JP2001082944A - Apparatus for measuring inclination of subject - Google Patents

Apparatus for measuring inclination of subject

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JP2001082944A
JP2001082944A JP26100899A JP26100899A JP2001082944A JP 2001082944 A JP2001082944 A JP 2001082944A JP 26100899 A JP26100899 A JP 26100899A JP 26100899 A JP26100899 A JP 26100899A JP 2001082944 A JP2001082944 A JP 2001082944A
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JP
Japan
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lens
test object
light
test
inclination
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JP26100899A
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Japanese (ja)
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Hideyuki Kondo
秀幸 近藤
Toshiyuki Inoue
利幸 井上
Hiroaki Furuhata
寛明 振旗
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Nidec Sankyo Corp
Nippon Steel Texeng Co Ltd
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
Nisshin Koki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the inclination of a subject having a curved surface to be measured. SOLUTION: This apparatus for measuring the inclination of a subject includes a light source 11, a light-receiving element 19, and a collimator lens 17 for converting light rays emitted from the light source 11 into parallel light rays to irradiate the subject 18 therewith and for collecting and focusing the reflected light rays onto the light-receiving element 19, and measures the inclination of the subject 18 from the imaging position of the light-receiving element 19. The apparatus also has a reference lens 20 disposed between the collimator lens 17 and the subject 18 to collect or diffuse the parallel light rays to irradiate the subject 18 therewith from a direction perpendicular to the tangent of the curved surface of the subject 18.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ピックアップ装置
用コリメートレンズ等の被検面が曲面である被検物の傾
きを測定する傾き測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tilt measuring device for measuring the tilt of a test object having a curved test surface such as a collimator lens for a pickup device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来のレーザオートコリメータ
の基本構成を示す図である。図において、レーザダイオ
ード(LD)11から出射された光は、全反射ミラー1
4で反射する。さらに、この直線偏波のレーザ光は、偏
光ビームスプリッタ15で反射し、λ/4板16を通過
して円偏波となり、コリメートレンズ17を通過して平
行光となり、被検物レンズ18に照射される。被検物レ
ンズ18で反射した反射光は、コリメートレンズ17で
集光され、λ/4板16を通過して直線偏波(例えばs
偏波)となり、偏光ビームスプリッタ15を透過して受
光素子19に結像する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of a conventional laser autocollimator. In the figure, light emitted from a laser diode (LD) 11 is reflected by a total reflection mirror 1.
It is reflected at 4. Further, the linearly polarized laser light is reflected by the polarization beam splitter 15, passes through the λ / 4 plate 16, becomes a circularly polarized wave, passes through the collimator lens 17, becomes parallel light, and is transmitted to the lens 18. Irradiated. The light reflected by the object lens 18 is condensed by the collimator lens 17, passes through the λ / 4 plate 16, and is linearly polarized (for example, s).
(Polarized wave), passes through the polarization beam splitter 15 and forms an image on the light receiving element 19.

【0003】このような構成により、受光素子19の結
像位置に応じて被検物レンズ18の傾きが測定される。
例えば、被検物の傾きがないときの結像位置が予め分か
っていれば、それとの相対位置から被検物レンズ18の
傾きが測定される。なお、受光素子19としては、二次
元位置検出素子(PSD)または個体撮像素子(CC
D)が用いられる。
[0003] With such a configuration, the inclination of the object lens 18 is measured according to the image forming position of the light receiving element 19.
For example, if the imaging position when the test object is not tilted is known in advance, the tilt of the test lens 18 is measured from the relative position to the image forming position. In addition, as the light receiving element 19, a two-dimensional position detecting element (PSD) or a solid-state imaging element (CC
D) is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザオートコ
リメータでは、被検物が平面であれば、被検面からの反
射光も平行光となり、その反射光のすべてを受光素子上
の1点に収束させ、点画像として観測することができ
る。したがって、被検物の傾きを容易に測定することが
できる。
In the conventional laser autocollimator, if the object to be inspected is a flat surface, the reflected light from the surface to be inspected is also parallel light, and all the reflected light is directed to one point on the light receiving element. It can be converged and observed as a point image. Therefore, the inclination of the test object can be easily measured.

