專利名稱：干涉儀角度靈敏度校準方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對測定被檢面的傾斜角度的干涉儀的角度靈敏度進行校 準的方法。
背景技術(shù)：
目前，作為為了能夠測定被檢面的傾斜角度而構(gòu)成的干涉儀，公知的 是用于光纖連接器部的傾斜研磨型套圈的前端面測定用的干涉儀(參照下 述專利文獻l)。傾斜研磨型套圈的前端面的傾斜角度(相對于與套圈的軸線垂直的面的角度)已由JIS標準化為8度。另一方面，在套圈測定用的干涉儀中， 可測定的傾斜角度范圍有時被限制在5度左右，在這樣的套圈測定用的干 涉儀中，使用進行保持的專用的保持器具，以使套圈的前端面相對于測定 光軸的垂直面的傾斜角度為4度左右，從而進行測定(參照下述專利文獻 2)。但是，在這種傾斜角度測定用的干涉儀中，表示所觀察的條紋條數(shù)與 傾斜角度之間的對應(yīng)關(guān)系的角度靈敏度已被預(yù)先設(shè)定，由于因干涉儀的設(shè) 置誤差及常年使用產(chǎn)生的誤差等，有時需要校準暫且設(shè)定的角度靈敏度。目前，作為進行這樣校準的方法，公知的是，將由成為校準對象的干 涉儀測量的被檢面的傾斜、和由自動準直儀等基準角度儀測定相同被檢面 而得的傾斜進行比較來校準的方法，但是，由于需要高精度地進行成為校 準對象的干涉儀及基準角度儀的各校準，并且需要改變被檢面的傾斜進行 多次測定，所以存在校準所需要的程序繁雜、需要很多時間的問題。另一方面，本發(fā)明申請人提出了使用具有相互所呈的角度己知的兩個 反射面的校準用夾具的校準方法，并已經(jīng)對專利局公開(參照下述專利文 獻3)。該校準方法，由于能夠基于由成為校準對象的干涉儀拍攝的一個條 紋圖像進行校準，因此可容易地進行角度靈敏度的校準。專利文獻l:日本特開2004—37167號公報 專利文獻2:日本特開2004—286595號公報 專利文獻3:日本特愿2005— l02934號說明書但是，所述專利文獻3所記載的校準方法存在難以適用于套圈測定用 的干涉儀這一問題。即在該校準方法中，前提是使用具有兩個反射面的校 準用夾具，而由于在套圈測定用的干涉儀的場合，需要使校準用的夾具相 當小地形成，所以難以高精度地制作兩個反射面(尤其是相互的邊界部 分)。另外，該校準方法在干涉儀的角度靈敏度相對于測定角度的大小具有 線性(相對于被檢面的傾斜角度的變化的、觀察到的干涉條紋的條數(shù)變化 的比例為一定)時是有效的，但是，在角度靈敏度具有非線性時，恐怕不 能進行高精度的校準。由于套圈測定用干涉儀所測定的傾斜角度限定在夾著基準角度(例如 4度)的規(guī)定的狹小范圍(例如，±0.1度左右的角度范圍)，所以對于在 該角度范圍內(nèi)的角度靈敏度，如果能容易且高精度地校準，是極其有益的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于這樣的事情而開發(fā)的，其目的在于提供一種干涉儀角度 靈敏度校準方法，其可容易且高精度地校準所測定的傾斜角度限定在規(guī)定 的角度范圍內(nèi)的傾斜角度測定用的干涉儀的角度靈敏度。本發(fā)明提供一種干涉儀的角度靈敏度校準方法，所述干涉儀拍攝承載 有被檢面的傾斜信息的干涉條紋圖像，并基于該干涉條紋圖像測定所述被 檢面的傾斜角度，所述干涉儀的角度靈敏度校準方法對所述干涉儀的角度靈敏度進行校準，其特征在于，依次進行以下步驟角度靈敏度算式設(shè)定步驟，其在與所述被檢面的傾斜角度對應(yīng)的規(guī)定 的被測定角度范圍內(nèi)，視為在所述被檢面的每單位長度的干涉條紋的條數(shù)P和所述傾斜角度e之間，使用了規(guī)定的比例系數(shù)k的比例關(guān)系成立，設(shè)定下式(l)所示的角度靈敏度算式；測定步驟，其用所述干涉儀測定以呈所述被測定角度范圍內(nèi)的基準傾 斜角度a的方式設(shè)定的基準傾斜面，求出該基準傾斜面的每單位長度的條 紋條數(shù)Pl ，并且基于該條紋條數(shù)p,和下式(l)計算所述基準傾斜角度a的 測定臨時值(仮値)ou，從而得到下式(2)的關(guān)系；校準步驟，其基于所述條紋條數(shù)Pi和所述基準傾斜角度a且通過下式 (3)求出已校準的比例系數(shù)，將該已校準的比例系數(shù)Id和下式(l)的比例 系數(shù)k置換，從而得到下式(4)所示的已校準的角度靈敏度算式。