專利名稱：激光反射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將來自照射部件的激光朝向相同的照射部件反射的激光反射體， 特別是涉及一種激光干涉測長儀所采用的激光反射體的改良。
背景技術(shù)：
以往，公知有一種利用能夠高分辨率、非接觸地測量被測量物的尺寸的邁克耳遜干涉儀的激光干涉測長儀(例如參照日本特開平2-115701號公報(bào))。如圖11所示，上述文獻(xiàn)所述的激光干涉測長儀具有激光光源15、干涉儀主體2和載置被測量物的移動臺(未圖示)，利用分束器21將來自激光光源15的激光分割成參照光和測量光，之后利用安裝于移動臺的移動鏡(激光反射體)16反射測量光，并再次利用分束器21將該反射光與來自固定鏡(固定平面反射體)22的參照光合成，利用檢測器23檢測產(chǎn)生的干涉條紋。若使移動臺沿著測量光的光軸方向移動，則在移動臺每移動激光波長的一半的量(λ/2)時(shí)，測量光和參照光的光程差為λ，利用檢測器檢測以λ/2為周期的正弦的光強(qiáng)度變化。S卩，由于干涉條紋與移動臺的移動量相應(yīng)地運(yùn)動，因此，通過統(tǒng)計(jì)干涉條紋的變化，能夠得到移動臺的移動量。只要使移動臺與被測量物的長度尺寸相應(yīng)地移動，就能夠以納米級讀取被測量物的長度尺寸。在利用激光干涉測長儀測量長度的情況下，為了使由移動鏡16反射的測量光準(zhǔn)確地返回到分束器21，以往移動鏡16不采用平面反射體，而采用了回射體。作為回射體，例如存在直角三面鏡、三面直角棱鏡(corner cube prism)。移動鏡16的姿態(tài)有時(shí)隨著安裝于移動臺的移動鏡16的移動量、即被測量物的測長距離變長而發(fā)生變化。其原因在于，移動臺發(fā)生縱搖(pitching)、偏搖(yawing)、橫搖 (rolling) 0只要采用回射體作為移動鏡16，即使移動臺的姿態(tài)改變，測量光的反射方向也不變，能夠使反射光始終沿與入射光平行的方向返回。如圖12所示，被用作回射體的直角三面鏡、三面直角棱鏡由正交的3個(gè)平面A C 構(gòu)成，且具有3個(gè)棱邊(交線)D F和被稱作拐點(diǎn)G的3個(gè)平面的交點(diǎn)。從直角三面鏡、 三面直角棱鏡的加工方面和使用方面考慮，棱邊D F和拐點(diǎn)(corner point)G如圖所示那樣以有限的尺寸被削掉。其目的在于，使直角三面鏡、三面直角棱鏡的加工變?nèi)菀?，而且?能夠安全地使用。但是，激光的反射光被移動鏡16的3個(gè)棱邊D F和其虛像一分為六地返回到干涉儀主體2，會將反射光的截面分割成6份。另外，入射的激光由于削掉的棱邊D F和拐點(diǎn)G而發(fā)生漫射，因此，相對于入射光而言，反射光的強(qiáng)度始終以10% 20%的比例衰減。 在將以往的直角三面鏡、三面直角棱鏡用于激光干涉測長儀的移動鏡(激光反射體)16的情況下，會伴隨有以上的問題。上述問題不限于激光干涉測長儀，也在使用激光的精密測量裝置、精密加工裝置中、在使來自設(shè)置于裝置的照射部件的激光回射的激光反射體是共存的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)而做成的，其應(yīng)解決的課題在于，第一，提供一種即使激光反射體的姿態(tài)相對于激光的照射部件發(fā)生變化，也能夠使反射光始終沿與入射光平行的方向返回的激光反射體。第二，提供一種不會產(chǎn)生像將直角三面鏡、三面直角棱鏡用作激光反射體的情況那樣的將反射光的截面分割成6份、而且能夠降低反射光的強(qiáng)度衰減的激光反射體。為了解決上述課題，本發(fā)明的激光反射體，其特征在于，包括分別設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸(P軸)上的透鏡和球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述透鏡和上述球體的位置關(guān)系的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射。上述透鏡的中心及焦點(diǎn)配置在上述光軸(P軸)上。該激光反射體被配置成上述球體的中心處于將上述透鏡的中心和該透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)中的遠(yuǎn)離上述照射部件的一個(gè)焦點(diǎn)(F1)連結(jié)的連線上，且上述透鏡的焦點(diǎn)(F1)處于該球體之外。上述包覆體覆蓋上述球體的靠近上述透鏡的焦點(diǎn)(F1)的半球面上的區(qū)域中的至少包含該半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)Oi1)的區(qū)域。上述透鏡的中心和上述球體的中心之間的距離(S1)、上述球體的折射率(nl)這兩者被設(shè)定為，被上述透鏡朝向上述焦點(diǎn)(F1)匯聚的激光經(jīng)上述球體折射，并經(jīng)過該球體的內(nèi)部匯聚于被上述包覆體覆蓋的上述交點(diǎn)ου。匯聚于上述交點(diǎn)Oi1)的激光被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件，并且，改變上述支承構(gòu)件的姿態(tài)，在連結(jié)上述透鏡和上述球體的各中心的連線相對于上述光軸(P軸)傾斜的狀態(tài)下，入射的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于上述球體的表面上的偏離上述交點(diǎn)ου的點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而，成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。另外，例如在將本發(fā)明的激光反射體用于激光干涉測長儀的情況下，照射部件相當(dāng)于使測量光入射于激光反射體的干涉儀主體(分束器)。而且，激光反射體被安裝在設(shè)置于激光干涉測長儀上的移動臺上，且設(shè)置為能夠在移動臺的移動方向上移動自由。