた単色光（参照用レーザ）の干渉強度が最大値を示す固定鏡１６頂点または移動鏡１８頂点の座標値を見出すこともできる。
【００３１】そして、前述のように探索工程（Ｓ２）により見出された最後の座標値で固定鏡１６または移動鏡１８を仮固定する（Ｓ３）。なお、図１７に示すフローチャートでは、図示省略されているが、一時固定工程（Ｓ３）により固定鏡１６または移動鏡１８の何れかのアライメントが終了すると、つぎに他方について探索工程（Ｓ２）が自動に開始され、一時固定工程（Ｓ３）が終了すると、全てのアライメント動作を終了する。
【００３２】以上のように実施態様１にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計１０では、その電源を入れるとアライメント補正開始を指示するアライメント開始信号が制御手段２２に自動に入力されることとした。その結果、測定前には必ずアライメント動作が行われることとなり、従来に比較してアライメント状態をより適正に保つことができる。
【００３３】しかも、固定鏡１６や移動鏡１８を光軸Ｘ１，Ｘ２と直交する平面において移行させながら、その頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、見出された最後の座標値で固定鏡１６または移動鏡１８を仮固定することとした。その結果、再度のアライメントを行うに際し、その開始信号を再入力するだけで固定鏡１６や移動鏡１８の位置のアライメントをより容易に行うことができる。
【００３４】なお、本発明のオートアライメント方法としては、前記各構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。すなわち、前記各構成では、アライメント開始時の光軸Ｘ１，Ｘ２と、固定鏡１６または移動鏡１８との位置関係が明確である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの位置関係が不明確の場合、本発明にかかるオートアライメント方法の探索工程（Ｓ２）のアルゴリズムとして、前記図１５〜図１６に示すシンプレックス法の原理を応用することが好適である。
【００３５】この場合、シンプレックス法に用いる２因子として、例えば光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１上のｘ座標値、ｙ座標値を想定することができる。このほか、オートアライメント開始時の光軸Ｘ１，Ｘ２と、固定鏡１６や移動鏡１８との位置関係が不明確である場合、前記図１５〜図１６に示すシンプレックス法に代わって、図５に示すように、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６頂点の座標値が例えば光軸Ｘ１の座標値と一致したことを検知するため、コー例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１において、２軸方向（例えばｘ，ｙ方向）へステップ単位で移行させながら、オートアライメント開始時の固定鏡１６位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出す。
【００３６】しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出す。このシーケンスを制御手段２２により繰り返すことにより最大位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、探索工程（Ｓ２）により見出された最後の最大位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。
【００３７】また、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面Ａ１においてステップ単位で移行する場合、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６頂点の座標値が光軸Ｘ１の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、図６に示すように開始点と隣接する８つの格子点（格子の間隔は移動軸の１ステップ分）へ固定鏡１６を移動させたときのモニタ干渉光の強度を検出器２０によって測定させ、そのうちの最大位置を求める。同図では、×２および×３の位置が同値で最大である場合を示している。
【００３８】図７は、×２および×３の位置により斜線で示す最大傾斜方向があると予測される領域を計算し、この領域内で×２および×３と隣り合う点で、×２および×３の延長上の位置を除く点を測定したことを示している。同図ではその位置が×９となっている。×２、×３および×９の位置でのモニタ干渉光の強度を比較し、その強度が９であったことを示している。
【００３９】図８〜図１０は、前記図７の場合と同様に、これまでの最大傾斜方向が存在すると考えられる予測領域内で最後に測定した最大位置と隣り合う位置を測定する方法を繰り返す。予め最初の例えば固定鏡１６位置から何ステップまでを測定するかを決めておき、図１１に示すようにこの決められた間隔まで測定したところの最大位置と、例えば固定鏡１６の開始位置から最初の最大傾斜方向および測定間隔（ａ，ｂ）を決定する。
【００４０】この段階で決まった最大傾斜方向および測定間隔（ａ，ｂ）により、図１２に示すように最大傾斜方向の延長線上にこの間隔で測定していき、延長線上での最大値を示す位置を求める。この最大値の位置を仮に１とする。図１３に示すようにｘ軸方向およびｙ軸方向の最大位置を示す方向に測定を延長し、最終的に光軸と直交する平面の作動領域内における最大位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。
【００４１】探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、この位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。このほか、制御手段２２は、探索工程（Ｓ２）において、例えば固定鏡１６を光軸Ｘ１と直交する平面においてステップ単位で移行する場合、図１４に示すように、予め定められた間隔で第１軸方向（例えばｘ軸方向）へ測定し、その干渉光の強度データを記憶手段（図示省略）に保管処理し、記憶手段に記憶された処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定する。
【００４２】つぎに推定される第１軸（例えばｘ軸）上の最大位置を通る第２軸方向（例えばｙ軸方向）へ予め定められた間隔で測定する。この移動を繰り返す間に各移動量、第１軸（例えばｘ軸）移行（最初はａ）、第２軸（例えばｙ軸）移行、（２番面はｂ）、第１軸（例えばｘ軸）移行（３番目はｃ）の大きさを保持しておき、この移動間隔が予め決められた間隔よりも小さくなったところで、移動間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸（例えばｘ軸）移動および第２軸（例えばｙ軸）移行により干渉光の最大強度位置を見出し、探索工程（Ｓ２）を終了する。探索工程（Ｓ２）を終了すると、制御手段２２は、一時固定工程（Ｓ３）において、探索工程（Ｓ２）により見出された最後の最大強度位置で例えば固定鏡１６を仮固定する。