【0005】しかし、被検物の被検面が曲面であれば、
被検面からの反射光は拡散光となり、図5に示すように
反射光の一部しか受光素子上に集光させることができな
い。この場合の受光素子19上の画像は、被検物レンズ
18の傾きに対応するある中心に対して同心円状に徐々
にぼやけたものとなる。
However, if the surface of the test object is a curved surface,
The reflected light from the test surface becomes diffused light, and only a part of the reflected light can be focused on the light receiving element as shown in FIG. In this case, the image on the light receiving element 19 is gradually blurred concentrically with respect to a certain center corresponding to the inclination of the test lens 18.

【0006】また、コリメートレンズ17と被検物レン
ズ18との距離に応じて、図5に示す反射光Rのように
コリメートレンズ17の外側に拡散したり、コリメート
レンズ17で集光できても受光素子19に到達する光
は、拡がった範囲の一部のみとなる。このため、測定に
供することができる光量が大幅に減少する。
Further, depending on the distance between the collimating lens 17 and the test lens 18, even if the light is diffused outside the collimating lens 17 as shown in FIG. The light that reaches the light receiving element 19 is only a part of the expanded range. Therefore, the amount of light that can be used for measurement is significantly reduced.

【0007】このような要因により、従来のレーザオー
トコリメータでは、被検面が曲面である被検物の傾きを
測定したときの受光素子上の画像が不鮮明になり、傾き
を測定することが困難である。
[0007] Due to such factors, in the conventional laser autocollimator, the image on the light receiving element when the tilt of the test object having a curved test surface is measured becomes unclear, and it is difficult to measure the tilt. It is.

【0008】なお、被検物レンズ18の淵に、図5に示
すように平坦部18aがある場合には、その平坦部18
aからの反射光をコリメートレンズ17で集光すること
により、間接的に被検物レンズ18の傾きを観測するこ
とが可能である。しかし、それには平坦部18aが十分
な面積を有するとともに、被検物レンズ18の傾きに対
応する平坦性が保証されている必要があり、現状では、
一部の被検物に対する傾き測定の場合に限定されてい
る。
When there is a flat portion 18a at the edge of the test lens 18 as shown in FIG.
By condensing the reflected light from a with the collimating lens 17, it is possible to indirectly observe the tilt of the object lens 18. However, this requires that the flat portion 18a has a sufficient area and that flatness corresponding to the tilt of the test lens 18 is guaranteed.
It is limited to the case of tilt measurement for some test objects.

【0009】本発明の目的は、被検面が曲面である被検
物の傾きを精度よく測定することができる傾き測定装置
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a tilt measuring apparatus capable of accurately measuring the tilt of a test object having a curved test surface.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明では、光源と、受光素子と、光源の出射光
を平行光にして被検物側に照射し、その反射光を集光し
て受光素子に結像するコリメートレンズとを備え、受光
素子の結像位置から被検物の傾きを測定する被検物の傾
き測定装置において、コリメートレンズと被検物との間
に配置され、上記平行光を集光または拡散して、上記被
検物の曲面の接線と直交する方向から上記被検物に照射
させる参照レンズを備える。これにより、被検物に入射
する光を曲面に対して垂直となるように構成することが
可能となり、多くの反射光を受光素子へ導くことができ
るようになる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a light source, a light receiving element, and parallel light emitted from a light source are radiated toward a test object, and the reflected light is collected. A collimator lens that emits light and forms an image on the light receiving element; a tilt measuring device that measures the tilt of the test object from the image forming position of the light receiving element; A reference lens that converges or diffuses the parallel light to irradiate the test object from a direction orthogonal to a tangent to a curved surface of the test object. This makes it possible to configure the light incident on the test object so as to be perpendicular to the curved surface, and to guide a large amount of reflected light to the light receiving element.

【0011】また、他の発明では、上述の発明に加え、
被検物の被検面を球面または非球面となる曲面としたと
きに、参照レンズの焦点位置と、被検物が有する少なく
とも1つの曲率半径の中心位置とが一致するように参照
レンズの位置を設定する。これにより、被検物に照射す
る光の入射角が0または0の近傍となり、来た方向に戻
る反射光が多く得られ、コリメートレンズを介して多量
の反射光を受光素子上に結像させることができる。
In another invention, in addition to the above-mentioned invention,
When the test surface of the test object is a curved surface that is spherical or aspherical, the position of the reference lens such that the focal position of the reference lens coincides with the center position of at least one radius of curvature of the test object. Set. As a result, the incident angle of the light applied to the test object becomes 0 or near 0, and a large amount of reflected light returning in the coming direction is obtained, and a large amount of reflected light is imaged on the light receiving element via the collimating lens. be able to.

