レーザ干渉計、及びそれを用いた測定装置
【課題】各光成分の偏向調整作業が簡単で、出力されるレーザ光の各光成分の平行度を向上させることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させる。
【解決手段】２枚の平面鏡４，５を有する反射鏡２と、互いに直交する２つの直線偏光を入力して分光する偏光ビームスプリッタ８及び分光した各光成分を平面鏡４，５に対して垂直に入反射するように屈折させるバイプリズム６を有し、各光成分をバイプリズム６と反射鏡２との間で２往復させてから出力するレーザ干渉部３とを備えたレーザ干渉計１において、レーザ干渉部３は、各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、偏光ビームスプリッタ８とバイプリズム６との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを有する偏向部１５を備えた。
【解決手段】２枚の平面鏡４，５を有する反射鏡２と、互いに直交する２つの直線偏光を入力して分光する偏光ビームスプリッタ８及び分光した各光成分を平面鏡４，５に対して垂直に入反射するように屈折させるバイプリズム６を有し、各光成分をバイプリズム６と反射鏡２との間で２往復させてから出力するレーザ干渉部３とを備えたレーザ干渉計１において、レーザ干渉部３は、各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、偏光ビームスプリッタ８とバイプリズム６との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを有する偏向部１５を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械のテーブル等の移動部材が支持部材に対して軸方向に移動する際に生じる位置偏差を測定するためのレーザ干渉計に係り、詳しくは、出力される各光成分を平行に調整可能とするレーザ干渉計、及びそれを用いた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば高精度な工作が要求される旋盤、フライス盤、研削盤などの工作機械などにおいては、工場などの床に対して固定されるベッドと、該ベッド上を移動するテーブルとが備えられており、工作の際には、このテーブルに被加工物などを設置して、該テーブルを所定の軸方向に移動させつつ工作を行う。このテーブルの移動においては、軸方向、横方向、縦方向、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の６つの（つまり６自由度方向の）位置偏差（誤差）が生じる虞があり、機械精度の比較、受渡し、保守などの目的から、これらの位置偏差を測定する必要がある。
【０００３】
従来、上記６つの位置偏差を測定するため、レーザ測長機などによって測定を行うものが種々提案されており、軸方向、横方向、縦方向、ピッチ方向、ヨー方向の位置偏差を測定するものは実用化されているものもある。ところが、ロール方向の測定は、精密水準器やダイヤルゲージによって測定するように規定されている（例えば、ＪＩＳＢ６３３６−１、ＩＳＯ１０７９１−１）。しかしながら、上記工作機械のテーブルを移動させると、該工作機械自体の重心が移動するため、該工作機械全体が傾斜してしまう。そのため、上記水準器などによってロール方向の測定を行うと、該工作機械の傾斜も含めて測定することとなり、正確なロール方向の測定ができなかった。また、鉛直方向に移動するテーブルにおいては、ロール方向が水平方向であるため、上述の水準器ではロール方向の測定が不可能であった。そこで、特にロール方向に対する位置偏差をレーザ干渉計を用いて測定するもの（特許文献１、２参照）が提案されている。
【０００４】
この種のレーザ干渉計は、略Ｖ字状となるように所定角度で傾斜した２枚の平面鏡を有する反射手段としての反射鏡と、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力し、各光成分を反射鏡に２往復させてから出力するレーザ光路生成手段としてのレーザ干渉部とを備えている。レーザ干渉部は、分光部として偏光面を有する偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタと反射鏡の間に配置される屈折部としてのバイプリズムと、軸方向に対して偏光ビームスプリッタの直角方向に配置されるターニングミラーとを有している。偏光ビームスプリッタは、レーザ光を入力自在とすると共に、反射鏡に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部を有している。
【０００５】
このレーザ干渉計では、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光がレーザヘッドから出射され、偏光ビームスプリッタの入出力部に入力されると、偏光ビームスプリッタの偏光面にて各光成分に分離される。
【０００６】
偏光ビームスプリッタで分離された一方の光成分は、ターニングミラー、バイプリズムを順次通過し、反射鏡で反射され、バイプリズム、ターニングミラーを順次通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。その後、一方の光成分は、偏光ビームスプリッタから出射され、バイプリズムを通過し、反射鏡で反射され、バイプリズムを通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。このようにして偏光ビームスプリッタで分離された一方の光成分はバイプリズムと反射鏡との間を２往復する。
【０００７】
次に、偏光ビームスプリッタで分離された他方の光成分は、バイプリズムを通過し、反射鏡で反射され、バイプリズムを通過して、偏光ビームスプリッタに戻ってくる。その後、他方の光成分は、ターニングミラー、バイプリズムを順次通過し、反射鏡で反射され、バイプリズム、ターニングミラーを順次通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。このようにして他方の光成分は一方の光成分とは異なる光路でバイプリズムと反射鏡との間を２往復する。
【０００８】
そして、バイプリズムと反射鏡との間を２往復したレーザ光の各光成分は、レーザ干渉部より出力される。このレーザ干渉部より出力された各光成分のレーザ光（干渉信号）は光電変換器により受光され、各光成分の波長の位相差に基づく、それら２つの光路長の相対変化を測定することによって、ロール方向の位置偏差を算出することを可能としている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２２３６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８４３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ターニングミラーを経由してバイプリズムに向かうレーザ光と、ターニングミラーを経由せずにバイプリズムに向かうレーザ光とが平行であれば、バイプリズムで屈折して出射するレーザ光が反射鏡において垂直に入反射し、レーザ光の復路においても往路と同じ光路を辿ることとなり、レーザ干渉部より出力されるレーザ光の各光成分は平行となるものである。
【００１１】
しかしながら、上述したレーザ干渉計では、偏光ビームスプリッタ等の光学部品の製作精度が低いと、レーザ干渉部から出力される２つの光成分の平行度が低下してしまうことがある。
【００１２】
具体的に説明すると、光学部品としての偏光ビームスプリッタは、２つの４５°直角プリズムの斜面間に偏光面を設けて接着剤で接着した立方体状のものが一般的に知られており、この接着剤の乾燥時の収縮により、製作精度が低下してしまうことがある。そして、光学部品の製作精度が低下してしまうと、各光成分の往復過程で光路がずれてしまい、レーザ干渉部から出力される２つ光成分の平行度が低下してしまうことがある。
【００１３】
このようにレーザ干渉部から出力される２つ光成分の平行度が低下してしまうと、２つの光成分による干渉信号が微弱になってしまい、良好な干渉信号を検出できず、ロール方向の位置偏差の測定精度が低下してしまうという問題がある。
【００１４】
この問題を解消するために、ターニングミラーの角度を調整することで、レーザ干渉部から出力される２つの光成分を平行にすることはできるが、その調整作業は非常に難しく、より簡単に調整できるレーザ干渉計が望まれていた。
【００１５】
そこで本発明は、各光成分の偏向調整作業が簡単で、レーザ光路生成手段から出力されるレーザ光の各光成分の平行度を向上させることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができるレーザ干渉計、及びそれを用いた測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は（例えば、図３、図７、図１４参照）、所定角度で傾斜した２枚の平面鏡（４，５）を有する反射手段（２）と、
偏光面が互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力して分光する分光部（８，２０８）、及び前記分光部（８，２０８）と前記反射手段（２）との間に配置され、前記分光部（８，２０８）で分光した各光成分を、前記反射手段（２）の平面鏡（４，５）に対して垂直に入反射するように前記所定角度に屈折させる屈折部（６）を有し、前記各光成分を前記屈折部（６）と前記反射手段（２）との間で２往復させてから出力するレーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）と、を備え、
前記反射手段（２）と前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）とを軸方向（例えばＺ軸方向）に相対移動させた際に、前記反射手段（２）と前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）との相対位置関係によって各光成分が通過する光路の距離が相対変化するレーザ干渉計（１，１０１，２０１）において、
前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）は、
前記各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、前記各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、前記分光部（８，２０８）と前記屈折部（６）との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）を有する偏向部（１５）を備えたことを特徴とするレーザ干渉計（１，１０１，２０１）にある。
【００１７】
請求項２に係る発明は（例えば、図３、図７、図１４参照）、前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）は、前記分光部（８，２０８）の前記軸方向（例えばＺ軸方向）に対して直角方向（例えばＹ軸方向）に配置され、前記分光部（８，２０８）を経て入射したレーザ光を前記屈折部（６）に向けて反射する反射部（９，２０９）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記反射部（９，２０９）と前記屈折部（６）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計（１，１０１，２０１）にある。
【００１８】
請求項３に係る発明は（例えば図１４参照）、前記レーザ光路生成手段（２０３）は、前記分光部（２０８）の前記軸方向（例えばＺ軸方向）に対して直角方向（例えばＹ軸方向）に配置され、前記分光部（２０８）を経て入射したレーザ光を前記屈折部（６）に向けて反射する反射部（２０９）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記分光部（２０８）と前記反射部（２０９）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計（２０１）にある。
【００１９】
請求項４に係る発明は（例えば図４、図５、図８、図９参照）、前記レーザ光路生成手段（３，１０３）を格納する筐体（３ａ）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記ウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）の外周に形成されたリング状の操作子（１６ａ，１６ｂ）を有し、
前記ウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）は、前記操作子（１６ａ，１６ｂ）が前記筐体（３ａ）から露出するよう前記筐体（３ａ）内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ干渉計（１，１０１）にある。
【００２０】
請求項５に係る発明は（例えば、図７、図９参照）、前記分光部（８）は、レーザ光を入力自在とすると共に、前記反射手段（２）に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部（８ａ）を有し、
前記レーザ光路生成手段（１０３）は、前記入出力部（８ａ）から出力されたレーザ光を、折り返し前記入出力部（８ａ）に入力する再入力部（１７）を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ干渉計（１０１）にある。
【００２１】
請求項６に係る発明は（図１、図２参照）、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記レーザ干渉計（１）と、
前記レーザ光を照射自在で、かつ前記レーザ光路生成手段（３）より出力された前記各光成分のレーザ光の波長の位相差に基づき、前記各光成分の光路の距離の相対変化を測定し得るレーザ測長手段（１２）と、を備え、
前記反射手段（２）及び前記レーザ光路生成手段（３）のいずれか一方を、基準床（３０）に対して支持される支持部材（２１）に固定し、
前記反射手段（２）及び前記レーザ光路生成手段（３）の他方を、前記支持部材（２１）に対して軸方向（例えばＺ軸方向）に移動自在に支持される移動部材（２２）に固定し、
前記移動部材（２２）を前記支持部材（２１）に対して前記軸方向（例えばＺ軸方向）に移動させた際に、前記支持部材（２１）に対する前記移動部材（２２）の位置偏差を測定することを特徴とする測定装置（５０）にある。
【００２２】
尚、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る本発明によると、一対のウェッジプリズムを操作するだけで偏向部を通過する各光成分の偏向方向を簡単に調整することができる。そして、各光成分が反射手段の平面鏡に対して垂直に入反射するよう、偏向部の調整により屈折部に入射する各光成分を平行にすることで、レーザ光路生成手段から出力される各光成分の平行度を向上させることができる。そして、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００２４】
請求項２に係る本発明によると、偏向部が反射部と屈折部との間に配置されるので、各光成分の偏光方向を調整する際に反射部を調整する必要がなくなり、調整作業が容易である。
【００２５】
請求項３に係る本発明によると、偏向部が分光部と反射部との間に配置されるので、各光成分の偏光方向を調整する際に反射部を調整する必要がなくなり、調整作業が容易である。
【００２６】
請求項４に係る本発明によると、操作子が筐体から露出しているので、筐体を分解しなくても偏向部を操作することができ、調整作業が容易である。
【００２７】
請求項５に係る本発明によると、再入力部により、屈折部と反射手段との間を２往復して出力されたレーザ光が、再び屈折部と反射手段との間を２往復することとなるので、感度が向上し、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００２８】
請求項６に係る本発明によると、移動部材の移動による支持部材の傾斜を含むことなく、移動部材と支持部材との相対位置関係の測定が可能であり、良好にロール方向の位置偏差を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図に沿って説明する。図１はレーザ干渉部をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図、図２は反射鏡をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図、図３は第１の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。図４は、レーザ干渉部の斜視図であり、図５は、図４中Ａ−Ａ線に沿うレーザ干渉部の断面図である。図６は、偏向部を通過するレーザ光の光路を示す説明図であり、図６の（ａ）は、レーザ干渉部において偏向部によりレーザ光の偏向方向を調整した場合の光路を示す説明図であり、図６の（ｂ）は、偏向部を通過するレーザ光の偏向範囲を示す説明図である。
【００３０】
図１に示すように、工作機械２０の位置偏差を測定し得る測定装置５０は、レーザ干渉計１とレーザヘッド（レーザ測長手段）１２とを備えている。該工作機械２０は、例えば工場の床３０に載置されて支持されているベッド（支持部材）２１を有しており、該ベッド２１にはガイド部材２１ａが支持されている。該ガイド部材２１ａにはテーブル（移動部材）２２がＺ軸方向（軸方向）に移動自在に支持されており、該テーブル２２は、例えば不図示のモータの駆動などによりＺ軸方向に移動する。
【００３１】
また、工作機械２０のベッド２１には、刃物台２３が設けられており、該刃物台２３に設けられたアーム２４にチャック２５を有している。工作機械２０により工作を行う際は、該チャック２５にバイトなどの工具を取付けると共にテーブル２２に被工作物を設置・固定し、該テーブル２２を移動させて被工作物と工具とを接触させつつ工作を行う。尚、図１に示す工作機械２０は、説明の便宜上、簡単に示した模式的なものであり、Ｚ軸方向に移動するものを一例として説明しているが、実際には更に複雑な形状、動作を行うものである。
【００３２】
レーザヘッド１２は、例えば三脚１２ｂなどで床３０に配置されており、該レーザヘッド１２内には、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光、具体的には直線偏光であるＰ波（例えば縦波）と該Ｐ波に対して偏光面が直交し、周波数が異なる直線偏光であるＳ波（例えば横波）とを有するレーザ光を照射自在なレーザ発振器と、入力されるレーザ光のＰ波とＳ波との波長に基づき詳しくは後述する光路長の変化量を測定し得る光電変換器とが備えられている。また、レーザヘッド１２には、レーザ発振器のレーザ光の照射と光電変換器へのレーザ光の入力とを同軸方向に行う入出力ヘッド１２ａが備えられており、該レーザヘッド１２は、該入出力ヘッド１２ａが後述するレーザ干渉計１のレーザ干渉部３の入出力部８ａに対して向けられ、かつレーザ光の入出力をＺ軸方向に行うように配置される。
【００３３】
尚、上記工作機械２０のベッドやテーブルには、その形状や役割によって種々の名称があり、例えば主軸頭、刃物台、コラム、ステージなどの名称があるが、説明の便宜上、本明細書中においては、床３０に対して支持されている支持部材をベッド２１、該ベッド２１に対して移動する移動部材をテーブル２２とする。また、レーザヘッド１２がレーザ発振器と光電変換器とを一体に備えるようにしたが、別体に備えるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の要部となるレーザ干渉計１は、反射鏡（反射手段）２とレーザ干渉部（レーザ光路生成手段）３とを備えて構成されており、該反射鏡２は、図３に示すように、略Ｖ字状となるようにレーザ干渉部３に対して略対称な所定角度に傾斜した２つの平面鏡４、５を有している。該反射鏡２は、図１に示すように、略直方体形状の反射鏡ケース２ａを有しており、それら平面鏡４，５は、該本体ケース２ａ内に格納されている。また、本体ケース２ａのレーザ干渉部３と対向する面には、レーザ光が通過するためのスリット状の孔２ｂが形成されている。
【００３５】
