JP2001304833A - 光てこ式傾き検出装置 - Google Patents
光てこ式傾き検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、検出対象物に対する傾き検出、光
学系のフォーカス調整の迅速化、高精度化を実現し得る
光てこ式傾き検出装置を提供する。 【解決手段】 光源１から出射された検出光を、コリメ
ートレンズ５を経て電動部８上に載置した傾き検出対象
物に入射し、前記傾き検出対象物からの反射光を検出し
て前記傾き検出対象物の検出光の光軸に対する傾きを検
出する傾き検出手段と、光源１とは別の光源１１から出
射されたフォーカス光をコリメートレンズ５を経て電動
部８上の傾き検出対象物に入射し、フォーカス光の反射
光と検出光の反射光とをＣＣＤカメラ９により観察し
て、検出光、フォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わ
せ手段と、フォーカス光の反射光を２分割検出器１７に
より検出し、その検出信号を基にフォーカス用レンズに
対する電動部８を光軸方向に変動させて、検出光の傾き
検出対象物に対するフォーカス合わせを行うフォーカス
調整手段とを有するものである。
学系のフォーカス調整の迅速化、高精度化を実現し得る
光てこ式傾き検出装置を提供する。 【解決手段】 光源１から出射された検出光を、コリメ
ートレンズ５を経て電動部８上に載置した傾き検出対象
物に入射し、前記傾き検出対象物からの反射光を検出し
て前記傾き検出対象物の検出光の光軸に対する傾きを検
出する傾き検出手段と、光源１とは別の光源１１から出
射されたフォーカス光をコリメートレンズ５を経て電動
部８上の傾き検出対象物に入射し、フォーカス光の反射
光と検出光の反射光とをＣＣＤカメラ９により観察し
て、検出光、フォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わ
せ手段と、フォーカス光の反射光を２分割検出器１７に
より検出し、その検出信号を基にフォーカス用レンズに
対する電動部８を光軸方向に変動させて、検出光の傾き
検出対象物に対するフォーカス合わせを行うフォーカス
調整手段とを有するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子間力顕微鏡等
に用いられる光てこ式の傾き検出器において、光てこ式
傾き検出器の傾き検出の方法に関するものである。
に用いられる光てこ式の傾き検出器において、光てこ式
傾き検出器の傾き検出の方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光てこ式の傾き検出方法は、特開
平９−１４５３１４号公報に開示されたものが知られて
いる。
平９−１４５３１４号公報に開示されたものが知られて
いる。
【０００３】図５は従来の光てこ式傾き検出器の光学系
を示すものである。
を示すものである。
【０００４】図５において、レーザダイオード３１から
発せられた光の往路は、コリメートレンズ３２、スリッ
ト３３、偏光ビームスプリツタ３４、λ／４板３５、集
光レンズ３６を通過して、傾き検出対象物であるカンチ
レバー３７に集光される。一方、カンチレバー３７の反
射面で反射した光の復路は、集光レンズ３６、λ／４板
３５を通り、偏光ビームスプリッタ３４の反射面で反対
し、ポジションセンサ３８へ入射する。
発せられた光の往路は、コリメートレンズ３２、スリッ
ト３３、偏光ビームスプリツタ３４、λ／４板３５、集
光レンズ３６を通過して、傾き検出対象物であるカンチ
レバー３７に集光される。一方、カンチレバー３７の反
射面で反射した光の復路は、集光レンズ３６、λ／４板
３５を通り、偏光ビームスプリッタ３４の反射面で反対
し、ポジションセンサ３８へ入射する。
【０００５】このとき、ポジションセンサ３８への入射
光４０がデフォーカスした様子を図６に示し、入射光４
０がフォーカスした様子を図７に示す。
光４０がデフォーカスした様子を図６に示し、入射光４
０がフォーカスした様子を図７に示す。
【０００６】尚、図６、図７において、３９はポジショ
ンセンサ３８へ入射する迷光を示すものである。
ンセンサ３８へ入射する迷光を示すものである。
【０００７】そして、前記入射光４０が図７に示すよう
にフォーカスしたときの、ポジションセンサ３８から得
られる出力信号を演算処理することで、この光学系のフ
ォーカスの調整とカンチレバー３７の傾きの検出を行う
ものである。
にフォーカスしたときの、ポジションセンサ３８から得
られる出力信号を演算処理することで、この光学系のフ
ォーカスの調整とカンチレバー３７の傾きの検出を行う
ものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、ポジションセンサ３８を用いて、フォ
ーカス調整を行ないながらカンチレバー３７の傾き検出
を行っていたため、ポジションセンサ３８の位置調整と
傾き検出作業に煩雑で時間がかかり、迅速かつ高精度な
傾き検出を実現できないという問題があった。
た従来技術では、ポジションセンサ３８を用いて、フォ
ーカス調整を行ないながらカンチレバー３７の傾き検出
を行っていたため、ポジションセンサ３８の位置調整と
傾き検出作業に煩雑で時間がかかり、迅速かつ高精度な
傾き検出を実現できないという問題があった。
【０００９】そこで、本発明は、検出対象物に対する傾
き検出、光学系のフォーカス調整の迅速化、高精度化を
実現し得る光てこ式傾き検出装置を提供するものであ
る。
き検出、光学系のフォーカス調整の迅速化、高精度化を
実現し得る光てこ式傾き検出装置を提供するものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の光
てこ式傾き検出装置は、光源から出射された検出光を、
フォーカス用レンズを経て光軸方向に変動可能な位置調
整台上に載置した傾き検出対象物に入射し、前記傾き検
出対象物からの反射光を検出して前記傾き検出対象物の
検出光の光軸に対する傾きを検出する傾き検出手段と、
前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光を前
記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検出対
象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と前記
検出光の反射光とを観察部により観察して、検出光、フ
ォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手段と、前記
フォーカス光の反射光を検出器により検出し、その検出
信号を基に前記フォーカス用レンズに対する位置調整台
の位置を光軸方向に変動させて、前記検出光の傾き検出
対象物に対するフォーカス合わせを行うフォーカス調整
手段とを有することを特徴とするものである。
てこ式傾き検出装置は、光源から出射された検出光を、
フォーカス用レンズを経て光軸方向に変動可能な位置調
整台上に載置した傾き検出対象物に入射し、前記傾き検
出対象物からの反射光を検出して前記傾き検出対象物の
検出光の光軸に対する傾きを検出する傾き検出手段と、
前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光を前
記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検出対
象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と前記
検出光の反射光とを観察部により観察して、検出光、フ
ォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手段と、前記
フォーカス光の反射光を検出器により検出し、その検出
信号を基に前記フォーカス用レンズに対する位置調整台
の位置を光軸方向に変動させて、前記検出光の傾き検出
対象物に対するフォーカス合わせを行うフォーカス調整
手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】この発明によれば、傾き検出対象物の検出
光の光軸に対する傾き検出と、検出光、フォーカス光の
光軸合わせと、検出光の傾き検出対象物に対するフォー
カス合わせとが自動化され、傾き検出の際に、フォーカ
ス合わせを別途とに行う必要がないので、迅速かつ高精
度で傾き検出を行うことが可能となる。また、簡略な光
学系と測定系を用いて構成できるため、これらの調整に
かかる時間を大幅に削減でき、装置の低価格化が可能で
ある。
光の光軸に対する傾き検出と、検出光、フォーカス光の
光軸合わせと、検出光の傾き検出対象物に対するフォー
カス合わせとが自動化され、傾き検出の際に、フォーカ
ス合わせを別途とに行う必要がないので、迅速かつ高精
度で傾き検出を行うことが可能となる。また、簡略な光
学系と測定系を用いて構成できるため、これらの調整に
かかる時間を大幅に削減でき、装置の低価格化が可能で
ある。
【００１２】請求項２記載の発明の光てこ式傾き検出装
置は、光源から出射された検出光を、フォーカス用レン
ズを経て光軸方向に変動可能な電動部上に載置した傾き
検出対象物に入射し、前記傾き検出対象物からの反射光
をポジションセンサにより検出して前記傾き検出対象物
の検出光の光軸に対する傾きを検出する傾き検出手段
と、前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光
