JPS61234303A - レ−ザ干渉測長系の測長光軸アライメント法 - Google Patents
レ−ザ干渉測長系の測長光軸アライメント法Info
- Publication number
- JPS61234303A JPS61234303A JP7428185A JP7428185A JPS61234303A JP S61234303 A JPS61234303 A JP S61234303A JP 7428185 A JP7428185 A JP 7428185A JP 7428185 A JP7428185 A JP 7428185A JP S61234303 A JPS61234303 A JP S61234303A
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- JP
- Japan
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- optical axis
- interferometer
- laser
- mirror
- beam splitter
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
- G01B9/02021—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different faces of object, e.g. opposite faces
-
- G—PHYSICS
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- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02062—Active error reduction, i.e. varying with time
- G01B9/02067—Active error reduction, i.e. varying with time by electronic control systems, i.e. using feedback acting on optics or light
- G01B9/02068—Auto-alignment of optical elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、レーザ干渉測長系の測長光軸アライメント法
に係り、特にサブミクロン計測を要する装置等のレーザ
干渉測長系の測長光軸アライメント法に関する。
に係り、特にサブミクロン計測を要する装置等のレーザ
干渉測長系の測長光軸アライメント法に関する。
サブミクロン寸法計測の手段としてレーザ干渉測長器が
使用されているが、測長光軸アライメント誤差があると
、一般に言われているコサインエラーを生じる０図１に
おいて、干渉計１は固定で反射鏡２が被測定物に固定さ
れ被測定物と共に移動する場合について考えると、反射
鏡２が状態Ａから状態Ｂへ移動した時、測長光軸３で測
定した距離をＱ、測長光軸３と反射鏡２の移動軸４の傾
きをθとすると、移動軸上の距離はＱ／ｃｏｓθ とな
り、測長誤差はａ（１／ｃｏｓθ−１）となる。この誤
差を、状態Ａ、Ｂでの戻り光のずれＳで表わすと、誤差
Ｅ’−８”７８ｍとなり１例えば、Ｑ＝１００ｍｍ、Ｓ
＝０．５ｍｓとするとＥ＝０．３ μｍとなり、サブミ
クロン計測では無視できない値になる。
使用されているが、測長光軸アライメント誤差があると
、一般に言われているコサインエラーを生じる０図１に
おいて、干渉計１は固定で反射鏡２が被測定物に固定さ
れ被測定物と共に移動する場合について考えると、反射
鏡２が状態Ａから状態Ｂへ移動した時、測長光軸３で測
定した距離をＱ、測長光軸３と反射鏡２の移動軸４の傾
きをθとすると、移動軸上の距離はＱ／ｃｏｓθ とな
り、測長誤差はａ（１／ｃｏｓθ−１）となる。この誤
差を、状態Ａ、Ｂでの戻り光のずれＳで表わすと、誤差
Ｅ’−８”７８ｍとなり１例えば、Ｑ＝１００ｍｍ、Ｓ
＝０．５ｍｓとするとＥ＝０．３ μｍとなり、サブミ
クロン計測では無視できない値になる。
一般的な光軸アライメント法は、文献ＨＰ社ｒＬＡｓＥ
ＲＭＥＡＳＵＲＥＭＩＩ！ＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＵＳｆ
ｌＲ’Ｓ ＧＵＩＤＥＪ Ｐ 。
ＲＭＥＡＳＵＲＥＭＩＩ！ＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＵＳｆ
ｌＲ’Ｓ ＧＵＩＤＥＪ Ｐ 。
１５−４〜１５−５に示されである。その方法を第２１
１．第３ｒｓにて説明すると、第２図においてレーザ発
振器５の前方にレーザ光通過食８とターゲット９を設け
である第３図に示すターゲツト板６を配置し、反射鏡２
の状態Ａからの反射光スポット１０と状態Ｂからの反射
光スポット１１をターゲツト板６上で観察し、反射光ス