本發(fā)明的激光反射體，其特征在于，包括分別設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸 (P軸)上的透鏡和球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述透鏡和上述球體的位置關(guān)系的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述透鏡匯聚于上述球體內(nèi)部的1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射。上述透鏡的中心及焦點(diǎn)配置在上述光軸(P軸)上。上述球體的中心與上述透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)中的遠(yuǎn)離上述照射部件的一個(gè)焦點(diǎn)(F2) 重合。上述包覆體以上述球體的遠(yuǎn)離上述透鏡的半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)(A2) 為中心地覆蓋該半球面上的區(qū)域中的至少包含與上述激光照射上述球體的面積大致相同面積的區(qū)域。
經(jīng)上述透鏡匯聚于上述球體內(nèi)部的上述焦點(diǎn)(F2)的激光在從上述焦點(diǎn)(F2)擴(kuò)散至規(guī)定區(qū)域的狀態(tài)下被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。并且，改變上述支承構(gòu)件的姿態(tài)，在連結(jié)上述透鏡和上述球體的各中心的連線相對于上述光軸(P軸)傾斜的狀態(tài)下，入射的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于偏離上述焦點(diǎn)(F2)的焦點(diǎn)面上的點(diǎn)( ’)，并在擴(kuò)散至規(guī)定區(qū)域的狀態(tài)下被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。本發(fā)明的激光反射體，其特征在于，包括設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸(P軸)上的球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述球體的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述球體匯聚于1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射。上述球體的中心配置在上述光軸(P軸)上。上述包覆體覆蓋上述球體的遠(yuǎn)離上述照射部件的半球面上的區(qū)域中的至少包含該半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)0 )的區(qū)域。在此，上述球體的折射率(M)被設(shè)定為 n3 = 2，入射到上述球體的激光以折射率n3 = 2被折射，并經(jīng)過該球體的內(nèi)部而匯聚于被上述包覆體覆蓋的上述交點(diǎn)αυ，被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(ρ軸)平行的反射光返回到上述照射部件。還優(yōu)選在上述支承構(gòu)件中形成有用于限制來自上述照射部件的激光的直徑的圓形的窗。并且，上述支承構(gòu)件也可以被設(shè)為能夠安裝在沿著與上述光軸 (ρ軸)大致平行的方向移動自由的移動臺上，在該支承構(gòu)件中，在與上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置相當(dāng)?shù)奈恢梅謩e形成有安裝用的孔，而且，設(shè)有用于分別顯示上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置的顯示部件。還優(yōu)選上述包覆體具有銀的反射膜和從外部覆蓋該反射膜的保護(hù)膜。采用本發(fā)明的激光反射體的構(gòu)造，只要維持連結(jié)透鏡和球體的各中心的連線與入射激光的P軸平行的狀態(tài)，入射光就始終匯聚于球體和P軸的交點(diǎn)Oi1)這一點(diǎn)。于是，在交點(diǎn)Oi1)被包覆體反射后的反射光經(jīng)由相對于連結(jié)球體的中心和焦點(diǎn)(F1)的連線成線對稱的光路而從透鏡射出。因而，自激光反射體反射出的反射光與P軸平行。另一方面，在保持透鏡和球體的支承構(gòu)件的姿態(tài)發(fā)生變化，連結(jié)透鏡和球體的各中心的連線與入射激光的P軸不平行而產(chǎn)生傾斜角Δ θ的情況下，入射光經(jīng)透鏡朝向軸外焦點(diǎn)(Fla)匯聚。在這種情況下，被球體折射后的入射光匯聚于球體表面上的偏離于交點(diǎn) (Q1)的點(diǎn)0ila)。于是，在點(diǎn)Oila)被包覆體反射后的反射光經(jīng)由與連結(jié)球體的中心和軸外焦點(diǎn)(Fla)的連線成線對稱的光路而從透鏡射出。因而，自激光反射體反射出的反射光與P軸平行。在以上的說明中，雖說反射光與P軸平行，但如果激光反射體的傾斜角Δ θ較大，則也會發(fā)生來自球體的反射光的一部分不返回到透鏡而導(dǎo)致反射光的強(qiáng)度降低這樣的情況。 因而，優(yōu)選所使用的傾斜角△ θ的范圍在不發(fā)生上述強(qiáng)度降低的范圍內(nèi)。另外，在用于激光干涉儀的情況下，只要能夠檢測出足夠的S/N比的干涉信號即可，因此，若是微小的強(qiáng)度降低則可以忽略。這樣，即使激光反射體的姿態(tài)相對于激光的照射部件發(fā)生變化，也能夠使反射光始終沿與入射光的P軸平行的方向返回，即能夠?qū)崿F(xiàn)所謂的回射。另外，由于不存在直角三面鏡、三面直角棱鏡所具有的那樣的棱邊，因此，激光不會被3個(gè)棱邊一分為六，從而不會將反射光的截面分割成6份。并且，由于不存在直角三面鏡、三面直角棱鏡所具有的那樣的拐點(diǎn)，因此，能夠降低由拐點(diǎn)所引起的反射光的強(qiáng)度的衰減。