を前記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検
出対象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と
前記検出光の反射光とをＣＣＤカメラにより観察して、
検出光、フォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手
段と、前記フォーカス光の反射光を２分割検出器により
検出し、その検出信号を基に前記フォーカス用レンズに
対する位置調整台の位置を光軸方向に変動させて、前記
検出光の傾き検出対象物に対するフォーカス合わせを行
うフォーカス調整手段とを有することを特徴とするもの
である。
置は、光源から出射された検出光を、フォーカス用レン
ズを経て光軸方向に変動可能な電動部上に載置した傾き
検出対象物に入射し、前記傾き検出対象物からの反射光
をポジションセンサにより検出して前記傾き検出対象物
の検出光の光軸に対する傾きを検出する傾き検出手段
と、前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光
を前記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検
出対象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と
前記検出光の反射光とをＣＣＤカメラにより観察して、
検出光、フォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手
段と、前記フォーカス光の反射光を２分割検出器により
検出し、その検出信号を基に前記フォーカス用レンズに
対する位置調整台の位置を光軸方向に変動させて、前記
検出光の傾き検出対象物に対するフォーカス合わせを行
うフォーカス調整手段とを有することを特徴とするもの
である。
【００１３】この発明によれば、ポジションセンサによ
り傾き検出対象物の光軸に対する傾き検出を行い、ＣＣ
Ｄカメラにより観察してフォーカス光と検出光の光軸合
わせを行い、さらに２分割検出器を用いて前記検出光の
傾き検出対象物に対するフォーカス合わせを行うもので
あるから、傾き検出の際に、フォーカス合わせを別途と
に行う必要がなく、迅速かつ高精度で傾き検出を行うこ
とが可能となる。また、簡略な光学系と測定系を用いて
構成できるため、これらの調整にかかる時間を大幅に削
減でき、装置の低価格化が可能である。
り傾き検出対象物の光軸に対する傾き検出を行い、ＣＣ
Ｄカメラにより観察してフォーカス光と検出光の光軸合
わせを行い、さらに２分割検出器を用いて前記検出光の
傾き検出対象物に対するフォーカス合わせを行うもので
あるから、傾き検出の際に、フォーカス合わせを別途と
に行う必要がなく、迅速かつ高精度で傾き検出を行うこ
とが可能となる。また、簡略な光学系と測定系を用いて
構成できるため、これらの調整にかかる時間を大幅に削
減でき、装置の低価格化が可能である。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の光
てこ式傾き検出装置において、前記ＣＣＤカメラの視野
にフォーカス光、検出光が同心配置となるようにするこ
とで検出光、フォーカス光の光軸合わせを行い、前記２
分割検出器の２つの受光部分にフォーカス光の反射光が
均等分布するようにすることで前記検出光の傾き検出対
象物に対するフォーカス合わせを行うことを特徴とする
ものである。
てこ式傾き検出装置において、前記ＣＣＤカメラの視野
にフォーカス光、検出光が同心配置となるようにするこ
とで検出光、フォーカス光の光軸合わせを行い、前記２
分割検出器の２つの受光部分にフォーカス光の反射光が
均等分布するようにすることで前記検出光の傾き検出対
象物に対するフォーカス合わせを行うことを特徴とする
ものである。
【００１５】この発明によれば、前記検出光、フォーカ
ス光の光軸合わせ、前記検出光の傾き検出対象物に対す
るフォーカス合わせを高精度に行うことが可能な光てこ
式傾き検出装置を提供できる。
ス光の光軸合わせ、前記検出光の傾き検出対象物に対す
るフォーカス合わせを高精度に行うことが可能な光てこ
式傾き検出装置を提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態１の光てこ式傾き検出装置を示すものであ
る。
の実施の形態１の光てこ式傾き検出装置を示すものであ
る。
【００１７】この光てこ式傾き検出装置において、ま
ず、光源１を発光させ、位置調整台である電動部８上に
置かれた傾き対象物である０度ミラー１０の検出光の光