ポット１０゜１１をターゲット９上に重ね合せ、その後
ターゲツト板６を除去し、戻り光１０．１１をレシーバ
７に受光させるアライメント法である。この方法では、
人間の目視という手段のため個人差が出、また目視の分
解能に限界があり、サブミクロン計測においては、測長
光軸アライメント精度の影響をまぬがれ得ない。
１．第３ｒｓにて説明すると、第２図においてレーザ発
振器５の前方にレーザ光通過食８とターゲット９を設け
である第３図に示すターゲツト板６を配置し、反射鏡２
の状態Ａからの反射光スポット１０と状態Ｂからの反射
光スポット１１をターゲツト板６上で観察し、反射光ス
ポット１０゜１１をターゲット９上に重ね合せ、その後
ターゲツト板６を除去し、戻り光１０．１１をレシーバ
７に受光させるアライメント法である。この方法では、
人間の目視という手段のため個人差が出、また目視の分
解能に限界があり、サブミクロン計測においては、測長
光軸アライメント精度の影響をまぬがれ得ない。
本発明は、レーザ干渉測長精度を高めるための。
高精度レーザ測長光軸アライメント法を提供するにある
。
。
〔発明の概要〕
本発明は次の各点を特徴とする。
１、レーザ干渉測長系において、反射鏡または干渉計の
いずれか一方を移動させ、戻り光軸のずれ量を最小にす
る様な測長光軸アライメント法であること。（公知） ２、光路途中にビームスプリッタを配し、戻り光が該ビ
ームスプリッタで進行方向を変え、該進向方向光路中に
受光器を配したものであること（公知例えば文献「精密
機械Ｊ １９８４．１２月号Ｐ３７）。
いずれか一方を移動させ、戻り光軸のずれ量を最小にす
る様な測長光軸アライメント法であること。（公知） ２、光路途中にビームスプリッタを配し、戻り光が該ビ
ームスプリッタで進行方向を変え、該進向方向光路中に
受光器を配したものであること（公知例えば文献「精密
機械Ｊ １９８４．１２月号Ｐ３７）。
３、前記１，２項の組合せによるレーザ干渉測長光軸ア
ライメント法（新＠） 。
ライメント法（新＠） 。
以下本発明の一実施例を第４図および第５図を用いて説
明する。
明する。
第３図は、移動反射鏡２にキューブコーナを使用した例
である。第３図において、レーザ発振器５より出射した
レーザは反射鏡２で反射され、戻り光軸１５は出射光軸
１４に対し平行に戻る。レーザ発振器５と反射鏡２の間
にビームスプリッタ１２を配し、該ビームスプリッタ６
により戻り光進行方向を変え、該光軸上に二次元の変位
受光器１３例えば、二次元半導体光ポジションセンサを
配置する０次に反射鏡２を移動させた時、測長光軸３と
移動＃４が傾いている場合、戻り光の受光器１３上の位
置が変化する。この変化量を受光器１３で計測し変化量
が極小となる様レーザ光軸を振って移動軸と平行に合せ
てアライメントする。
である。第３図において、レーザ発振器５より出射した
レーザは反射鏡２で反射され、戻り光軸１５は出射光軸
１４に対し平行に戻る。レーザ発振器５と反射鏡２の間
にビームスプリッタ１２を配し、該ビームスプリッタ６
により戻り光進行方向を変え、該光軸上に二次元の変位
受光器１３例えば、二次元半導体光ポジションセンサを
配置する０次に反射鏡２を移動させた時、測長光軸３と
移動＃４が傾いている場合、戻り光の受光器１３上の位
置が変化する。この変化量を受光器１３で計測し変化量
が極小となる様レーザ光軸を振って移動軸と平行に合せ
てアライメントする。
アライメントが完了したらビームスプリッタ６と受光器
１３を除去し、干渉計１を参照光と測定光、が重なって
レシーバ７に入射する様レーザ光路に設置する。本方法
によれば、アライメント誤差を受光器１３の信号により
定量的に把握できるので正確にアライメントできる。
１３を除去し、干渉計１を参照光と測定光、が重なって
レシーバ７に入射する様レーザ光路に設置する。本方法
によれば、アライメント誤差を受光器１３の信号により
定量的に把握できるので正確にアライメントできる。
第４図は、ＸＹステージの二次元座標測定系に応用した
反射鏡に平面ミラーを用いた実施例である。レーザ発振
器５から出射されたレーザはビームスプリッタ１０でＸ
ＹＺ軸測定光に分岐され、ＸＹ各軸共、干渉計１６．１
／４波長板１７を経由してＸＹステージ１８上に固定さ
れた平面ミラー１９に入射する。平面ミラー１９で反射
された光は再び干渉計１６と平面ミラー１９の間を往復
し、レシーバ７に参照光と共に干渉信号となって入射す
る。本測長系におけるアライメント法は、１／４波長板
１７と平面ミラー１９の光路上にビームスプリッタ１２
を配し、干渉計１６と平面ミラー１９の間を２往復する
光のいずれか一方の戻り光を取り出し、二次元変位受光
器１３に入射させる６ｘＹステージ１８をｘＹ−軸毎に
移動させ、受光器１３に入射する戻り光の変化量を極力
小さくする様、干渉計１６を振ってアライメントする。
反射鏡に平面ミラーを用いた実施例である。レーザ発振
器５から出射されたレーザはビームスプリッタ１０でＸ
ＹＺ軸測定光に分岐され、ＸＹ各軸共、干渉計１６．１
