CN1306256C - 光学特性测量装置和光学式位移计 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种光学特性测量装置和光学式位移计，可在测量入射激光的光学特性的光学特性测量装置和应用其原理的光学式位移计中，用简易的光学系统测量各种光学特性。其中光学特性测量装置(1A)具有半导体激光发光元件产生的激光(LO)以利用准直透镜形成平行光的状态入射的开口(11)、配置在此开口(11)的出射光路由上的并且由棱镜组成的分光器(12)、接收此棱镜(12)的透射反射膜透射出来的光的第1位置检测元件(21)(第1面状光检测器)和接收棱镜(12)的透射反射膜反射出来的光的第2位置检测元件(22)(第2面状光检测器)。
Description
技术领域
本发明涉及测量入射的激光的光学特性的光学特性测量装置和应用其原理的光学式位移计。
背景技术
用于光记录媒体的信息记录、再现的激光头装置通过聚光光学系统使光电二极管等半导体激光发光元件的出射光成束汇集到光记录媒体上。这时，光记录媒体上成束汇集的光斑直径越小越好。这方面涉及各种技术要素，尤其是聚光光学系统中，需要优化聚光透镜入射光的入射光轴、平行度、强度分布。因此，为了评价聚光的光学特性，提出各种光学特性测量装置。
作为这种光学特性测量装置，已经知道图17～图20所示的测量装置。图17示出的光学特性测量装置具有使半导体激光发光元件出射的发散光成为平行光的准直透镜102、检测此准直透镜102出射的光的激光自准直器110和显示装置111，利用此测量装置能测量激光的光轴和平行度。
图18示出的光学特性测量装置具有使半导体发光元件101出射的发散光成为平行光的准直透镜102、此准直透镜102的出射光对应的物镜103、CCD(摄像元件)121、分析此CCD121的检测结果用的图像处理装置122和显示装置123，利用此测量装置能测量激光的光量分布。
图19示出的光学特性测量装置具有使半导体发光元件101出射的发散光成为平行光的准直透镜102、检测此准直透镜102出射的光的光电变换式的位置检测元件131、将此位置检测元件131的检测结果变换成电信号的光电变换装置132和显示装置133，利用此测量装置能测量激光的光路分布。
图20示出的光学特性测量装置具有使半导体发光元件101出射的发散光成为平行光的准直透镜102、干涉仪140和显示装置141，利用此测量装置，能测量像差。
近年来，在小型光学制品的情况下，由于空间上的限制，配置对激光的光轴、平行度和强度分布各自的光学特性测量装置日益困难，又因为以各种要素折衷的关系设计产品，要求组装调整时能测量多个要素，而且要求光学特性测量装置的结构价廉。
然而，已有的光学特性测量装置不能透射测量入射光轴和强度分布两者，当然也不能同时测量激光的光轴、平行度和强度分布等3要素。
图17和图18示出的测量装置一般对CRT输出。因此，要从其上显示的数据在数值上读取光轴和强度分布中心时，操作者除了从显示画面读取外，没有别的方法，存在操作者的读取容易产生差错的问题。
根据图19示出的测量装置，则评价具有通过开口的直线传播特性的激光光源在开口位置上的光强度分布时，如果入射光的轴稍微偏离传感器，就会由于开口与位置传感器感光面的距离的关系，使强度分布中心的测量值留有测量误差。存在问题。
图20示出的测量装置虽然能在数值上评价强度分布，但测量和数据处理需要长时间。因此，要在制造工序中使用，则需要相当多的光学特性测量装置，存在需要非常多的设备费用的问题。
而且，已有的光学特性测量装置都昂贵，不经济。尤其在图20的情况下，由于是新开发的设备，存在需要大量设备的问题。
鉴于以上的问题，本发明的课题是提供一种结构，可在测量入射激光的光学特性的光学特性测量装置和应用其原理的光学式位移计中，用简易的光学系统进行各种测量。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的光学特性测量装置，结构上做成具有通过开口入射形成平行光束的激光的光路分离元件、接收该光路分离元件透射的激光的第1面状光检测器、以及接收所述光路分离元件反射的激光的第2面状光检测器，并且从所述开口到第1面状光检测器的光路长度与从所述第2面状光检测器的光路长度不同；结构上做成可根据所述第1面状光检测器的基准位置到感光中心的距离、所述第2面状光检测器的基准位置到感光中心的距离、从所述开口到所述第1面状光检测器的光路长度、以及从所述开口到所述第2面状光检测器的光路长度，来测量所述激光的入射角和通过所述开口时的光量分布中心位置。