軸２０に対する傾きを検出する方法について説明する。
ず、光源１を発光させ、位置調整台である電動部８上に
置かれた傾き対象物である０度ミラー１０の検出光の光
軸２０に対する傾きを検出する方法について説明する。
【００１８】光源１より出射された検出光の往路は、偏
光ビームスプリッタ２、λ／４板３を透過し、ハーフミ
ラー４で下方に反射され、ハーフミラー１４を透過し、
フォーカス用レンズであるコリメートレンズ５により電
動部８上に搭載された０度ミラー１０に集光される。
光ビームスプリッタ２、λ／４板３を透過し、ハーフミ
ラー４で下方に反射され、ハーフミラー１４を透過し、
フォーカス用レンズであるコリメートレンズ５により電
動部８上に搭載された０度ミラー１０に集光される。
【００１９】一方、復路は集光された検出光が、０度ミ
ラー１０の反射面で反射し、往路とは逆に、コリメート
レンズ６と、ハーフミラー１４を透過し、ハーフミラー
４で反射し、λ／４板３に入射する。
ラー１０の反射面で反射し、往路とは逆に、コリメート
レンズ６と、ハーフミラー１４を透過し、ハーフミラー
４で反射し、λ／４板３に入射する。
【００２０】前記光源１、偏光ビームスプリッタ２、λ
／４板３、ハーフミラー４、コリメートレンズ５により
傾き検出手段を構成している。
／４板３、ハーフミラー４、コリメートレンズ５により
傾き検出手段を構成している。
【００２１】λ／４板３で偏光方向の変えられた検出光
は、偏光ビームスプリッタ２の反射面で反射し、ポジシ
ョンセンサ７に入射する。このポジションセンサ７に入
射する検出光の位置を電気信号に変換したものを図示し
ない測定器で検出する。
は、偏光ビームスプリッタ２の反射面で反射し、ポジシ
ョンセンサ７に入射する。このポジションセンサ７に入
射する検出光の位置を電気信号に変換したものを図示し
ない測定器で検出する。
【００２２】前記光源１、偏光ビームスプリッタ２、λ
／４板３、ハーフミラー４、コリメートレンズ５により
傾き検出手段を構成している。
／４板３、ハーフミラー４、コリメートレンズ５により
傾き検出手段を構成している。
【００２３】前記０度ミラー１０は、ミラー面（上面）
がその底面に対して平行に構成されており、ミラー面か
らの反射光は前記電動部８の０度ミラー載置面の傾きの
情報を含んでいる。
がその底面に対して平行に構成されており、ミラー面か
らの反射光は前記電動部８の０度ミラー載置面の傾きの
情報を含んでいる。
【００２４】次に、上述した光源１とは別の光源１１を
発光させた状態で、前記光軸２０とフォカス光の光軸２
１の光軸合わせを行う。
発光させた状態で、前記光軸２０とフォカス光の光軸２
１の光軸合わせを行う。
【００２５】即ち、光源１１を発光させ、出射されたフ
ォーカス光の往路は、偏光ビームスプリッタ１２、λ／
４板１３を通過し、ハーフミラー１４で下方に反射し、
コリメートレンズ５により０度ミラー１０に集光する。
ォーカス光の往路は、偏光ビームスプリッタ１２、λ／
４板１３を通過し、ハーフミラー１４で下方に反射し、
コリメートレンズ５により０度ミラー１０に集光する。
【００２６】一方、０度ミラー１０で反射したフォーカ
ス光の副復路は、コリメートレンズ５、ハーフミラー１
４を通過し、さらにハーフミラー４を通過して観察部で
あるＣＣＤカメラ９に入射する。ＣＣＤカメラ９には、
前記検出光の反射光も入射する。
ス光の副復路は、コリメートレンズ５、ハーフミラー１
４を通過し、さらにハーフミラー４を通過して観察部で
あるＣＣＤカメラ９に入射する。ＣＣＤカメラ９には、
前記検出光の反射光も入射する。
【００２７】このとき、光軸２１に対する垂直面に平行
に０度ミラー１０を電動部８により上下動させて、ＣＣ
Ｄカメラ９により撮像されるフォーカス光のスポット２
３がＣＣＤカメラ９により撮像される検出光のスポット
２２に対して、同心円状にデフォーカスするように、光
源１１の位置調整を行う。このときのＣＣＤカメラ９の
視野２４の様子を図２に示す。
に０度ミラー１０を電動部８により上下動させて、ＣＣ
Ｄカメラ９により撮像されるフォーカス光のスポット２
３がＣＣＤカメラ９により撮像される検出光のスポット
２２に対して、同心円状にデフォーカスするように、光
源１１の位置調整を行う。このときのＣＣＤカメラ９の
視野２４の様子を図２に示す。
【００２８】前記光源１１、偏光ビームスプリッタ１
２、λ／４板１３、ハーフミラー１４及びＣＣＤカメラ
８により光軸合わせ手段を構成している。
２、λ／４板１３、ハーフミラー１４及びＣＣＤカメラ
８により光軸合わせ手段を構成している。
【００２９】このようにして、検出光の光軸２０とフォ
ーカス光の光軸２１とを合致させることができる。
ーカス光の光軸２１とを合致させることができる。
【００３０】また、０度ミラー１０で反射したフォーカ