【0012】さらに、他の発明は、上述の各発明の被検
物の傾き測定装置に加え、参照レンズから出射される出
射光の光束の幅が被検物の被検面の光軸と直交する方向
の幅と一致または小さくしてこの被検面に入射するよう
にコリメートレンズを配設している。このため、参照レ
ンズからの光を100%被検物に当てることができ、反
射光も多くできる。
According to another aspect of the present invention, in addition to the apparatus for measuring the tilt of a test object according to each of the above-mentioned inventions, the width of the light beam emitted from the reference lens is orthogonal to the optical axis of the test surface of the test object. The collimating lens is disposed so as to be equal to or smaller than the width in the direction in which the light enters the surface to be detected. Therefore, 100% of the light from the reference lens can be applied to the test object, and the amount of reflected light can be increased.

【0013】また、他の発明では、上述の各発明に加
え、被検物を凸レンズまたは凹レンズとしたときに、そ
の有効径より参照レンズの出射光の光束の幅が小さいか
同じになるように、参照レンズの焦点距離および位置を
設定する。これにより、参照レンズで集光される光のす
べてを凸レンズや凹レンズに照射することができる。
According to another aspect of the present invention, in addition to the above-described aspects, when the test object is a convex lens or a concave lens, the width of the light beam of the light emitted from the reference lens is smaller than or equal to the effective diameter of the convex lens. , The focal length and position of the reference lens. Thereby, all of the light condensed by the reference lens can be applied to the convex lens and the concave lens.

【0014】また、他の発明では、上述の各発明に加
え、被検物が凹レンズのとき、参照レンズの焦点位置を
はさんでさらにコリメートレンズから離れた位置にこの
凹レンズを配置して測定するようにしている。このた
め、凹レンズの凹曲面がレーザ光に対向する場合も、確
実に反射光を増加させることができる。
In another invention, in addition to the above-described inventions, when the test object is a concave lens, measurement is performed by disposing this concave lens further away from the collimating lens with the focal position of the reference lens interposed therebetween. Like that. Therefore, even when the concave curved surface of the concave lens faces the laser beam, the reflected light can be reliably increased.

【0015】さらに、他の発明では、上述の各発明に加
え、光源としてレーザダイオードを用い、このレーザダ
イオードとコリメートレンズとの間に集光レンズを介在
させることによりレーザダイオードから出射させる出射
光をコリメートレンズに集光させるようにしている。こ
のため、レーザオートコリメータの付加機能として構成
することが可能となる。
Further, in another invention, in addition to the above-mentioned inventions, a laser diode is used as a light source, and a condensing lens is interposed between the laser diode and a collimating lens to thereby emit light emitted from the laser diode. The light is focused on a collimating lens. Therefore, it can be configured as an additional function of the laser autocollimator.

【0016】また、他の発明では、上述の各発明に加
え、被検物の傾きが無いときの被検面からの反射光が受
光面に結像された位置を標準位置とし、この標準位置か
らの位置ずれにより被検物の傾きを検知している。この
ように、傾きが零の時を基準として他の傾きを測定して
いるので、両方向の傾きを精度良く検出することができ
る。
In another invention, in addition to the above-mentioned inventions, a position where the reflected light from the test surface is imaged on the light receiving surface when the test object is not tilted is defined as a standard position. The inclination of the test object is detected by the displacement from the position. As described above, since the other inclination is measured based on the time when the inclination is zero, the inclination in both directions can be accurately detected.

【0017】さらに、他の発明では、上述の各発明の被
検物の傾き測定装置に加え、被検物の被検面の曲率に応
じて被検物と参照レンズの距離を調整する手段を備えて
いる。このため、測定しようとする被検物の曲面の状態
に応じて、反射光が多くなる最適な配置を得ることがで
きる。
Further, in another invention, in addition to the device for measuring the inclination of a test object according to each of the above-mentioned inventions, a means for adjusting the distance between the test object and the reference lens according to the curvature of the test surface of the test object is provided. Have. For this reason, it is possible to obtain an optimal arrangement in which the amount of reflected light increases according to the state of the curved surface of the test object to be measured.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、図5に示す部材と同一部材には同一
符号を付して説明し、その説明を省略または簡易化する
こととする。
Embodiments of the present invention will be described below. The same members as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and described, and the description thereof will be omitted or simplified.