レーザ干渉部３は、図３〜図５に示すように、２つの楔プリズム６ａ，６ｂを有するバイプリズム（屈折部）６、１／４波長板（第２の波長板）７ａ，７ｂ、偏光ビームスプリッタ（分光部）８、平面型反射鏡（反射部）９、１／４波長板（第１の波長板）１０、キューブコーナプリズム（光路軸変更部）１１及び偏向部１５を有して構成されており、略直方体形状の干渉部ケース（筐体）３ａに格納されている。尚、図４及び図５において、バイプリズム６及びキューブコーナプリズム１１は、干渉部ケース３ａに取付けられて露出しているが、各光学部品が干渉部ケース３ａ内部に配置されていてもよく、本第１の実施の形態では、いずれの場合も干渉部ケース３ａに格納されていると表現する。該干渉部ケース３ａには、上記レーザヘッド１２に対するレーザ光が通過する孔３ｂと、上記反射鏡２に対するレーザ光が通過する孔３ｃ、３ｄとが、それぞれ形成されている。
【００３６】
図３〜図５に示すように、偏光ビームスプリッタ８は、Ｚ軸方向に対して略４５°の角度で傾斜する偏光面８ｂと、レーザ光を入出力する入出力面（入出力部）８ａと、を有しており、該入出力面８ａは、反射鏡２に対して偏光ビームスプリッタ８におけるＺ軸方向の反対側に位置し、即ち上記レーザヘッド１２の入出力ヘッド１２ａにＺ軸方向において対向するように位置している。
【００３７】
また、平面型反射鏡９は、該偏光ビームスプリッタ８のＺ軸方向に対して直角方向（Ｙ軸方向）に配置されており、偏光ビームスプリッタ８のＺ軸方向に対して略４５°の角度に傾斜する傾斜面に一体に形成されている。
【００３８】
上記偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９と反射鏡２との間のＺ軸方向上には、上記バイプリズム６と１／４波長板７ａ，７ｂとがそれぞれ配置されている。更に、キューブコーナプリズム１１は、上記平面型反射鏡９に対して偏光ビームスプリッタ８の反対側に配置されており、該キューブコーナプリズム１１と偏光ビームスプリッタ８との間には、１／４波長板１０が配置されている。
【００３９】
尚、バイプリズム６と１／４波長板７ａ，７ｂとのＺ軸方向における位置は、図３に示すように、反射鏡２、バイプリズム６、１／４波長板７ａ，７ｂ、偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９の順が好ましいが、反射鏡２、１／４波長板７ａ，７ｂ、バイプリズム６、偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９の順に配置されていてもよい。また、１／４波長板７ａ，７ｂは別体であるが、一体的なものであってもよい。
【００４０】
また、１／４波長板とは、結晶軸に対して正確にスライスした結晶片を用いたものであり、１／４波長板７ａ，７ｂはＸ−Ｙ軸平面において結晶軸を４５°に傾斜させ、１／４波長板１０はＸ−Ｚ軸平面において結晶軸を４５°に傾斜させて用いている。
【００４１】
本第１の実施の形態において、偏向部１５は、通過するレーザ光の偏向方向を調整自在とする一対（２つ）のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂと、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの外周に形成されウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを保持するリング状のホルダ１６ａ，１６ｂとを有しており、偏光ビームスプリッタ８とバイプリズム６との間、より具体的には、平面型反射鏡９及びバイプリズム６の間に配置される１／４波長板７ａと、平面型反射鏡９との間に配置されている。
【００４２】
ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂは、両端面が平面に形成された円盤形状であり、一方の平面が他方の平面（Ｘ−Ｙ平面）に対して所定角度θｗ（図６の（ａ）参照）だけ傾斜する傾斜面に形成された楔形状のプリズムである。
【００４３】
そして、図５に示すように、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの平面同士が対向するよう近接して配置され、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂのホルダ１６ａ，１６ｂが、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの中心軸を中心として回動自在に干渉部ケース３ａ内に支持されている。
【００４４】
ホルダ１６ａ，１６ｂは、そのホルダ１６ａ，１６ｂの外周が干渉部ケース３ａの外部に露出するように干渉部ケース３ａ内に支持されており、操作者が各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを操作するときは、この露出したホルダ１６ａ，１６ｂを操作すればよく、干渉部ケース３ａを分解しなくても済むので、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの調整操作が簡単である。
【００４５】
そして、図６の（ａ）ように、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの中心軸を中心に矢印Ａ方向（時計回り）或いは矢印Ｂ方向（反時計回り）にウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動させることにより、通過するレーザ光の偏向方向を調整することができる。
【００４６】
具体的に説明すると、一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂ同士を近接して対向するように配置しているので、図６（ｂ）に示すように、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向或いは矢印Ｂ方向に回動させることにより、ウェッジプリズム１５ａに入射してウェッジプリズム１５ｂから出射されるレーザ光は、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの傾斜面の傾斜角度θｗに対応する所定の略円錐領域Ｒ内を通過する任意の方向に偏向される。従って、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に回動操作することにより、レーザ光の偏向方向を調整することができる。
【００４７】
本第１の実施の形態のレーザ干渉計１は、Ｓ波とＰ波を有するレーザ光を偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａから入力し、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で２往復させて偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａから出力するよう構成されており、レーザヘッド１２から２つの光成分を有するレーザ光をレーザ干渉計１のレーザ干渉部３に入力し、レーザ干渉部３の出力である２つの光成分による干渉信号に基づいてロール方向の位置偏差を測定するものである。この測定作業に先立って、レーザヘッド１２から２つの光成分を有するレーザ光を照射し、レーザ干渉部３から出力される各光成分が平行となるよう、反射鏡２及びレーザ干渉部３の偏向部１５を調整操作する必要がある。
【００４８】
以下、レーザ干渉計１にレーザ光を照射した場合について詳細に説明する。
【００４９】
上記レーザヘッド１２のレーザ発振器よりＰ波とＳ波とを有するレーザ光がＺ軸方向に対して平行に出力され、図３に示す光路ａ１，ｂ１を介して偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。この偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力されたレーザ光は、偏光面８ｂにより第１光成分（Ｐ波）と第２光成分（Ｓ波）に分光され、Ｐ波が第１光路（図３中、ａ２〜ａ１１）を通過し、Ｓ波が第２光路（図３中、ｂ２〜ｂ１１）を通過する。詳述すると、Ｐ波は該偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま通過して直進方向、即ちＺ軸方向の光路ａ２に出力されると共に、Ｓ波は該偏光面８ｂにより直角方向、即ちＹ軸方向に反射されて偏光ビームスプリッタ８内を通過し、平面型反射鏡９に到達する。ここで、図３には、第１光成分が通過する第１光路を破線で示し、第２光成分が通過する第２光路を実線で示している。
【００５０】
まず、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３と反射鏡２との間で２往復させる際に最初に往復させる場合について説明する。
【００５１】
第１光路（図３中、破線）を通過する第１光成分として、光路ａ２に出力されたＰ波のレーザ光は、１／４波長板７ｂを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ｂによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ａ３に出力される。該光路ａ３の第１光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡４の点４ｂにおいて該平面鏡４に垂直に入力され、該光路ａ３に反射される。言い換えれば、反射鏡２の平面鏡４は、第１光成分が垂直に入反射するようにその角度が操作者によって調整される。反射された光路ａ３の円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ｂによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ｂを通過してＳ波のレーザ光になり、光路ａ２に出力され、偏光ビームスプリッタ８に戻される。
【００５２】
つまり、偏光面８ｂをＺ軸方向に直進した第１光成分は、光路ａ２、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６、光路ａ３を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡４で反射されて、往路と同一光路である光路ａ３、バイプリズム６、１／４波長板７ｂ、光路ａ２を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第１光成分が往復したこととなる。
【００５３】
一方、第２光路（図３中、実線）を通過する第２光成分として、偏光ビームスプリッタ８により分光された光成分であるＳ波のレーザ光は、平面型反射鏡９によりバイプリズム６が配設されている方向に反射され、光路ｂ２に出力される。
【００５４】
該光路ｂ２のＳ波レーザ光は、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを通過して、光路ｂ３に出力されるが、この偏向部１５で第２光成分であるＳ波レーザ光の偏向方向が調整される。
【００５５】
具体的に説明すると、図６の（ａ）に示すように、光学部品である偏光ビームスプリッタ８の製造精度が低い場合、偏光面８ｂで反射された第２光成分であるＳ波レーザ光は、Ｙ軸方向からずれた光路を辿ることとなる。平面型反射鏡９により反射された第２光成分は、仮に偏向部１５が無い状態では光路ｂ３’の如く、Ｚ軸方向からずれて光路ｂ２を通過する第１光成分に対して平行とはならず、平行度が極めて低いものとなってしまう。これに対し、本第１の実施の形態では、図６の（ｂ）に示すように、操作者が偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に回動操作することにより、偏向部１５を通過するレーザ光を所定の略円錐領域Ｒ内で偏向可能であり、図６の（ａ）に示すように、光路ｂ３に出力される第２光成分を、光路ａ２に出力される第１光成分に対して平行となるように偏向方向を調整することができるので、光路ａ２を通過する第１光成分に対する光路ｂ３を通過する第２光成分の平行度を向上させることができる。
【００５６】
このように偏向部１５で光路ａ２を通過する第１光成分に平行に調整されてＺ軸方向の光路ｂ３を通過した第２光成分であるＳ波レーザ光は、１／４波長板７ａを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ｂによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ｂ４に出力される。該光路ｂ４の第２光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡４の点４ａにおいて反射される。
【００５７】
ここで、光路ｂ３を通過する第２光成分は、偏向部１５にて光路ａ２を通過する第１光成分に平行になるよう調整されているので、光路ｂ４を通過した第２光成分は、平面鏡４の点４ｂで垂直に入反射される第１光成分と同様に、平面鏡４の点４ａにおいて垂直に入反射される。
【００５８】
反射された光路ｂ４の第２光成分である円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ｂによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ａを通過してＰ波のレーザ光になり、光路ｂ３に出力される。そして、光路ｂ３のＰ波のレーザ光は、偏向部１５で偏向方向が調整されて光路ｂ２に出力され、平面型反射鏡９により偏光面８ｂに向けて反射される。
【００５９】
つまり、偏光面８ｂで反射された第２光成分は、平面型反射鏡９、光路ｂ２、偏向部１５、光路ｂ３、１／４波長板７ａ、バイプリズム６、光路ｂ４を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡４で反射されて、往路と同一光路である光路ｂ４、バイプリズム６、１／４波長板７ａ、光路ｂ３、偏向部１５、光路ｂ２、平面型反射鏡９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第２光成分が往復したこととなる。
【００６０】
次に、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３と反射鏡２との間で２回目を往復させる場合について説明する。
【００６１】
第２光路（図３中、実線）を通過する第２光成分として、光路ｂ２を通過して偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｂ５に出力される。該光路ｂ５のＰ波のレーザ光は１／４波長板１０を通過して円偏光のレーザ光になって光路ｂ６に出力され、該光路ｂ６の円偏光のレーザ光は、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｂ６の軸方向に対して平行でＸ軸方向に異なる軸上である光路ｂ７に折り返して出力される。該光路ｂ７の円偏光のレーザ光は、再び１／４波長板１０を通過してＳ波のレーザ光となり、光路ｂ８に出力される。
【００６２】
光路ｂ８のレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂにより直角方向、即ちＺ軸方向の光路ｂ９に反射される。ここで、光路ｂ９に出力される第２光成分は、図６に示すように、光路ｂ１を通過した第２光成分が偏光面８ｂで反射される角度と同一角度で偏光面８ｂに反射されるので、第１光成分が最初の往復時に通過した光路ａ２と平行に出力される。
【００６３】
光路ｂ９のＳ波のレーザ光は、１／４波長板７ｂを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ａによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ｂ１０に出力される。該光路ｂ１０の第２光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡５の点５ｂにおいて該平面鏡５に垂直に入力され、該光路ｂ１０に反射される。言い換えれば、反射鏡２の平面鏡５は、第２光成分が垂直に入反射するようにその角度が操作者によって調整される。反射された光路ｂ１０の円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ａによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ｂを通過してＰ波のレーザ光になり、光路ｂ９に出力される。そして、光路ｂ９のレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま直進方向に通過し、光路ａ１の第１光成分及び光路ｂ１の第２光成分に対して平行な光路ｂ１１に出力される。
【００６４】
つまり、偏光面８ｂで反射された第２光成分は、光路ｂ９、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６、光路ｂ１０を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で反射されて、往路と同一光路である光路ｂ１０、バイプリズム６、１／４波長板７ｂ、光路ｂ９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第２光成分が往復したこととなる。
【００６５】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した第２光成分は、入出力面８ａより光路ｂ１１に出力された後、上記レーザヘッド１２の光電変換器に入力される。
【００６６】
一方、第１光路（図３中、破線）を通過する第１光成分として、光路ａ２に戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりキューブコーナプリズム１１が配設されている方向に反射され、光路ａ４に出力される。
【００６７】
詳述すると、光路ａ２を戻ってきた第１光成分は、光路ｂ１を通過して偏光面８ｂで反射された第２光成分の反射角度と同一角度で反射され、このときの第２光成分と平行且つ反対方向の光路ａ４に出力される。
【００６８】
該光路ａ４のＳ波のレーザ光は１／４波長板１０を通過して円偏光のレーザ光になって光路ａ５に出力され、該光路ａ５の円偏光のレーザ光は、キューブコーナプリズム１１により、該光路ａ５の軸方向に対して平行でＸ軸方向に異なる軸上である光路ａ６に折り返して出力される。該光路ａ６の円偏光のレーザ光は、再び１／４波長板１０を通過してＰ波のレーザ光となり、光路ａ７に出力される。
【００６９】
光路ａ７のレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９に出力され、平面型反射鏡９によりバイプリズム６が配設されている方向に反射され、光路ａ８に出力される。
【００７０】
ここで、最初の往復時に偏光面８ｂで反射され平面型反射鏡９に向かう第２光成分と、キューブコーナプリズム１１を折り返して光路ｂ８を通過し平面型反射鏡９に向かう第１光成分とは平行である。従って、光路ａ８の第１光成分は、光路ｂ２の第２光成分と平行である。
【００７１】
そして、光路ａ８を通過した第１光成分であるＰ波レーザ光は、光路ｂ３を通過した第２光成分の偏向方向と同一方向に偏向部１５で偏向され、光路ｂ９を通過する第２光成分に平行に調整されて光路ａ９に出力される。
【００７２】
つまり、最初の往復時に第２光成分が偏向部１５を通過し、次の往復時に第１光成分が偏向部１５を通過するので、両光成分の偏向方向が偏向部１５で調整されたこととなる。
【００７３】
該光路ａ９の第１光成分であるＰ波レーザ光は、１／４波長板７ａを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ａによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ａ１０に出力される。該光路ａ１０の第１光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡５の点５ａにおいて反射される。
【００７４】
ここで、光路ａ９を通過する第１光成分であるＰ波レーザ光は、光路ｂ９を通過する第２光成分に平行になるよう調整されているので、光路ａ１０を通過した第１光成分は、平面鏡５の点５ｂで垂直に入反射される第２光成分と同様に、平面鏡５の点５ａにおいて垂直に入反射される。
【００７５】