采用本發(fā)明的激光反射體的構(gòu)造，由于使激光匯聚于球體內(nèi)部的1點(diǎn)，因此，能夠降低球體表面上的局部損傷等對測量的影響。另外，通過在支承構(gòu)件中設(shè)置用于限制來自照射部件的激光的直徑的圓形窗，在激光穿過圓形窗時(shí)，激光的光束直徑受到限制，能夠降低反射光的球面像差。并且，由于在支承構(gòu)件中形成有安裝用的孔，而且，設(shè)有用于分別顯示球體中心、 聚光點(diǎn)、包覆體的位置的顯示部件，因此，能夠一邊確認(rèn)球體的位置、聚光點(diǎn)的位置，一邊容易地將激光反射體安裝于移動臺上。另外，由銀的反射膜及其保護(hù)膜構(gòu)成包覆體，因此，幾乎不會由反射導(dǎo)致光強(qiáng)度降低，能夠防止來自外部的不小心的損傷等。另外，若替代透鏡和球體的組合，而采用折射率n3 = 2的球體來構(gòu)成激光反射體， 就不需要上述發(fā)明中的透鏡。因而，激光反射體的零件件數(shù)較少就足夠，而且，不需要球體和透鏡之間的微妙的距離調(diào)整作業(yè)，能夠單純地進(jìn)行組裝。


圖1是表示實(shí)施方式的激光干涉測長儀的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示第1實(shí)施方式的激光反射體的剖視圖。圖3是表示上述激光反射體以傾斜角Δ θ γ傾斜的情況下入射光和反射光的關(guān)系的圖，是說明入射光的上端部分的光路的圖。圖4是說明圖3中入射光的中央部分的光路的圖。圖5是說明圖3中入射光的下端部分的光路的圖。圖6是表示第2實(shí)施方式的激光反射體的剖視圖。圖7Α是用于說明上述激光反射體沒有傾斜的狀態(tài)的圖，圖7Β是用于說明上述激光反射體以傾斜角△ θγ傾斜的狀態(tài)的圖。圖8是表示上述激光反射體傾斜的情況下入射光和反射光的關(guān)系的圖。圖9是表示第3實(shí)施方式的激光反射體的剖視圖。圖10是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖。圖11是以往的激光干涉測長儀的概略構(gòu)造的說明圖。圖12是將以往的三面直角棱鏡的拐點(diǎn)放大后的立體圖。
具體實(shí)施例方式第1實(shí)施方式激光干涉測長儀的構(gòu)造圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的激光干涉測長儀的概略結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的激光干涉測長儀1具有主體底座19、激光光源15、干涉儀主體2、用于載置被測量物W的移動臺17、移動臺17的驅(qū)動機(jī)構(gòu)18、安裝于移動臺17上的激光反射體3。另外，干涉儀主體2起到本發(fā)明的照射部件的作用。激光光源15相對于干涉儀主體2獨(dú)立地設(shè)置，該激光光源15向干涉儀主體2供給規(guī)定波長(λ)的激光。
干涉儀主體2固定在主體底座19上，與圖11中說明的以往的干涉儀同樣地具有分束器、固定鏡、檢測器等各種光學(xué)構(gòu)件而構(gòu)成用于測量長度的干涉儀。干涉儀主體2將被分束器分割后的測量光與圖中的Z軸方向平行地朝向激光反射體3照射。將該測量光的光軸稱作P軸。然后，利用檢測器對由激光反射體3反射回來的測量光和被未圖示的固定鏡反射后的參照光合成而產(chǎn)生的干涉條紋的光強(qiáng)度進(jìn)行檢測。移動臺17被設(shè)置成能夠利用主體底座19上的驅(qū)動機(jī)構(gòu)18在水平方向(圖中的 Z軸方向)上移動自由。激光反射體3安裝在移動臺17的端部，隨著移動臺17的移動在Z軸方向上移動。 另外，激光反射體3將來自干涉儀主體2的測量光反射，使其返回到干涉儀主體。在激光干涉測長儀1測量被測量物W的Z軸方向長度尺寸的情況下，使移動臺17 移動與其長度尺寸相對應(yīng)的距離。這樣，檢測到的干涉條紋發(fā)生變化，由此，將干涉條紋的變化作為光強(qiáng)度的峰值的累積次數(shù)來統(tǒng)計(jì)。由此，能夠測量移動臺17的移動量、即移動臺上的被測量物W的長度尺寸。在此，激光反射體3所要求的重要性能有將來自干涉儀主體2的測量光反射而使與測量光平行的反射光返回到干涉儀主體的回射性。例如，在移動臺17在設(shè)置于驅(qū)動機(jī)構(gòu)18上的導(dǎo)軌上連續(xù)移動的情況下，其移動距離越長，越會導(dǎo)致移動臺17的姿態(tài)發(fā)生變化。如圖1所示，該姿態(tài)的變化通常能夠作為移動臺的縱搖、偏搖、橫搖來說明。在圖1中，在將與水平的Z軸正交的另一個(gè)水平軸設(shè)為Y 軸，將X軸設(shè)為垂直的軸時(shí)，縱搖表示移動臺17繞Y軸的搖動(縱搖)，以傾斜角θγ表示其偏轉(zhuǎn)量。偏搖表示繞X軸的搖動，以傾斜角θ χ表示偏轉(zhuǎn)量。橫搖表示繞Z軸的搖動(橫搖)，以傾斜角θ ζ表示偏轉(zhuǎn)量。激光反射體的構(gòu)造如圖2所示，激光反射體3包括具有焦距的透鏡5、由折射率η 1的材料制成的球體4、用于容納透鏡5和球體4的殼體7。在本發(fā)明中，球體4等光學(xué)構(gòu)件的折射率是與空氣(折射率=1)之比。在自球體4中心穿過透鏡5中心的線的延長線上形成有導(dǎo)光用的窗(開口部)6， 來自殼體外部的激光8穿過窗6照射到透鏡5上。而且，由于窗6形成為圓形，因此，在來自外部的激光8穿過時(shí)，光束的直徑受到限制，而能夠降低反射光的球面像差。在將連結(jié)透鏡5和球體4的各中心的連線作為殼體7的容納空間的中心線時(shí)，透鏡5以兩焦點(diǎn)在該中心線上的方式保持于殼體7內(nèi)。另外，透鏡5的兩焦點(diǎn)位置也可以如圖2所示那樣在殼體 7的外側(cè)。球體4的中心配置在將透鏡5的中心以及與窗6側(cè)相反的一側(cè)的焦點(diǎn)F1連結(jié)的連線上。球體4的大小是沒有把透鏡5的焦點(diǎn)F1包含到內(nèi)部那樣程度的大小。透鏡5和球體4的位置關(guān)系利用殼體7來保持。殼體7起到本發(fā)明的支承構(gòu)件的作用。在球體4上形成有覆蓋其表面且用于反射激光的包覆體12。