本发明中，最好具有配置在从所述光路分离元件往所述第1面状光检测器的光路上或从所述光路分离元件到所述第2面状光检测器上的光路组合元件、通过所述光路组合元件往所述光路分离元件出射校正用的平行光的校正光源、以及将所述光路分离元件出射的所述校正用的平行光反射到该光路分离元件并且使所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器接收该返回的光的校正反射面。
本发明中，最好具有检测入射到所述光路分离元件的激光的干涉仪。这样组成时，能测量激光的平行度。
本发明中，可采用所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是位置检测光电二极管等光电变换式的位置检测元件(PSD：Position SensitiveDetector)的结构，可采用所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器中的一个是位置检测元件，而另一个是摄像元件(CCD：Charge Couple Device)的结构，还可采用所述第1面状检测器和所述第2面状检测器都是摄像元件的结构。
本发明的光学系统可用于光学式位移计。即，本发明的光学式位移计，其中具有出射测量位移用的平行光束的位移测量光源、入射该位移测量光源出射的平行光束的光路分离元件、将光路分离元件透射或反射的平行光束反射到该光路分离元件的反射面、以及接收所述光路分离元件反射或透射后从所述反射面返回的光的面状光检测器；可通过所述反射面进行相对于所述光路分离元件以规定的角度保持倾斜的位移，根据该反射面的倾向角度和位移前后所述面状光检测器中的感光位置的移动量，来测量所述反射面的位移量。
根据本发明，作为光学特性测量装置的结构，可用作位移计，而且这种结构的位移计可使结构简化。
本发明另一形态的测量装置，包括入射形成平行光束的激光的聚光透镜和配置在该聚光透镜的焦点位置附近的摄像元件。
利用这种结构的测量装置，可根据所述摄像元件的基准位置到感光中心的距离和所述聚光透镜到所述面状光检测器的光路长度，测量所述激光对所述聚光透镜的入射角。
本发明中，最好具有检测对所述聚光透镜的入射光的干涉仪，这样就能测量入射光的平行度。
本发明又一形态的测量装置，包括通过开口入射形成平行光束的激光的光路分离元件、接收该光路分离元件透射或反射出来的激光的第1面状光检测器、接收所述光路分离元件反射或透射出来的激光的第2面状光检测器、以及配置在从所述光路分离元件到所述第2面状光检测器的光路上的聚光透镜，并且所述第2面状光检测器配置在所述聚光透镜的焦点位置附近。
利用本发明的测量装置，可根据所述第2面状光检测器的基准位置到感光中心的距离、以及从所述聚光透镜到所述第2面状光检测器的光路长度，来测量所述平行光束对所述光路分离元件的入射角，而且可根据该入射角、所述第1面状光检测器的基准位置到感光中心的距离、以及从所述开口到所述第1面状光检测器的光路长度，来测量通过所述开口时的光量分布的中心位置。
本发明中，最好具有检测对所述光路分离元件入射的激光的干涉仪。这样构成，就能测量激光的平行度。
本发明中，可采用所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是位置检测光电二极管等光电变换式的位置检测元件的结构，可采用所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器中的一个是位置检测元件，而另一个是摄像元件的结构，还可采用所述第1面状检测器和所述第2面状检测器都是摄像元件的结构。
附图说明
图1是本发明实施形态1的光学特性测量装置的总体组成图。
图2是示出光学特性测量装置中各光学元件的布局的说明图。
图3是示出图1所示光学特性测量装置的测量原理的说明图。
图4是在共用光路上展示光学特性测量装置用的各光学元件的说明图。
图5(A)、(B)、(C)分别是示出本发明实施形态2的光学特性测量装置的关键部分的说明图、此光学特性测量装置用作位移计时的组成图和示出作为位移计的原理的说明图。
图6是示出本发明实施形态3的光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图7(A)、(B)分别是示出本发明实施形态4的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第1面状光检测器的CCD(摄像元件)中的检测结果的说明图。
图8(A)、(B)分别是示出本发明实施形态5的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第2面状光检测器的CCD(摄像元件)中的检测结果的说明图。
