CN1538157A - 自准直仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自准直仪，在该自准直仪(10)中，通过向测量对象物M照射光源(S1)的激光，使从测量对象物M反射来的回返光(L1a)通过凸透镜(15)会聚，进一步通过凹透镜(16)变为平行光，然后映射到第一屏幕(13)，由此来检测测量对象物M的法线倾斜，其中包括：位于所述凸透镜(15)和凹透镜(16)之间的光束分离器(19)，分路来自测量对象物M的回返光(L1a)的一部分；粗调用确认屏幕(20)，映射出通过该光束分离器(19)从回返光(L1a)分路的分路光(L1b)。

Description

自准直仪
技术领域
本发明涉及自准直仪。
背景技术
自准直仪用于例如反射镜或透镜、三棱镜等光学部件的安装检查、CD或DVD盘的摆动或倾斜检查、CD装置或DVD装置的拾取器组装调整、激光二极管(LD)的光轴倾斜调整、HDD的头倾斜检查、CCD元件和防护玻璃的平行度测量、平台或台面、部件等的各种平面的倾斜或平行度测量等的各种检查或测量、调整。
图1是如特公昭55-25605号公报中所记载的现有的激光自准直仪的示意结构图。
在该图1中，自准直仪1在大致箱形的框体2的一个端面(图1中左侧端面)上形成的开口部中嵌入防护玻璃3，并进一步在框体2的另一端部(图1中右侧端部)的侧面上形成的开口部中安装确认用屏幕4。
在该框体2内从防护玻璃3侧开始顺序将光束分离器5、凸透镜6、凹透镜7沿与框体2的轴线平行的轴线a分别固定在彼此同轴的位置上。
使凹透镜7位于凸透镜6的焦点位置上。
并且，在框体2的安装了确认用屏幕4侧的端部内，在与轴线a相交的位置上，以其法线相对轴线a向确认用屏幕4的相反侧倾斜的状态固定第一反射镜8，进一步，在与确认用屏幕4相对的位置上，以相对确认用屏幕4的法线向第一反射镜8侧倾斜的状态固定第二反射镜9。
如后所述，将该第一反射镜8和第二反射镜9的各个法线的倾斜角度设定为从防护玻璃3侧经光束分离器5及凸透镜6，凹透镜7入射来的光通过第一反射镜8及第二反射镜9所的反射入射到确认用屏幕4的角度。
在框体2内的相对光束分离器5的部分上，在向光束分离器5照射激光L的方向上安装具有激光二极管的光源S。
该自准直仪1将从光源S发出的激光L通过光束分离器5向直角方向反射，并通过防护玻璃3照射到测量对象物M。
在通过光束分离器5后，通过凸透镜6会聚从该测量对象物M通过防护玻璃3反射到框体2内的激光L的回返光La，并进一步通过凹透镜7成为平行光。
在测量对象物M的法线相对轴线a倾斜(偏差)的情况下，回返光La上产生偏差，在该回返光La通过凹透镜7成为平行光时，该偏差被放大。
并且，通过第一反射镜8和第二反射镜9反射通过了凹透镜7的回返光La，并映射到确认用屏幕4上。
在该确认用屏幕4上显示中心位置和表示离开该中心位置的偏差的刻度，设定该中心位置，使其与测定对象物M的法线没有产生偏差情况下的回返光La的光点P一致。
因此，在因测量对象物M的安装状态等而使该法线产生偏差的情况下，在离开确认用屏幕4的中心位置的偏差位置上映射出回返光La的光点P，由此，操作人员可以检测出测量对象物M的法线偏差。
具有上述这种结构的现有的自准直仪1中，与回返光La直接从凹透镜7入射到确认用屏幕的情况下相比，因使用了第一反射镜8和第二反射镜9两个反射镜，从凹透镜7到确认用屏幕4之间的回返光La的光路延长，故回返光La的偏差进一步扩大，由此，可以高精度地检测出测量对象物M的安装状态。
但是，像这样扩大回返光La的偏差，提高自准直仪1的检测精度的情况下，存在着即使测量对象物M的法线仅有一点偏差，也会使回返光La的光点P落在确认用屏幕4之外，使得不能掌握测量对象物M的安装位置的调整方向的问题。
发明内容
本发明的目的之一是解决在现有的自准直仪中所存在的上述问题。
即，本发明的目的是，提供一种能够同时进行测量对象物的法线倾斜的粗调和微调的自准直仪。