反射された光路ａ１０の第１光成分である円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ａによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ａを通過してＳ波のレーザ光になり、光路ａ９に出力される。そして、光路ａ９のＳ波のレーザ光は、偏向部１５で偏向方向が調整されて光路ａ８に出力され、平面型反射鏡９により偏光面８ｂに向けて反射される。偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに往路と同じ光路で戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂにより、光路ｂ１の第２光成分が偏光面８ｂで反射したときの反射角度と同一角度でＺ軸方向に反射され、光路ａ１の第１光成分及び光路ｂ１の第２光成分に対して平行となり、入出力面８ａより光路ａ１１に出力される。
【００７６】
つまり、偏光面８ｂを通過した第１光成分は、平面型反射鏡９、光路ａ８、偏向部１５、光路ａ９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６、光路ａ１０を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で反射されて、往路と同一光路である光路ａ１０、バイプリズム６、１／４波長板７ａ、光路ａ９、偏向部１５、光路ａ８、平面型反射鏡９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第１光成分が往復したこととなる。
【００７７】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した第１光成分は、入出力面８ａより光路ａ１１に出力された後、上記レーザヘッド１２の光電変換器に入力される。
【００７８】
以上、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した光路ａ１１の第１光成分と光路ｂ１１の第２光成分は、入力されるレーザ光に平行しているので、入出力面８ａより互いに平行に出力されることとなる。
【００７９】
尚、図３に示した光路ａ１，ｂ１、光路ａ４，ｂ５、光路ａ５，ｂ６、光路ａ６，ｂ７、光路ａ７，ｂ８、及び光路ａ１１，ｂ１１は、説明の便宜上、平行な軸線として示しているが、これらの光路は、それぞれ同一軸上の光路である。
【００８０】
本第１の実施の形態では、レーザヘッド１２より照射された第１光成分及び第２光成分を有するレーザ光が入出力面８ａより入力して偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第２光成分が偏向部１５を通過し、次の往復時に第１光成分が偏向部１５を通過するので、偏向部１５の一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動操作して各光成分の偏向方向を調整でき、その調整作業によりバイプリズム６に出射される各光成分を平行にすることができ、各光成分を反射鏡２に対して垂直に入反射させることができる。そして、反射鏡２にて垂直に入反射されるので、各光成分は往路と復路で同一光路を辿ることができ、入出力面から出力される各光成分を互いに平行にすることができる。従って、レーザ干渉部３から出力される各光成分の平行度を向上させることができる。
【００８１】
しかも、各光成分の偏向方向を調整するために、偏光ビームスプリッタ８に一体に形成されている平面型反射鏡９の角度を調整する必要がなく、偏向部１５の一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動操作するだけでよいので、その調整作業は非常に簡単である。
【００８２】
また、両光成分が一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを通過するよう構成されているので、各光成分毎に一対のウェッジプリズムを用意しなくてもよいので、部品点数が少なく済み、構造も簡単となる。
【００８３】
次に、例えば反射鏡２がレーザ干渉部３に対してＺ軸周りのγ方向であるロール方向に相対移動したとする。すると、第１光路と第２光路とをそれぞれ通過するレーザ光が反射する点４ａ，５ｂ及び点４ｂ，５ａは、点４ａ及び点５ｂが平面鏡４，５の傾斜に対して谷側（つまり内側）又は山側（つまり外側）に、点４ｂ及び点５ａが平面鏡４，５の傾斜に対して山側（つまり外側）又は谷側（つまり内側）に移動する形となる。即ち、光路ｂ４及び光路ｂ１０の光路長に対して光路ａ３及び光路ａ１０の光路長が縮まる、又は伸びることになり、第１光路と第２光路との光路長に相対的な変化が生じる。
【００８４】
第１光路と第２光路との光路長に相対的な変化が生じると、入出力面８ａから出力される光路ａ１１の第１光成分であるＳ波のレーザ光と、光路ｂ１１の第２光成分であるＰ波のレーザ光とのドップラー周波数偏移が生じ、干渉信号が得られる。この干渉信号を入力したレーザヘッド１２の光電変換器により光路長の変化（以下、「検出光長」とする。）を検出することができるものである。尚、この光電変換器によるドップラー周波数偏移の検出は、公知の技術であるので、その説明を省略する。
【００８５】
また、点４ａと点４ｂ（点５ａと点５ｂ）の距離を２ｖとし、上記ロール方向の角度θγと光路長の変化量Δとを式で示すと、
θγ＝ｔａｎ−１（Δ／（８ｖ・ｓｉｎφ））・・・・・・式１
となる。それらロール方向の角度θと光路長の変化量Δとの関係は、点４ａと点５ａ（点４ｂと点５ｂ）の距離２ｕに依存せず、つまり反射鏡２とレーザ干渉部３との距離はなんら影響がない。
【００８６】
上記式１の関係は、点４ａと点４ｂ（点５ａと点５ｂ）の距離２ｖが一定で、かつ角度φも一定であるため、検出光長（ｍｍ）と発生ローリング（角秒）との関係として得られる。この発生ローリングを累積演算することで、反射鏡２とレーザ干渉部３とのロール方向の位置偏差を算出することが可能であり、つまり検出光長に基づいてロール方向の位置偏差を算出することが可能である。
【００８７】
従って、本第１の実施の形態では、レーザ干渉部３から出力される各光成分を平行にできるので、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、検出される光路長の変化量Δの誤差も小さくなるので、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００８８】
尚、従来の技術と同様に、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）、軸方向（Ｚ方向）、ピッチ方向（α方向）、ヨー方向（β方向）に対して変位があった場合は、光路ｂ４及び光路ｂ１０の光路長と、光路ａ３及び光路ａ１０の光路長とが共に伸縮、或いは変化せずに、その２つの光路長に相対的な変化が生じない。
【００８９】
レーザ干渉計１を用いて工作機械２０を測定する際は、図１に示すように、該工作機械２０に、レーザ干渉計１を備えた測定装置５０を設置する。まず、レーザ干渉計１の反射鏡２を工作機械２０のベッド２１上に固定し、レーザ干渉部３をテーブル２２上に固定する。この固定の際は、反射鏡２とレーザ干渉部３とがＺ軸方向において正確に一直線上になるように、かつ平面鏡４，５の角度とレーザ干渉部３の角度がＺ軸方向に対する正確な位置になるように固定することが好ましいが、僅かなずれがあっても第１光路（特に光路ａ３及び光路ａ１０）と第２光路（特に光路ｂ４及び光路ｂ１０）との光路長に差が生じないので、特に問題はない。また、レーザヘッド１２を、レーザ干渉部３の入出力面８ａに対して入出力ヘッド１２ａがＺ軸方向において一直線上になるように床３０上に設置する。
【００９０】
その後、レーザヘッド１２のレーザ発振器よりレーザ光を照射すると共に、光電変換器により第１光路と第２光路との光路長の相対変化の測定を開始する。そして、工作機械２０のテーブル２２をベッド２１に対してＺ軸方向に移動させ、測定装置５０によって、テーブル２２の移動に伴うロール方向（γ方向）の位置偏差を測定する。この際、レーザ干渉部３の入出力面８ａはＺ軸方向に移動し、またレーザヘッド１２の入出力ヘッド１２ａもＺ軸方向に向けられているので、レーザ干渉部３をテーブル２２によりＺ軸方向に移動しても、入出力面８ａに対するレーザ光の入出力がずれることはない。また、レーザ干渉部３がＺ軸方向に移動するだけであれば、第１光路と第２光路との光路長が共に伸縮するだけであって、相対的な光路長の差は生じない。
【００９１】
また、レーザ干渉計１を用いて工作機械２０を測定する際は、図２に示すように、レーザ干渉計１の反射鏡２を工作機械２０のテーブル２２上に固定し、レーザ干渉部３をベッド２１上に固定してもよい。この際も同様に、レーザヘッド１２を、レーザ干渉部３の入出力面８ａに対して入出力ヘッド１２ａがＺ軸方向において一直線上になるように床３０上に設置する。
【００９２】
その後、レーザヘッド１２のレーザ発振器よりレーザ光を照射すると共に、光電変換器により第１光路と第２光路との光路長の相対変化の測定を開始し、工作機械２０のテーブル２２をベッド２１に対してＺ軸方向に移動させ、測定装置５０によって、テーブル２２の移動に伴うロール方向（γ方向）の位置偏差を測定する。この際、入出力面８ａに対するレーザヘッド１２からのレーザ光の入出力がずれることなく、また、反射鏡２がＺ軸方向に移動するだけであれば、第１光路と第２光路との光路長が共に伸縮するだけであって、相対的な光路長の差は生じない。
以上、本第１の実施の形態の測定装置５０によれば、測定に先立って、レーザ干渉計１のレーザ干渉部３より出力される各光成分を平行に調整する作業を簡単に行うことができ、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができる。
【００９３】
＜第２の実施の形態＞
ついで、以下に本発明に係る第２の実施の形態を図に沿って説明する。図７は第２の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。図８は、レーザ干渉部を示す斜視図である。図９は、図８中、Ｂ−Ｂ線に沿うレーザ干渉部の断面図である。図１０は、図８中、矢印Ｃ方向から見たレーザ干渉部の平面図である。尚、第２の実施の形態においては、一部の変更部分を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
【００９４】
本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１は、反射鏡２とレーザ干渉部１０３とを備えており、レーザ干渉部１０３は、上記第１の実施の形態のレーザ干渉部３の構成に更にキューブコーナプリズム（再入力部）１７を備えたものである。
【００９５】
このキューブコーナプリズム１７は、偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに近接して配置されており、干渉部ケース３ａに対して固定金具１８で固定されている。更に、キューブコーナプリズム１７は、図１０に示すように、入出力面８ａにおいてレーザ光が入力される点Ｄ１及びレーザ光を出力するための点Ｄ４を避けて配置されている。そして、キューブコーナプリズム１７は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してレーザ光が出力される点Ｄ２とレーザ光を再入力する点Ｄ３に対向して配置されている。
【００９６】
尚、本第２の実施の形態では、図１０に示すように、キューブコーナプリズム１７が干渉部ケース３ａの外側に固定されて外部に露出しているが、キューブコーナプリズム１７が干渉部ケース３ａに覆われていてもよく、いずれの場合も干渉部ケース３ａに格納されていると表現する。
【００９７】
以下、レーザ干渉計１０１にレーザ光を照射した場合について説明する。
【００９８】
レーザヘッドのレーザ発振器よりＰ波とＳ波とを有するレーザ光がＺ軸方向に対して平行に出力され、図７に示す光路ｃ１，ｄ１を介して偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ１にレーザ光が入力される。この偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力されたレーザ光は、偏光面８ｂにより第１光成分（Ｐ波）と第２光成分（Ｓ波）に分光され、第１光成分が第１光路（図７中、ｃ２〜ｃ２２）を通過し、第２光成分が第２光路（図７中、ｄ２〜ｄ２２）を通過する。詳述すると、Ｐ波は該偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま通過して直進方向、即ちＺ軸方向の光路ｃ２に出力されると共に、Ｓ波は該偏光面８ｂにより直角方向、即ちＹ軸方向に反射されて偏光ビームスプリッタ８内を通過し、平面型反射鏡９に到達する。ここで、図７には、第１光成分が通過する第１光路を破線で示し、第２光成分が通過する第２光路を実線で示している。
【００９９】
まず第１光路（図７中、破線）を通過する第１光成分は、光路ｃ２、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６の楔プリズム６ｂ、光路ｃ３を順次通過して、反射鏡２の平面鏡４に垂直に入反射し、光路ｃ３、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ｂ、光路ｃ２を順次通過して偏光ビームスプリッタ８に戻ってくる。
【０１００】
次に、光路ｃ２に戻ってきたレーザ光は、Ｓ波となっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりキューブコーナプリズム１１が配設されている方向に反射され、光路ｃ４、１／４波長板１０、光路ｃ５を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、光路ｃ５の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｃ６に折り返して出力される。次いで第１光成分は、光路ｃ６、１／４波長板１０、光路ｃ７を順次通過する。
【０１０１】
光路ｃ７のレーザ光は、Ｐ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９、光路ｃ８を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｃ９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６の楔プリズム６ａ、光路ｃ１０を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５に垂直に入反射し、光路ｃ１０、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ａ、光路ｃ９、偏向部１５、光路ｃ８、平面型反射鏡９を順次通過して偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０２】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりＺ軸方向に反射され、入出力面８ａより光路ｃ１１に出力される。このとき、光路ｃ１１に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ１の対角に位置し、キューブコーナプリズム１７に対向する点Ｄ２より出力される。
【０１０３】
本第２の実施の形態では、この光路ｃ１１に出力された第１光成分が、キューブコーナプリズム１７により、光路ｃ１１の軸に平行でＹ軸方向に異なる軸上の光路ｃ１２を通過し、再び偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、光路ｃ１２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ２よりＹ軸方向に所定距離ずれた点Ｄ３に入力される。
【０１０４】
光路ｃ１２を通過した第１光成分は、Ｓ波になっているので、偏光面８ｂにより反射され、平面型反射鏡９、光路ｃ１３を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｃ１４、１／４波長板７ａ、バイプリズム６の楔プリズム６ａ、光路ｃ１５を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５に垂直に入反射し、光路ｃ１５、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ａ、光路ｃ１４、偏向部１５、光路ｃ１３、平面型反射鏡９を順次通過して偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０５】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｐ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｃ１６、１／４波長板１０、光路ｃ１７を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｃ１７の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｃ１８に折り返して出力される。該光路ｃ１８のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｃ１９を順次通過し、Ｓ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光面８ｂで反射され、光路ｃ２０、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６の楔プリズム６ｂ、光路ｃ２１を順次通過し、反射鏡２の平面鏡４に垂直に入反射し、光路ｃ２１、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ｂ、光路ｃ２０を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。この戻ってきた第１光成分のレーザ光はＰ波であり、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、入出力面８ａから光路ｃ２２に出力される。このとき、光路ｃ２２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ３の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７を避けた点Ｄ４より出力される。
【０１０６】
つまり、第１光成分のレーザ光は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してキューブコーナプリズム１７に出力された後、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａに戻されて、更にバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して入出力面８ａから出力されるので、バイプリズム６と反射鏡２との間を、上記第１の実施の形態の２倍である４往復して入出力面８ａから出力されることとなる。
【０１０７】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して４往復した第１光成分は、入出力面８ａより光路ｃ２２に出力された後、レーザヘッドの光電変換器に入力される。
【０１０８】
一方、第２光路（図７中、実線）を通過する第２光成分として、偏光ビームスプリッタ８により分光された光成分であるＳ波のレーザ光は、平面型反射鏡９、光路ｄ２を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｄ３、１／４波長板７ａ、楔プリズム６ｂ、光路ｄ４を順次通過し、反射鏡２の平面鏡４において垂直に入反射し、光路ｄ４、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ａ、光路ｄ３、偏向部１５、光路ｄ２、平面型反射鏡９を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０９】
