JP7801679B2 - 真直度測定装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は真直度測定装置及び方法に係り、特に空気擾乱の影響を抑制して安定した真直度の測定を行う技術に関する。

図４は、従来の真直度測定装置による測定原理を示す図である。

図４に示す従来の真直度測定装置の光学系は、ビームスプリッタ５、１／４波長板６、偏光プリズム７、反射プリズム８、及びコーナキューブ９を備えている。

まず、レーザ光の軌跡について説明する。

レーザ発振器から出射したレーザ光は、単一偏光の光であり、この光がビームスプリッタ５の偏光膜５Ａに入射すると、光は透過光と反射光に分離される。この時、偏光膜５Ａの光軸は、レーザ光の偏光方向と４５゜の傾きをもっている。

ここでは、透過光を「測定光」と呼び、反射光を「参照光」と呼ぶことにする。偏光膜５Ａから出た光は、１／４波長板６を透過後、光路１を通って偏光プリズム７に入り、ここで約１．３゜の傾きが与えられる。この傾きを保つように反射プリズム８から反射した光は、同一の光路１を通って再度１／４波長板６を透過する。この時、光の偏光方向は９０°変わるため、今度は偏光膜５Ａで反射し、反射した光はコーナキューブ９に入射する。

コーナキューブ９から出射した光は、偏光膜５Ａで再度反射し、光路２を通り、光路１の場合と同じ様にして戻ってくる。

このような光路を配置することによって、真直度・直角度測定の誤差成分の一つである偏光プリズム７のピッチング・ヨーイングの影響を低減することができる。

また、最初の偏光膜５Ａで反射した「参照光」の軌跡は、最初に光路３を「測定光」の光路１で説明したのと同じ原理で往復し、次に光路４を光路２と同様に往復する。

「測定光」、「参照光」ともに最後には、偏光方向の直交した光として同一光路の干渉系に入射する。そして、干渉信号を光電変換して、「測定光」と「参照光」の光路差をカウントする。

このようにして「測定光」、「参照光」とも二本ずつ平行かつ約２．６゜に広がった測定系になる。

この測定系では、偏光プリズム７もしくは反射プリズム８（一般には偏光プリズム７）が、２．６°に広がった方向に移動すると、そこに光路差が生じて真直度・直角度が測定される。

また、特許文献１に記載の真直度測定方法は、直線移動機構の移動体の移動方向と、移動体に設置した回折格子の加工面の法線とを一致させ、光源から出射した可干渉性光を、法線と平行に入射させ、回折格子からの＋１次及び－１次回折光を平行化光学系で平行光化後、両回折光を干渉光学系によって光検出器上で重ね合わせて干渉信号を得、干渉信号の位相変化によって直線移動機構の真直度を測定する。

特開平１１－３２５８６３号公報

図４に示した従来の真直度測定装置は、レーザ光を２方向に広げ、「測定光」と「参照光」の光路差あるいは位相差により真直度を求めている。

しかし、光が広げられることにより各光路は全く異なる空間を進むことになり、空気擾乱の影響を受けやすくなる。即ち、屈折率の変化が一方の光路に生じても光路差の変化として検出されてしまい、安定した測定が困難になるという問題がある。

また、特許文献１に記載の真直度測定方法も、回折格子により＋１次及び－１次回折光に分離するため、＋１次回折光と－１次回折光とは、異なる空間を進むため、上記と同様の問題がある。

更に、従来は位相差にて真直度を測定しているが、位相差は繰り返し性を持つため、レーザ光の１周期を超える真直度の測定ができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる真直度測定装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る真直度測定装置は、レーザ発振器を含み、第１周波数の第１レーザ光と、第１周波数とは異なる第２周波数の第２レーザ光とを発生するレーザ光発生装置と、直線移動機構の移動体に配置され、移動体の移動方向と同じ進行方向の第１レーザ光が入射され、第１レーザ光の回折光を出射する回折格子と、回折格子から出射される第１レーザ光と第２レーザ光とを干渉させ、干渉光を出射する干渉光学系と、干渉光を示す干渉信号を検出する光検出器と、干渉信号から移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出する周波数検出器と、を備え、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて直線移動機構の真直度を測定する。