图9(A)、(B)分别是示出本发明实施形态6的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作面状光检测器的CCD(摄像元件)中的检测结果的说明图。
图10(A)、(B)分别是示出本发明实施形态7的光学特性测量装置中各光学元件的布局的说明图和以此光学特性测量装置为基础添加光轴位置测量功能时各光学元件的布局的说明图。
图11是示出图10(B)的光学特性测量装置的测量原理的说明图。
图12是在共用光路上展示图10(B)所示光学特性测量装置用的各光学元件的说明图。
图13(A)、(B)分别是示出本发明实施形态8的光学特性测量装置的关键部分的说明图和本实施形态的另一光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图14(A)、(B)分别是示出本发明实施形态9的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第1面状光检测器的CCD中的检测结果的说明图。
图15是示出本发明实施形态10的光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图16是示出本发明实施形态11的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作面状光检测器的CCD中的检测结果的说明图。
图17是示出已有的第1光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图18是示出已有的第2光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图19是示出已有的第3光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图20是示出已有的第4光学特性测量装置的关键部分的说明图。
附图中，1A～1K是光学特性测量装置，11是开口，12、13是分光器(光路分离元件)，21是第1位置检测元件(第1面状光检测器)，22是第2位置检测元件(第2面状光检测器)，31是半透明反射镜(光路组合元件)，32是基准光源，33是基准反射面，41是干涉仪，51是第1CCD(第1面状光检测器/摄像元件)，52是第2CCD(第2面状光检测器/摄像元件)，61是聚光透镜。
具体实施方式
下面参照附图说明应用本发明的光学特性测量装置和光学式位移计。
实施形态1
图1和图2分别是示出应用本发明的光学特性测量装置的总体组成图和此光学特性测量装置中各光学元件的布局的说明图。图3和图4分别是示出图1所示光学特性测量装置的测量原理的说明图和在共用光路上展示此光学特性测量装置用的各光学元件的说明图。
如图1和图2所示，本形态的光学特性测量装置1A具有半导体激光发光元件(图中未示出)出射的激光L0以由准直透镜(图中未示出)形成平行光的状态入射的开口11、由配置在此开口1的出射光的传播路由上的棱镜组成的分光器12(光路分离元件)、接收此分光器12的透射反射膜透射出来的光的光电变换式的第1位置检测元件21(第1面状光检测器)以及接收棱镜12的透射反射膜上反射出来的光的光电变换式的第2位置检测元件22(第2面状光检测器)。第1位置检测元件21和第2位置检测元件22中的检测结果通过信号处理电路81输出到数据存储部82，同时在显示装置83显示测量结果。作为信号处理电路和显示装置，结构上可做成通过A/D变换器86输入到个人计算机87。
这样组成的光学特性测量装置1A中，如图3所示，半导体激光发光元件出射的激光L0由开口11汇聚成规定的光束后，其一部分穿透棱镜12的透射反射膜，在第1位置检测元件21上检测出来，其它部分在棱镜12的透射反射膜上反射，被第2位置检测元件22检测出来。
这里，在共用光路上展开各光学元件，则如图4所示。因此，本形态的光学特性测量装置1中，假设相对于机械设定的假想基准线L1(点划线表示的线)的激光L0的光轴倾斜(入射角)和从该假想基准线L1看时开口11的光量分布中心位置分别为θ、L，而且第1位置检测元件21和第2位置检测元件22从假想基准线L1的偏移量分别为P1、P2，同时假设从开口1经分光器12的透射反射膜透射到第1位置检测元件21的距离和从开口1经分光器12的透射反射面反射到第2位置检测元件22的距离分别为D1、D2(D1≠D2)时，利用下面的公式求入射角θ。
θ＝arctan{(P2-P1)/(D2-D1)} …(1)
L＝P1-D1*tanθ …(2)