【００４３】以上のように、実施態様２〜４にかかるオートアライメント方法によれば、前記実施態様１と同様、手軽にアライメントが行える。したがって、頻繁なアライメントが可能となり、例えばビームスプリッタ交換時には若干のアライメントエラーを伴うことが多いが、このような場合のアライメントが手軽に行える。
【００４４】しかも、前記実施態様１と同様、時間経過や温度変化によるミスアライメントの補正も行うことが可能であるから、測定を行う前に必ずアライメント動作を入れることにより、常に最適なアライメント状態を確保することができる。このほか、実施態様２〜４にかかるオートアライメント方法では、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程（Ｓ２）のアルゴリズムとしてシンプレックス法の原理を応用することとしたため、このような場合、実施態様１に比較してアライメントをより適正に行うことができる。
【００４５】また、前記各構成では、コーナーキューブミラー型干渉計１０の電源を入れると、アライメント開始を指示するアライメント開始信号が自動に入力される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ユーザがキーボード、マウス等の手動入力手段によって、アライメント開始信号を手動入力することが可能である。また、前記各構成では、干渉計が内蔵している光源の干渉強度に基づき、アライメント補正する場合について説明したが、図２に示すように照射手段４０からの単色光（参照用レーザ）の干渉強度を用いることが可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるオートアライメント方法によれば、コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡や移動鏡を、光軸と直交する平面においてを移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させ、最終的に見出された座標値でその固定鏡または移動鏡を仮固定することとした。その結果、再度のアライメントを行うに際し、その開始信号を入力するだけで、固定鏡や移動鏡の位置のアライメントをより容易に行うことができる。しかも、アライメント開始時の光軸と固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとして、シンプレックス法の原理を応用することとしたため、このような場合であっても、アライメントをより適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるオートアライメント方法を用いたコーナーキューブミラー型干渉計の概略構成の説明図
【図２】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図３】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図４】前記図１に示すコーナーキューブミラー型干渉計に用いた移行手段の説明図
【図５】実施態様２にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図６】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図７】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図８】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図９】実施形態３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１０】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１１】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１２】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１３】実施態様３にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１４】実施態様４にかかるオートアライメント方法の作用を示す説明図
【図１５】シンプレックスの動きの説明図
【図１６】正規シンプレックス法の計算シート例
【図１７】本発明にかかるオートアライメント方法の処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１０ コーナーキューブミラー型干渉計
１２ 光源
１４ ビームスプリッタ
１６ 固定鏡
１８ 移動鏡
２０ 検出手段
２２ 制御手段
２４ 第１あり溝スライダ（移行手段）
２６ 第２あり溝スライダ（移行手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コーナーキューブミラー型干渉計に対してアライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する入力工程と、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる探索工程と、前記探索工程により見出された最後の座標値で前記固定鏡または移動鏡を仮固定する一時固定工程と、を備えたことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項２】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記探索工程は、前記固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面においてステップ単位で移行することを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項３】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している光源の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項４】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している照射手段からの単色光の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた単色光の干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項５】 