为了达到上述的目的，本发明的自准直仪，通过向测量对象物照射来自光源的光，对从测量对象物反射来的回返光通过凸透镜会聚，并进一步通过凹透镜使其变为平行光，并映射到第一屏幕，以此而检测出测量对象物的法线倾斜，其特征在于，包括：位于所述凸透镜和凹透镜之间的光分路元件，分路来自测量对象物的回返光的一部分；第二屏幕，映射出通过该光分路元件分路的分路光。
根据上述发明的自准直仪向测量对象物照射来自光源的光，由凸透镜会聚从测量对象物反射来的回返光，进一步通过凹透镜变为平行光后，使其映射到第一屏幕。
这时，在测量对象物的法线倾斜的情况下，回返光存在偏差，在通过凹透镜将该回返光变为平行光时，该偏差被扩大。
由此，相对于回返光没有产生偏差情况下的第一屏幕上的光点位置，对应测量对象物的法线倾斜程度，而在偏差位置上映射出通过凹透镜后在第一屏幕上映射出的回返光的光点。
因此，操作人员通过观看识别该第一屏幕上的回返光的光点位置，而可以检测出测量对象物的法线倾斜(偏差)。
这时，由于在第一屏幕上显示出了放大了该偏差的由回返光得到的光点，故可以精密地检测出测量对象物的法线倾斜而进行微调。
进一步，该自准直仪中，通过光分路元件分路通过了凸透镜后的来自测量对象物的回返光的一部分，而使该分路光入射到第二屏幕上。
这时，由于映射到该第二屏幕上的来自回返光的分路光是由凹透镜等放大了回返光的偏差前的光，所以即使在测量对象物的法线倾斜(偏差)大的情况下，来自回返光的分路光的光点基本不会在第二屏幕之外。
因此，即使回返光的光点在第一屏幕之外，操作人员也可通过观看识别在第二屏幕上映射出的光点，而确认测量对象物的法线倾斜(偏差)。
这样，操作人员可以通过利用第二屏幕上的分路光的光点，进行测量对象物的法线倾斜(偏差)的粗调，并当在第一屏幕上映射出回返光的光点之后，利用该第一屏幕上的光点，进行测量对象物倾斜(偏差)的微调，而可以容易且高精度地对测量对象物进行检查或调整等。
附图说明
图1是示意表示现有自准直仪结构的结构图；
图2是表示根据本发明的自准直仪的第一例的结构图；
图3是表示根据本发明的自准直仪的第二例的结构图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的最佳实施例。
图2是表示根据本发明的自准直仪实施例的第一例的示意结构图。
在图2中，自准直仪10在大致箱形的框体11的一个端面(图2中左侧端面)上形成的开口部中嵌入防护玻璃12，并进一步在框体11的另一个端部(图2中右侧端部)的侧面上形成的开口部中安装微调用确认屏幕13。
在该框体11内从防护玻璃12侧开始顺序将光束分离器14、凸透镜15及凹透镜16沿与框体11的轴线平行的轴线a1分别固定在彼此同轴的位置上。
使凹透镜16位于凸透镜15的焦点位置上。
并且，在框体11的安装了微调用确认屏幕13侧的端部内，在与轴线a1相交的位置上，以其法线相对轴线a1向在微调用确认屏幕13的相反侧倾斜的状态固定第一反射镜17，进一步，在与微调用确认屏幕13相对的位置上，以相对微调用确认屏幕13的法线向第一反射镜17侧倾斜的状态固定第二反射镜18。
如后所述，将该第一反射镜17和第二反射镜18的各个法线的倾斜角度设定为从防护玻璃12侧经光束分离器14及凸透镜15，凹透镜16入射来的光通过第一反射镜17及第二反射镜18的反射入射到微调用确认屏幕13的角度。
在框体11内的相对光束分离器14的部分上，在向光束分离器14照射激光L1的方向上安装具有激光二极管的光源S1。
上述结构与图1的现有自准直仪1的结构大致相同。
该自准直仪10进一步将光束分离器19固定在凸透镜15和凹透镜16间的与它们同轴的规定位置上。
并且，在框体11的与设置了微调用确认屏幕13的面相同的侧面上的相对于光束分离器19的位置(即，比微调用确认屏幕13还靠近内侧的位置)上安装粗调用确认屏幕20。
设定该光束分离器19，使得其反射面19a的方向为将从凸透镜15入射来的回返光L1a的一部分反射到粗调用确认屏幕20侧的方向，并且，被定位在其反射面19a和凹透镜16间的距离s1等于其反射面与粗调用确认屏幕20间的距离s2的位置上。