P=k.e ……(i)P產(chǎn)k,a, ……(2)k產(chǎn)pi/a ......(3)P=k
e ……(4)在所述測定步驟中，使所述基準傾斜面相對于所述干涉儀自轉(zhuǎn)規(guī)定角 度，在該自轉(zhuǎn)操作前后的兩個旋轉(zhuǎn)位置分別進行測定，基于這兩個測定結(jié) 果，使用規(guī)定的運算式，計算所述基準傾斜角度a的測定臨時值ai。根據(jù)本發(fā)明的干涉儀角度靈敏度校準方法，在與被檢面的傾斜角度對 應(yīng)的規(guī)定的被測定角度范圍內(nèi)，視為在被檢面的每單位長度的干涉條紋的 條數(shù)和傾斜角度之間比例關(guān)系成立而設(shè)定規(guī)定的角度靈敏度算式，基于以 呈被測定角度范圍內(nèi)的基準傾斜角度的方式設(shè)定的基準傾斜面的測定結(jié) 果，校準該設(shè)定的角度靈敏度算式的比例系數(shù)，所以，起到如下的效果。艮卩，因為其與現(xiàn)有方法不同，不需要使用具有兩個反射面的校準用夾 具，所以對于套圈測定用的干涉儀也可適用。另外，如套圈測定用的干涉儀所述，在所測定的傾斜角度限定在規(guī)定 的狹小角度范圍內(nèi)的干涉儀中，即使角度靈敏度在寬范圍具有非線性時， 也可以通過將所述基準傾斜角度設(shè)定為該狹小角度范圍內(nèi)的角度，來容易 并且高精度地校準用于該角度范圍內(nèi)的測定解析的角度靈敏度。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明一實施方式的干涉儀的概略結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示具有基準傾斜面的校準用夾具的結(jié)構(gòu)的立體圖。符號說明1、干涉儀主體 2、 解析部3、 校準用夾具11、 光源部12、 準直透鏡13、 分光器14、 基準板 14a、基準面15、 成像透鏡16、 攝像機21、 條紋解析裝置22、 輸入裝置23、 顯示裝置 31、基準傾斜面R、(干涉儀的)光軸 S、(校準用夾具的)中心軸線 T、(基準傾斜面的)法線 a、基準傾斜角度具體實施方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。圖l是表示應(yīng)用 本發(fā)明一實施方式的干涉儀的概略結(jié)構(gòu)的圖，圖2是表示具有基準傾斜面 的校準用夾具的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖1所示的干涉儀是基于所拍攝的干涉條紋圖像測定被檢面的傾斜角 度的干涉儀，其具有拍攝干涉條紋圖像的菲索型的干涉儀主體1、和對拍 攝的干涉條紋圖像進行解析的解析部2。所述干涉儀主體1具有輸出高可干涉性的光束的光源部11、將從該 光源部11射出的發(fā)散光束變成平行光束的準直透鏡12、配置于來自該準 直透鏡12的平行光束的光路上的分光器13及基準板14。另外，該干涉儀主體1利用從被檢面反射的光束和從所述基準板14 的基準面14a反射的基準光的干涉，得到承載有被檢面的形狀及傾斜信息