この戻ってきた第２光成分のレーザ光はＰ波となっているため、偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｄ５、１／４波長板１０、光路ｄ６を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｄ６の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｄ７に折り返して出力される。該光路ｄ７のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｄ８を順次通過し、Ｓ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光面８ｂで反射され、光路ｄ９、１／４波長板７ｂ、楔プリズム６ａ、光路ｄ１０を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ１０、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ｂ、光路ｄ９を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１１０】
この戻ってきた第２光成分のレーザ光はＰ波であり、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま直進方向に通過し、入出力面８ａから光路ｄ１１に出力される。このとき、光路ｄ１１に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ１の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７に対向する点Ｄ２より出力される。
【０１１１】
本第２の実施の形態では、この光路ｄ１１に出力された第２光成分が、キューブコーナプリズム１７により、光路ｄ１１の軸に平行でＹ軸方向に異なる軸上の光路ｄ１２を通過し、再び偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、光路ｄ１２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ２よりＹ軸方向に所定距離ずれた点Ｄ３に入力される。
【０１１２】
光路ｄ１２を通過した第２光成分は、Ｐ波になっているので、偏光面８ｂをそのまま通過し、光路ｄ１３、１／４波長板７ｂ、楔プリズム６ａ、光路ｄ１４を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ１４、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ｂ、光路ｄ１３を順次通過し、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１１３】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂで反射され、光路ｄ１５、１／４波長板１０、光路ｄ１６を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｄ１６の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｄ１７に折り返して出力される。該光路ｄ１７のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｄ１８を順次通過し、Ｐ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９、光路ｄ１９を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｄ２０、１／４波長板７ａ、楔プリズム６ｂ、光路ｄ２１を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ２１、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ａ、光路ｄ２０、偏向部１５、光路ｄ１９、平面型反射鏡９を順次通過し、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。
【０１１４】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりＺ軸方向に反射され、入出力面８ａより光路ｄ２２に出力される。このとき、光路ｄ２２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ３の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７を避けた点Ｄ４より出力される。
【０１１５】
つまり、第２光成分のレーザ光は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してキューブコーナプリズム１７に出力された後、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａに戻されて、更にバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して入出力面８ａから出力されるので、バイプリズム６と反射鏡２との間を、上記第１の実施の形態の２倍である４往復して入出力面８ａから出力されることとなる。
【０１１６】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して４往復した第２光成分は、入出力面８ａより光路ｄ２２に出力された後、レーザヘッドの光電変換器に入力される。
【０１１７】
このように、本第２の実施の形態では、キューブコーナプリズム１７により、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して出力されたレーザ光が、再びバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して出力されるので、各光成分は光路長が上記第１の実施の形態の２倍となり、ロール方向の位置偏差が生じた場合、光路長の変化量が２倍となる。従って、光路長の変化を検出するレーザヘッド１２の光電変換器において検出感度が２倍になり、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【０１１８】
また、本第２の実施の形態では、レーザヘッド１２より照射された第１光成分及び第２光成分を有するレーザ光が入出力面８ａより入力して偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第２光成分が偏向部１５において偏光方向を調整され、次の往復時に第１光成分が偏向部１５において偏光方向を調整されるので、キューブコーナプリズム１７に出力される各光成分を平行にすることができる。更に、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａから再度入力された互いに平行なレーザ光の各光成分も、偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第１光成分が偏向部１５において偏光方向を調整され、次の往復時に第２光成分が偏向部１５において偏光方向を調整されるので、レーザ光を再入力した場合に偏向部１５の調整量を変更しなくても出力される各光成分を平行にすることができる。従って、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができる。
【０１１９】
次に、上記第１の実施の形態のレーザ干渉計１を備えた測定装置のロール検出感度と、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１を備えた測定装置のロール検出感度とを比較した実験結果について説明する。図１１は、上記第１の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図であり、図１２は、本第２の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図である。尚、上記第１の実施の形態のレーザ干渉計１における反射鏡２には、第１光成分と第２光成分とを合せて４回入反射し、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１における反射鏡２には、第１光成分と第２光成分とを合せて８回入反射することとなる。
【０１２０】
図１１及び図１２において、横軸は、反射鏡２をロール方向に回転させた角度（ロール）であり、縦軸は、反射鏡２のロールに対してレーザ干渉計１，１０１を用いて検出された検出光長である。なお、図１１及び図１２中、Ｌは、反射鏡２とバイプリズム６との距離であり、作図上、データのプロット位置を、Ｌの値が大きくなるに従って上方にシフトさせて見易くしている。例えば、Ｌ＝３００（ｍｍ）の場合は、検出光長を０．０１（ｍｍ）だけ上方にシフトしてプロットしているが、実際の検出光長は、プロット位置よりも０．０１（ｍｍ）だけ低い値である。
【０１２１】
ここで、レーザ干渉計１，１０１を備えた測定装置のロール検出感度は、測定データの回帰直線の傾きであり、測定データの回帰直線の傾きが大きいほど、検出感度が高いものである。図１１に示す上記第１の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、Ｌの値がいずれの場合でも、０．８１×１０−５であり、反射鏡２とバイプリズム６との距離に依存しないことが確認できた。
【０１２２】
また、図１２に示す本第２の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、Ｌの値がいずれの場合でも、１．６３×１０−５であり、これによっても、反射鏡２とバイプリズム６との距離に依存しないことが確認できた。そして、本第２の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、上記第１の実施の形態の測定装置のロール検出感度の２倍となるのが確認できた。
【０１２３】
次に、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１を備えた測定装置を用いて、実際に光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した場合について説明する。図１３は、光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した結果を示す図である。この実験では、光学実験台上にテーブルを載置し、テーブルを移動させてロール方向の位置偏差を検出した。
【０１２４】
ここで、レーザ干渉計１０１より得られるのは、検出光長であり、図１２に示すロール検出感度（１．６３×１０−５）を校正データとして用いてロール方向の位置偏差を算出している。具体的に説明すると、図１３に示すロール、つまりロール方向の位置偏差は、レーザ干渉計１０１より得られた検出光長を、校正データであるロール検出感度で除算することにより求められる。
【０１２５】
図１３に示すように、ロール方向の位置偏差の測定を５回行ったが、ロール検出感度が倍増したので、測定結果のばらつきはほとんどない。従って、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上したことが確認された。
【０１２６】
＜第３の実施の形態＞
ついで、以下に本発明に係る第３の実施の形態を図に沿って説明する。図１４は第３の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。尚、第３の実施の形態においては、一部の変更部分を除き、第１或いは第２の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
【０１２７】
本第３の実施の形態では、図１４に示すように、レーザ干渉計２０１のレーザ干渉部２０３が、偏光ビームスプリッタ（分光部）２０８と平面型反射鏡（反射部）２０９とを別体に有し、平面型反射鏡２０９が、偏光ビームスプリッタ２０８のＺ軸方向に対して直角方向（Ｙ軸方向）に配置されて構成される。
【０１２８】
本第３の実施の形態でも、偏向部１５は、平面型反射鏡２０９と１／４波長板７ａとの間に配置されている。これにより本第３の実施の形態によれば、レーザ干渉部２０３から出力される各光成分を平行に調整する際に平面型反射鏡２０９の角度を調整する必要はなく、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを調整するだけでよいので、調整作業が簡単である。
【０１２９】
尚、上記第３の実施の形態では、偏向部１５が、平面型反射鏡２０９と１／４波長板７ａとの間に配置される場合について説明したが、これに限るものではなく、図１４の破線で示すように、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ２０８と平面型反射鏡２０９との間に配置してもよい。これによっても、出力される各光成分を平行に調整する際に平面型反射鏡２０９の角度を調整する必要はなく、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを調整するだけでよいので、調整作業が簡単である。
【０１３０】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、偏向部１５を平面型反射鏡９，２０９と１／４波長板７ａとの間に配置したが、その代わりに、例えば図１４の破線で示すように、偏向部１５を１／４波長板７ａとバイプリズム６との間に配置してもよい。また、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ８，２０８、反射鏡９，２０９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６を通過する光路に設ける代わりに、偏光ビームスプリッタ８，２０８、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６を通過する光路、即ち、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ８，２０８と１／４波長板７ｂとの間、或いは、１／４波長板７ｂとバイプリズム６との間に配置するようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉部３，１０３，２０３が、反射部として平面型反射鏡９，２０９を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、レーザ干渉部が反射部としてアミチプリズム（不図示）を有する場合であってもよい。
【０１３２】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉計１，１０１，２０１を用いてロール方向（γ方向）の位置偏差を測定するものを説明したが、該レーザ干渉計１，１０１，２０１全体を９０度回転させた形、つまり横向きで用いることも可能である。
【０１３３】
また、上記第１の実施の形態では、工作機械２０を測定する測定装置５０について説明したが、該測定装置５０は、特に工作機械に限らず、支持部材と該支持部材に対して軸方向に移動する移動部材とであり、反射鏡２とレーザ干渉部３，１０３，２０３とが設置（固定）可能なものであれば、どのようなものであってもそれらの位置偏差を測定することが可能である。
【０１３４】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉部３，１０３，２０３の入出力面が反射鏡２に対して偏光ビームスプリッタ８，２０８における軸方向の反対側に位置する場合について説明したが、これに限るものではなく、偏光ビームスプリッタの入出力面が、軸方向に対して直角方向に形成され、レーザ干渉部がレーザ光を軸方向に対して直角方向に入出力するよう構成されたものであってもよい。
【０１３５】
また、上記第２の実施の形態では、レーザ干渉部１０３が再入力部として１個のキューブコーナプリズム１７を備え、レーザ光をバイプリズム６と反射鏡２との間で４往復させる場合について説明したが、これに限るものではなく、レーザ干渉部が再入力部として複数個（Ｎ個：Ｎは２以上の整数）のキューブコーナプリズムを備え、レーザ光をバイプリズム６と反射鏡２との間で２×（Ｎ＋１）往復させるよう構成された場合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】レーザ干渉部をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図。
【図２】反射鏡をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図。
【図３】第１の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【図４】レーザ干渉部の斜視図。
【図５】図４中Ａ−Ａ線に沿うレーザ干渉部の断面図。
【図６】偏向部を通過するレーザ光の光路を示す説明図であり、（ａ）は、レーザ干渉部において偏向部によりレーザ光の偏向方向を調整した場合の光路を示す説明図、（ｂ）は、偏向部を通過するレーザ光の偏向範囲を示す説明図。
【図７】第２の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【図８】レーザ干渉部を示す斜視図。
【図９】図８中、Ｂ−Ｂ線に沿うレーザ干渉部の断面図。
【図１０】図８中、矢印Ｃ方向から見たレーザ干渉部の平面図。
【図１１】第１の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図。
【図１２】第２の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図。
【図１３】光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した結果を示す図。
【図１４】第３の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１０１，２０１ レーザ干渉計
２ 反射鏡（反射手段）
３，１０３，２０３ レーザ干渉部（レーザ光路生成手段）
３ａ 干渉部ケース（筐体）
４ 平面鏡
５ 平面鏡
６ バイプリズム（屈折部）
６ａ 楔プリズム
６ｂ 楔プリズム
８，２０８ 偏光ビームスプリッタ（分光部）
８ａ 入出力面（入出力部）
８ｂ 偏光面
９，２０９ 平面型反射鏡（反射部）
１２ レーザヘッド（レーザ測長手段）
１５ 偏向部
１５ａ ウェッジプリズム
１５ｂ ウェッジプリズム
１６ａ ホルダ（操作子）
１６ｂ ホルダ（操作子）
１７ キューブコーナプリズム（再入力部）
２０ 工作機械
２１ ベッド（支持部材）
２２ テーブル（移動部材）
３０ 床（基準床）
５０ 測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械のテーブル等の移動部材が支持部材に対して軸方向に移動する際に生じる位置偏差を測定するためのレーザ干渉計に係り、詳しくは、出力される各光成分を平行に調整可能とするレーザ干渉計、及びそれを用いた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば高精度な工作が要求される旋盤、フライス盤、研削盤などの工作機械などにおいては、工場などの床に対して固定されるベッドと、該ベッド上を移動するテーブルとが備えられており、工作の際には、このテーブルに被加工物などを設置して、該テーブルを所定の軸方向に移動させつつ工作を行う。このテーブルの移動においては、軸方向、横方向、縦方向、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向の６つの（つまり６自由度方向の）位置偏差（誤差）が生じる虞があり、機械精度の比較、受渡し、保守などの目的から、これらの位置偏差を測定する必要がある。
【０００３】
従来、上記６つの位置偏差を測定するため、レーザ測長機などによって測定を行うものが種々提案されており、軸方向、横方向、縦方向、ピッチ方向、ヨー方向の位置偏差を測定するものは実用化されているものもある。ところが、ロール方向の測定は、精密水準器やダイヤルゲージによって測定するように規定されている（例えば、ＪＩＳＢ６３３６−１、ＩＳＯ１０７９１−１）。しかしながら、上記工作機械のテーブルを移動させると、該工作機械自体の重心が移動するため、該工作機械全体が傾斜してしまう。そのため、上記水準器などによってロール方向の測定を行うと、該工作機械の傾斜も含めて測定することとなり、正確なロール方向の測定ができなかった。また、鉛直方向に移動するテーブルにおいては、ロール方向が水平方向であるため、上述の水準器ではロール方向の測定が不可能であった。そこで、特にロール方向に対する位置偏差をレーザ干渉計を用いて測定するもの（特許文献１、２参照）が提案されている。