ス光の主復路は、コリメートレンズ５を透過し、ハーフ
ミラー１４で反射し、λ／４板１３に入射する。
ス光の主復路は、コリメートレンズ５を透過し、ハーフ
ミラー１４で反射し、λ／４板１３に入射する。
【００３１】λ／４板１３で偏光方向を変えられたフォ
ーカス光は、偏光ビームスプリッタ１２の反射面で反射
し、フォーカス調整手段である２分割光検出器１７に入
射する。
ーカス光は、偏光ビームスプリッタ１２の反射面で反射
し、フォーカス調整手段である２分割光検出器１７に入
射する。
【００３２】そして、２分割光検出器１７の出力信号に
基づいて、この２分割光検出器１７の２つの受光部分１
７ａ、１７ｂに均等にフォーカス光のスポットが入射す
るように、前記電動部８を駆動する。
基づいて、この２分割光検出器１７の２つの受光部分１
７ａ、１７ｂに均等にフォーカス光のスポットが入射す
るように、前記電動部８を駆動する。
【００３３】このようにして、前記２分割光検出器１７
と、電動部８とにより、常に０度ミラー１０の表面にフ
ォーカスが合うように構成している。
と、電動部８とにより、常に０度ミラー１０の表面にフ
ォーカスが合うように構成している。
【００３４】以上の方法で、０度ミラー１０の正確な傾
きの検出とフォーカス調整を実現する。
きの検出とフォーカス調整を実現する。
【００３５】（実施の形態２）図３に本発明の実施の形
態２の光てこ式傾き検出装置の構成を示す。
態２の光てこ式傾き検出装置の構成を示す。
【００３６】この光てこ式傾き検出装置において、光源
１より発せられ、偏光ビームスプリッタ２、λ／４板３
を透過して、ハーフミラー４により、下方に反射された
検出光の光軸２０と、光源１１より発せられ、偏光ビー
ムスプリッタ１２、λ／４板１３を透過して、ハ−フミ
ラー１４により、下方に反射されたフォーカス光の光軸
２１とは同軸に位置調整されている。
１より発せられ、偏光ビームスプリッタ２、λ／４板３
を透過して、ハーフミラー４により、下方に反射された
検出光の光軸２０と、光源１１より発せられ、偏光ビー
ムスプリッタ１２、λ／４板１３を透過して、ハ−フミ
ラー１４により、下方に反射されたフォーカス光の光軸
２１とは同軸に位置調整されている。
【００３７】また、前記光軸２０と光軸２１とを同軸に
合わせる調整のためにＣＣＤカメラ９が位置決めされて
いる。
合わせる調整のためにＣＣＤカメラ９が位置決めされて
いる。
【００３８】さらに、前記光軸２０及び光軸２１に垂直
な面と平行に移動できる（光軸方向に移動できる）電動
部８とコリメートレンズ５との位置決めがされるように
なっており、傾き検出対象物６に、検出光のフォーカス
を合わせるようにしている。
な面と平行に移動できる（光軸方向に移動できる）電動
部８とコリメートレンズ５との位置決めがされるように
なっており、傾き検出対象物６に、検出光のフォーカス
を合わせるようにしている。
【００３９】また、前記光源１と、光源１１の波長は異
なっており、これら光源１、光源１１から発せられた光
が互いに干渉しないような各光学部品を選定をしてい
る。
なっており、これら光源１、光源１１から発せられた光
が互いに干渉しないような各光学部品を選定をしてい
る。
【００４０】前記λ／４板３及び前記λ／４板１３は、
各々入射光軸に対して５度傾けている。また、傾き検出
対象物６は、コリメートレンズ５によって集光された光
を反射する反射面を有している。
各々入射光軸に対して５度傾けている。また、傾き検出
対象物６は、コリメートレンズ５によって集光された光
を反射する反射面を有している。
【００４１】次に、この光てこ式傾き検出装置による傾
き検出方法を説明する。まず、前記光源１より発せられ
た検出光の往路は、偏光ビームスプリッタ２、λ／４板
３を透過し、ハーフミラー４で下方に反射され、ハーフ
ミラー１４を透過し、コリメートレンズ５で傾き検出対
象物６に集光される。
き検出方法を説明する。まず、前記光源１より発せられ
た検出光の往路は、偏光ビームスプリッタ２、λ／４板
３を透過し、ハーフミラー４で下方に反射され、ハーフ
ミラー１４を透過し、コリメートレンズ５で傾き検出対
象物６に集光される。
【００４２】一方、傾き検出対象物６で反射された検出
光の復路は、コリメートレンズ５により、平行光に替え
られた後、ハーフミラー１４を透過し、ハーフミラー４
で反射し、λ／４板３に入射する。
光の復路は、コリメートレンズ５により、平行光に替え
られた後、ハーフミラー１４を透過し、ハーフミラー４
で反射し、λ／４板３に入射する。
【００４３】λ／４板３により、偏光方向を替えられた
検出光は、偏光ビームスプリッタ２の反射面で反射し、
ポジションセンサ７に入射する。
検出光は、偏光ビームスプリッタ２の反射面で反射し、
ポジションセンサ７に入射する。