因此，利用2个位置检测元件21、22和1个分光器12能求出激光L0的光轴，并且能根据2个位置检测元件21、21中的1个位置检测元件21中的检测结果求出光量分布的中心位置。
实施形态2
图5(A)、(B)、(C)分别是示出本形态的光学特性测量装置的关键部分的说明图、此光学特性测量装置用作位移计时的组成图和作为位移计的原理的说明图。下面说明的各实施形态，其基本组成与实施形态1相同，因而具有共同功能的部分在图中标注相同的符号示出，省略其详细说明。
实施形态1根据机械设定的假想基准线L1设定2个位置检测元件21、22的角度和原点位置(基准位置)，但本实施形态2结构上做成能以光学的方式校正2个位置检测元件21、22的焦点和原点位置。
即，如图5(A)所示，与实施形态1相同，本形态的测量装置1B具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的激光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射出来的光的光电变换式的第1位置检测元件21(第1面状光检测器)和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的光电变换式的第2位置检测元件22(第2面状光检测器)。
本形态中，结构上做成在从分光器12到第2位置检测元件22的光路上配置半透明反射镜31(光路组合元件)，同时从基准光源32往此半透明反射镜31出射平行光。还可在配置开口11的位置配置基准反射面33。
基准光源32出射的光在半透明反射镜31上反射后，在分光器12上往基准反射面33反射。此基准反射面33上的反射光，一部分由分光器2的透射反射膜透射后，在第1位置检测元件21中检测出来，另一部分穿透半透明反射镜31后，在第2位置检测元件22中检测出来。
设定基准光源32、半透明反射镜31、基准反射面33，使其能根据这时的第1位置检测元件21和第2位置检测元件22中的检测结果(传感器输出)，对第1位置检测元件21和第2位置检测元件22调整角度和原点位置。因此，能根据第1位置检测元件21和第2位置检测元件22的检测结果(传感器输出)正确地进行校正。
利用这种校正原理，图5(A)所示的光学特性测量装置能如图5(B)所示那样，组成光学式位移计。此光学式位移计中，基准反射面33配置成对基准水平面稍微倾向角度φ，而且该基准反射面33能与作为位移计测量对象的工件(图中未示出)合为一体地移动。因此，如图5(C)所示，工件的移动使基准反射面33在光轴方向从位置d1位移到位置d2，随着该移动，第1位置检测元件21中的测量值从测量值X1变化到测量值X2时，根据测量值的变化量δX(X1-X2)，利用下面的公式求测量值的变化量δd(d2-d1)。
δd＝δX/(tan(2φ)) …(3)
实施形态3
图6是示出实施形态3的光学特性测量装置的关键部分的说明图。如图6所示，本形态中，与实施形态1相同，也具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射出来的光的光电变换式的第1位置检测元件21(第1面状光检测器)和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的光电变换式的第2位置检测元件22(第2面状光检测器)。
本形态中，还在从半导体激光发光元件到棱镜12的光路上配置棱镜13，并且使该棱镜13透射的光朝向棱镜12。棱镜12的透射反射膜上反射的光则入射到简易干涉仪41。其它结构与实施形态1大致相同。
因此，利用本形态的光学特性测量装置1C，则如实施形态1中说明的那样，可用2个位置检测元件21、21和分光器12求出激光L0的光轴，而且可根据2个位置检测元件21、22中的一个位置检测元件21的检测结果，求出光量分布的中心位置。还可用分光器13和简易干涉仪41测量激光L0的平行度。
实施形态4
图7(A)、(B)分别是示出实施形态4的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第1面状光检测器的CCD(摄像元件)中的检测结果的说明图。
如图7(A)所示，本形态中，与实施形态1相同，也具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的第1面状光检测器和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的位置检测元件22(第2面状光检测器)。实施形态1中，作为第1面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中采用CCD51。