【０００４】
この種のレーザ干渉計は、略Ｖ字状となるように所定角度で傾斜した２枚の平面鏡を有する反射手段としての反射鏡と、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力し、各光成分を反射鏡に２往復させてから出力するレーザ光路生成手段としてのレーザ干渉部とを備えている。レーザ干渉部は、分光部として偏光面を有する偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタと反射鏡の間に配置される屈折部としてのバイプリズムと、軸方向に対して偏光ビームスプリッタの直角方向に配置されるターニングミラーとを有している。偏光ビームスプリッタは、レーザ光を入力自在とすると共に、反射鏡に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部を有している。
【０００５】
このレーザ干渉計では、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光がレーザヘッドから出射され、偏光ビームスプリッタの入出力部に入力されると、偏光ビームスプリッタの偏光面にて各光成分に分離される。
【０００６】
偏光ビームスプリッタで分離された一方の光成分は、ターニングミラー、バイプリズムを順次通過し、反射鏡で反射され、バイプリズム、ターニングミラーを順次通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。その後、一方の光成分は、偏光ビームスプリッタから出射され、バイプリズムを通過し、反射鏡で反射され、バイプリズムを通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。このようにして偏光ビームスプリッタで分離された一方の光成分はバイプリズムと反射鏡との間を２往復する。
【０００７】
次に、偏光ビームスプリッタで分離された他方の光成分は、バイプリズムを通過し、反射鏡で反射され、バイプリズムを通過して、偏光ビームスプリッタに戻ってくる。その後、他方の光成分は、ターニングミラー、バイプリズムを順次通過し、反射鏡で反射され、バイプリズム、ターニングミラーを順次通過して偏光ビームスプリッタに戻ってくる。このようにして他方の光成分は一方の光成分とは異なる光路でバイプリズムと反射鏡との間を２往復する。
【０００８】
そして、バイプリズムと反射鏡との間を２往復したレーザ光の各光成分は、レーザ干渉部より出力される。このレーザ干渉部より出力された各光成分のレーザ光（干渉信号）は光電変換器により受光され、各光成分の波長の位相差に基づく、それら２つの光路長の相対変化を測定することによって、ロール方向の位置偏差を算出することを可能としている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２２３６０４号公報
【特許文献２】特開２００４−１３８４３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ターニングミラーを経由してバイプリズムに向かうレーザ光と、ターニングミラーを経由せずにバイプリズムに向かうレーザ光とが平行であれば、バイプリズムで屈折して出射するレーザ光が反射鏡において垂直に入反射し、レーザ光の復路においても往路と同じ光路を辿ることとなり、レーザ干渉部より出力されるレーザ光の各光成分は平行となるものである。
【００１１】
しかしながら、上述したレーザ干渉計では、偏光ビームスプリッタ等の光学部品の製作精度が低いと、レーザ干渉部から出力される２つの光成分の平行度が低下してしまうことがある。
【００１２】
具体的に説明すると、光学部品としての偏光ビームスプリッタは、２つの４５°直角プリズムの斜面間に偏光面を設けて接着剤で接着した立方体状のものが一般的に知られており、この接着剤の乾燥時の収縮により、製作精度が低下してしまうことがある。そして、光学部品の製作精度が低下してしまうと、各光成分の往復過程で光路がずれてしまい、レーザ干渉部から出力される２つ光成分の平行度が低下してしまうことがある。
【００１３】
このようにレーザ干渉部から出力される２つ光成分の平行度が低下してしまうと、２つの光成分による干渉信号が微弱になってしまい、良好な干渉信号を検出できず、ロール方向の位置偏差の測定精度が低下してしまうという問題がある。
【００１４】
この問題を解消するために、ターニングミラーの角度を調整することで、レーザ干渉部から出力される２つの光成分を平行にすることはできるが、その調整作業は非常に難しく、より簡単に調整できるレーザ干渉計が望まれていた。
【００１５】
そこで本発明は、各光成分の偏向調整作業が簡単で、レーザ光路生成手段から出力されるレーザ光の各光成分の平行度を向上させることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができるレーザ干渉計、及びそれを用いた測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１に係る発明は（例えば、図３、図７、図１４参照）、所定角度で傾斜した２枚の平面鏡（４，５）を有する反射手段（２）と、
偏光面が互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力して分光する分光部（８，２０８）、及び前記分光部（８，２０８）と前記反射手段（２）との間に配置され、前記分光部（８，２０８）で分光した各光成分を、前記反射手段（２）の平面鏡（４，５）に対して垂直に入反射するように前記所定角度に屈折させる屈折部（６）を有し、前記各光成分を前記屈折部（６）と前記反射手段（２）との間で２往復させてから出力するレーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）と、を備え、
前記反射手段（２）と前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）とを軸方向（例えばＺ軸方向）に相対移動させた際に、前記反射手段（２）と前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）との相対位置関係によって各光成分が通過する光路の距離が相対変化するレーザ干渉計（１，１０１，２０１）において、
前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）は、
前記各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、前記各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、前記分光部（８，２０８）と前記屈折部（６）との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）を有する偏向部（１５）を備えたことを特徴とするレーザ干渉計（１，１０１，２０１）にある。
【００１７】
請求項２に係る発明は（例えば、図３、図７、図１４参照）、前記レーザ光路生成手段（３，１０３，２０３）は、前記分光部（８，２０８）の前記軸方向（例えばＺ軸方向）に対して直角方向（例えばＹ軸方向）に配置され、前記分光部（８，２０８）を経て入射したレーザ光を前記屈折部（６）に向けて反射する反射部（９，２０９）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記反射部（９，２０９）と前記屈折部（６）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計（１，１０１，２０１）にある。
【００１８】
請求項３に係る発明は（例えば図１４参照）、前記レーザ光路生成手段（２０３）は、前記分光部（２０８）の前記軸方向（例えばＺ軸方向）に対して直角方向（例えばＹ軸方向）に配置され、前記分光部（２０８）を経て入射したレーザ光を前記屈折部（６）に向けて反射する反射部（２０９）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記分光部（２０８）と前記反射部（２０９）との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計（２０１）にある。
【００１９】
請求項４に係る発明は（例えば図４、図５、図８、図９参照）、前記レーザ光路生成手段（３，１０３）を格納する筐体（３ａ）を備え、
前記偏向部（１５）は、前記ウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）の外周に形成されたリング状の操作子（１６ａ，１６ｂ）を有し、
前記ウェッジプリズム（１５ａ，１５ｂ）は、前記操作子（１６ａ，１６ｂ）が前記筐体（３ａ）から露出するよう前記筐体（３ａ）内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ干渉計（１，１０１）にある。
【００２０】
請求項５に係る発明は（例えば、図７、図９参照）、前記分光部（８）は、レーザ光を入力自在とすると共に、前記反射手段（２）に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部（８ａ）を有し、
前記レーザ光路生成手段（１０３）は、前記入出力部（８ａ）から出力されたレーザ光を、折り返し前記入出力部（８ａ）に入力する再入力部（１７）を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ干渉計（１０１）にある。
【００２１】
請求項６に係る発明は（図１、図２参照）、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記レーザ干渉計（１）と、
前記レーザ光を照射自在で、かつ前記レーザ光路生成手段（３）より出力された前記各光成分のレーザ光の波長の位相差に基づき、前記各光成分の光路の距離の相対変化を測定し得るレーザ測長手段（１２）と、を備え、
前記反射手段（２）及び前記レーザ光路生成手段（３）のいずれか一方を、基準床（３０）に対して支持される支持部材（２１）に固定し、
前記反射手段（２）及び前記レーザ光路生成手段（３）の他方を、前記支持部材（２１）に対して軸方向（例えばＺ軸方向）に移動自在に支持される移動部材（２２）に固定し、
前記移動部材（２２）を前記支持部材（２１）に対して前記軸方向（例えばＺ軸方向）に移動させた際に、前記支持部材（２１）に対する前記移動部材（２２）の位置偏差を測定することを特徴とする測定装置（５０）にある。
【００２２】
尚、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る本発明によると、一対のウェッジプリズムを操作するだけで偏向部を通過する各光成分の偏向方向を簡単に調整することができる。そして、各光成分が反射手段の平面鏡に対して垂直に入反射するよう、偏向部の調整により屈折部に入射する各光成分を平行にすることで、レーザ光路生成手段から出力される各光成分の平行度を向上させることができる。そして、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００２４】
請求項２に係る本発明によると、偏向部が反射部と屈折部との間に配置されるので、各光成分の偏光方向を調整する際に反射部を調整する必要がなくなり、調整作業が容易である。
【００２５】
請求項３に係る本発明によると、偏向部が分光部と反射部との間に配置されるので、各光成分の偏光方向を調整する際に反射部を調整する必要がなくなり、調整作業が容易である。
【００２６】
請求項４に係る本発明によると、操作子が筐体から露出しているので、筐体を分解しなくても偏向部を操作することができ、調整作業が容易である。
【００２７】
請求項５に係る本発明によると、再入力部により、屈折部と反射手段との間を２往復して出力されたレーザ光が、再び屈折部と反射手段との間を２往復することとなるので、感度が向上し、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００２８】
請求項６に係る本発明によると、移動部材の移動による支持部材の傾斜を含むことなく、移動部材と支持部材との相対位置関係の測定が可能であり、良好にロール方向の位置偏差を測定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図に沿って説明する。図１はレーザ干渉部をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図、図２は反射鏡をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図、図３は第１の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。図４は、レーザ干渉部の斜視図であり、図５は、図４中Ａ−Ａ線に沿うレーザ干渉部の断面図である。図６は、偏向部を通過するレーザ光の光路を示す説明図であり、図６の（ａ）は、レーザ干渉部において偏向部によりレーザ光の偏向方向を調整した場合の光路を示す説明図であり、図６の（ｂ）は、偏向部を通過するレーザ光の偏向範囲を示す説明図である。
【００３０】
図１に示すように、工作機械２０の位置偏差を測定し得る測定装置５０は、レーザ干渉計１とレーザヘッド（レーザ測長手段）１２とを備えている。該工作機械２０は、例えば工場の床３０に載置されて支持されているベッド（支持部材）２１を有しており、該ベッド２１にはガイド部材２１ａが支持されている。該ガイド部材２１ａにはテーブル（移動部材）２２がＺ軸方向（軸方向）に移動自在に支持されており、該テーブル２２は、例えば不図示のモータの駆動などによりＺ軸方向に移動する。
【００３１】
また、工作機械２０のベッド２１には、刃物台２３が設けられており、該刃物台２３に設けられたアーム２４にチャック２５を有している。工作機械２０により工作を行う際は、該チャック２５にバイトなどの工具を取付けると共にテーブル２２に被工作物を設置・固定し、該テーブル２２を移動させて被工作物と工具とを接触させつつ工作を行う。尚、図１に示す工作機械２０は、説明の便宜上、簡単に示した模式的なものであり、Ｚ軸方向に移動するものを一例として説明しているが、実際には更に複雑な形状、動作を行うものである。
【００３２】
レーザヘッド１２は、例えば三脚１２ｂなどで床３０に配置されており、該レーザヘッド１２内には、互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光、具体的には直線偏光であるＰ波（例えば縦波）と該Ｐ波に対して偏光面が直交し、周波数が異なる直線偏光であるＳ波（例えば横波）とを有するレーザ光を照射自在なレーザ発振器と、入力されるレーザ光のＰ波とＳ波との波長に基づき詳しくは後述する光路長の変化量を測定し得る光電変換器とが備えられている。また、レーザヘッド１２には、レーザ発振器のレーザ光の照射と光電変換器へのレーザ光の入力とを同軸方向に行う入出力ヘッド１２ａが備えられており、該レーザヘッド１２は、該入出力ヘッド１２ａが後述するレーザ干渉計１のレーザ干渉部３の入出力部８ａに対して向けられ、かつレーザ光の入出力をＺ軸方向に行うように配置される。
【００３３】
尚、上記工作機械２０のベッドやテーブルには、その形状や役割によって種々の名称があり、例えば主軸頭、刃物台、コラム、ステージなどの名称があるが、説明の便宜上、本明細書中においては、床３０に対して支持されている支持部材をベッド２１、該ベッド２１に対して移動する移動部材をテーブル２２とする。また、レーザヘッド１２がレーザ発振器と光電変換器とを一体に備えるようにしたが、別体に備えるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の要部となるレーザ干渉計１は、反射鏡（反射手段）２とレーザ干渉部（レーザ光路生成手段）３とを備えて構成されており、該反射鏡２は、図３に示すように、略Ｖ字状となるようにレーザ干渉部３に対して略対称な所定角度に傾斜した２つの平面鏡４、５を有している。該反射鏡２は、図１に示すように、略直方体形状の反射鏡ケース２ａを有しており、それら平面鏡４，５は、該本体ケース２ａ内に格納されている。また、本体ケース２ａのレーザ干渉部３と対向する面には、レーザ光が通過するためのスリット状の孔２ｂが形成されている。
【００３５】
レーザ干渉部３は、図３〜図５に示すように、２つの楔プリズム６ａ，６ｂを有するバイプリズム（屈折部）６、１／４波長板（第２の波長板）７ａ，７ｂ、偏光ビームスプリッタ（分光部）８、平面型反射鏡（反射部）９、１／４波長板（第１の波長板）１０、キューブコーナプリズム（光路軸変更部）１１及び偏向部１５を有して構成されており、略直方体形状の干渉部ケース（筐体）３ａに格納されている。尚、図４及び図５において、バイプリズム６及びキューブコーナプリズム１１は、干渉部ケース３ａに取付けられて露出しているが、各光学部品が干渉部ケース３ａ内部に配置されていてもよく、本第１の実施の形態では、いずれの場合も干渉部ケース３ａに格納されていると表現する。該干渉部ケース３ａには、上記レーザヘッド１２に対するレーザ光が通過する孔３ｂと、上記反射鏡２に対するレーザ光が通過する孔３ｃ、３ｄとが、それぞれ形成されている。
【００３６】
図３〜図５に示すように、偏光ビームスプリッタ８は、Ｚ軸方向に対して略４５°の角度で傾斜する偏光面８ｂと、レーザ光を入出力する入出力面（入出力部）８ａと、を有しており、該入出力面８ａは、反射鏡２に対して偏光ビームスプリッタ８におけるＺ軸方向の反対側に位置し、即ち上記レーザヘッド１２の入出力ヘッド１２ａにＺ軸方向において対向するように位置している。
【００３７】
また、平面型反射鏡９は、該偏光ビームスプリッタ８のＺ軸方向に対して直角方向（Ｙ軸方向）に配置されており、偏光ビームスプリッタ８のＺ軸方向に対して略４５°の角度に傾斜する傾斜面に一体に形成されている。
【００３８】
上記偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９と反射鏡２との間のＺ軸方向上には、上記バイプリズム６と１／４波長板７ａ，７ｂとがそれぞれ配置されている。更に、キューブコーナプリズム１１は、上記平面型反射鏡９に対して偏光ビームスプリッタ８の反対側に配置されており、該キューブコーナプリズム１１と偏光ビームスプリッタ８との間には、１／４波長板１０が配置されている。
【００３９】
尚、バイプリズム６と１／４波長板７ａ，７ｂとのＺ軸方向における位置は、図３に示すように、反射鏡２、バイプリズム６、１／４波長板７ａ，７ｂ、偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９の順が好ましいが、反射鏡２、１／４波長板７ａ，７ｂ、バイプリズム６、偏光ビームスプリッタ８及び平面型反射鏡９の順に配置されていてもよい。また、１／４波長板７ａ，７ｂは別体であるが、一体的なものであってもよい。
【００４０】
また、１／４波長板とは、結晶軸に対して正確にスライスした結晶片を用いたものであり、１／４波長板７ａ，７ｂはＸ−Ｙ軸平面において結晶軸を４５°に傾斜させ、１／４波長板１０はＸ−Ｚ軸平面において結晶軸を４５°に傾斜させて用いている。
【００４１】
本第１の実施の形態において、偏向部１５は、通過するレーザ光の偏向方向を調整自在とする一対（２つ）のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂと、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの外周に形成されウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを保持するリング状のホルダ１６ａ，１６ｂとを有しており、偏光ビームスプリッタ８とバイプリズム６との間、より具体的には、平面型反射鏡９及びバイプリズム６の間に配置される１／４波長板７ａと、平面型反射鏡９との間に配置されている。
【００４２】
ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂは、両端面が平面に形成された円盤形状であり、一方の平面が他方の平面（Ｘ−Ｙ平面）に対して所定角度θｗ（図６の（ａ）参照）だけ傾斜する傾斜面に形成された楔形状のプリズムである。
【００４３】
そして、図５に示すように、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの平面同士が対向するよう近接して配置され、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂのホルダ１６ａ，１６ｂが、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの中心軸を中心として回動自在に干渉部ケース３ａ内に支持されている。