【0019】図1は、本発明の傾き測定装置の実施の形
態を示す図である。この傾き測定装置では、光源となる
レーザダイオード(LD)11から出射された直線偏波
(たとえばP偏波)のレーザ光は、集光レンズ12で集
光され、その焦点に配置されたピンホール13を通過し
て、全反射ミラー14で反射される。さらに、この直線
偏波のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ15で反射
し、λ/4板16を通過して円偏波となる。その後、コ
リメートレンズ17を通過して平行光となり、被検物と
なる被検物レンズ18に照射される。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a tilt measuring apparatus according to the present invention. In this tilt measuring device, a linearly polarized (for example, P-polarized) laser beam emitted from a laser diode (LD) 11 serving as a light source is condensed by a condenser lens 12, and a pinhole disposed at the focal point thereof 13 and is reflected by a total reflection mirror 14. Further, this linearly polarized laser light is reflected by the polarization beam splitter 15, passes through the λ / 4 plate 16, and becomes circularly polarized. After that, the light passes through the collimator lens 17 and becomes parallel light, which is emitted to the test object lens 18 which is the test object.

【0020】被検物レンズ18で反射した反射光は、来
た光路を逆に戻っていき、まず参照レンズ20に入り平
行光とされ、その後コリメートレンズ17で集光され、
λ/4板16を通過して直線偏波(たとえばS偏波)と
なり、偏光ビームスプリッタ15を通過して受光素子1
9に結像する。なお、被検物レンズ18は、非球面から
なるプラスチックレンズとされている。
The reflected light reflected by the test lens 18 returns to the optical path in the reverse direction, first enters the reference lens 20 and is converted into parallel light, and then is condensed by the collimating lens 17.
After passing through the λ / 4 plate 16, it becomes linearly polarized (for example, S-polarized), passes through the polarizing beam splitter 15, and
9 is formed. The test lens 18 is an aspherical plastic lens.

【0021】以上のような構成において、本発明の特徴
は、コリメートレンズ17と被検物レンズ18との間に
参照レンズ20を配置するところにある。
In the above configuration, the feature of the present invention resides in that the reference lens 20 is disposed between the collimating lens 17 and the test lens 18.

【0022】すなわち、コリメートレンズ17を通過し
た平行光は、参照レンズ20を透過し、その焦点Oに集
光する。ここで、被検物レンズ18の被検面を球面とす
ると、被検面の曲率半径の中心と参照レンズ20の焦点
Oが一致するように参照レンズ20の焦点距離および位
置や被検物レンズ18の位置を設定する。これにより、
被検物レンズ18に傾きがないときには、その被検面に
照射する光の入射角が0となり、反射光のすべてを入射
して光路と同一光路へ戻し、参照レンズ20、コリメー
トレンズ17を介して受光素子19に結像させることが
できる。
That is, the parallel light that has passed through the collimating lens 17 passes through the reference lens 20 and is condensed at its focal point O. Here, assuming that the test surface of the test lens 18 is a spherical surface, the focal length and position of the reference lens 20 and the test lens are set so that the center of the radius of curvature of the test surface coincides with the focal point O of the reference lens 20. Set the position of 18. This allows
When the test object lens 18 has no inclination, the incident angle of the light illuminating the test surface becomes 0, and all the reflected light is incident to return to the same optical path as the optical path. To form an image on the light receiving element 19.

【0023】なお、参照レンズ20の位置には許容範囲
があり、被検物レンズ18の被検面の曲率半径の中心と
参照レンズ20の焦点Oを必ずしも一致させる必要はな
い。両者が厳密に一致しなくても、従来の平行光を被検
面に照射する場合に比べて入射角を小さくできるので、
その分だけ受光素子に到達する反射光の光量を増やすこ
とができ、被検面の傾き測定を容易にすることができ
る。
The position of the reference lens 20 has an allowable range, and it is not always necessary to make the center of the radius of curvature of the surface of the test object lens 18 coincide with the focal point O of the reference lens 20. Even if the two do not exactly match, the angle of incidence can be made smaller than in the conventional case where the parallel light is applied to the test surface,
The amount of reflected light reaching the light receiving element can be increased by that amount, and the inclination measurement of the test surface can be easily performed.