【００４４】このポジションセンサ７から出力されるス
ポット位置情報を電気信号として検出することで、前記
傾き検出対象物６の傾きを検出する。
ポット位置情報を電気信号として検出することで、前記
傾き検出対象物６の傾きを検出する。
【００４５】前記傾き検出対象物６からの反射光には、
既述した０度ミラー１０に関して説明した場合と同様に
光軸２０に対する傾き検出対象物６の傾きの情報が含ま
れている。
既述した０度ミラー１０に関して説明した場合と同様に
光軸２０に対する傾き検出対象物６の傾きの情報が含ま
れている。
【００４６】一方、前記コリメートレンズ５と傾き検出
対象物６との間隔は、一定に保たれるようにしているの
で、傾き検出対象物６からの反射光に含まれる傾きの情
報の中には、光軸２０に平行な方向の情報が含まれてい
ない。
対象物６との間隔は、一定に保たれるようにしているの
で、傾き検出対象物６からの反射光に含まれる傾きの情
報の中には、光軸２０に平行な方向の情報が含まれてい
ない。
【００４７】そして、前記ポジションセンサ７の検出平
面は、光軸２０と直交するように配置されており、これ
により、ポジションセンサ７により傾き検出対象物６の
傾きの情報を検出平面内の直交２軸方向に再現すること
ができる。
面は、光軸２０と直交するように配置されており、これ
により、ポジションセンサ７により傾き検出対象物６の
傾きの情報を検出平面内の直交２軸方向に再現すること
ができる。
【００４８】即ち、ポジションセンサ７により、傾き検
出対象物６の紙面左右方向（チルト方向）の傾きと、紙
面手前、奥方向（ツイスト方向）の傾きとを、直交した
２成分の傾きとして同時に検出することができる。
出対象物６の紙面左右方向（チルト方向）の傾きと、紙
面手前、奥方向（ツイスト方向）の傾きとを、直交した
２成分の傾きとして同時に検出することができる。
【００４９】また、ポジションセンサ７に入射する検出
光のスポット径が、小さいほど高精度の傾き検出ができ
ることから、フォーカス方向に駆動可能な前記電動部８
の位置決めは、ポジションセンサ７に入射する検出光の
スポット径が最小になる位置を基準に決める。
光のスポット径が、小さいほど高精度の傾き検出ができ
ることから、フォーカス方向に駆動可能な前記電動部８
の位置決めは、ポジションセンサ７に入射する検出光の
スポット径が最小になる位置を基準に決める。
【００５０】次に、フォーカス方向の位置決めの方法に
ついて説明する。光源１１より発せられたフォーカス光
の往路は、偏光ビームスプリッタ１２、λ／４板１３を
透過し、ハーフミラー１４で下方に反射され、コリメー
トレンズ５で傾き検出対象物６に集光される。
ついて説明する。光源１１より発せられたフォーカス光
の往路は、偏光ビームスプリッタ１２、λ／４板１３を
透過し、ハーフミラー１４で下方に反射され、コリメー
トレンズ５で傾き検出対象物６に集光される。
【００５１】一方、傾き検出対象物６で反射されたフォ
ーカス光の復路は、コリメートレンズ５により、平行光
に替えられ、ハーフミラー１４で反射し、λ／４板１３
に入射する。
ーカス光の復路は、コリメートレンズ５により、平行光
に替えられ、ハーフミラー１４で反射し、λ／４板１３
に入射する。
【００５２】λ／４板１３により、偏光方向を替えられ
たフォーカス光は、偏光ビームスプリッタ１２の反射面
で反射し、２分割光検出器１７に入射する。
たフォーカス光は、偏光ビームスプリッタ１２の反射面
で反射し、２分割光検出器１７に入射する。
【００５３】このときの２分割光検出器１７へ入射する
フォーカス光の様子を図４示す。２分割光検出器１７の
２つの受光部１７ａ、１７ｂに均等にフォーカス光のス
ポット２５が入射するように、電動部８を駆動する。
フォーカス光の様子を図４示す。２分割光検出器１７の
２つの受光部１７ａ、１７ｂに均等にフォーカス光のス
ポット２５が入射するように、電動部８を駆動する。
【００５４】このため、傾き検出対象物６が微動して
も、２分割光検出器１７の受光部１７ａ、１７ｂへの入
射光の光量が変化し、この変化量に応じて電動部８を光
軸方向に駆動することにより、コリメートレンズ５と傾
き検出対象物６との間隔を一定に保つ。即ち、傾き検出
対象物６に対して常に検出光のフォーカスを追従させる
ことができる。
も、２分割光検出器１７の受光部１７ａ、１７ｂへの入
射光の光量が変化し、この変化量に応じて電動部８を光
軸方向に駆動することにより、コリメートレンズ５と傾
き検出対象物６との間隔を一定に保つ。即ち、傾き検出
対象物６に対して常に検出光のフォーカスを追従させる
ことができる。
【００５５】本実施の形態２によれば、電動部８上の傾
き検出対象物６のフォーカス方向の位置決めを独立して
行うため、高速で、高精度な傾き検出が可能である。