【００４４】
ホルダ１６ａ，１６ｂは、そのホルダ１６ａ，１６ｂの外周が干渉部ケース３ａの外部に露出するように干渉部ケース３ａ内に支持されており、操作者が各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを操作するときは、この露出したホルダ１６ａ，１６ｂを操作すればよく、干渉部ケース３ａを分解しなくても済むので、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの調整操作が簡単である。
【００４５】
そして、図６の（ａ）ように、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの中心軸を中心に矢印Ａ方向（時計回り）或いは矢印Ｂ方向（反時計回り）にウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動させることにより、通過するレーザ光の偏向方向を調整することができる。
【００４６】
具体的に説明すると、一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂ同士を近接して対向するように配置しているので、図６（ｂ）に示すように、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向或いは矢印Ｂ方向に回動させることにより、ウェッジプリズム１５ａに入射してウェッジプリズム１５ｂから出射されるレーザ光は、ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂの傾斜面の傾斜角度θｗに対応する所定の略円錐領域Ｒ内を通過する任意の方向に偏向される。従って、各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に回動操作することにより、レーザ光の偏向方向を調整することができる。
【００４７】
本第１の実施の形態のレーザ干渉計１は、Ｓ波とＰ波を有するレーザ光を偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａから入力し、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で２往復させて偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａから出力するよう構成されており、レーザヘッド１２から２つの光成分を有するレーザ光をレーザ干渉計１のレーザ干渉部３に入力し、レーザ干渉部３の出力である２つの光成分による干渉信号に基づいてロール方向の位置偏差を測定するものである。この測定作業に先立って、レーザヘッド１２から２つの光成分を有するレーザ光を照射し、レーザ干渉部３から出力される各光成分が平行となるよう、反射鏡２及びレーザ干渉部３の偏向部１５を調整操作する必要がある。
【００４８】
以下、レーザ干渉計１にレーザ光を照射した場合について詳細に説明する。
【００４９】
上記レーザヘッド１２のレーザ発振器よりＰ波とＳ波とを有するレーザ光がＺ軸方向に対して平行に出力され、図３に示す光路ａ１，ｂ１を介して偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。この偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力されたレーザ光は、偏光面８ｂにより第１光成分（Ｐ波）と第２光成分（Ｓ波）に分光され、Ｐ波が第１光路（図３中、ａ２〜ａ１１）を通過し、Ｓ波が第２光路（図３中、ｂ２〜ｂ１１）を通過する。詳述すると、Ｐ波は該偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま通過して直進方向、即ちＺ軸方向の光路ａ２に出力されると共に、Ｓ波は該偏光面８ｂにより直角方向、即ちＹ軸方向に反射されて偏光ビームスプリッタ８内を通過し、平面型反射鏡９に到達する。ここで、図３には、第１光成分が通過する第１光路を破線で示し、第２光成分が通過する第２光路を実線で示している。
【００５０】
まず、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３と反射鏡２との間で２往復させる際に最初に往復させる場合について説明する。
【００５１】
第１光路（図３中、破線）を通過する第１光成分として、光路ａ２に出力されたＰ波のレーザ光は、１／４波長板７ｂを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ｂによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ａ３に出力される。該光路ａ３の第１光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡４の点４ｂにおいて該平面鏡４に垂直に入力され、該光路ａ３に反射される。言い換えれば、反射鏡２の平面鏡４は、第１光成分が垂直に入反射するようにその角度が操作者によって調整される。反射された光路ａ３の円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ｂによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ｂを通過してＳ波のレーザ光になり、光路ａ２に出力され、偏光ビームスプリッタ８に戻される。
【００５２】
つまり、偏光面８ｂをＺ軸方向に直進した第１光成分は、光路ａ２、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６、光路ａ３を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡４で反射されて、往路と同一光路である光路ａ３、バイプリズム６、１／４波長板７ｂ、光路ａ２を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第１光成分が往復したこととなる。
【００５３】
一方、第２光路（図３中、実線）を通過する第２光成分として、偏光ビームスプリッタ８により分光された光成分であるＳ波のレーザ光は、平面型反射鏡９によりバイプリズム６が配設されている方向に反射され、光路ｂ２に出力される。
【００５４】
該光路ｂ２のＳ波レーザ光は、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを通過して、光路ｂ３に出力されるが、この偏向部１５で第２光成分であるＳ波レーザ光の偏向方向が調整される。
【００５５】
具体的に説明すると、図６の（ａ）に示すように、光学部品である偏光ビームスプリッタ８の製造精度が低い場合、偏光面８ｂで反射された第２光成分であるＳ波レーザ光は、Ｙ軸方向からずれた光路を辿ることとなる。平面型反射鏡９により反射された第２光成分は、仮に偏向部１５が無い状態では光路ｂ３’の如く、Ｚ軸方向からずれて光路ｂ２を通過する第１光成分に対して平行とはならず、平行度が極めて低いものとなってしまう。これに対し、本第１の実施の形態では、図６の（ｂ）に示すように、操作者が偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを矢印Ａ方向又は矢印Ｂ方向に回動操作することにより、偏向部１５を通過するレーザ光を所定の略円錐領域Ｒ内で偏向可能であり、図６の（ａ）に示すように、光路ｂ３に出力される第２光成分を、光路ａ２に出力される第１光成分に対して平行となるように偏向方向を調整することができるので、光路ａ２を通過する第１光成分に対する光路ｂ３を通過する第２光成分の平行度を向上させることができる。
【００５６】
このように偏向部１５で光路ａ２を通過する第１光成分に平行に調整されてＺ軸方向の光路ｂ３を通過した第２光成分であるＳ波レーザ光は、１／４波長板７ａを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ｂによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ｂ４に出力される。該光路ｂ４の第２光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡４の点４ａにおいて反射される。
【００５７】
ここで、光路ｂ３を通過する第２光成分は、偏向部１５にて光路ａ２を通過する第１光成分に平行になるよう調整されているので、光路ｂ４を通過した第２光成分は、平面鏡４の点４ｂで垂直に入反射される第１光成分と同様に、平面鏡４の点４ａにおいて垂直に入反射される。
【００５８】
反射された光路ｂ４の第２光成分である円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ｂによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ａを通過してＰ波のレーザ光になり、光路ｂ３に出力される。そして、光路ｂ３のＰ波のレーザ光は、偏向部１５で偏向方向が調整されて光路ｂ２に出力され、平面型反射鏡９により偏光面８ｂに向けて反射される。
【００５９】
つまり、偏光面８ｂで反射された第２光成分は、平面型反射鏡９、光路ｂ２、偏向部１５、光路ｂ３、１／４波長板７ａ、バイプリズム６、光路ｂ４を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡４で反射されて、往路と同一光路である光路ｂ４、バイプリズム６、１／４波長板７ａ、光路ｂ３、偏向部１５、光路ｂ２、平面型反射鏡９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第２光成分が往復したこととなる。
【００６０】
次に、偏光ビームスプリッタ８で分光された各光成分を、レーザ干渉部３と反射鏡２との間で２回目を往復させる場合について説明する。
【００６１】
第２光路（図３中、実線）を通過する第２光成分として、光路ｂ２を通過して偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｂ５に出力される。該光路ｂ５のＰ波のレーザ光は１／４波長板１０を通過して円偏光のレーザ光になって光路ｂ６に出力され、該光路ｂ６の円偏光のレーザ光は、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｂ６の軸方向に対して平行でＸ軸方向に異なる軸上である光路ｂ７に折り返して出力される。該光路ｂ７の円偏光のレーザ光は、再び１／４波長板１０を通過してＳ波のレーザ光となり、光路ｂ８に出力される。
【００６２】
光路ｂ８のレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂにより直角方向、即ちＺ軸方向の光路ｂ９に反射される。ここで、光路ｂ９に出力される第２光成分は、図６に示すように、光路ｂ１を通過した第２光成分が偏光面８ｂで反射される角度と同一角度で偏光面８ｂに反射されるので、第１光成分が最初の往復時に通過した光路ａ２と平行に出力される。
【００６３】
光路ｂ９のＳ波のレーザ光は、１／４波長板７ｂを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ａによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ｂ１０に出力される。該光路ｂ１０の第２光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡５の点５ｂにおいて該平面鏡５に垂直に入力され、該光路ｂ１０に反射される。言い換えれば、反射鏡２の平面鏡５は、第２光成分が垂直に入反射するようにその角度が操作者によって調整される。反射された光路ｂ１０の円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ａによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ｂを通過してＰ波のレーザ光になり、光路ｂ９に出力される。そして、光路ｂ９のレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま直進方向に通過し、光路ａ１の第１光成分及び光路ｂ１の第２光成分に対して平行な光路ｂ１１に出力される。
【００６４】
つまり、偏光面８ｂで反射された第２光成分は、光路ｂ９、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６、光路ｂ１０を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で反射されて、往路と同一光路である光路ｂ１０、バイプリズム６、１／４波長板７ｂ、光路ｂ９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第２光成分が往復したこととなる。
【００６５】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した第２光成分は、入出力面８ａより光路ｂ１１に出力された後、上記レーザヘッド１２の光電変換器に入力される。
【００６６】
一方、第１光路（図３中、破線）を通過する第１光成分として、光路ａ２に戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりキューブコーナプリズム１１が配設されている方向に反射され、光路ａ４に出力される。
【００６７】
詳述すると、光路ａ２を戻ってきた第１光成分は、光路ｂ１を通過して偏光面８ｂで反射された第２光成分の反射角度と同一角度で反射され、このときの第２光成分と平行且つ反対方向の光路ａ４に出力される。
【００６８】
該光路ａ４のＳ波のレーザ光は１／４波長板１０を通過して円偏光のレーザ光になって光路ａ５に出力され、該光路ａ５の円偏光のレーザ光は、キューブコーナプリズム１１により、該光路ａ５の軸方向に対して平行でＸ軸方向に異なる軸上である光路ａ６に折り返して出力される。該光路ａ６の円偏光のレーザ光は、再び１／４波長板１０を通過してＰ波のレーザ光となり、光路ａ７に出力される。
【００６９】
光路ａ７のレーザ光は、Ｐ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９に出力され、平面型反射鏡９によりバイプリズム６が配設されている方向に反射され、光路ａ８に出力される。
【００７０】
ここで、最初の往復時に偏光面８ｂで反射され平面型反射鏡９に向かう第２光成分と、キューブコーナプリズム１１を折り返して光路ｂ８を通過し平面型反射鏡９に向かう第１光成分とは平行である。従って、光路ａ８の第１光成分は、光路ｂ２の第２光成分と平行である。
【００７１】
そして、光路ａ８を通過した第１光成分であるＰ波レーザ光は、光路ｂ３を通過した第２光成分の偏向方向と同一方向に偏向部１５で偏向され、光路ｂ９を通過する第２光成分に平行に調整されて光路ａ９に出力される。
【００７２】
つまり、最初の往復時に第２光成分が偏向部１５を通過し、次の往復時に第１光成分が偏向部１５を通過するので、両光成分の偏向方向が偏向部１５で調整されたこととなる。
【００７３】
該光路ａ９の第１光成分であるＰ波レーザ光は、１／４波長板７ａを通過して円偏光のレーザ光になると共に、バイプリズム６の楔プリズム６ａによってＺ軸方向に対して角度φに屈折され、光路ａ１０に出力される。該光路ａ１０の第１光成分である円偏光のレーザ光は、反射鏡２の平面鏡５の点５ａにおいて反射される。
【００７４】
ここで、光路ａ９を通過する第１光成分であるＰ波レーザ光は、光路ｂ９を通過する第２光成分に平行になるよう調整されているので、光路ａ１０を通過した第１光成分は、平面鏡５の点５ｂで垂直に入反射される第２光成分と同様に、平面鏡５の点５ａにおいて垂直に入反射される。
【００７５】
反射された光路ａ１０の第１光成分である円偏光のレーザ光は、再び楔プリズム６ａによりＺ軸方向に屈折されると共に、１／４波長板７ａを通過してＳ波のレーザ光になり、光路ａ９に出力される。そして、光路ａ９のＳ波のレーザ光は、偏向部１５で偏向方向が調整されて光路ａ８に出力され、平面型反射鏡９により偏光面８ｂに向けて反射される。偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに往路と同じ光路で戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっているため、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂにより、光路ｂ１の第２光成分が偏光面８ｂで反射したときの反射角度と同一角度でＺ軸方向に反射され、光路ａ１の第１光成分及び光路ｂ１の第２光成分に対して平行となり、入出力面８ａより光路ａ１１に出力される。
【００７６】
つまり、偏光面８ｂを通過した第１光成分は、平面型反射鏡９、光路ａ８、偏向部１５、光路ａ９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６、光路ａ１０を往路として順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で反射されて、往路と同一光路である光路ａ１０、バイプリズム６、１／４波長板７ａ、光路ａ９、偏向部１５、光路ａ８、平面型反射鏡９を復路として順次通過し、偏光面８ｂに戻ってくることとなり、レーザ干渉部３のバイプリズム６と反射鏡２との間で第１光成分が往復したこととなる。
【００７７】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した第１光成分は、入出力面８ａより光路ａ１１に出力された後、上記レーザヘッド１２の光電変換器に入力される。
【００７８】
以上、反射鏡２の平面鏡４，５に対して２往復した光路ａ１１の第１光成分と光路ｂ１１の第２光成分は、入力されるレーザ光に平行しているので、入出力面８ａより互いに平行に出力されることとなる。
【００７９】
尚、図３に示した光路ａ１，ｂ１、光路ａ４，ｂ５、光路ａ５，ｂ６、光路ａ６，ｂ７、光路ａ７，ｂ８、及び光路ａ１１，ｂ１１は、説明の便宜上、平行な軸線として示しているが、これらの光路は、それぞれ同一軸上の光路である。
【００８０】
本第１の実施の形態では、レーザヘッド１２より照射された第１光成分及び第２光成分を有するレーザ光が入出力面８ａより入力して偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第２光成分が偏向部１５を通過し、次の往復時に第１光成分が偏向部１５を通過するので、偏向部１５の一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動操作して各光成分の偏向方向を調整でき、その調整作業によりバイプリズム６に出射される各光成分を平行にすることができ、各光成分を反射鏡２に対して垂直に入反射させることができる。そして、反射鏡２にて垂直に入反射されるので、各光成分は往路と復路で同一光路を辿ることができ、入出力面から出力される各光成分を互いに平行にすることができる。従って、レーザ干渉部３から出力される各光成分の平行度を向上させることができる。
【００８１】
しかも、各光成分の偏向方向を調整するために、偏光ビームスプリッタ８に一体に形成されている平面型反射鏡９の角度を調整する必要がなく、偏向部１５の一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを回動操作するだけでよいので、その調整作業は非常に簡単である。
【００８２】
また、両光成分が一対のウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを通過するよう構成されているので、各光成分毎に一対のウェッジプリズムを用意しなくてもよいので、部品点数が少なく済み、構造も簡単となる。
【００８３】
次に、例えば反射鏡２がレーザ干渉部３に対してＺ軸周りのγ方向であるロール方向に相対移動したとする。すると、第１光路と第２光路とをそれぞれ通過するレーザ光が反射する点４ａ，５ｂ及び点４ｂ，５ａは、点４ａ及び点５ｂが平面鏡４，５の傾斜に対して谷側（つまり内側）又は山側（つまり外側）に、点４ｂ及び点５ａが平面鏡４，５の傾斜に対して山側（つまり外側）又は谷側（つまり内側）に移動する形となる。即ち、光路ｂ４及び光路ｂ１０の光路長に対して光路ａ３及び光路ａ１０の光路長が縮まる、又は伸びることになり、第１光路と第２光路との光路長に相対的な変化が生じる。