包覆體12覆蓋球體4的距透鏡5的焦點(diǎn)F1較近(靠近透鏡5的焦點(diǎn)F1)的半球面上的區(qū)域中的包含該半球面和容納空間的中心線的交點(diǎn)A的區(qū)域。在此，在采用以任意的折射率制成的球體4的情況下，能夠通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定透鏡5 和球體4的中心間距S1來構(gòu)成激光反射體3。即，只要設(shè)定中心間距S1，使利用透鏡5匯聚于焦點(diǎn)F1的激光8a經(jīng)球體4折射而匯聚在由包覆體12覆蓋的交點(diǎn)仏即可。另一方面，在受到殼體7的大小等的制約而預(yù)先確定透鏡5和球體4的中心間距 S1的情況下，只要與中心間距S1相應(yīng)地設(shè)定球體4的折射率nl即可。在這種情況下，也能使照射在球體4上的激光8a能夠匯聚于交點(diǎn)仏。穿過球體4的內(nèi)部而匯聚于交點(diǎn)A的激光8b被覆蓋該交點(diǎn)A的包覆體12反射。包覆體12由覆蓋球體4的球面中的、以作為聚光點(diǎn)的交點(diǎn)Gj1為中心的規(guī)定區(qū)域的銀的反射膜和用于保護(hù)該反射膜的保護(hù)膜構(gòu)成。通過采用銀的薄膜作為反射膜，基本上不會因在聚光點(diǎn)的反射而導(dǎo)致光強(qiáng)度降低。另外，能夠通過對反射膜的外表面進(jìn)行涂裝而容易地形成保護(hù)膜。通過用保護(hù)膜覆蓋反射膜，能夠防止來自外部的不小心的損傷等。激光反射體的反射激光的光路下面，根據(jù)圖2詳細(xì)說明激光反射體3安裝于移動臺17 (參照圖1)而反射來自干涉儀主體2的激光8的情況。激光反射體3以容納空間的中心線與激光8的光軸(P軸)重合的方式安裝于移動臺17。如圖2所示，只要維持來自干涉儀主體2的激光8的P軸和激光反射體3的中心線的平行狀態(tài)，激光8就會穿過窗6而入射到透鏡5，利用折射朝向焦點(diǎn)F1匯聚(參照圖中的激光8a)。之后，激光8a在球體4的表面以折射率nl折射，穿過球體4的內(nèi)部而匯聚于交點(diǎn)A (參照激光8b)。由于交點(diǎn)Gl1處于透鏡5和球體4的中心線上，因此，被包覆體12反射后的反射光穿過激光8c、8d的光路而再次入射到透鏡5。在此，激光8c、8d的光路相對于激光反射體3的中心線與激光8a、8b的光路線對稱。然后，激光8d經(jīng)透鏡5變成與P軸平行的激光而返回到干涉儀主體2。接著，對由移動臺17的姿態(tài)變化導(dǎo)致作為聚光點(diǎn)的交點(diǎn)％錯(cuò)位的情況進(jìn)行說明。 作為具體例子，使用圖3 圖5詳細(xì)說明圖1所示的移動臺17繞Y軸偏轉(zhuǎn)的情況。在圖 3 圖5中，由于發(fā)生縱搖，而使激光反射體3相對于激光的P軸傾斜，激光反射體3的中心線和P軸以規(guī)定的角度Δ θγ交叉。圖3表示激光的在圖中的上端部分行進(jìn)的激光8的光路。來自干涉儀主體2的激光8經(jīng)透鏡5折射之后，朝向軸外焦點(diǎn)Fla匯聚(參照圖中的激光Se)。軸外焦點(diǎn)Fla是包含焦點(diǎn)的焦點(diǎn)面上的點(diǎn)。之后，激光8e在球體4的表面以折射率nl折射而成為激光8f，在球體4的內(nèi)部穿過而匯聚于點(diǎn)G!la。點(diǎn)Glla是球面上的偏離于交點(diǎn)A的點(diǎn)，其被包覆體12覆蓋。在點(diǎn)Glla被包覆體12反射的反射光經(jīng)過激光8g、8h的光路再次入射到透鏡5。在此，激光Sgjh相對于連結(jié)球體4的中心和軸外焦點(diǎn)Fla的連線與激光8e、8f線對稱。激光他經(jīng)透鏡5成為與P軸平行的激光而返回到干涉儀主體2。圖4、圖5分別表示激光的在圖中的中央部分和下端部分行進(jìn)的激光8的光路。與圖3同樣，激光8經(jīng)透鏡5朝向軸外焦點(diǎn)Fla匯聚，在球體4的表面發(fā)生折射而匯聚于點(diǎn)(ila。 被包覆體12反射之后，經(jīng)球體4的表面和透鏡5折射，成為與P軸平行的激光而返回到干涉儀主體2。如上所述，在圖3 圖5中，對整個(gè)激光反射體3以傾斜角Δ θ γ傾斜時(shí)入射光的上端側(cè)、中心線上、下端側(cè)的各光線返回到透鏡(物鏡)5的哪個(gè)位置的差異進(jìn)行了說明。在圖3中表示從上端側(cè)入射的光線的反射光從透鏡5的最下側(cè)返回，在圖4中表示從中心線上入射的光線的反射光從光軸(P軸)的下側(cè)返回，在圖5中表示從下端側(cè)入射的光線的反射光從P軸的上側(cè)返回。激光反射體3以透鏡5為中心地傾斜傾斜角Δ θ γ，從而透鏡5傾斜，并且，球體4 的中心自P軸上偏離。例如在圖3中，球體4相對于透鏡5向下方移動。在這種情況下，聚光點(diǎn)位于比圖2所示的交點(diǎn)兌靠上方的點(diǎn)Aa的位置，但由于傾斜(Δ θγ)較小，因此，與傾斜之前幾乎位于相同的位置。因而，如圖3所示，不會出現(xiàn)反射光自透鏡5的中心較大地偏離而導(dǎo)致反射光強(qiáng)度減小這樣的情況。即使傾斜角較大而使反射光的一部分超出透鏡5、反射光強(qiáng)度減小，但在實(shí)用上，對于整個(gè)光束的回射光，只要在干涉儀主體2中檢測出足夠的 S/N比的干涉信號即可。因而，若是微小的強(qiáng)度減小則可以忽略。另外，在圖3中對作為移動的聚光點(diǎn)的點(diǎn)Qla在球體4的表面上的情況進(jìn)行了說明，但準(zhǔn)確的說明如下。假如激光在理想的焦點(diǎn)位置(F1Ila)成為最小的聚光面積地匯聚， 則在激光反射體3傾斜的情況下，點(diǎn)Aa不在球體4的表面上。但是，嚴(yán)格上來說激光不是匯聚于一個(gè)焦點(diǎn)，而是具有規(guī)定的焦點(diǎn)深度。因此，即使激光反射體3傾斜，只要Δ θγ是球體4的表面不自焦點(diǎn)深度內(nèi)偏離那樣程度的微小的傾斜角，就可以說點(diǎn)Qla依然在球體4 的表面上。這樣，由于激光反射體3被設(shè)計(jì)成使激光經(jīng)透鏡5和球體4匯聚于1點(diǎn)，因此，無論移動臺的姿態(tài)是否變化，都能夠以與入射光的P軸平行的反射光返回到干涉儀主體2。