与图1的自准直仪1的情况相同，该自准直仪10由光束分离器14向直角方向反射从光源S1射出的激光L1，并通过防护玻璃12照射到测量对象物M上。
在通过光束分离器14后，通过凸透镜15会聚从该测量对象物M通过防护玻璃12反射到框体11内的激光L1的回返光L1a，并进一步通过凹透镜16变为平行光。
在测量对象物M的法线倾斜(产生偏差)的情况下，回返光L1a产生偏差，在该回返光L1a通过凹透镜16变为平行光时，该偏差被放大。
并且，通过了凹透镜16的回返光L1a被第一反射镜17和第二反射镜18反射，被映射到微调用确认屏幕13上。
在该微调用确认屏幕13上显示有表示中心位置和离开该中心位置的偏差的刻度，设定该中心位置，使其与测定对象物M的法线没有产生偏差情况下的回返光L1a的光点P1一致。
因此，在因测量对象物M的安装状态等而使其法线产生偏差的情况下，在离开微调用确认屏幕13的中心位置的偏差位置上映射出回返光L1a的光点P1，由此，操作人员可以检测出测量对象物M的法线偏差。
并且，该自准直仪10中，与回返光L1a直接从凹透镜16入射到确认屏幕的情况相比，因使用第一反射镜17和第二反射镜18两个反射镜，从凹透镜16到微调用确认屏幕13之间的回返光L1a的光路延长，故回返光L1a的偏差进一步扩大，由此，可以高精度地微调测量对象物M的安装状态。
另外，该自准直仪10中，通过了凸透镜15的回返光L1a的一部分L1b被光束分离器19反射，被映射到粗调用确认屏幕20上。
这时，由于光束分离器19的反射面19a和凹透镜16间的距离s1设定为等于反射面19a和粗调用确认屏幕20间的距离s2，所以通过该光束分离器19的反射面19a反射并映射到粗调用确认屏幕20上的回返光L1a的一部分(分路光)L1b在粗调用确认屏幕20上聚焦，由此，在粗调用确认屏幕20上映射出了明亮的光点P2。
由于映射到该粗调用确认屏幕20上的回返光L1a的分路光L1b是由凹透镜16和第一反射镜17、第二反射镜18放大回返光L1a的偏差前的光，所以即使在测量对象物M的法线偏差大的情况下，基本不存在回返光L1a的分路光L1b的光点P2在粗调用确认屏幕20之外的情况。
因此，即使在回返光L1a的光点P1在微调用确认屏幕13之外的情况下，操作人员也可通过观看识别映射在粗调用确认屏幕20上的光点P2，确认测量对象物M的法线偏差的方向。
并且，操作人员可以通过利用粗调用确认屏幕20的光点P2，进行测量对象物M的安装位置等的粗调，当在微调用确认屏幕13上映射出了回返光L1a的光点P1后，利用该微调用确认屏幕13上的光点P1，进行测量对象物M的安装位置等的微调，从而可容易且高精度地对测量对象物M进行检查或调整等。
图3是表示根据本发明的自准直仪的实施例的第二例的示意结构图。
该第二例的自准直仪30在大致箱形的框体11的一个端面(图3中左侧端面)上形成的开口部中嵌入防护玻璃12，并进一步在框体11的另一个端部(图3中右侧端部)的侧面上形成的开口部中安装微调用确认屏幕13。
在该框体11内从防护玻璃12侧开始顺序将光束分离器14、凸透镜15及凹透镜16沿与框体11的轴线平行的轴线a1分别固定在彼此同轴的位置上。
使凹透镜16位于凸透镜15的焦点位置上。
并且，在框体11的安装了微调用确认屏幕13侧的端部内，在与轴线a1相交的位置上，以其法线相对轴线a1向微调用确认屏幕13的相反侧倾斜的状态固定第一反射镜17，进一步，在与微调用确认屏幕13相对的位置上，以相对微调用确认屏幕13的法线向第一反射镜17侧倾斜的状态固定第二反射镜18。
如后所述，将该第一反射镜17和第二反射镜18的各个法线的倾斜角度设定为从防护玻璃12侧经光束分离器14及凸透镜15、凹透镜16入射来的光通过第一反射镜17及第二反射镜18的反射入射到微调用确认屏幕13的角度。
在框体11内的相对光束分离器14的部分上，在向光束分离器14照射激光L2的方向上安装具有激光二极管的光源S1。
上述结构与图2的自准直仪10的结构相同，并赋予相同的附图标记。
在该自准直仪30中，将光束分离器31固定在凸透镜15和凹透镜16间的与它们同轴的规定位置上。