【0024】また、被検物レンズ18の被検面は必ずし
も球面である必要はなく、非球面レンズであっても、参
照レンズ20を用いることにより反射光を効率よく集光
することができ、傾き測定を容易にすることができる。
この非球面レンズの場合、最も近い球面で近似させ、そ
の曲率半径の中心と参照レンズ20の焦点Oとを一致さ
せるのが好ましい。非球面レンズの少なくとも1つの曲
率半径を採用すれば、従来に比べ反射光は多くなるの
で、非球面レンズの各曲面の少なくとも1つの曲率半径
を採用するようにしても良い。
The surface to be inspected of the object lens 18 does not necessarily have to be spherical. Even if it is an aspherical lens, the reflected light can be efficiently collected by using the reference lens 20. Tilt measurement can be facilitated.
In the case of this aspheric lens, it is preferable that the closest spherical surface is approximated, and the center of the radius of curvature coincides with the focal point O of the reference lens 20. If at least one radius of curvature of the aspherical lens is employed, the amount of reflected light is increased as compared with the related art. Therefore, at least one radius of curvature of each curved surface of the aspherical lens may be employed.

【0025】さらに、被検物レンズ18が凹面鏡や凹レ
ンズ21である場合には、図2に示すように、参照レン
ズ20の焦点Oをはさんでさらにコリメートレンズ17
から離れる位置で、かつ凹面の曲率半径の中心と参照レ
ンズ20の焦点Oとが一致するように参照レンズ20の
焦点距離および位置や凹レンズ21の位置を設定する。
この場合でも、参照レンズ20は両者が必ずしも厳密に
一致する位置でなくてもよい。
Further, when the object lens 18 is a concave mirror or a concave lens 21, as shown in FIG.
The focal length and position of the reference lens 20 and the position of the concave lens 21 are set so as to be away from the focal point and the center of the radius of curvature of the concave surface coincides with the focal point O of the reference lens 20.
Also in this case, the reference lens 20 does not necessarily have to be at a position where they both exactly match.

【0026】なお、参照レンズ20の焦点距離と位置
は、被検物レンズ18の曲率半径と有効径に応じて適当
に選択する必要がある。図3(A),(B)は、曲率半
径が同じ被検物レンズ18に対して、焦点距離の短い参
照レンズ20と、焦点距離の長い参照レンズ20を、被
検物レンズ18の曲率半径の中心と参照レンズ20の焦
点Oが一致するように配置したものである。図3(B)
に示すように、参照レンズ20の透過光の光束の幅が、
被検物レンズ18の有効径より小さいか同じになるよう
に参照レンズ20の焦点距離および位置を決めれば、被
検物レンズ18に照射する光量が多くなり、その反射光
を効率よく測定に用いることができる。
Note that the focal length and position of the reference lens 20 need to be appropriately selected according to the radius of curvature and the effective diameter of the test lens 18. FIGS. 3A and 3B show that a reference lens 20 having a short focal length and a reference lens 20 having a long focal length are connected to the test lens 18 having the same radius of curvature. And the focal point O of the reference lens 20 is aligned. FIG. 3 (B)
As shown in the figure, the width of the light flux of the transmitted light of the reference lens 20 is
If the focal length and position of the reference lens 20 are determined so as to be smaller than or equal to the effective diameter of the test lens 18, the amount of light applied to the test lens 18 increases, and the reflected light is efficiently used for measurement. be able to.

【0027】また、図4に示すように、コリメートレン
ズ17を支持する本体側鏡筒31と、参照レンズ20を
支持するスクリュマウント32を螺合させ、被検物レン
ズ18の曲率半径の中心と参照レンズ20の焦点Oが一
致するように、被検物レンズ18の曲率半径に応じて参
照レンズ20の位置を前後に調整する構成としてもよ
い。この本体側鏡筒31と、スクリュマウント32と
は、被検物の被検面の曲率に応じて被検物と参照レンズ
の距離を調整する手段となる。
As shown in FIG. 4, a main body side barrel 31 supporting the collimating lens 17 and a screw mount 32 supporting the reference lens 20 are screwed together so that the center of the radius of curvature of the lens 18 to be inspected can be adjusted. The position of the reference lens 20 may be adjusted back and forth according to the radius of curvature of the test lens 18 so that the focus O of the reference lens 20 coincides. The body-side barrel 31 and the screw mount 32 serve as means for adjusting the distance between the test object and the reference lens according to the curvature of the test surface of the test object.