激光反射體3作為回射體剛好起到三維的貓眼反射鏡(cat' s eye)的作用。發(fā)揮該功能的非常重要的參數(shù)是球體4和透鏡5的距離Sp距離S1由球體4的折射率nl、透鏡5的焦距&和所使用的激光的波長λ這3者的關(guān)系來決定。但是，實(shí)際上是對距離S1進(jìn)行微調(diào)整以使返回來的反射光與P軸平行并最終決定距離S1的。另外，如圖2所示，可以在殼體7上的穿過球體4的中心且與激光反射體3的中心線正交的面上預(yù)先加工用于將激光反射體3安裝于移動臺的螺紋孔9。另外，還可以在相同的面上實(shí)施用于表示球體4的中心位置的標(biāo)記13。另外，同樣地可以在殼體7上的相當(dāng)于球體4的交點(diǎn)(聚光點(diǎn)) 的位置加工螺紋孔11和標(biāo)記14。這些標(biāo)記13、14相當(dāng)于本發(fā)明的顯示部件。并且，可以在激光反射體3的中心線上加工螺紋孔10。根據(jù)預(yù)先設(shè)置于殼體7上的螺紋孔9 11、標(biāo)記13、14的位置，在激光干涉測長時(shí)，能夠容易地知曉激光反射體3的準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)中心(縱搖、偏搖等的偏轉(zhuǎn)中心)的位置、反射點(diǎn)(聚光點(diǎn)仏)的位置。另外，包覆體12覆蓋足夠大的區(qū)域。足夠大的區(qū)域是表示在如上所述那樣由移動臺17的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致作為聚光點(diǎn)的交點(diǎn)％錯(cuò)位的情況下也能夠反射激光那樣程度的區(qū)域。采用本實(shí)施方式的構(gòu)造，不會像直角三面鏡、三面直角棱鏡那樣由于激光被3 條棱線一為六而導(dǎo)致將反射光的截面分割成6份、與入射光相比反射光的強(qiáng)度始終衰減 10% 20%。另外，能夠容易地得到構(gòu)成激光反射體3的零件。即，球體4基本上可以由任意的具有折射率nl的材料制成，作為光學(xué)玻璃制的通用品能夠廉價(jià)地得到。另外，由于使激光匯聚在球體4的與入射側(cè)相反的一側(cè)的球面上的1點(diǎn)，因此，只要形成為至少該包含有聚光點(diǎn)的部分是無損傷的表面，就能夠得到均勻的反射光。并且，即使球體4的球度未被高精度地精加工，利用透鏡5和球體4的組合，也能夠起到三維的貓眼反射鏡的作用。第2實(shí)施方式圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的激光反射體的剖視圖。激光干涉測長儀101是與上述大致相同的構(gòu)造，但激光反射體的構(gòu)造不同。在此，使用對與上述不同的構(gòu)件的附圖標(biāo)記加上100而得到的的附圖標(biāo)記進(jìn)行說明。激光反射體103包括具有焦距f2的透鏡 105、折射率n2的球體104、殼體107。設(shè)定透鏡105和球體104的中心間距&或者透鏡105 的焦距f2，以使焦距f2與中心間距& 一致。覆蓋球體104的表面的一部分的包覆體12在球體104的距透鏡105較遠(yuǎn)(遠(yuǎn)離透鏡10 的半球面上的區(qū)域中，以該半球面和光軸(P 軸)的交點(diǎn)(A2)為中心地形成。包覆體12至少覆蓋在激光反射體103不傾斜的狀態(tài)下與激光照射球體104的面積大致相同的面積。當(dāng)激光8穿過窗6照射到透鏡105時(shí)，經(jīng)透鏡105匯聚于焦點(diǎn)F2 (參照激光8a)。 然后，由于球體104的中心和焦點(diǎn)F2 —致，因此，激光8a進(jìn)入到球體104的內(nèi)部時(shí)不發(fā)生折射而直線傳播，成為激光8b而匯聚于聚光點(diǎn)％ (焦點(diǎn)F2)。穿過聚光點(diǎn)A后的激光8c擴(kuò)散至規(guī)定的區(qū)域后被包覆體12反射。在此，激光8c擴(kuò)散至規(guī)定的區(qū)域是表示激光8c擴(kuò)散至與激光8a照射球體104的面積相同的面積。被包覆體12反射后的激光8c再次匯聚于球體104的中心，之后經(jīng)過與激光8b、8a相同的光路再次入射到透鏡105。然后，經(jīng)透鏡105 成為與入射光的光軸(P軸)平行的激光而返回到干涉儀主體2。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的反射光學(xué)系統(tǒng)，可以利用比上述球體4的折射率nl大的折射率n2的材料制作球體104或者使用比焦距短的焦距f2的透鏡。即使由移動臺17的姿態(tài)變化導(dǎo)致聚光點(diǎn)％的位置偏離球體104的中心位置，反射光也能成為與入射光的P軸平行的激光并返回到干涉儀主體2。激光反射體103剛好起到球面狀的貓眼反射鏡的作用。使用圖7A、7B、圖8說明由移動臺17的姿態(tài)變化導(dǎo)致聚光點(diǎn)％錯(cuò)位的情況。圖 8表示如圖7A、7B所示那樣不使激光反射體103傾斜、而是在入射的激光的光軸以傾斜角 Δ θ “頃斜的狀態(tài)下激光入射到透鏡105的情況。在將被透鏡105匯聚的入射光設(shè)為光線 KU Κ2時(shí)，光線ΚΙ、Κ2在球體104內(nèi)部的狀況如下。在圖8中，球體104的包覆體12形成在圖中的由點(diǎn)F 10 點(diǎn)F20所示的球體表面的區(qū)域中。首先，由于入射激光的光軸傾斜，光線Kl匯聚于偏離原本的球體中心A (焦點(diǎn)F2) 的焦點(diǎn)面上的聚光點(diǎn)(V (F/)。然后，穿過聚光點(diǎn)(V后的光線Kl在球體表面上并不是在原本的點(diǎn)Fla、而是在點(diǎn)Flb發(fā)生反射，成為光線ΚΓ而返回到透鏡105。光線K2匯聚于聚光點(diǎn)(F/ )，并不是在原本的點(diǎn)F2a、而是在點(diǎn)F2b發(fā)生反射，成為光線K2’并返回。在不傾斜時(shí)，在球體104的中心結(jié)成焦點(diǎn)，在圖中點(diǎn)Fla 點(diǎn)Fh所示的球體的內(nèi)部表面區(qū)域中發(fā)生反射。