第２の態様に係る真直度測定装置は、第１の態様において、直線移動機構の真直度の測定は、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて、移動体の移動中に移動体の設計上の移動方向と交差する方向の移動体の速度を検出し、又は速度を積分して移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変位を検出することにより行う。

第３の態様に係る真直度測定装置は、第１又は第２の態様において、レーザ発振器は、第１周波数の第１レーザ光と、第１レーザ光とは周波数が異なる第２周波数を有し、かつ第１レーザ光に対して偏光方向が異なる第２レーザ光とを発振するゼーマンレーザであり、レーザ光発生装置は、ゼーマンレーザから発振された第１周波数の第１レーザ光と第２周波数の第２レーザ光とを分離する偏光ビームスプリッタと、分離した第１レーザ光と第２レーザ光とが干渉可能に偏光方向を調整する偏光板と、を有する。

第４の態様に係る真直度測定装置は、第１又は第２の態様において、レーザ発振器は、単一周波数のレーザ光を発振し、レーザ光発生装置は、単一周波数のレーザ光を２方向に分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離した２方向のレーザ光のうちの一方のレーザ光を周波数変調させる周波数シフタと、を有し、ビームスプリッタにより分離した２方向のレーザ光のうちの他方のレーザ光、及び周波数シフタにより周波数変調したレーザ光のうちの一方のレーザ光を、第１周波数の第１レーザ光として発生し、他方のレーザ光を第２周波数の第２レーザ光として発生する。

第５の態様に係る真直度測定装置は、第１から第４の態様のいずれかにおいて、干渉光学系は、少なくとも回折格子から出射される第１レーザ光を、光検出器の受光面に集光させる集光レンズを有する。

本発明の第６の態様に係る真直度測定方法は、直線移動機構の移動体に回折格子を配置し、レーザ光発生装置から移動体の移動方向と同じ進行方向に第１周波数の第１レーザ光を回折格子に入射させるステップと、レーザ光発生装置から第１周波数と異なる第２周波数の第２レーザ光を発生させるステップと、第１レーザ光の回折格子による回折光と、第２レーザ光とを干渉光学系により干渉させ、干渉光学系から干渉光を出射させるステップと、光検出器により干渉光を示す干渉信号を検出するステップと、周波数検出器より干渉信号から移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出するステップと、を含み、周波数検出器により検出される変調周波数に基づいて直線移動機構の真直度を測定する。

本発明によれば、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができ、また、レーザ光の１周期を超える真直度の測定ができる。

図１は、本発明に係る真直度測定装置の第１実施形態を示す図である。 図２は、本発明に係る真直度測定装置の第２実施形態を示す図である。 図３は、本発明に係る真直度測定方法の実施形態を示すフローチャートである。 図４は、従来の真直度測定装置による測定原理を示す図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る真直度測定装置及び方法の実施の形態について説明する。

［真直度測定装置の第１実施形態］
図１は、本発明に係る真直度測定装置の第１実施形態を示す図である。

図１において、レーザ発振器１０は、第１周波数ｆ_１の第１レーザ光と、第１レーザ光とは周波数が異なる第２周波数ｆ_２を有し、かつ第１レーザ光に対して偏光方向が異なる第２レーザ光とを発振するゼーマンレーザである。

本例のゼーマンレーザは、横ゼーマンレーザであり、第１レーザ光と第２レーザ光は、互いに直交する直線偏光のレーザ光である。また、ゼーマンレーザから出射される第１レーザ光と第２レーザ光との周波数差（ｆ_１－ｆ_２）は、１０ＭＨｚ程度である。

レーザ発振器１０から発振される第１レーザ光と第２レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２に入射され、ここで、第１周波数ｆ_１の第１レーザ光と、第２周波数ｆ_２の第２レーザ光とに分離される。

偏光ビームスプリッタ１２を透過した一方の第１周波数ｆ_１の第１レーザ光は、直線移動機構１６の移動体１６Ａに配置された回折格子１４に入射する。

直線移動機構１６は、測定装置、工作装置、製造装置等に設けられるもので、移動体１６Ａを直線移動させる。移動体１６Ａは、図１上で左右方向に移動し、実線で示す位置から破線で示す位置に移動することができる。

第１周波数ｆ_１の第１レーザ光は、移動体１６Ａの設計上の移動方向と同じ進行方向に進み、回折格子１４に入射する。回折格子１４は、第１レーザ光が入射する入射面が、移動体１６Ａの移動方向と交差（直交）するように移動体１６Ａに配置されている。