【0028】ここでは、被検物レンズ18の曲率半径が
大きくなれば、参照レンズ20の位置を下げ、被検物レ
ンズ18と参照レンズ20の距離を近づける。一方、被
検物レンズ18の曲率半径が小さくなれば、参照レンズ
20の位置を上げ、被検物レンズ18と参照レンズ20
の距離を離す。なお、図3から分かるように、予め焦点
距離が長めの参照レンズ20を用意しておくことによ
り、被検物レンズ18の曲率に応じて参照レンズ20の
位置を前後調整したときの照射光の増減を最小限に押さ
えることができる。
Here, if the radius of curvature of the test lens 18 increases, the position of the reference lens 20 is lowered, and the distance between the test lens 18 and the reference lens 20 is reduced. On the other hand, if the radius of curvature of the test lens 18 becomes smaller, the position of the reference lens 20 is raised, and the test lens 18 and the reference lens 20 are moved.
Increase the distance of As can be seen from FIG. 3, by preparing the reference lens 20 having a longer focal length in advance, the irradiation light when adjusting the position of the reference lens 20 back and forth according to the curvature of the test object lens 18. The increase or decrease can be minimized.

【0029】この傾き測定装置は、レーザオートコリメ
ータとして使用される。具体的な使用例としては、CD
やDVDなどの光媒体の光ピックアップ装置中のコリメ
ートレンズの接着工程における光軸ズレの確認が上げら
れる。また、この他に、光ピックアップ装置の対物レン
ズの貼付/硬化工程におけるレンズ傾き検査、対物レン
ズがスリーブに仮置きされる際のスリーブの傾き確認、
対物レンズを駆動させたときのレンズ傾き検査等にも使
用することができる。
This tilt measuring device is used as a laser autocollimator. As a specific usage example, CD
Optical axis deviation in the process of bonding a collimator lens in an optical pickup device for an optical medium such as a DVD or an optical medium can be confirmed. In addition, in addition to the above, inspection of the lens inclination in the attaching / curing step of the objective lens of the optical pickup device, confirmation of the inclination of the sleeve when the objective lens is temporarily placed on the sleeve,
It can also be used for lens tilt inspection when the objective lens is driven.

【0030】なお、上述の各実施の形態は、本発明の好
適な実施の形態の例であるが、これに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の
変形実施が可能である。例えば、被検物として被検物レ
ンズ18や凹レンズ21を例にしたが、球面およびそれ
に類似する曲面を有するその他の物体でもよい。
Each of the above embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is possible. For example, the test object lens 18 and the concave lens 21 are described as examples of the test object, but other objects having a spherical surface and a curved surface similar thereto may be used.

【0031】また、コリメートレンズ17と参照レンズ
20とを一体化したものを配置し、コリメートレンズ1
7や参照レンズ20の単体を無くすようにしても良い。
さらに、集光レンズ12を設けないようにしても良い。
また、凹曲面の被検物の際は、参照レンズ20を集光レ
ンズではなく、凹レンズを用い光を拡散させるようにし
ても良い。さらに、被検物レンズ18が平行(基準位
置)のとき、反射光が受光素子19の中央にくるように
配置するのが好ましいが、傾き方向が常に一方側の場合
は、受光素子19の一端側に平行時の反射光がくるよう
に構成しても良い。
Also, an integrated lens of the collimating lens 17 and the reference lens 20 is disposed,
7 and the reference lens 20 alone may be omitted.
Further, the condenser lens 12 may not be provided.
In the case of a concavely curved test object, the reference lens 20 may be a concave lens instead of a condenser lens to diffuse light. Further, when the test lens 18 is parallel (reference position), it is preferable to arrange the reflected light at the center of the light receiving element 19, but when the tilt direction is always one side, one end of the light receiving element 19 is preferable. It may be configured such that the reflected light in the parallel state comes to the side.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、コリ
メートレンズと被検物との間に、平行光を集光して被検
面の曲面に直角方向の入射角で入射する参照レンズを配
置することにより、平行光を被検面に直接入射するより
も、被検面からの反射光をより多く参照レンズで集光す
ることができる。これにより、コリメートレンズを介し
て受光素子上に結像させる光量を多くすることができ、
被検面が曲面である被検物の傾きの測定精度を向上させ
ることができる。
As described above, according to the present invention, a reference lens is provided between a collimator lens and a test object, which collects parallel light and enters the curved surface of the test surface at a right angle of incidence. By arranging the reference lens, more reflected light from the test surface can be collected by the reference lens than when parallel light is directly incident on the test surface. Thereby, it is possible to increase the amount of light to form an image on the light receiving element via the collimating lens,
It is possible to improve the measurement accuracy of the inclination of the test object whose test surface is a curved surface.