き検出対象物６のフォーカス方向の位置決めを独立して
行うため、高速で、高精度な傾き検出が可能である。
【００５６】また、ポジションセンサ７は、複雑な形状
でなくて良いため、検出部分の低価格化と小型化が可能
である。
でなくて良いため、検出部分の低価格化と小型化が可能
である。
【００５７】さらに、ポジションセンサ７により、傾き
検出対象物６の２成分の傾き検出を同時に行えるため、
検出時間の短縮と作業の効率向上が可能である。
検出対象物６の２成分の傾き検出を同時に行えるため、
検出時間の短縮と作業の効率向上が可能である。
【００５８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、迅速かつ
高精度で検出対象物の傾き検出を行うことが可能で、ま
た、検出作業の時間を大幅に削減でき、装置の低価格化
も可能に光てこ式傾き検出装置を提供できる。
高精度で検出対象物の傾き検出を行うことが可能で、ま
た、検出作業の時間を大幅に削減でき、装置の低価格化
も可能に光てこ式傾き検出装置を提供できる。
【００５９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明と同様、迅速かつ高精度で検出対象物の傾き検
出を行うことが可能で、また、検出作業の時間を大幅に
削減でき、装置の低価格化も可能に光てこ式傾き検出装
置を提供できる。
載の発明と同様、迅速かつ高精度で検出対象物の傾き検
出を行うことが可能で、また、検出作業の時間を大幅に
削減でき、装置の低価格化も可能に光てこ式傾き検出装
置を提供できる。
【００６０】請求項３記載の発明によれば、前記検出
光、フォーカス光の光軸合わせ、前記検出光の傾き検出
対象物に対するフォーカス合わせを高精度に行うことが
可能な光てこ式傾き検出装置を提供できる。
光、フォーカス光の光軸合わせ、前記検出光の傾き検出
対象物に対するフォーカス合わせを高精度に行うことが
可能な光てこ式傾き検出装置を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態１の光てこ式傾き検出装置
の光学系の構成図である。
の光学系の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１のＣＣＤカメラの視野の
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２の光てこ式傾き検出装置
の光学系の構成図である。
の光学系の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２の２分割光検出器を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の光てこ式傾き検出器の光学系の構成図で
ある。
ある。
【図６】従来例のポジションセンサへの入射光がデフォ
ーカスした様子を示した図である。
ーカスした様子を示した図である。
【図７】従来例のポジションセンサへの入射光がフォー
カスした様子を示した図である。
カスした様子を示した図である。
１ 光源 ２ 偏光ビームスプリッタ ３ λ／４板 ４ ハーフミラー ５ コリメートレンズ ６ 傾き検出対象物 ７ ポジションセンサ ８ 電動部 ９ ＣＣＤカメラ １０ ０度ミラー １１ 光源 １２ 偏光ビームスプリッタ １３ λ／４板 １４ ハーフミラー １７ ２分割検出器 ２０ 光軸 ２１ 光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上原 靖弘 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA17 AA19 AA20 AA35 BB01 BB25 BB29 DD02 DD06 FF09 FF44 FF49 GG13 GG23 HH04 HH08 HH13 JJ01 JJ05 JJ09 JJ16 JJ23 JJ26 LL04 LL12 LL36 LL37 NN20 PP12 QQ28 QQ29
Claims (3)
- 【請求項１】 光源から出射された検出光を、フォーカ
ス用レンズを経て光軸方向に変動可能な位置調整台上に
載置した傾き検出対象物に入射し、前記傾き検出対象物
からの反射光を検出して前記傾き検出対象物の検出光の
光軸に対する傾きを検出する傾き検出手段と、 前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光を前
記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検出対
象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と前記