この回折格子１４は、透過型回折格子であり、入射光が回折格子１４を透過して回折する方向は、入射光の波長と回折格子１４の格子間隔により決まる。

いま、回折格子１４の格子間隔をｄ、入射光の波長をλ、回折角をθとすると、次式が成立する。

［数１］
λ＝(sinθ)×ｄ/ｍ
ｍ＝次数
尚、第１レーザ光は、回折格子１４の入射面に直交して入射し、入射光の入射角が０°であるため、上記［数１］式が成立する。

本例では、回折格子１４を透過する＋１次の回折光を使用する。＋１次の回折光の回折角に合せて、ミラー１８及びミラー２０が配置されており、ミラー１８及びミラー２０で反射した回折光（第１レーザ光）は、干渉光学系を構成するビームスプリッタ２２に導かれる。＋１次と異なる次数の回折光は、＋１次の回折光とは回折角が異なるため、ビームスプリッタ２２には導かれない。

直線移動機構１６の真直度を測定する場合、移動体１６Ａを移動させる。移動体１６Ａが移動し、移動体１６Ａが直線移動機構１６の設計上の移動方向と交差する方向（直交する方向）に変動すると（即ち、移動体１６Ａに真直度変化成分が加わると）、この変動に伴って第１レーザ光（回折光）は、ドップラー効果により周波数変調を受けて回折する。

真直度変化成分による変調周波数をδとすると、周波数変調を受けて回折する第１レーザ光は、元々の第１周波数ｆ_１から変調周波数δだけ変調した周波数（ｆ_１＋δ）になる。

［数１］式に示したように、回折光は、回折格子１４の格子間隔ｄと波長λにより回折角θが決まるため、回折光は、真直度変化により回折方向が変化することは無い。

一方、偏光ビームスプリッタ１２により反射された他方の第２周波数ｆ_２の第２レーザ光は、ミラー２４により反射した後、偏光板である１／２波長板２５に入射する。本例の第２周波数ｆ_２の第２レーザ光は直線偏光であるため、１／２波長板２５は、第２レーザ光の偏光方向をπ／２だけ変化させることができ、これにより第１周波数ｆ_１の第１レーザ光と干渉可能になる。

１／２波長板２５により偏光方向が調整された第２周波数ｆ_２の第２レーザ光は、ビームスプリッタ２２に導かれ、ここで、回折格子１４により回折し、ミラー１８、２０により反射した周波数（ｆ_１＋δ）を有する第１レーザ光と合成される。

合成された第１レーザ光と第２レーザ光は、集光レンズ２６により光検出器２８の受光面に集光させられる。

回折格子１４により回折する周波数（ｆ_１＋δ）を有する第１レーザ光は、移動体１６Ａの移動位置に応じてミラー１８の異なる位置に入射する。その結果、ミラー１８及びミラー２０により反射する第１レーザ光は、移動体１６Ａの移動位置に応じてビームスプリッタ２２の異なる位置に入射する。

ビームスプリッタ２２に入射する第１レーザ光と第２レーザ光とは、通常、ビームスプリッタ２２にて合成される（干渉させられる）が、第１レーザ光は、移動体１６Ａの移動位置に応じてビームスプリッタ２２の異なる位置に入射するため、ビームスプリッタ２２の反射面で第２レーザ光と合成されない、又は十分に合成されない場合がある。

集光レンズ２６は、ビームスプリッタ２２に入射する第１レーザ光の入射位置にかかわらず、第１レーザ光を光検出器２８の受光面の特定位置に集光させるため、第１レーザ光と第２レーザ光とを良好に合成（干渉）させることができる。

尚、集光レンズ２６は、ミラー２０とビームスプリッタ２２との間に配置してもよい。この場合、集光レンズ２６は、移動体１６Ａの移動位置にかかわらず、第１レーザ光を光検出器２８の受光面に集光させ、第２レーザ光と合成させるものとする。