该光束分离器31中，通过将其反射面31a设置在与上述例的光束分离器19相反的方向上，向框体11的设置了微调用确认屏幕13的侧面相反的侧面方向反射从光源S1发射的激光L2的来自测量对象物M的回返光L2a的一部分L2b。
在该光束分离器31的反射回返光L2a的一部分(分路光)的L2b侧(框体11的与设置了微调用确认屏幕13的侧面相反的一侧的侧面)侧方部上，安装其朝向与轴线a1平行的反射镜32。
并且，在框体11的设置了微调用确认屏幕13的侧面的与光束分离器31相对的面上，安装粗调用确认屏幕33。
设定光束分离器31的安装位置，使得其反射面31a和凹透镜16间的距离S3等于反射面31a和反射镜32间的距离s4及反射镜32和粗调用确认屏幕33间的距离s5的和(s3＝s4+s5)。
与图1的自准直仪1的情况相同，该自准直仪30由光束分离器14向直角方向反射从光源S1射出的激光L2，并通过防护玻璃12照射到测量对象物M上。
从该测量对象物M通过防护玻璃12被反射到框体11内的激光L2的回返光L2a，在通过光束分离器14后，通过凸透镜15被会聚，并进一步通过凹透镜16变为平行光。
在测量对象物M的法线倾斜(产生偏差)的情况下，回返光L2a产生偏差，在该回返光L2a通过凹透镜16成为平行光时，该偏差被放大。
并且，通过第一反射镜17和第二反射镜18反射通过了凹透镜16的回返光L2a，并映射到微调用确认屏幕13上。
在该微调用确认屏幕13上显示表示中心位置和离开该中心位置的偏差的刻度，设定该中心位置，使其与测定对象物M的法线没有产生偏差情况下的回返光L2a的光点P3一致。
因此，在因测量对象物M的安装状态等而使其法线产生偏差的情况下，在离开微调用确认屏幕13的中心位置的偏差位置上映射出回返光L2a的光点P3，由此，操作人员可以检测出测量对象物M的法线偏差。
并且，该自准直仪30中，与回返光L2a直接从凹透镜16入射到确认屏幕的情况相比，因使用了第一反射镜17和第二反射镜18两个反射镜，从凹透镜16到微调用确认屏幕13之间的回返光L2a的光路延长，故回返光L2a的偏差扩大，由此，可以高精度地微调测量对象物M的安装状态。
另外，该自准直仪30中，由光学分离器31的反射面31a向反射镜32的方向反射通过了凸透镜15的回返光L2a的一部分L2b，并进一步通过该反射镜32反射而通过光束分离器3 1后，而映射到粗调用确认屏幕33上。
这时，由于光束分离器31的反射面31a和凹透镜16间的距离s3设定为等于反射面31a和反射镜32间的距离s4与反射镜32和粗调用确认屏幕33间的距离s5的和(s3＝s4+s5)，所以从该光束分离器31的反射面31a到凹透镜16间的光路与从反射面31a到粗调用确认屏幕33间的光路长度相同，由此，在粗调用确认屏幕33上映射出的回返光L2a的一部分L2b在粗调用确认屏幕20上聚焦，故其光点P4变得明亮。
由于映射到该粗调用确认屏幕33上的回返光L2a的分路光L2b是由凹透镜16和第一反射镜17、第二反射镜18放大了回返光L2a的偏差前的光，所以即使在测量对象物M的法线偏差大的情况下，基本不存在回返光L2a的分路光L2b的光点P4在粗调用确认屏幕33之外的情况。
因此，即使在回返光L2a的光点P3在微调用确认屏幕13之外的情况下，操作人员也可通过观看识别映射在粗调用确认屏幕33上的分路光L2b的光点P4，而可以确认测量对象物M的法线偏差的方向。
并且，操作人员可以通过利用粗调用确认屏幕33上的分路光L2b的光点P4，进行测量对象物M的安装位置等的粗调，当在微调用确认屏幕13上映射出了回返光L2a的光点P3后，利用该微调用确认屏幕13上的光点P3，进行测量对象物M的安装位置等的微调，而容易且高精度地对测量对象物M进行检查或调整等。
这时，在该自准直仪30中，相对通过第一反射镜17和第二反射镜18二次反射回返光L2a并到达微调用确认屏幕13，回返光L2a的分路光L2b也同样通过光束分离器31的反射面31a和反射镜32二次反射并到达粗调用确认屏幕33上，所以在微调用确认屏幕13上由光点P3显示的测量对象物M的法线偏差方向与粗调用确认屏幕33上由光点P4显示的偏差方向一致。