【００８４】
第１光路と第２光路との光路長に相対的な変化が生じると、入出力面８ａから出力される光路ａ１１の第１光成分であるＳ波のレーザ光と、光路ｂ１１の第２光成分であるＰ波のレーザ光とのドップラー周波数偏移が生じ、干渉信号が得られる。この干渉信号を入力したレーザヘッド１２の光電変換器により光路長の変化（以下、「検出光長」とする。）を検出することができるものである。尚、この光電変換器によるドップラー周波数偏移の検出は、公知の技術であるので、その説明を省略する。
【００８５】
また、点４ａと点４ｂ（点５ａと点５ｂ）の距離を２ｖとし、上記ロール方向の角度θγと光路長の変化量Δとを式で示すと、
θγ＝ｔａｎ−１（Δ／（８ｖ・ｓｉｎφ））・・・・・・式１
となる。それらロール方向の角度θと光路長の変化量Δとの関係は、点４ａと点５ａ（点４ｂと点５ｂ）の距離２ｕに依存せず、つまり反射鏡２とレーザ干渉部３との距離はなんら影響がない。
【００８６】
上記式１の関係は、点４ａと点４ｂ（点５ａと点５ｂ）の距離２ｖが一定で、かつ角度φも一定であるため、検出光長（ｍｍ）と発生ローリング（角秒）との関係として得られる。この発生ローリングを累積演算することで、反射鏡２とレーザ干渉部３とのロール方向の位置偏差を算出することが可能であり、つまり検出光長に基づいてロール方向の位置偏差を算出することが可能である。
【００８７】
従って、本第１の実施の形態では、レーザ干渉部３から出力される各光成分を平行にできるので、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、検出される光路長の変化量Δの誤差も小さくなるので、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【００８８】
尚、従来の技術と同様に、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）、軸方向（Ｚ方向）、ピッチ方向（α方向）、ヨー方向（β方向）に対して変位があった場合は、光路ｂ４及び光路ｂ１０の光路長と、光路ａ３及び光路ａ１０の光路長とが共に伸縮、或いは変化せずに、その２つの光路長に相対的な変化が生じない。
【００８９】
レーザ干渉計１を用いて工作機械２０を測定する際は、図１に示すように、該工作機械２０に、レーザ干渉計１を備えた測定装置５０を設置する。まず、レーザ干渉計１の反射鏡２を工作機械２０のベッド２１上に固定し、レーザ干渉部３をテーブル２２上に固定する。この固定の際は、反射鏡２とレーザ干渉部３とがＺ軸方向において正確に一直線上になるように、かつ平面鏡４，５の角度とレーザ干渉部３の角度がＺ軸方向に対する正確な位置になるように固定することが好ましいが、僅かなずれがあっても第１光路（特に光路ａ３及び光路ａ１０）と第２光路（特に光路ｂ４及び光路ｂ１０）との光路長に差が生じないので、特に問題はない。また、レーザヘッド１２を、レーザ干渉部３の入出力面８ａに対して入出力ヘッド１２ａがＺ軸方向において一直線上になるように床３０上に設置する。
【００９０】
その後、レーザヘッド１２のレーザ発振器よりレーザ光を照射すると共に、光電変換器により第１光路と第２光路との光路長の相対変化の測定を開始する。そして、工作機械２０のテーブル２２をベッド２１に対してＺ軸方向に移動させ、測定装置５０によって、テーブル２２の移動に伴うロール方向（γ方向）の位置偏差を測定する。この際、レーザ干渉部３の入出力面８ａはＺ軸方向に移動し、またレーザヘッド１２の入出力ヘッド１２ａもＺ軸方向に向けられているので、レーザ干渉部３をテーブル２２によりＺ軸方向に移動しても、入出力面８ａに対するレーザ光の入出力がずれることはない。また、レーザ干渉部３がＺ軸方向に移動するだけであれば、第１光路と第２光路との光路長が共に伸縮するだけであって、相対的な光路長の差は生じない。
【００９１】
また、レーザ干渉計１を用いて工作機械２０を測定する際は、図２に示すように、レーザ干渉計１の反射鏡２を工作機械２０のテーブル２２上に固定し、レーザ干渉部３をベッド２１上に固定してもよい。この際も同様に、レーザヘッド１２を、レーザ干渉部３の入出力面８ａに対して入出力ヘッド１２ａがＺ軸方向において一直線上になるように床３０上に設置する。
【００９２】
その後、レーザヘッド１２のレーザ発振器よりレーザ光を照射すると共に、光電変換器により第１光路と第２光路との光路長の相対変化の測定を開始し、工作機械２０のテーブル２２をベッド２１に対してＺ軸方向に移動させ、測定装置５０によって、テーブル２２の移動に伴うロール方向（γ方向）の位置偏差を測定する。この際、入出力面８ａに対するレーザヘッド１２からのレーザ光の入出力がずれることなく、また、反射鏡２がＺ軸方向に移動するだけであれば、第１光路と第２光路との光路長が共に伸縮するだけであって、相対的な光路長の差は生じない。
以上、本第１の実施の形態の測定装置５０によれば、測定に先立って、レーザ干渉計１のレーザ干渉部３より出力される各光成分を平行に調整する作業を簡単に行うことができ、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができる。
【００９３】
＜第２の実施の形態＞
ついで、以下に本発明に係る第２の実施の形態を図に沿って説明する。図７は第２の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。図８は、レーザ干渉部を示す斜視図である。図９は、図８中、Ｂ−Ｂ線に沿うレーザ干渉部の断面図である。図１０は、図８中、矢印Ｃ方向から見たレーザ干渉部の平面図である。尚、第２の実施の形態においては、一部の変更部分を除き、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
【００９４】
本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１は、反射鏡２とレーザ干渉部１０３とを備えており、レーザ干渉部１０３は、上記第１の実施の形態のレーザ干渉部３の構成に更にキューブコーナプリズム（再入力部）１７を備えたものである。
【００９５】
このキューブコーナプリズム１７は、偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに近接して配置されており、干渉部ケース３ａに対して固定金具１８で固定されている。更に、キューブコーナプリズム１７は、図１０に示すように、入出力面８ａにおいてレーザ光が入力される点Ｄ１及びレーザ光を出力するための点Ｄ４を避けて配置されている。そして、キューブコーナプリズム１７は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してレーザ光が出力される点Ｄ２とレーザ光を再入力する点Ｄ３に対向して配置されている。
【００９６】
尚、本第２の実施の形態では、図１０に示すように、キューブコーナプリズム１７が干渉部ケース３ａの外側に固定されて外部に露出しているが、キューブコーナプリズム１７が干渉部ケース３ａに覆われていてもよく、いずれの場合も干渉部ケース３ａに格納されていると表現する。
【００９７】
以下、レーザ干渉計１０１にレーザ光を照射した場合について説明する。
【００９８】
レーザヘッドのレーザ発振器よりＰ波とＳ波とを有するレーザ光がＺ軸方向に対して平行に出力され、図７に示す光路ｃ１，ｄ１を介して偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ１にレーザ光が入力される。この偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力されたレーザ光は、偏光面８ｂにより第１光成分（Ｐ波）と第２光成分（Ｓ波）に分光され、第１光成分が第１光路（図７中、ｃ２〜ｃ２２）を通過し、第２光成分が第２光路（図７中、ｄ２〜ｄ２２）を通過する。詳述すると、Ｐ波は該偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま通過して直進方向、即ちＺ軸方向の光路ｃ２に出力されると共に、Ｓ波は該偏光面８ｂにより直角方向、即ちＹ軸方向に反射されて偏光ビームスプリッタ８内を通過し、平面型反射鏡９に到達する。ここで、図７には、第１光成分が通過する第１光路を破線で示し、第２光成分が通過する第２光路を実線で示している。
【００９９】
まず第１光路（図７中、破線）を通過する第１光成分は、光路ｃ２、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６の楔プリズム６ｂ、光路ｃ３を順次通過して、反射鏡２の平面鏡４に垂直に入反射し、光路ｃ３、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ｂ、光路ｃ２を順次通過して偏光ビームスプリッタ８に戻ってくる。
【０１００】
次に、光路ｃ２に戻ってきたレーザ光は、Ｓ波となっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりキューブコーナプリズム１１が配設されている方向に反射され、光路ｃ４、１／４波長板１０、光路ｃ５を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、光路ｃ５の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｃ６に折り返して出力される。次いで第１光成分は、光路ｃ６、１／４波長板１０、光路ｃ７を順次通過する。
【０１０１】
光路ｃ７のレーザ光は、Ｐ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９、光路ｃ８を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｃ９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６の楔プリズム６ａ、光路ｃ１０を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５に垂直に入反射し、光路ｃ１０、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ａ、光路ｃ９、偏向部１５、光路ｃ８、平面型反射鏡９を順次通過して偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０２】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりＺ軸方向に反射され、入出力面８ａより光路ｃ１１に出力される。このとき、光路ｃ１１に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ１の対角に位置し、キューブコーナプリズム１７に対向する点Ｄ２より出力される。
【０１０３】
本第２の実施の形態では、この光路ｃ１１に出力された第１光成分が、キューブコーナプリズム１７により、光路ｃ１１の軸に平行でＹ軸方向に異なる軸上の光路ｃ１２を通過し、再び偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、光路ｃ１２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ２よりＹ軸方向に所定距離ずれた点Ｄ３に入力される。
【０１０４】
光路ｃ１２を通過した第１光成分は、Ｓ波になっているので、偏光面８ｂにより反射され、平面型反射鏡９、光路ｃ１３を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｃ１４、１／４波長板７ａ、バイプリズム６の楔プリズム６ａ、光路ｃ１５を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５に垂直に入反射し、光路ｃ１５、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ａ、光路ｃ１４、偏向部１５、光路ｃ１３、平面型反射鏡９を順次通過して偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０５】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｐ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｃ１６、１／４波長板１０、光路ｃ１７を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｃ１７の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｃ１８に折り返して出力される。該光路ｃ１８のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｃ１９を順次通過し、Ｓ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光面８ｂで反射され、光路ｃ２０、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６の楔プリズム６ｂ、光路ｃ２１を順次通過し、反射鏡２の平面鏡４に垂直に入反射し、光路ｃ２１、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ｂ、光路ｃ２０を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。この戻ってきた第１光成分のレーザ光はＰ波であり、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、入出力面８ａから光路ｃ２２に出力される。このとき、光路ｃ２２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ３の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７を避けた点Ｄ４より出力される。
【０１０６】
つまり、第１光成分のレーザ光は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してキューブコーナプリズム１７に出力された後、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａに戻されて、更にバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して入出力面８ａから出力されるので、バイプリズム６と反射鏡２との間を、上記第１の実施の形態の２倍である４往復して入出力面８ａから出力されることとなる。
【０１０７】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して４往復した第１光成分は、入出力面８ａより光路ｃ２２に出力された後、レーザヘッドの光電変換器に入力される。
【０１０８】
一方、第２光路（図７中、実線）を通過する第２光成分として、偏光ビームスプリッタ８により分光された光成分であるＳ波のレーザ光は、平面型反射鏡９、光路ｄ２を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｄ３、１／４波長板７ａ、楔プリズム６ｂ、光路ｄ４を順次通過し、反射鏡２の平面鏡４において垂直に入反射し、光路ｄ４、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ａ、光路ｄ３、偏向部１５、光路ｄ２、平面型反射鏡９を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１０９】
この戻ってきた第２光成分のレーザ光はＰ波となっているため、偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、光路ｄ５、１／４波長板１０、光路ｄ６を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｄ６の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｄ７に折り返して出力される。該光路ｄ７のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｄ８を順次通過し、Ｓ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光面８ｂで反射され、光路ｄ９、１／４波長板７ｂ、楔プリズム６ａ、光路ｄ１０を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ１０、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ｂ、光路ｄ９を順次通過して、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１１０】
この戻ってきた第２光成分のレーザ光はＰ波であり、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂをそのまま直進方向に通過し、入出力面８ａから光路ｄ１１に出力される。このとき、光路ｄ１１に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ１の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７に対向する点Ｄ２より出力される。
【０１１１】
本第２の実施の形態では、この光路ｄ１１に出力された第２光成分が、キューブコーナプリズム１７により、光路ｄ１１の軸に平行でＹ軸方向に異なる軸上の光路ｄ１２を通過し、再び偏光ビームスプリッタ８の入出力面８ａに入力される。このとき、光路ｄ１２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａの点Ｄ２よりＹ軸方向に所定距離ずれた点Ｄ３に入力される。
【０１１２】
光路ｄ１２を通過した第２光成分は、Ｐ波になっているので、偏光面８ｂをそのまま通過し、光路ｄ１３、１／４波長板７ｂ、楔プリズム６ａ、光路ｄ１４を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ１４、楔プリズム６ａ、１／４波長板７ｂ、光路ｄ１３を順次通過し、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってくる。
【０１１３】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂで反射され、光路ｄ１５、１／４波長板１０、光路ｄ１６を順次通過し、キューブコーナプリズム１１により、該光路ｄ１６の軸方向に対して平行でＸ−Ｚ平面において対角の位置の異なる軸上である光路ｄ１７に折り返して出力される。該光路ｄ１７のレーザ光は、１／４波長板１０、光路ｄ１８を順次通過し、Ｐ波のレーザ光として偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。この戻ってきたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂを直進してそのまま通過し、平面型反射鏡９、光路ｄ１９を順次通過し、偏向部１５で偏向方向が調整され、光路ｄ２０、１／４波長板７ａ、楔プリズム６ｂ、光路ｄ２１を順次通過し、反射鏡２の平面鏡５で垂直に入反射し、光路ｄ２１、楔プリズム６ｂ、１／４波長板７ａ、光路ｄ２０、偏向部１５、光路ｄ１９、平面型反射鏡９を順次通過し、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻る。
【０１１４】
偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂに戻ってきたレーザ光は、Ｓ波になっており、偏光ビームスプリッタ８の偏光面８ｂによりＺ軸方向に反射され、入出力面８ａより光路ｄ２２に出力される。このとき、光路ｄ２２に出力されたレーザ光は、図１０に示す入出力面８ａのＸ−Ｙ平面で点Ｄ３の対角の位置であり、キューブコーナプリズム１７を避けた点Ｄ４より出力される。
【０１１５】
つまり、第２光成分のレーザ光は、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復してキューブコーナプリズム１７に出力された後、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａに戻されて、更にバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して入出力面８ａから出力されるので、バイプリズム６と反射鏡２との間を、上記第１の実施の形態の２倍である４往復して入出力面８ａから出力されることとなる。