但是，在被透鏡105匯聚的光線整體傾斜地入射到球體104的情況下，由Kl K2所示的大致圓錐狀的光線在圖中的點(diǎn)Flb 點(diǎn)F2b所示的球體的內(nèi)部表面發(fā)生反射，能夠得到由光線ΚΓ 光線K2’所示的有效的反射光。但是，如圖8所示，入射到點(diǎn)Fh 點(diǎn) F2b的區(qū)域中的光線即使被包覆體12反射，該反射光也基本上都自球體104發(fā)生漫射，不會返回到透鏡105。另外，在點(diǎn)Fla 點(diǎn)Flb的內(nèi)部表面區(qū)域中根本不入射光線。這樣，在本實(shí)施方式的情況下，由于入射光的一部分不反射、或者反射光不返回到透鏡105，因此，反射光強(qiáng)度發(fā)生衰減。但是，與上述實(shí)施方式相同，只要傾斜角Δ θγ微小， 該影響就很小。改變一下想法，相對于以往的三面直角棱鏡只能在入射光強(qiáng)度約以10% 20%或者比10% 20%更大的比例衰減的狀態(tài)下反射出反射光的情況，本實(shí)施方式能夠僅在移動臺17產(chǎn)生傾斜時(shí)，僅限于與其傾斜成比例的衰減強(qiáng)度。
發(fā)揮該功能的重要的參數(shù)是球體104和透鏡105的中心間距S2 (焦距f2)。中心間距&由透鏡的焦距&和所使用的激光的波長λ這兩者的關(guān)系來決定。但是，實(shí)際上是在將距離&微調(diào)整為返回來的反射光與P軸平行之后，最終決定距離&。采用本實(shí)施方式，由于激光匯聚于球體104內(nèi)部的1點(diǎn)(聚光點(diǎn)Q2A2’)，因此，激光不會像上述實(shí)施方式的交點(diǎn)Q1、點(diǎn)Qla那樣匯聚于球體4表面上的1點(diǎn)。因而，不必像上述實(shí)施方式的球體4那樣在意球體104表面的局部損傷。另外，對于上述球體4，需要針對球體表面的每1點(diǎn)評價(jià)球體的球度的形狀偏差且每1點(diǎn)的形狀偏差都要在容許范圍內(nèi)。但是，在本實(shí)施方式中，曾經(jīng)匯聚于球體104的中心的激光8b成為擴(kuò)散至規(guī)定區(qū)域的激光8c之后被包覆體12反射，因此，能夠使用球度的形狀偏差的平均值來進(jìn)行評價(jià)。即，由于將球度的形狀偏差在球體表面的規(guī)定區(qū)域中平均，評價(jià)該平均值，因此，不要求像上述實(shí)施方式的球體4那樣高的加工精度，能夠以低成本制作球體104。第3實(shí)施方式圖9是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的激光反射體的剖視圖。激光干涉測長儀201 是與上述大致相同的構(gòu)造，但激光反射體的構(gòu)造不同。在此，使用對與上述不同的構(gòu)件的附圖標(biāo)記加上200而得到的附圖標(biāo)記進(jìn)行說明。激光反射體203包括折射率n3的球體204、保持該球體204的殼體207。在殼體 207上與上述同樣地形成有圓形的窗6。另外，球體204的表面一部分與上述同樣地被包覆體12覆蓋。球體204由折射率π3大致為2 (n3 ^ 2)的特殊材料制作。因而，在激光8入射到球體204時(shí)，由折射率的關(guān)系匯聚于球體表面的與入射側(cè)相反的一側(cè)的1點(diǎn)、即點(diǎn)仏。點(diǎn)A 是激光的光軸(P軸)通入射側(cè)相反的一側(cè)的球體表面的交點(diǎn)。激光8a被包覆體12反射之后，成為激光8b而再次穿過球體204的內(nèi)部，自球體204射出時(shí)，成為與P軸平行的激光并返回到干涉儀主體2。即使由移動臺17(參照圖1)的姿態(tài)變化導(dǎo)致聚光點(diǎn)( 發(fā)生些許錯(cuò)位，只要球體 204具有折射率n3 ^ 2，反射光就會成為與入射光平行的激光并返回到干涉儀主體2。激光反射體203剛好起到球面狀的貓眼反射鏡的作用。采用本實(shí)施方式，不需要上述實(shí)施方式那樣的透鏡5、105。因而，激光反射體203 的零件件數(shù)較少就足夠，而且，不需要球體4、104與透鏡5、105之間的微妙的距離調(diào)整操作，能夠簡單地進(jìn)行組裝。并且，能夠使殼體207的長度短于上述實(shí)施方式，因此，也能夠謀求激光反射體203的小型化。在上述各實(shí)施方式中，對激光反射體繞Y軸以傾斜角θ γ縱搖的情況進(jìn)行了說明， 但無論在激光反射體繞Z軸以傾斜角θ ζ橫搖的情況下，還是在激光反射體繞X軸以傾斜角θχ偏搖的情況下，都能夠得到相同的效果。另外，在上述各實(shí)施方式中，對將本發(fā)明的激光反射體應(yīng)用于激光干涉測長儀的情況進(jìn)行了說明，但不限定于此，在精密測量裝置、精密加工裝置中利用激光進(jìn)行工件或者工具的定位的情況下，也能夠有效地采用本發(fā)明的激光反射體。實(shí)施例在使用單軸向的激光干涉測長系統(tǒng)測量三維測量儀、機(jī)床的工作臺移動量的情況下，根據(jù)圖10說明采用本發(fā)明的激光反射體的例子。具體的激光反射體的規(guī)格表示如下。球體4的直徑20_，激光的直徑5mm，激光的波長0.633 μ m，與數(shù)值孔徑相當(dāng)(N.A.)的值:N. A. = nXsin θ = 0. 125(η是空氣的折射率η = 1)。在三維測量儀、機(jī)床中，即使移動的工作臺發(fā)生縱搖、偏搖等姿態(tài)變化，其傾斜角 (Δ θγ)通常也在10秒以下。在工作臺相對于干涉儀主體2的移動范圍是IOm的情況下 (大多數(shù)情況下，移動范圍在5m以內(nèi))，相對于傾斜角度10秒(=(1/360)度)，球體4相對于光軸(P軸)的錯(cuò)位是0.5mm。在此，以測長范圍為IOm來計(jì)算時(shí)，作為聚光位置的點(diǎn) Aa沿著P軸錯(cuò)位12.5 μ m。另一方面，利用下式(1)計(jì)算與數(shù)值孔徑(N. A.)相對應(yīng)的焦點(diǎn)深度d，d =約40 μ m，大于交點(diǎn)Gj1錯(cuò)位的量。因而，能夠說明即使測長范圍是10m，傾斜時(shí)的聚光位置、即點(diǎn)Qla依然在球體表面上。另外，在圖10中省略了球體表面上的包覆體12 的圖示。