請求項１ないし４の何れかに記載のオートアライメント方法において、アライメント開始時の光軸と、固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法を用いることを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項６】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、アライメント開始時の前記固定鏡または移動鏡位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出し、しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出すシーケンスを繰り返すことにより最大位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項７】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行させる場合、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、開始点と隣接する８つの格子点へ前記固定鏡または移動鏡を移行させたときの干渉光強度を測定し、そのうちの最大位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項８】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行させる場合、探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、予め定められた間隔で第１軸方向へ測定し、その干渉光の強度データを保管処理し、処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定し、つぎに推定される第１軸上の最大位置を通る第２軸方向へ予め定められた間隔で測定し、この移行を繰り返す間に各移動量、第１軸移行、第２軸移行、第１軸移行の大きさを保持しておき、この移行間隔が予め決められた間隔よりも小さくなったところで、移行間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸移行および第２軸移行により干渉光の最大強度位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項９】 前記固定鏡または移動鏡を光軸と直行する平面において移行可能な移行手段を備えたことを特徴とするオートアライメント装置。
【請求項１】 コーナーキューブミラー型干渉計に対してアライメント補正の開始を指示するアライメント開始信号を入力する入力工程と、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、前記コーナーキューブミラー型干渉計の固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面において移行させながら、それらの頂点の座標値を光軸の座標値と一致させる探索工程と、前記探索工程により見出された最後の座標値で前記固定鏡または移動鏡を仮固定する一時固定工程と、を備えたことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項２】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記探索工程は、前記固定鏡または移動鏡を、光軸と直交する平面においてステップ単位で移行することを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項３】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している光源の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項４】 請求項１記載のオートアライメント方法において、前記入力工程によりアライメント開始信号が入力されると、干渉計が内蔵している照射手段からの単色光の干渉強度をモニタする検出工程を備えており、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、前記検出工程によりモニタされた単色光の干渉強度が最大値を示す座標値を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項５】 請求項１ないし４の何れかに記載のオートアライメント方法において、アライメント開始時の光軸と、固定鏡または移動鏡との位置関係が不明確である場合、その探索工程のアルゴリズムとしてシンプレックス法を用いることを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項６】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、アライメント開始時の前記固定鏡または移動鏡位置近傍の干渉光出力のデータからエネルギ分布の最大傾斜方向を見出し、その方向における最大位置を見出し、しかるのち、この最大位置から前記最大傾斜方向と直交する方向において最大傾斜方向を見出し、この最大傾斜方向における干渉光出力の最大位置を見出すシーケンスを繰り返すことにより最大位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項７】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行させる場合、前記探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、モニタする干渉光エネルギ分布の最大傾斜方向を決めるのに、開始点と隣接する８つの格子点へ前記固定鏡または移動鏡を移行させたときの干渉光強度を測定し、そのうちの最大位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項８】 請求項５記載のオートアライメント方法において、前記固定鏡または移動鏡を光軸と直交する平面においてステップ単位で移行させる場合、探索工程は、前記固定鏡頂点または移動鏡頂点の座標値が光軸の座標値と一致したことを検知するため、予め定められた間隔で第１軸方向へ測定し、その干渉光の強度データを保管処理し、処理結果からこの軸上での最大値を示す位置を推定し、つぎに推定される第１軸上の最大位置を通る第２軸方向へ予め定められた間隔で測定し、この移行を繰り返す間に各移動量、第１軸移行、第２軸移行、第１軸移行の大きさを保持しておき、この移行間隔が予め決められた間隔よりも小さくなったところで、移行間隔を１ステップ毎とし、これ以後は１ステップ毎の第１軸移行および第２軸移行により干渉光の最大強度位置を見出すことを特徴とするオートアライメント方法。
【請求項９】 前記固定鏡または移動鏡を光軸と直行する平面において移行可能な移行手段を備えたことを特徴とするオートアライメント装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開平１０−２０６１３３
【公開日】平成１０年（１９９８）８月７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２３２６８
【出願日】平成９年（１９９７）１月２１日
【出願人】（０００２３２６８９）日本分光株式会社 (87)
【公開日】平成１０年（１９９８）８月７日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）１月２１日
【出願人】（０００２３２６８９）日本分光株式会社 (87)
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