的干涉條紋，其除所述構(gòu)成外還具有使所得到的干涉條紋成像的成像透 鏡15、和拍攝該干涉條紋的攝像機16。另一方面，所述解析部2具有進行圖像處理和條紋解析的條紋解析裝置21、鍵盤等輸入裝置22、和顯示裝置23。所述條紋解析裝置21由計 算機等構(gòu)成，具有存儲用于進行圖像處理及條紋解析的程序的存儲部、 和進行程序的執(zhí)行及各種運算的運算部等，基于被所述攝像機16攝入的 干涉條紋，可求出被檢面的傾斜角度。另外，在圖1所示的干涉儀中，表示所觀察到的條紋條數(shù)和傾斜角度 之間的對應(yīng)關(guān)系的角度靈敏度被預(yù)先設(shè)定，所設(shè)定的角度靈敏度存儲于所 述條紋解析裝置21的存儲器等中。進而，圖l所示的干涉儀設(shè)計為，測定的傾斜角度被限定于夾著基準 角度(例如4度)的規(guī)定的狹小角度范圍(例如，士0.1度的角度范圍)。 作為這樣的干涉儀例如可例舉所述的專利文獻1、 2記載的傾斜研磨型套 圈測定用的干涉儀作為其具體的形態(tài)。圖2所示的校準用夾具3是實施后述的干涉儀角度靈敏度校準方法時 使用的夾具，其在圓柱狀的構(gòu)件的前端具有基準傾斜面31。該基準傾斜面 31的構(gòu)成為具有與圖1所示的干涉儀作為測定對象的被檢面的傾斜角度 相對應(yīng)的、規(guī)定的被測定角度范圍內(nèi)(例如，夾著4度的士0.1度的角度 范圍內(nèi))的基準傾斜角度a (在圖2中，作為校準用夾具3的中心軸線S 和基準傾斜面31的法線T所成的角度來表示)。下面對有關(guān)本發(fā)明的一實施方式的干涉儀角度靈敏度校準方法的實 施順序進行說明。<1>首先，在所述被測定角度范圍內(nèi)，視為在被檢面的每單位長度的 干涉條紋的條數(shù)p和所述傾斜角度e之間，使用了規(guī)定的比例系數(shù)k的比 例關(guān)系成立，設(shè)定下式(l)所示的角度靈敏度算式(角度靈敏度算式設(shè)定步P=k'e ……(i)<2>其次，如圖1所示，在干涉儀上設(shè)置校準用夾具3并進行測定， 求出基準傾斜面31的每單位長度的條紋條數(shù)pp并且基于該條紋條數(shù)p, 和上式(l)計算基準傾斜角度a的測定臨時值w (ai=Pl/k)，從而得到下式
(2)的關(guān)系(測定步驟)。 Pi二k.a! ......(2)<3>其次，基于求出的條紋條數(shù)p,和基準傾斜角度a，用下式(3)求出 已校準的比例系數(shù)k,，將該己校準的比例系數(shù)k,和上式(l)的比例系數(shù)k 置換，得到下式(4)所示的己校準的角度靈敏度算式(校準步驟)。k尸pi/a ......(3)P=k, e……(4)通過以上的順序，角度靈敏度的校準結(jié)束。也就是說，使用通過所述 順序得到的角度靈敏度算式(4)，計算被檢面的傾斜角度即可。另外，在干涉儀上設(shè)置所述校準用夾具3時，例如，可以使用所述的 專利文獻1、 2記載的夾緊裝置及其保持器具。而且，在所述順序(2)中，是以設(shè)置后的校準用夾具3的中心軸線S(參 照圖2)和干涉儀的測定光軸R (參照圖1)相互一致為前提的。但是， 在實際的設(shè)置狀況中，也可能產(chǎn)生在校準用夾具3的中心軸線S相對于干 涉儀的測定光軸R傾斜的狀態(tài)下進行設(shè)置的情況?？紤]到這一點，在所述順序(2)的測定步驟中，可使用所述的專利文獻 1記載的被稱為反轉(zhuǎn)法的方法。該反轉(zhuǎn)法是如下所述的方法在柱狀構(gòu)件 保持于夾緊裝置的狀態(tài)下，使柱狀構(gòu)件相對于干涉儀自轉(zhuǎn)規(guī)定角度，在兩 個旋轉(zhuǎn)位置上，分別檢測出干涉儀的基準面和柱狀構(gòu)件前端面之間的相對 角度，基于該檢測出的兩個角度，使用規(guī)定的運算式測定該柱狀構(gòu)件的軸 的傾斜，所述規(guī)定角度為180度的情況下，作為所述運算式，例如使用下 式(5)所示的算式。a產(chǎn)(m「 m2+180)/2 ......(5)其中，nn表示在第一旋轉(zhuǎn)位置檢測出的、干涉儀的基準面和柱狀構(gòu)件 前端面之間的相對角度，m2表示在第二旋轉(zhuǎn)位置檢測出的、干涉儀的基準 面和柱狀構(gòu)件前端面之間的相對角度。艮口，在使用該反轉(zhuǎn)法時，使所述基準傾斜面相對于干涉儀繞中心軸線 S自轉(zhuǎn)180度，并在兩個旋轉(zhuǎn)位置分別進行測定，基于兩個測定結(jié)果使用 所述運算式(5)計算出基準傾斜角度a的測定臨時值cn。另外，在用于所述 說明的各算式中，將傾斜角度作為矢量來處理。