d = λ [η2-(N. A.)2]172/(N. Α.)2 ... (1)另外，作為比較例，對采用平面鏡或者三面直角棱鏡作為激光干涉測長儀用的通常的邁克耳遜干涉儀的參照側(cè)反射體的情況下的反射光強(qiáng)度進(jìn)行說明。首先，描畫平面鏡的干涉條紋信號的利薩如波形，將其直徑評價(jià)為100%。其次，替代平面鏡，而設(shè)置出于安全的目的而以0. 2mm寬度對正交的3條棱進(jìn)行倒角而成的具有圓形的入射面且直徑為12. 7mm 的三面直角棱鏡，描畫同樣的利薩如波形，評價(jià)其直徑。在該正交的三個(gè)面上均實(shí)施銀的涂覆。評價(jià)的結(jié)果，在替換為三面直角棱鏡的情況下，利薩如波形的直徑縮減為65% 70%。在此，在產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象時(shí)，干涉條紋強(qiáng)度I以下式( 表示。a是移動側(cè)的光的振幅，b是參照側(cè)的光的振幅。I = a2+b2+2ab · cos ω t ...(2)如上式所示，干涉條紋強(qiáng)度I和時(shí)間t 一同引起4ab所示的大小的強(qiáng)度變化。該強(qiáng)度變化是利薩如波形的振幅Gab)。在比較例中，若將Id1設(shè)為使用平面鏡時(shí)參照側(cè)的光的振幅，b2設(shè)為使用三面直角棱鏡時(shí)參照側(cè)的光的振幅，則^b2Aab1 = (65 70) % /100%。 各參照側(cè)的光的強(qiáng)度比如下式(3)所示。OVb1)2 = 0. 42 0. 49 ... (3)即，通過采用三面直角棱鏡，引起干涉現(xiàn)象之前的參照側(cè)的光強(qiáng)度下降到一半以下。接著，說明本發(fā)明的激光反射體的效果推斷值。在將比較例的三面直角棱鏡替代為本發(fā)明的激光反射體的情況下，上述利薩如波形的振幅Gab)處于三面直角棱鏡的情況的中間附近。即，若將h設(shè)為使用平面鏡時(shí)參照側(cè)的光的振幅，ID2設(shè)為使用本發(fā)明的激光反射體時(shí)參照側(cè)的光的振幅，則至少能夠推斷為^b2Aab1 = (80 85) % /100%。其理由在于，在本發(fā)明的激光反射體的情況下，雖然由物鏡的表面、球體的表面反射、球體內(nèi)部的吸收引起衰減，但是不會像使用三面直角棱鏡的情況那樣激光被3條棱線隔開、或者6分割。 由^b2Aab1 = (80 85) % /100%，使用本發(fā)明的激光反射體時(shí)參照側(cè)的光與使用平面鏡時(shí)參照側(cè)的光的強(qiáng)度比如下式(4)所示。(1^/1^)2 = 0.64-0.72 — (4)從以上內(nèi)容能夠預(yù)想到，采用本發(fā)明的激光反射體，只限于 36%的反射光強(qiáng)度的衰減。即，與三面直角棱鏡的51 % 58 %這樣的50 %以上的強(qiáng)度衰減相比，可以說具有將衰減抑制到40%以下的效果。本申請主張2010年3月15日申請的日本國特許申請2010-57455號的優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種激光反射體，其包括分別設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸(P軸)上的透鏡和球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述透鏡和上述球體的位置關(guān)系的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射，其特征在于，上述透鏡的中心及焦點(diǎn)配置在上述光軸(P軸)上；該激光反射體被配置成上述球體的中心處于將上述透鏡的中心和該透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)中的遠(yuǎn)離上述照射部件的一個(gè)焦點(diǎn)(F1)連結(jié)的連線上，且上述透鏡的焦點(diǎn)(F1)在該球體之外；上述包覆體覆蓋上述球體的靠近上述透鏡的焦點(diǎn)(F1)的半球面上的區(qū)域中的至少包含該半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)Oi1)的區(qū)域；上述透鏡的中心和上述球體的中心之間的距離(S)、上述球體的折射率(nl)這兩者被設(shè)定為，使利用上述透鏡朝向上述焦點(diǎn)(F1)匯聚的激光經(jīng)上述球體折射，并穿過該球體的內(nèi)部匯聚于被上述包覆體覆蓋的上述交點(diǎn)Oi1)；匯聚于上述交點(diǎn)Oil)的激光被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件；并且，改變上述支承構(gòu)件的姿態(tài)，在連結(jié)上述透鏡的中心和上述球體的中心的連線相對于上述光軸(P軸)傾斜的狀態(tài)下，入射的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于上述球體的表面上的偏離上述交點(diǎn)Oi1)的點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光反射體，其特征在于，在上述支承構(gòu)件中形成有用于限制來自上述照射部件的激光的直徑的圓形的窗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光反射體，其特征在于，上述支承構(gòu)件被設(shè)為能夠安裝在沿著與上述光軸(P軸)大致平行的方向移動自由的移動臺上，在該支承構(gòu)件中，在與上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置相當(dāng)?shù)奈恢梅謩e形成有安裝用的孔，而且，設(shè)有用于分別顯示上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置的顯示部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光反射體，其特征在于，上述包覆體具有銀的反射膜和從外部覆蓋該反射膜的保護(hù)膜。