由此，与上述第一例的自准直仪10相比较，在自准直仪30中，能够边观察在微调用确认屏幕13和粗调用确认屏幕33上分别在同一方向上显示的光点P3和P4，边对测量对象物M的法线偏差容易地进行检测和调整。
上述各例的自准直仪，在向测量对象物照射来自光源的光，并通过凸透镜会聚从测量对象物反射来的回返光，进一步通过凹透镜变为平行光并通过映射到第一屏幕上检测出测量对象物的法线倾斜的自准直仪中，将包括位于所述凸透镜和凹透镜之间的光分路元件，分路来自测量对象物的回返光的一部分；和第二屏幕，映射出通过该光分路元件分路的分路光的实施例的自准直仪作为其上位概念的实施例。
构成该上位概念的实施例的自准直仪向测量对象物照射来自光源的光，通过凸透镜会聚从该测量对象物反射的回返光，并进一步通过凹透镜变为平行光后，而使其入射到第一屏幕上。
这时，在测量对象物的法线倾斜的情况下，回返光存在偏差，在通过凹透镜将该回返光变为平行光时，该偏差被扩大。
由此，相对于回返光不存在偏差情况下的第一屏幕上的光点位置，对应测量对象物的法线的倾斜程度，在偏差位置上映射出通过凹透镜后在第一屏幕上映射出的回返光的光点。
因此，操作人员通过观看识别该第一屏幕上的回返光的光点位置，可以检测出测量对象物的法线的倾斜(偏差)。
这时，由于在第一屏幕上显示出了放大了该偏差的由回返光得到的光点，故可以精密地检测出测量对象物的法线倾斜而进行微调。
进一步，在该自准直仪中，通过光分路元件分路通过了凸透镜后的来自测量对象物的回返光的一部分，而使该分路光入射到第二屏幕上。
这时，由于映射到该第二屏幕上的来自回返光的分路光是由凹透镜等放大了回返光的偏差前的光，所以即使在测量对象物的法线倾斜(偏差)大的情况下，来自回返光的分路光的光点基本不会在第二屏幕之外。
因此，即使回返光的光点在第一屏幕之外，操作人员也可通过观看识别在第二屏幕上映射出的光点，而确认测量对象物的法线倾斜(偏差)。
这样，操作人员可以通过利用第二屏幕上的分路光的光点，进行测量对象物的法线倾斜(偏差)的粗调，并当在第一屏幕上映射出回返光的光点之后，利用该第一屏幕上的光点，进行测量对象物倾斜(偏差)的微调，而容易且高精度地对测量对象物进行检查或调整等。

Claims (7)

1.一种自准直仪，通过向测量对象物照射来自光源的光，对从测量对象物反射来的回返光通过凸透镜会聚，并进一步通过凹透镜使其变为平行光，并映射到第一屏幕，以此而检测出测量对象物的法线倾斜，其特征在于，包括：
位于所述凸透镜和凹透镜之间的光分路元件，分路来自测量对象物的回返光的一部分；
第二屏幕，映射出通过该光分路元件分路的分路光。
2.根据权利要求1所述的自准直仪，其特征在于：所述光分路元件是光束分离器。
3.根据权利要求1所述的自准直仪，其特征在于：将所述光分路元件配置在其与凹透镜间的间隔和其与第二屏幕间的间隔大致相同的位置上。
4.根据权利要求1所述的自准直仪，其特征在于：具有多个反射镜，依次反射通过所述凹透镜的来自测量对象物的回返光，使来自测量对象物的回返光在被该多个反射镜反射后，入射到第一屏幕。
5.根据权利要求4所述的自准直仪，其特征在于：具有反射镜，反射通过所述光分路元件从来自测量对象物的回返光分路的分路光，回返光的分路光在被该反射镜反射后，入射到第二屏幕上。
6.根据权利要求1所述的自准直仪，其特征在于：在所述光分路元件与凹透镜间的间隔，为大致等于光分路元件与反射来自该光分路元件的分路光的反射镜间的间隔和反射该分路光的反射镜与第二屏幕间的间隔之和的位置上，配置光分路元件。
7.根据权利要求1所述的自准直仪，其特征在于，包括：两个反射镜，依次反射通过了所述凹透镜的来自测量对象物的回返光，并入射到第一屏幕上；一个反射镜，反射通过光分路元件从来自测量对象物的回返光分路的分路光，并入射到第二屏幕上。
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