【0033】なお、被検物の被検面を球面または非球面
となる曲面としたときに、参照レンズの焦点位置と、被
検物が有する少なくとも1つの曲率半径の中心位置とが
一致するように参照レンズの位置を設定すると、被検物
に照射する光の入射角が0または0の近傍となり、来た
方向に戻る反射光が多く得られ、コリメートレンズを介
して多量の反射光を受光素子上に結像させることができ
る。
When the surface of the test object is a curved surface having a spherical or aspherical surface, the focal position of the reference lens and the center position of at least one radius of curvature of the test object coincide with each other. When the position of the reference lens is set, the incident angle of the light illuminating the test object becomes 0 or near 0, and a large amount of reflected light returning in the coming direction is obtained, and a large amount of reflected light is received through the collimating lens. An image can be formed on the element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の被検物の傾き測定装置の実施の形態を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a device for measuring the inclination of a test object according to the present invention.

【図2】図1の被検物の傾き測定装置において、被検物
レンズが凹面鏡である場合の位置関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship in a case where an object lens is a concave mirror in the object inclination measuring apparatus of FIG. 1;

【図3】図1の被検物の傾き測定装置において、被検物
レンズの曲率および有効径と、参照レンズの焦点距離と
位置の関係を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the curvature and effective diameter of an object lens, the focal length and the position of a reference lens in the object inclination measuring apparatus of FIG.

【図4】図1の被検物の傾き測定装置において、参照レ
ンズの位置を調整可能とした構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example in which the position of a reference lens can be adjusted in the device for measuring the inclination of a test object in FIG. 1;

【図5】従来のレーザオートコリメータの基本構成を示
す図で被検物の被検面が曲面であるときの被検面からの
反射光が拡散光となる様子を説明する図である。
FIG. 5 is a view showing a basic configuration of a conventional laser autocollimator, and is a view for explaining how reflected light from a test surface becomes diffuse light when the test surface of the test object is a curved surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 レーザダイオード(光源) 12 集光レンズ 13 ピンホール 14 全反射ミラー 15 偏光ビームスプリッタ 16 λ/4板 17 コリメートレンズ 18 被検物レンズ(被検物) 19 受光素子 20 参照レンズ 21 凹レンズ 31 本体側鏡筒 32 スクリュマウント DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Laser diode (light source) 12 Condensing lens 13 Pinhole 14 Total reflection mirror 15 Polarization beam splitter 16 λ / 4 plate 17 Collimating lens 18 Test object lens (Test object) 19 Light receiving element 20 Reference lens 21 Concave lens 31 Body side Lens barrel 32 screw mount

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 利幸 長野県諏訪市大字中州4600番地 日新工機 株式会社内 (72)発明者 振旗 寛明 長野県諏訪市大字中州4600番地 日新工機 株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA35 AA37 BB05 CC22 DD05 EE05 FF01 FF43 FF49 GG06 GG12 HH09 HH13 JJ09 JJ16 JJ26 LL04 LL12 LL30 LL36 LL37 PP02 QQ28  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Toshiyuki Inoue 4600 Nakashu, Oaza, Suwa-shi, Nagano Nisshin Koki Co., Ltd. In-house F term (reference) 2F065 AA35 AA37 BB05 CC22 DD05 EE05 FF01 FF43 FF49 GG06 GG12 HH09 HH13 JJ09 JJ16 JJ26 LL04 LL12 LL30 LL36 LL37 PP02 QQ28