【０１１６】
そして、反射鏡２の平面鏡４，５に対して４往復した第２光成分は、入出力面８ａより光路ｄ２２に出力された後、レーザヘッドの光電変換器に入力される。
【０１１７】
このように、本第２の実施の形態では、キューブコーナプリズム１７により、バイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して出力されたレーザ光が、再びバイプリズム６と反射鏡２との間を２往復して出力されるので、各光成分は光路長が上記第１の実施の形態の２倍となり、ロール方向の位置偏差が生じた場合、光路長の変化量が２倍となる。従って、光路長の変化を検出するレーザヘッド１２の光電変換器において検出感度が２倍になり、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上する。
【０１１８】
また、本第２の実施の形態では、レーザヘッド１２より照射された第１光成分及び第２光成分を有するレーザ光が入出力面８ａより入力して偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第２光成分が偏向部１５において偏光方向を調整され、次の往復時に第１光成分が偏向部１５において偏光方向を調整されるので、キューブコーナプリズム１７に出力される各光成分を平行にすることができる。更に、キューブコーナプリズム１７により入出力面８ａから再度入力された互いに平行なレーザ光の各光成分も、偏光面８ｂで分光され、バイプリズム６と反射鏡２との間の最初の往復時に第１光成分が偏向部１５において偏光方向を調整され、次の往復時に第２光成分が偏向部１５において偏光方向を調整されるので、レーザ光を再入力した場合に偏向部１５の調整量を変更しなくても出力される各光成分を平行にすることができる。従って、ロール方向の位置偏差の測定時には、良好な干渉信号を得ることができ、ロール方向の位置偏差の測定精度を向上させることができる。
【０１１９】
次に、上記第１の実施の形態のレーザ干渉計１を備えた測定装置のロール検出感度と、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１を備えた測定装置のロール検出感度とを比較した実験結果について説明する。図１１は、上記第１の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図であり、図１２は、本第２の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図である。尚、上記第１の実施の形態のレーザ干渉計１における反射鏡２には、第１光成分と第２光成分とを合せて４回入反射し、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１における反射鏡２には、第１光成分と第２光成分とを合せて８回入反射することとなる。
【０１２０】
図１１及び図１２において、横軸は、反射鏡２をロール方向に回転させた角度（ロール）であり、縦軸は、反射鏡２のロールに対してレーザ干渉計１，１０１を用いて検出された検出光長である。なお、図１１及び図１２中、Ｌは、反射鏡２とバイプリズム６との距離であり、作図上、データのプロット位置を、Ｌの値が大きくなるに従って上方にシフトさせて見易くしている。例えば、Ｌ＝３００（ｍｍ）の場合は、検出光長を０．０１（ｍｍ）だけ上方にシフトしてプロットしているが、実際の検出光長は、プロット位置よりも０．０１（ｍｍ）だけ低い値である。
【０１２１】
ここで、レーザ干渉計１，１０１を備えた測定装置のロール検出感度は、測定データの回帰直線の傾きであり、測定データの回帰直線の傾きが大きいほど、検出感度が高いものである。図１１に示す上記第１の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、Ｌの値がいずれの場合でも、０．８１×１０−５であり、反射鏡２とバイプリズム６との距離に依存しないことが確認できた。
【０１２２】
また、図１２に示す本第２の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、Ｌの値がいずれの場合でも、１．６３×１０−５であり、これによっても、反射鏡２とバイプリズム６との距離に依存しないことが確認できた。そして、本第２の実施の形態の測定装置のロール検出感度は、上記第１の実施の形態の測定装置のロール検出感度の２倍となるのが確認できた。
【０１２３】
次に、本第２の実施の形態のレーザ干渉計１０１を備えた測定装置を用いて、実際に光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した場合について説明する。図１３は、光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した結果を示す図である。この実験では、光学実験台上にテーブルを載置し、テーブルを移動させてロール方向の位置偏差を検出した。
【０１２４】
ここで、レーザ干渉計１０１より得られるのは、検出光長であり、図１２に示すロール検出感度（１．６３×１０−５）を校正データとして用いてロール方向の位置偏差を算出している。具体的に説明すると、図１３に示すロール、つまりロール方向の位置偏差は、レーザ干渉計１０１より得られた検出光長を、校正データであるロール検出感度で除算することにより求められる。
【０１２５】
図１３に示すように、ロール方向の位置偏差の測定を５回行ったが、ロール検出感度が倍増したので、測定結果のばらつきはほとんどない。従って、ロール方向の位置偏差の測定精度が向上したことが確認された。
【０１２６】
＜第３の実施の形態＞
ついで、以下に本発明に係る第３の実施の形態を図に沿って説明する。図１４は第３の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図である。尚、第３の実施の形態においては、一部の変更部分を除き、第１或いは第２の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
【０１２７】
本第３の実施の形態では、図１４に示すように、レーザ干渉計２０１のレーザ干渉部２０３が、偏光ビームスプリッタ（分光部）２０８と平面型反射鏡（反射部）２０９とを別体に有し、平面型反射鏡２０９が、偏光ビームスプリッタ２０８のＺ軸方向に対して直角方向（Ｙ軸方向）に配置されて構成される。
【０１２８】
本第３の実施の形態でも、偏向部１５は、平面型反射鏡２０９と１／４波長板７ａとの間に配置されている。これにより本第３の実施の形態によれば、レーザ干渉部２０３から出力される各光成分を平行に調整する際に平面型反射鏡２０９の角度を調整する必要はなく、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを調整するだけでよいので、調整作業が簡単である。
【０１２９】
尚、上記第３の実施の形態では、偏向部１５が、平面型反射鏡２０９と１／４波長板７ａとの間に配置される場合について説明したが、これに限るものではなく、図１４の破線で示すように、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ２０８と平面型反射鏡２０９との間に配置してもよい。これによっても、出力される各光成分を平行に調整する際に平面型反射鏡２０９の角度を調整する必要はなく、偏向部１５の各ウェッジプリズム１５ａ，１５ｂを調整するだけでよいので、調整作業が簡単である。
【０１３０】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、偏向部１５を平面型反射鏡９，２０９と１／４波長板７ａとの間に配置したが、その代わりに、例えば図１４の破線で示すように、偏向部１５を１／４波長板７ａとバイプリズム６との間に配置してもよい。また、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ８，２０８、反射鏡９，２０９、１／４波長板７ａ、バイプリズム６を通過する光路に設ける代わりに、偏光ビームスプリッタ８，２０８、１／４波長板７ｂ、バイプリズム６を通過する光路、即ち、偏向部１５を偏光ビームスプリッタ８，２０８と１／４波長板７ｂとの間、或いは、１／４波長板７ｂとバイプリズム６との間に配置するようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉部３，１０３，２０３が、反射部として平面型反射鏡９，２０９を有する場合について説明したが、これに限るものではなく、レーザ干渉部が反射部としてアミチプリズム（不図示）を有する場合であってもよい。
【０１３２】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉計１，１０１，２０１を用いてロール方向（γ方向）の位置偏差を測定するものを説明したが、該レーザ干渉計１，１０１，２０１全体を９０度回転させた形、つまり横向きで用いることも可能である。
【０１３３】
また、上記第１の実施の形態では、工作機械２０を測定する測定装置５０について説明したが、該測定装置５０は、特に工作機械に限らず、支持部材と該支持部材に対して軸方向に移動する移動部材とであり、反射鏡２とレーザ干渉部３，１０３，２０３とが設置（固定）可能なものであれば、どのようなものであってもそれらの位置偏差を測定することが可能である。
【０１３４】
また、上記第１〜第３の実施の形態では、レーザ干渉部３，１０３，２０３の入出力面が反射鏡２に対して偏光ビームスプリッタ８，２０８における軸方向の反対側に位置する場合について説明したが、これに限るものではなく、偏光ビームスプリッタの入出力面が、軸方向に対して直角方向に形成され、レーザ干渉部がレーザ光を軸方向に対して直角方向に入出力するよう構成されたものであってもよい。
【０１３５】
また、上記第２の実施の形態では、レーザ干渉部１０３が再入力部として１個のキューブコーナプリズム１７を備え、レーザ光をバイプリズム６と反射鏡２との間で４往復させる場合について説明したが、これに限るものではなく、レーザ干渉部が再入力部として複数個（Ｎ個：Ｎは２以上の整数）のキューブコーナプリズムを備え、レーザ光をバイプリズム６と反射鏡２との間で２×（Ｎ＋１）往復させるよう構成された場合であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】レーザ干渉部をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図。
【図２】反射鏡をテーブルに固定した際の測定装置及び工作機械を示す斜視図。
【図３】第１の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【図４】レーザ干渉部の斜視図。
【図５】図４中Ａ−Ａ線に沿うレーザ干渉部の断面図。
【図６】偏向部を通過するレーザ光の光路を示す説明図であり、（ａ）は、レーザ干渉部において偏向部によりレーザ光の偏向方向を調整した場合の光路を示す説明図、（ｂ）は、偏向部を通過するレーザ光の偏向範囲を示す説明図。
【図７】第２の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【図８】レーザ干渉部を示す斜視図。
【図９】図８中、Ｂ−Ｂ線に沿うレーザ干渉部の断面図。
【図１０】図８中、矢印Ｃ方向から見たレーザ干渉部の平面図。
【図１１】第１の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図。
【図１２】第２の実施の形態の測定装置により計測したロール検出感度を示す図。
【図１３】光学実験台のロール方向の位置偏差を検出した結果を示す図。
【図１４】第３の実施の形態に係るレーザ干渉計を示す斜視模式図。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１０１，２０１ レーザ干渉計
２ 反射鏡（反射手段）
３，１０３，２０３ レーザ干渉部（レーザ光路生成手段）
３ａ 干渉部ケース（筐体）
４ 平面鏡
５ 平面鏡
６ バイプリズム（屈折部）
６ａ 楔プリズム
６ｂ 楔プリズム
８，２０８ 偏光ビームスプリッタ（分光部）
８ａ 入出力面（入出力部）
８ｂ 偏光面
９，２０９ 平面型反射鏡（反射部）
１２ レーザヘッド（レーザ測長手段）
１５ 偏向部
１５ａ ウェッジプリズム
１５ｂ ウェッジプリズム
１６ａ ホルダ（操作子）
１６ｂ ホルダ（操作子）
１７ キューブコーナプリズム（再入力部）
２０ 工作機械
２１ ベッド（支持部材）
２２ テーブル（移動部材）
３０ 床（基準床）
５０ 測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度で傾斜した２枚の平面鏡を有する反射手段と、
偏光面が互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力して分光する分光部、及び前記分光部と前記反射手段との間に配置され、前記分光部で分光した各光成分を、前記反射手段の平面鏡に対して垂直に入反射するように前記所定角度に屈折させる屈折部を有し、前記各光成分を前記屈折部と前記反射手段との間で２往復させてから出力するレーザ光路生成手段と、を備え、
前記反射手段と前記レーザ光路生成手段とを軸方向に相対移動させた際に、前記反射手段と前記レーザ光路生成手段との相対位置関係によって各光成分が通過する光路の距離が相対変化するレーザ干渉計において、
前記レーザ光路生成手段は、
前記各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、前記各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、前記分光部と前記屈折部との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズムを有する偏向部を備えたことを特徴とするレーザ干渉計。
【請求項２】
前記レーザ光路生成手段は、
前記分光部の前記軸方向に対して直角方向に配置され、前記分光部を経て入射したレーザ光を前記屈折部に向けて反射する反射部を備え、
前記偏向部は、前記反射部と前記屈折部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計。
【請求項３】
前記レーザ光路生成手段は、
前記分光部の前記軸方向に対して直角方向に配置され、前記分光部を経て入射したレーザ光を前記屈折部に向けて反射する反射部を備え、
前記偏向部は、前記分光部と前記反射部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計。
【請求項４】
前記レーザ光路生成手段を格納する筐体を備え、
前記偏向部は、前記ウェッジプリズムの外周に形成されたリング状の操作子を有し、
前記ウェッジプリズムは、前記操作子が前記筐体から露出するよう前記筐体内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ干渉計。
【請求項５】
前記分光部は、レーザ光を入力自在とすると共に、前記反射手段に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部を有し、
前記レーザ光路生成手段は、前記入出力部から出力されたレーザ光を、折り返し前記入出力部に入力する再入力部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ干渉計。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記レーザ干渉計と、
前記レーザ光を照射自在で、かつ前記レーザ光路生成手段より出力された前記各光成分のレーザ光の波長の位相差に基づき、前記各光成分の光路の距離の相対変化を測定し得るレーザ測長手段と、を備え、
前記反射手段及び前記レーザ光路生成手段のいずれか一方を、基準床に対して支持される支持部材に固定し、
前記反射手段及び前記レーザ光路生成手段の他方を、前記支持部材に対して軸方向に移動自在に支持される移動部材に固定し、
前記移動部材を前記支持部材に対して前記軸方向に移動させた際に、前記支持部材に対する前記移動部材の位置偏差を測定することを特徴とする測定装置。
【請求項１】
所定角度で傾斜した２枚の平面鏡を有する反射手段と、
偏光面が互いに直交する２つの偏光成分を有するレーザ光を入力して分光する分光部、及び前記分光部と前記反射手段との間に配置され、前記分光部で分光した各光成分を、前記反射手段の平面鏡に対して垂直に入反射するように前記所定角度に屈折させる屈折部を有し、前記各光成分を前記屈折部と前記反射手段との間で２往復させてから出力するレーザ光路生成手段と、を備え、
前記反射手段と前記レーザ光路生成手段とを軸方向に相対移動させた際に、前記反射手段と前記レーザ光路生成手段との相対位置関係によって各光成分が通過する光路の距離が相対変化するレーザ干渉計において、
前記レーザ光路生成手段は、
前記各光成分が最初に往復する際に一方の光成分が通過し、前記各光成分が次に往復する際に他方の光成分が通過するよう、前記分光部と前記屈折部との間に配置され、通過する光成分の偏向方向を調整自在とする一対のウェッジプリズムを有する偏向部を備えたことを特徴とするレーザ干渉計。
【請求項２】
前記レーザ光路生成手段は、
前記分光部の前記軸方向に対して直角方向に配置され、前記分光部を経て入射したレーザ光を前記屈折部に向けて反射する反射部を備え、
前記偏向部は、前記反射部と前記屈折部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計。
【請求項３】
前記レーザ光路生成手段は、
前記分光部の前記軸方向に対して直角方向に配置され、前記分光部を経て入射したレーザ光を前記屈折部に向けて反射する反射部を備え、
前記偏向部は、前記分光部と前記反射部との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ干渉計。
【請求項４】
前記レーザ光路生成手段を格納する筐体を備え、
前記偏向部は、前記ウェッジプリズムの外周に形成されたリング状の操作子を有し、
前記ウェッジプリズムは、前記操作子が前記筐体から露出するよう前記筐体内に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ干渉計。
【請求項５】
前記分光部は、レーザ光を入力自在とすると共に、前記反射手段に２往復させたレーザ光を出力自在とする入出力部を有し、
前記レーザ光路生成手段は、前記入出力部から出力されたレーザ光を、折り返し前記入出力部に入力する再入力部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ干渉計。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の前記レーザ干渉計と、
前記レーザ光を照射自在で、かつ前記レーザ光路生成手段より出力された前記各光成分のレーザ光の波長の位相差に基づき、前記各光成分の光路の距離の相対変化を測定し得るレーザ測長手段と、を備え、
前記反射手段及び前記レーザ光路生成手段のいずれか一方を、基準床に対して支持される支持部材に固定し、
前記反射手段及び前記レーザ光路生成手段の他方を、前記支持部材に対して軸方向に移動自在に支持される移動部材に固定し、
前記移動部材を前記支持部材に対して前記軸方向に移動させた際に、前記支持部材に対する前記移動部材の位置偏差を測定することを特徴とする測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１６８７０９（Ｐ２００９−１６８７０９Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９０３２（Ｐ２００８−９０３２）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（５９１０４０２３６）石川県 (70)
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（５９１０４０２３６）石川県 (70)
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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