这样组成的光学特性测量装置1D中，用作第1面状光检测器的CCD51也能得到图7(B)那样的数据，因而与实施形态1相同，也能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
实施形态5
图8(A)、(B)分别是示出实施形态5的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第2面状光检测器的CCD中的检测结果。
如图8(A)所示，本形态中，与实施形态1相同，也具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的位置检测元件21(第1面状光检测器)和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2面状光检测器。实施形态1中，作为第2面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中采用CCD52。
这样组成的光学特性测量装置1E中，用作第2面状光检测器的CCD51也能得到图8(B)那样的数据，因而与实施形态1相同，也能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
实施形态6
图9(A)、(B)分别是示出实施形态6的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作面状光检测器的CCD中的检测结果。
如图9(A)所示，本形态中，与实施形态1相同，也具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的第1面状光检测器和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2面状光检测器。实施形态1中，作为第1和第2面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中作为第1面状光检测器，采用第1CCD51，作为第2面状光检测器，采用第2CCD52。
这样组成的光学特性测量装置1F中，用作面状光检测器的CCD151、52也能得到图9(B)所示的数据，因而与实施形态1相同，能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
又可根据第1CCD51和第2CCD52的检测结果是发散光、平行光或集束光，求出不同的图像数据。因此，如果比较第1CCD51和第2CCD52中的检测结果，并求出其比率等，则能测量并评价平行光的平行度。
实施形态7
图10(A)、(B)分别是示出实施形态7的光学特性测量装置中各光学元件的布局的说明图和以此光学特性测量装置为基础添加光轴位置测量功能时的各光学元件的布局的说明图。图11和图12分别是示出图10(B)所示光学特性测量装置的测量原理的说明图和在共用光路上展示此光学特性测量装置用的各光学元件的说明图。
如图10(A)所示，本形态的光学特性测量装置1G具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2位置检测元件22(第2面状光检测器)。本形态的光学特性测量装置1G还在从分光器12到第2位置检测元件22的光路中间的位置上配置聚光透镜61，并且使第2位置检测元件22配置在该聚光透镜61的焦点位置附近。
如后文所述，这样组成的光学特性测量装置1G能根据第2位置检测元件22中的检测结果，求出入射光的光轴(入射角)。
又，本形态如图10(B)所示，对光学特性测量装置1G设置接收分光器12的透射反射膜透射的光的第1位置检测元件21(第2面状光检测器)，则除能求出入射光轴外，还能求出光量分布的中心。
这样组成的光学特性测量装置1G中，如图11所示，半导体激光发光元件出射的激光L0由开口11汇聚成规定的光束后，一部分经分光器12的透射反射膜透射，在第1位置检测元件21中检测出来，另一部分在分光器12的透射反射膜上反射后，聚光透镜61使其成为集束光，并且在第2位置检测元件22中检测出来。
这里，在共用光路上展开各光学元件，则如图12所示。因此，本形态的光学特性测量装置1G中，假设相对于假想基准线L1(点划线所示的线)的激光L0的光轴倾斜(入射角)为θ，而且从第2位置检测元件22的基准位置的偏移量为P2，同时假设从聚光透镜61到第2位置检测元件22的距离为D3时，利用下面的公式求出入射角θ。
θ＝arctan{P2/D3} …(4)