5.一種激光反射體，其包括分別設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸(P軸)上的透鏡和球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述透鏡和上述球體的位置關(guān)系的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述透鏡匯聚于上述球體內(nèi)部的1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射，其特征在于，上述透鏡的中心及焦點(diǎn)配置在上述光軸(P軸)上；上述球體的中心與上述透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)中的遠(yuǎn)離上述照射部件的一個(gè)焦點(diǎn)(rg重合；上述包覆體以上述球體的遠(yuǎn)離上述透鏡的半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)(A2)為中心地覆蓋該半球面上的區(qū)域中的至少包含與上述激光照射上述球體的面積大致相同面積的區(qū)域；經(jīng)上述透鏡匯聚于上述球體內(nèi)部的上述焦點(diǎn)(F2)的激光在從上述焦點(diǎn)(F2)擴(kuò)散至規(guī)定區(qū)域的狀態(tài)下被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件；并且，改變上述支承構(gòu)件的姿態(tài)，在連結(jié)上述透鏡的中心和上述球體的中心的連線相對于上述光軸(P軸)傾斜的狀態(tài)下，入射的激光經(jīng)上述透鏡和上述球體匯聚于焦點(diǎn)面上的偏離上述焦點(diǎn)(F2)的點(diǎn)( ’)，并在擴(kuò)散至規(guī)定區(qū)域的狀態(tài)下被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光反射體，其特征在于，在上述支承構(gòu)件中形成有用于限制來自上述照射部件的激光的直徑的圓形的窗。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光反射體，其特征在于，上述支承構(gòu)件被設(shè)為能夠安裝在沿著與上述光軸(P軸)大致平行的方向移動自由的移動臺上，在該支承構(gòu)件中，在與上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置相當(dāng)?shù)奈恢梅謩e形成有安裝用的孔，而且，設(shè)有用于分別顯示上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置的顯示部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光反射體，其特征在于，上述包覆體具有銀的反射膜和從外部覆蓋該反射膜的保護(hù)膜。
9.一種激光反射體，其包括設(shè)置在來自照射部件的激光的光軸(P軸)上的球體、覆蓋上述球體的表面且用于反射激光的包覆體、用于保持上述球體的支承構(gòu)件，來自上述照射部件的激光經(jīng)上述球體匯聚于1點(diǎn)并被上述包覆體反射，從而與上述光軸(P軸)平行地朝向上述照射部件反射；其特征在于，上述球體的中心配置在上述光軸(P軸)上；上述包覆體覆蓋上述球體的遠(yuǎn)離上述照射部件的半球面上的區(qū)域中的至少包含該半球面和上述光軸(P軸)的交點(diǎn)( )的區(qū)域；上述球體的折射率(M)被設(shè)定為Π3 = 2 ；入射到上述球體的激光以折射率n3 = 2被折射，并穿過該球體的內(nèi)部而匯聚于被上述包覆體覆蓋的上述交點(diǎn)0^)，被上述包覆體反射，從而成為與上述光軸(P軸)平行的反射光返回到上述照射部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光反射體，其特征在于，在上述支承構(gòu)件中形成有用于限制來自上述照射部件的激光的直徑的圓形的窗。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光反射體，其特征在于，上述支承構(gòu)件被設(shè)為能夠安裝在沿著與上述光軸(P軸)大致平行的方向移動自由的移動臺上，在該支承構(gòu)件中，在與上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置相當(dāng)?shù)奈恢梅謩e形成有安裝用的孔，而且，設(shè)有用于分別顯示上述球體的中心、使上述激光匯聚的點(diǎn)、上述包覆體的位置的顯示部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的激光反射體，其特征在于，上述包覆體具有銀的反射膜和從外部覆蓋該反射膜的保護(hù)膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光反射體。該激光反射體能夠使反射光始終高效地沿與入射光平行的方向返回，其包括分別設(shè)置在激光的光軸(P軸)上的透鏡(5)和球體(4)、覆蓋球體的表面且反射激光的包覆體(12)、容納它們的殼體(7)。激光經(jīng)透鏡和球體匯聚于1點(diǎn)，并被包覆體反射。透鏡的中心和焦點(diǎn)(F1)配置在P軸上，球體的中心配置在連結(jié)透鏡的中心和焦點(diǎn)(F1)的連線上。包覆體(12)覆蓋靠近焦點(diǎn)(F1)的半球面上的區(qū)域中的至少包含半球面和P軸的交點(diǎn)(Q1)的區(qū)域。透鏡和球體的中心間距(S1)、球體(4)的折射率(n1)設(shè)定為，經(jīng)透鏡(5)朝焦點(diǎn)(F1)匯聚的激光經(jīng)球體折射，匯聚于被包覆體(12)覆蓋的交點(diǎn)(Q1)。
文檔編號G02B7/02GK102193179SQ20111006346
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者谷村吉久 申請人:株式會社三豐