／４波長板１７を経由してＸＹステージ１８上に固定さ
れた平面ミラー１９に入射する。平面ミラー１９で反射
された光は再び干渉計１６と平面ミラー１９の間を往復
し、レシーバ７に参照光と共に干渉信号となって入射す
る。本測長系におけるアライメント法は、１／４波長板
１７と平面ミラー１９の光路上にビームスプリッタ１２
を配し、干渉計１６と平面ミラー１９の間を２往復する
光のいずれか一方の戻り光を取り出し、二次元変位受光
器１３に入射させる６ｘＹステージ１８をｘＹ−軸毎に
移動させ、受光器１３に入射する戻り光の変化量を極力
小さくする様、干渉計１６を振ってアライメントする。
アライメント終了後は、ビームスプリッタ１２、受光器
１３を除去し、干渉光がレシーバ７に入射する様レシー
バ７を設置して、アライメント完了となる。
１３を除去し、干渉光がレシーバ７に入射する様レシー
バ７を設置して、アライメント完了となる。
本発明によれば、レーザ干渉測長光軸を二次元変位受光
器の分解能レベル（数１０μｍ）でアライメントできる
ので、測長光軸アライメント精度の測長誤差への影響を
極小にすることができるので、サブミクロン計測におけ
る有効な光軸アライメント法である。
器の分解能レベル（数１０μｍ）でアライメントできる
ので、測長光軸アライメント精度の測長誤差への影響を
極小にすることができるので、サブミクロン計測におけ
る有効な光軸アライメント法である。
第１図は本発明の対象となる誤差の原理図、第２図、第
３図は従来技術を説明する図、第４図。 第５図は本発明の実施例を示す図である。 １・・・干渉計、２・・・反射鏡、５・・・レーザ発振
器、６・・・ターゲツト板、７・・・レシーバ、１２・
・・ビームスプリッタ、１３・・・二次元変位受光器、
１６・・・干渉計、１７・・・１／４波長板、１８・・
・ＸＹステージ、１９・・・平面ミラー。
３図は従来技術を説明する図、第４図。 第５図は本発明の実施例を示す図である。 １・・・干渉計、２・・・反射鏡、５・・・レーザ発振
器、６・・・ターゲツト板、７・・・レシーバ、１２・
・・ビームスプリッタ、１３・・・二次元変位受光器、
１６・・・干渉計、１７・・・１／４波長板、１８・・
・ＸＹステージ、１９・・・平面ミラー。
Claims (1)
- １、レーザ発振器、干渉計、反射鏡、干渉光レシーバの
基本構成からなるレーザ干渉測長系における測光軸アラ
イメントにおいて、レーザ光路中にビームスプリッタを
、レーザ発振器から出射したレーザが前記ビームスプリ
ッタを通過し反射鏡で戻され再び該ビームスプリッタに
戻り、該ビームスプリッタで戻り光の進行方向を変化さ
せる様配し、該ビームスプリッタで進行方向を変化させ
た戻り光の光軸上に二次元光変位センサを設けて、測長
光軸をアライメントすることを特徴とするレーザ干渉測
長系の測長光軸アライメント法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428185A JPS61234303A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | レ−ザ干渉測長系の測長光軸アライメント法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7428185A JPS61234303A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | レ−ザ干渉測長系の測長光軸アライメント法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61234303A true JPS61234303A (ja) | 1986-10-18 |
Family
ID=13542571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7428185A Pending JPS61234303A (ja) | 1985-04-10 | 1985-04-10 | レ−ザ干渉測長系の測長光軸アライメント法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61234303A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0550310U (ja) * | 1991-12-05 | 1993-07-02 | 横河電機株式会社 | レーザ干渉変位計 |
-
1985
- 1985-04-10 JP JP7428185A patent/JPS61234303A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0550310U (ja) * | 1991-12-05 | 1993-07-02 | 横河電機株式会社 | レーザ干渉変位計 |
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