合成された光（ヘテロダイン干渉した干渉光）は、干渉により第１レーザ光の周波数（ｆ_１＋δ）と第２レーザ光の周波数ｆ_２との周波数差（|ｆ_１－ｆ_２｜＋δ）にビートダウンしたビート周波数の波として検出される。光検出器２８は、入射する干渉光を、その干渉光の強度に対応する電流信号に変換し、電流信号を電圧信号に変換することで、干渉光の強度に対応する電圧信号（干渉信号）を検出する。

周波数検出器として機能する周波数カウンタ３０は、干渉信号からビート周波数（|ｆ_１－ｆ_２｜＋δ）を測定する。ここで、周波数差Δｆ（＝|ｆ_１－ｆ_２｜）は既知であるため、信号処理により変調周波数δを求めることが可能である。

この変調周波数δは、移動体１６Ａ（回折格子１４）の移動時に移動方向と直交する方向の真直度変化成分に対応する。

したがって、第１実施形態の真直度測定装置は、変調周波数δに基づいて直線移動機構の１６の真直度を測定することができる。ここで、直線移動機構１６の真直度の測定は、周波数カウンタ３０により検出される変調周波数δに基づいて、移動体１６Ａの移動中に移動体１６Ａの設計上の移動方向と直交する方向の移動体の１６Ａの速度を検出し、又は検出した速度を積分して移動体１６Ａの設計上の移動方向と直交する方向の変位を検出することにより行うことができる。

このように第１実施形態の真直度測定装置によれば、２つの光路を通過する２つのレーザ光の光路差から真直度を測定する従来技術と比較して、１つの第１レーザ光の真直度変化成分に対応する変調周波数δを検出することで真直度を測定するため、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる。また、位相差（光路差）により真直度を測定していた従来技術と比較して、変調周波数δから真直度を測定するため、レーザ光の１周期を超える真直度の測定も可能である。

尚、第１実施形態では、第２周波数ｆ_２の第２レーザ光の光路に１／２波長板２５を配置したが、第１周波数ｆ_１の第１レーザ光の光路に１／２波長板２５を配置してもよい。

また、第１実施形態では、レーザ発振器１０として、横ゼーマンレーザを使用したが、縦ゼーマンレーザを使用してもよい。縦ゼーマンレーザの場合、周波数差を有する第１レーザ光と第２レーザ光とは、回転方向が異なる回転偏光を有するため、第１レーザ光と第２レーザ光とが干渉するように適宜の光路に偏光方向を調整する偏光器を配置する必要がある。

［真直度測定装置の第２実施形態］
図２は、本発明に係る真直度測定装置の第２実施形態を示す図である。

尚、図２において、図１に示した第１実施形態の真直度測定装置と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２に示す第２実施形態の真直度測定装置は、図１に示した第１実施形態の真直度測定装置とはレーザ光発生装置が相違する。

即ち、図２に示す第２実施形態の真直度測定装置は、図１に示した第１実施形態の真直度測定装置のレーザ発振器１０、偏光ビームスプリッタ１２、及び１／２波長板２５の代わりに、レーザ発振器１１、ビームスプリッタ１３、及び音響光学変調器(ＡＯＭ:Acousto Optics Modulator)３２を使用する点で相違する。

レーザ発振器１１は、単一周波数ｆ_１のレーザ光を発振し、ビームスプリッタ１３に入射させる。

ビームスプリッタ１３は、入射する単一周波数ｆ_１のレーザ光を２方向に分離し、一部のレーザ光を透過させ、周波数ｆ_１の第１レーザ光として回折格子１４に入射させ、一部のレーザ光を反射させ、ミラー２４を介してＡＯＭ３２に入射させる。

周波数シフタとして機能するＡＯＭ３２は、入射する周波数ｆ_１のレーザ光に変調周波数Δｆの変調を与え、変調後の周波数ｆ_２（＝ｆ_１＋Δf）のレーザ光を第２レーザ光としてビームスプリッタ２２に入射させる。尚、ＡＯＭ３２は、例えば、１００ＭＨｚ程度の変調周波数Δｆの変調を与えることができる。

図２に示す第２実施形態の真直度測定装置において、第１周波数ｆ_１、第２周波数ｆ_２の２つのレーザ光を発生するレーザ光発生装置以外の構成は、図１に示した第１実施形態の真直度測定装置と共通するため、その詳細な説明は省略する。

また、第２実施形態の真直度測定装置は、第１実施形態の真直度測定装置と同様に、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができ、また、レーザ光の１周期を超える真直度の測定が可能である。