能求出入射角θ，则设第1位置检测元件21上的偏移量为P1，并且根据从开口11穿透分光器12的透射反射膜，到达第1位置检测元件21的距离D1，利用下面的公式能求出开口11中的光量分布的中心位置L。
L＝P1-D1*tanθ …(5)
因此，利用1个位置检测元件22和1个聚光透镜61能求出激光L0的光轴(入射角)，并且根据此入射角和1个位置检测元件22的检测结果，能求出光量分布的中心位置。
实施形态8
图13(A)、(B)分别是示出实施形态8的光学特性测量装置的关键部分的说明图和本形态的另一光学特性测量装置的关键部分的说明图。
图13(A)所示的光学特性测量装置1H是图10(A)所示测量装置的改进例，其中具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2位置检测元件22(第2面状光检测器)。本形态的光学特性测量装置1G还在从分光器12到第2位置检测元件22的光路中间的位置上配置聚光透镜61，并且使第2位置检测元件22配置在该聚光透镜61的焦点位置附近。
对这样组成的光学特性测量装置，如实施形态3那样，添加简易干涉仪41时，可在分光器12光入射侧的相反侧的位置上设置简易干涉仪41。这样组成时，分光器12的透射反射膜透射的光能入射到简易干涉仪41，因而能测量平行度。
与此相对应，在图10(B)所示的装置结构的情况下，结构上可做成如图13(B)所示，在半导体激光发光元件到分光器12的光路上配置分光器13，并且使简易干涉仪41检出该分光器13的透射反射膜上反射的光。
这样的结构，能对实施形态7的光学特性测量装置添加测量平行度的功能。
实施形态9
图14(A)、(B)分别是示出实施形态9的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作第1面状光检测器的CCD中的检测结果的说明图。
如图14(A)所示，本形态与实施形态7形态相同，具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的第1面状光检测器和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的位置检测元件22(第2面状光检测器)。实施形态1中，作为第1面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中采用CCD51。
这样组成的光学特性测量装置1I，其用作第1面状光检测器的CCD51也能得到图14(B)所示那样的数据，因而与实施形态7相同，也能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
实施形态10
图15是示出实施形态10的光学特性测量装置的关键部分的说明图。
如图15所示，本形态与实施形态7形态相同，具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的位置检测器(第1面状光检测器)和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2面状光检测器。实施形态1中，作为第2面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中采用CCD52。
这样组成的光学特性检测装置1J，与实施形态7相同，也能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
实施形态11
图16(A)、(B)分别是示出实施形态11的光学特性测量装置的关键部分的说明图和此光学特性测量装置用作面状光检测器的CCD中的检测结果的说明图。
如图16(A)所示，本形态与实施形态7形态相同，具有由半导体激光发光元件(图中未示出)出射的光L0通过准直透镜和开口(图中均未示出)入射的棱镜组成的分光器12、接收此分光器12的透射反射膜透射的光的第1面状光检测器和接收此分光器12的透射反射膜反射的光的第2面状光检测器。实施形态1中，作为第1和第2面状光检测器，采用位置检测元件，但本形态中作为第1面状光检测器，采用第1CCD51，并且，作为第2面状光检测器，采用第2CCD52。
这样组成的光学特性测量装置1K，其用作面状光检测器的CCD51、52也能得到图16(B)所示那样的数据，因而与实施形态7相同，也能求出激光L0的光轴和光量分布的中心位置。
这里，根据第1CCD51中检测结果是发散光、平行光或集束光，可求出不同的图像数据。而且，光斑的峰值因第2CCD52中的检测结果是发散光、平行光或集束光而不同。因此，比较第1CCD51和第2CCD52的检测结果，就能测量并评价入射光的平行度。