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、受光素子と、上記光源の出射光
を平行光にして被検物側に照射し、その反射光を集光し
て上記受光素子に結像するコリメートレンズとを備え、
上記受光素子の結像位置から上記被検物の傾きを測定す
る被検物の傾き測定装置において、 上記コリメートレンズと上記被検物との間に配置され、
上記平行光を集光または拡散して、上記被検物の曲面の
接線と直交する方向から上記被検物に照射させる参照レ
ンズを備えたことを特徴とする被検物の傾き測定装置。
1. A light source, a light receiving element, and a collimating lens for irradiating the object side with collimated light emitted from the light source, condensing the reflected light, and forming an image on the light receiving element. ,
In an object inclination measuring apparatus for measuring the inclination of the object from the imaging position of the light receiving element, disposed between the collimating lens and the object,
A tilt measuring device for a test object, comprising: a reference lens for condensing or diffusing the parallel light to irradiate the test object from a direction perpendicular to a tangent to a curved surface of the test object.
【請求項2】 前記被検物の被検面を球面または非球面
となる曲面としたときに、前記参照レンズの焦点位置
と、前記被検物が有する少なくとも1つの曲率半径の中
心位置とが一致するように、前記参照レンズの位置を設
定する構成であることを特徴とする請求項1記載の被検
物の傾き測定装置。
2. When the surface of the test object is a curved surface having a spherical or aspherical surface, a focal position of the reference lens and a center position of at least one radius of curvature of the test object are determined. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the position of the reference lens is set so as to match.
【請求項3】 前記参照レンズから出射される前記出射
光の光束の幅が前記被検物の被検面の光軸と直交する方
向の幅と一致または小さくしてこの被検面に入射するよ
うに前記コリメートレンズを配設したことを特徴とする
請求項1または2記載の被検物の傾き測定装置。
3. The light beam emitted from the reference lens has a light flux width equal to or smaller than a width of the test surface of the test object in a direction orthogonal to an optical axis, and is incident on the test surface. The apparatus according to claim 1, wherein the collimating lens is provided as described above.
【請求項4】 前記被検物を凸レンズまたは凹レンズと
したときに、その有効径より前記参照レンズの透過光の
光束の幅が小さいか同じになるように、前記参照レンズ
の焦点距離および位置を設定する構成であることを特徴
とする請求項1、2または3記載の被検物の傾き測定装
置。
4. When the test object is a convex lens or a concave lens, the focal length and the position of the reference lens are set so that the width of the light flux of the transmitted light of the reference lens is smaller than or equal to the effective diameter. 4. The apparatus for measuring the inclination of a test object according to claim 1, wherein the apparatus is configured to be set.
【請求項5】 前記被検物が凹レンズのとき、前記参照
レンズの焦点位置をはさんでさらに前記コリメートレン
ズから離れた位置にこの凹レンズを配置して測定するよ
うにしたことを特徴とする請求項1、2、3または4記
載の被検物の傾き測定装置。
5. When the test object is a concave lens, the concave lens is arranged at a position further away from the collimating lens with the focal position of the reference lens interposed therebetween, and the measurement is performed. Item 5. An apparatus for measuring the inclination of a test object according to Item 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】 前記光源としてレーザダイオードを用
い、このレーザダイオードと前記コリメートレンズとの
間に集光レンズを介在させることにより前記レーザダイ
オードから出射させる出射光を前記コリメートレンズに
集光させるように構成したことを特徴とする請求項1か
ら5のいずれか1項記載の被検物の傾き測定装置。
6. A laser diode is used as the light source, and a condensing lens is interposed between the laser diode and the collimating lens so that light emitted from the laser diode is condensed on the collimating lens. The tilt measuring device for a test object according to claim 1, wherein:
【請求項7】 前記被検物の傾きが無いときの被検面か
らの反射光が受光面に結像された位置を標準位置とし、
この標準位置からの位置ずれにより被検物の傾きを検知
することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記
載の被検物の傾き測定装置。
7. A standard position is a position at which reflected light from the test surface when the test object is not tilted is imaged on a light receiving surface.
7. The apparatus for measuring the inclination of a test object according to claim 1, wherein the inclination of the test object is detected based on the displacement from the standard position.
【請求項8】 前記被検物の被検面の曲率に応じて前記
被検物と前記参照レンズの距離を調整する手段を備えた
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の
被検物の傾き測定装置。
8. The apparatus according to claim 1, further comprising means for adjusting a distance between the test object and the reference lens according to a curvature of a test surface of the test object. An apparatus for measuring the inclination of a test object according to the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011058872A (en) * 2009-09-08 2011-03-24 Konica Minolta Opto Inc Method for adjusting and measuring eccentricity of optical element by use of autocollimator, and method for working lens

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