尚、第２実施形態の真直度測定装置は、ミラー２４とビームスプリッタ２２との間にＡＯＭ３２を配置したが、これに限らず、ビームスプリッタ１３と回折格子１４との間に配置してもよい。

［真直度測定方法の実施形態］
図３は、本発明に係る真直度測定方法の実施形態を示すフローチャートである。

尚、図３に示す真直度測定方法は、図１に示した第１実施形態の真直度測定装置により行われる測定方法である。

図３において、まず、直線移動機構１６の移動体１６Ａに回折格子１４を配置する（ステップＳ１０）。

続いて、レーザ発振器１０から第１周波数ｆ_１及び第２周波数ｆ_２の２モードのレーザ光を発振させ、偏光ビームスプリッタ１２により第１周波数ｆ_１の第１レーザ光と第２周波数ｆ_２の第２レーザ光とに分離する（ステップＳ１２）。このレーザ発振器１０は、ゼーマンレーザであり、偏光方向が異なる第１周波数ｆ_１及び第２周波数ｆ_２の２モードのレーザ光を発振する。

偏光ビームスプリッタ１２により分離した第１周波数ｆ_１の第１レーザ光を、移動体１６Ａに配置した回折格子１４に入射させる（ステップＳ１４）。回折格子１４に入射する第１周波数ｆ_１の第１レーザ光の進行方向は、移動体１６Ａの設計上の移動方向と同じ方向である。

回折格子１４を透過する回折光（例えば、＋１次回折光）は、ミラー１８及びミラー２０で反射して干渉光学系を構成するビームスプリッタ２２に導かれる。直線移動機構１６の真直度を測定する場合、移動体１６Ａを移動させるが、移動体１６Ａが直線移動機構１６の設計上の移動方向と直交する方向に変動すると（即ち、移動体１６Ａに真直度変化成分が加わると）、この変動に伴って第１レーザ光（回折光）は、ドップラー効果により周波数変調を受ける。

真直度変化成分に伴って変調する変調周波数をδとすると、周波数変調を受けて回折する第１レーザ光は、元々の第１周波数ｆ_１から変調周波数δだけ変調した周波数（ｆ_１＋δ）になる。
第１レーザ光の回折格子１４による回折光と、偏光ビームスプリッタ１２により分離され、ミラー２４及び１／２波長板２５を経由してビームスプリッタ２２に導かれた第２周波数ｆ_２の第２レーザ光とを、ビームスプリッタ２２及び集光レンズ２６を介して合成する（干渉させる）（ステップＳ１６）。

光検出器２８により、合成された光（干渉光）を示す干渉信号を検出する（ステップＳ１８）。光検出器２８により検出される干渉信号は、第１レーザ光の周波数（ｆ_１＋δ）と第２レーザ光の周波数ｆ_２との周波数差（|ｆ_１－ｆ_２｜＋δ）にビートダウンしたビート周波数の波として検出される。

続いて、周波数カウンタ３０により干渉信号のビート周波数（|ｆ_１－ｆ_２｜＋δ）を検出し、移動体１６Ａの真直度成分に対応する変調周波数δを算出する（ステップＳ２０）。尚、周波数差Δｆ（＝|ｆ_１－ｆ_２｜）は既知であるため、ビート周波数（|ｆ_１－ｆ_２｜＋δ）から信号処理により変調周波数δを算出することができる。

本実施形態の真直度測定方法は、上記のようにして算出した変調周波数δに基づいて直線移動機構１６の真直度を測定する（ステップＳ２２）。ここで、直線移動機構１６の真直度の測定は、変調周波数δに基づいて、移動体１６Ａの移動中に移動体１６Ａ体の設計上の移動方向と直交する方向の移動体１６Ａの速度を検出し、又は検出した速度を積分して移動体１６Ａの設計上の移動方向と直交する方向の変位を検出することにより行うことができる。

このように本実施形態の真直度測定方法によれば、２つの光路を通過する２つのレーザ光の光路差から真直度を測定する従来技術と比較して、１つの第１レーザ光の真直度変化成分に対応する変調周波数δを検出することで真直度を測定するため、空気擾乱の影響が少なく、安定した真直度の測定を行うことができる。また、位相差（光路差）により真直度を測定していた従来技術と比較して、変調周波数δから真直度を測定するため、レーザ光の１周期を超える真直度の測定も可能である。