综合上文所述，本发明的光学特性测量装置具有形成平行光束的激光通过开口入射的光路分离元件、接收该光路分离元件透射出来的激光的第1面状检测器、以及接收所述光路分离元件反射出来的激光的第2面状光检测器，因而能根据所述第1面状光检测器的基准位置到感光中心的距离、从所述开口到所述第1面状光检测器的光路长度和从所述开口到所述第2面状光检测器的光路长度，测量所述激光的入射角和通过所述开口时的光量分布的中心位置。
又，本发明另一形态的光学特性测量装置具有形成平行光束的激光通过开口入射的光路分离元件、接收该光路分离元件透射出来的激光的第1面状检测器、接收所述光路分离元件反射出来的激光的第2面状光检测器、以及配置在所述开路分离元件往所述第2面状光检测器的光路上的聚光透镜，并且所述第2面状光检测器配置在所述聚光透镜的焦点位置附近，因而能根据所述第2面状光检测器的基准位置到感光中心的距离和从所述聚光透镜到所述第2面状光检测器的光路长度，测量所述平行光束对所述光路分离元件的入射角，而且可根据该入射角、所述第1面状光检测器的基准位置到感光中心的距离和从所述开口到所述第1面状光检测器的光路长度，测量通过所述开口时的光量分布的中心位置。
又，本发明的光学式位移计具有出射位移计测量用的平行光束的位移测量光源、入射该位移测量光源出射的平行光束的光路分离元件、将该光路分离元件透射或反射出来的平行光束往该光路分离元件反射的反射面和接收所述光路分离元件反射或透射出来后从所述反射面返回的光的面状光检测器，并且通过所述反射面进行相对于所述光路分离元件以规定角度保持倾斜的位移，根据该反射面的倾斜角和位移前后所述面状光检测器中的感光位置的移动量，测量所述反射面的位移量。因此，作为所述光学特性测量装置的结构，可用作位移计，而且这种结构的位移计，可为结构简化的光学式位移计。
Claims (10)
1、一种光学特性测量装置，其特征在于，
结构上做成具有通过开口入射形成平行光束的激光的光路分离元件、接收该光路分离元件透射的激光的第1面状光检测器、以及接收所述光路分离元件反射的激光的第2面状光检测器，并且
从所述开口到第1面状光检测器的光路长度与从所述第2面状光检测器的光路长度不同；
结构上做成可根据所述第1面状光检测器的预定基准位置到感光中心的距离、所述第2面状光检测器的预定基准位置到感光中心的距离、从所述开口到所述第1面状光检测器的光路长度、以及从所述开口到所述第2面状光检测器的光路长度，来测量所述激光的入射角和通过所述开口时的光量分布的中心位置。
2、如权利要求1中所述的光学特性测量装置，其特征在于，包括
配置在从所述开口至所述光路分离元件的光路上、检测入射到所述光路分离元件的激光的干涉仪。
3、如权利要求1中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是光电变换式的位置检测元件。
4、如权利要求1中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器中的一个是光电变换式的位置检测元件，另一个是摄像元件。
5、如权利要求1中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是摄像元件。
6、如权利要求1中所述的光学特性测量装置，其特征在于，包括
配置在从所述光路分离元件往所述第1面状光检测器的光路上或从所述光路分离元件到所述第2面状光检测器的光路上的半透明反射镜、
通过所述半透明反射镜往所述光路分离元件出射校正用的平行光的校正光源、以及
将所述光路分离元件出射的所述校正用的平行光反射到该光路分离元件并且使所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器接收该返回的光的校正反射向。
7、如权利要求6中所述的光学特性测量装置，其特征在于，包括
配置在从所述开口至所述光路分离元件的光路上、检测入射到所述光路分离元件的激光的干涉仪。
8、如权利要求6中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是光电变换式的位置检测元件。
9、如权利要求6中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和所述第2面状光检测器中的一个是光电变换式的位置检测元件，另一个是摄像元件。
10、如权利要求6中所述的光学特性测量装置，其特征在于，
所述第1面状光检测器和第2面状光检测器都是摄像元件。
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