以上說明了本發(fā)明的一個實施方式，不過本發(fā)明不限于所述的實施方 式。例如，在所述實施方式中，使用了圓柱狀的校準用夾具，但也可以使 用形成為棱柱狀的校準用夾具。另外，在所述實施方式中，示出了將本發(fā)明應(yīng)用于傾斜研磨型套圈測 定用的干涉儀的例子，但是，本發(fā)明也可以合適地應(yīng)用于對測定的傾斜角 度限定于規(guī)定的角度范圍的各種傾斜角度測定用的干涉儀，進行其角度靈 敏度的校準的情況。
權(quán)利要求
1、一種干涉儀的角度靈敏度校準方法，所述干涉儀拍攝承載有被檢面的傾斜信息的干涉條紋圖像，并基于該干涉條紋圖像測定所述被檢面的傾斜角度，所述干涉儀的角度靈敏度校準方法對所述干涉儀的角度靈敏度進行校準，其特征在于，依次進行以下步驟角度靈敏度算式設(shè)定步驟，其在與所述被檢面的傾斜角度對應(yīng)的規(guī)定的被測定角度范圍內(nèi)，視為在所述被檢面的每單位長度的干涉條紋的條數(shù)(p)和所述傾斜角度(θ)之間，使用了規(guī)定的比例系數(shù)(k)的比例關(guān)系成立，設(shè)定下式(1)所示的角度靈敏度算式；測定步驟，其用所述干涉儀測定以呈所述被測定角度范圍內(nèi)的基準傾斜角度(α)的方式設(shè)定的基準傾斜面，求出該基準傾斜面的每單位長度的條紋條數(shù)(p1)，并且基于該條紋條數(shù)(p1)和下式(1)計算所述基準傾斜角度(α)的測定臨時值(α1)，從而得到下式(2)的關(guān)系；校準步驟，其基于所述條紋條數(shù)(p1)和所述基準傾斜角度(α)且通過下式(3)求出已校準的比例系數(shù)(k1)，將該已校準的比例系數(shù)(k1)和下式(1)的比例系數(shù)(k)置換，從而得到下式(4)所示的已校準的角度靈敏度算式。p＝k·θ……(1)p1＝k·α1……(2)k1＝p1/α……(3)p＝k1·θ……(4)
2、 如權(quán)利要求1所述的干涉儀角度靈敏度校準方法，其特征在于， 在所述測定步驟中，使所述基準傾斜面相對于所述干涉儀自轉(zhuǎn)規(guī)定角度，在該自轉(zhuǎn)操作前后的兩個旋轉(zhuǎn)位置分別進行測定，基于這兩個測定結(jié) 果，使用規(guī)定的運算式，計算所述基準傾斜角度(a)的測定臨時值(on)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干涉儀角度靈敏度校準方法，其可以容易且高精度地校準所測定的傾斜角度限定在規(guī)定的角度范圍內(nèi)的傾斜角度測定用的干涉儀的角度靈敏度。在與被檢面的傾斜角度對應(yīng)的規(guī)定的被測定角度范圍內(nèi)，視為在被檢面的每單位長度的干涉條紋的條數(shù)與傾斜角度之間比例關(guān)系成立，設(shè)定規(guī)定的角度靈敏度，并基于以呈被測定角度范圍內(nèi)的基準傾斜角度的方式設(shè)定的基準傾斜面(31)的測定結(jié)果，校準該設(shè)定的角度靈敏度算式的比例系數(shù)。
文檔編號G01B9/02GK101165454SQ200710154729
公開日2008年4月23日 申請日期2007年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者葛宗濤 申請人:富士能株式會社