［その他］
レーザ発振器を含み、第１周波数の第１レーザ光と、第１周波数とは異なる第２周波数の第２レーザ光とを発生するレーザ光発生装置は、図１及び図２に示した第１実施形態及び第２実施形態に示したものに限定されず、扱いやすい周波数差を有し、干渉光学系にてヘテロダイン干渉する第１周波数の第１レーザ光及び第２周波数の第２レーザ光を発生するものであればよい。

また、本実施形態の回折格子１４は、透過型回折格子であるが、反射型回折格子を使用してもよい。この場合、ミラー１８、２０とは異なる位置にミラーを配置する必要がある。

更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１０、１１…レーザ発振器、１２…偏光ビームスプリッタ、１３、２２…ビームスプリッタ、１４…回折格子、１６…直線移動機構、１６Ａ…移動体、１８、２０、２４…ミラー、２５…１／２波長板、２６…集光レンズ、２８…光検出器、３０…周波数カウンタ

Claims (6)

1. レーザ発振器を含み、第１周波数の第１レーザ光と、前記第１周波数とは異なる第２周波数の第２レーザ光とを発生するレーザ光発生装置と、
   直線移動機構の移動体に配置され、前記移動体の移動方向と同じ進行方向の前記第１レーザ光が入射され、前記第１レーザ光の回折光を出射する回折格子と、
   前記回折格子から出射される前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを干渉させ、干渉光を出射する干渉光学系と、
   前記干渉光を示す干渉信号を検出する光検出器と、
   前記干渉信号から前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出する周波数検出器と、を備え、
   前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて前記直線移動機構の真直度を測定する、
   真直度測定装置。
2. 前記直線移動機構の真直度の測定は、前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて、前記移動体の移動中に前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の前記移動体の速度を検出し、又は前記速度を積分して前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変位を検出することにより行う、
   請求項１に記載の真直度測定装置。
3. 前記レーザ発振器は、第１周波数の第１レーザ光と、前記第１レーザ光とは周波数が異なる第２周波数を有し、かつ前記第１レーザ光に対して偏光方向が異なる第２レーザ光とを発振するゼーマンレーザであり、
   前記レーザ光発生装置は、前記ゼーマンレーザから発振された前記第１周波数の第１レーザ光と前記第２周波数の第２レーザ光とを分離する偏光ビームスプリッタと、前記分離した前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とが干渉可能に偏光方向を調整する偏光板と、を有する、
   請求項１又は２に記載の真直度測定装置。
4. 前記レーザ発振器は、単一周波数のレーザ光を発振し、
   前記レーザ光発生装置は、前記単一周波数のレーザ光を２方向に分離するビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタにより分離した２方向のレーザ光のうちの一方のレーザ光を周波数変調させる周波数シフタと、を有し、
   前記ビームスプリッタにより分離した前記２方向のレーザ光のうちの他方のレーザ光、及び前記周波数シフタにより周波数変調したレーザ光のうちの一方のレーザ光を、前記第１周波数の第１レーザ光として発生し、他方のレーザ光を前記第２周波数の第２レーザ光として発生する、
   請求項１又は２に記載の真直度測定装置。
5. 前記干渉光学系は、少なくとも前記回折格子から出射される前記第１レーザ光を、前記光検出器の受光面に集光させる集光レンズを有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の真直度測定装置。
6. 直線移動機構の移動体に回折格子を配置し、レーザ光発生装置から前記移動体の移動方向と同じ進行方向に第１周波数の第１レーザ光を前記回折格子に入射させるステップと、
   前記レーザ光発生装置から前記第１周波数と異なる第２周波数の第２レーザ光を発生させるステップと、
   前記第１レーザ光の前記回折格子による回折光と、前記第２レーザ光とを干渉光学系により干渉させ、前記干渉光学系から干渉光を出射させるステップと、
   光検出器により前記干渉光を示す干渉信号を検出するステップと、
   周波数検出器より前記干渉信号から前記移動体の設計上の移動方向と交差する方向の変動に伴って変調される変調周波数を検出するステップと、を含み、
   前記周波数検出器により検出される前記変調周波数に基づいて前記直線移動機構の真直度を測定する、
   真直度測定方法。