検出光の反射光とを観察部により観察して、検出光、フ
ォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手段と、 前記フォーカス光の反射光を検出器により検出し、その
検出信号を基に前記フォーカス用レンズに対する位置調
整台の位置を光軸方向に変動させて、前記検出光の傾き
検出対象物に対するフォーカス合わせを行うフォーカス
調整手段と、 を有することを特徴とする光てこ式傾き検出装置。 - 【請求項２】 光源から出射された検出光を、フォーカ
ス用レンズを経て光軸方向に変動可能な電動部上に載置
した傾き検出対象物に入射し、前記傾き検出対象物から
の反射光をポジションセンサにより検出して前記傾き検
出対象物の検出光の光軸に対する傾きを検出する傾き検
出手段と、 前記光源とは別の光源から出射されたフォーカス光を前
記フォーカス用レンズを経て位置調整台上の傾き検出対
象物に入射するとともに、フォーカス光の反射光と前記
検出光の反射光とをＣＣＤカメラにより観察して、検出
光、フォーカス光の光軸合わせを行う光軸合わせ手段
と、 前記フォーカス光の反射光を２分割検出器により検出
し、その検出信号を基に前記フォーカス用レンズに対す
る位置調整台の位置を光軸方向に変動させて、前記検出
光の傾き検出対象物に対するフォーカス合わせを行うフ
ォーカス調整手段と、 を有することを特徴とする光てこ式傾き検出装置。 - 【請求項３】 前記ＣＣＤカメラの視野にフォーカス
光、検出光が同心配置となるようにすることで検出光、
フォーカス光の光軸合わせを行い、前記２分割検出器の
２つの受光部分にフォーカス光の反射光が均等分布する
ようにすることで前記検出光の傾き検出対象物に対する
フォーカス合わせを行うことを特徴とする請求項２記載
の光てこ式傾き検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120739A JP2001304833A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 光てこ式傾き検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120739A JP2001304833A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 光てこ式傾き検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001304833A true JP2001304833A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18631500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000120739A Withdrawn JP2001304833A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 光てこ式傾き検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001304833A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218707A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Canon Inc | 原子間力顕微鏡 |
| JP2007248168A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Canon Inc | 原子間力顕微鏡 |
| JP2008089510A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Research Institute Of Biomolecule Metrology Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡用のプローブ、及び検査方法 |
| WO2014158290A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Aleksander Labuda | Optical beam positioning unit for atomic force microscope |
| EP2972065A4 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-30 | Aleksander Labuda | OPTICAL BEAM POSITIONING UNIT FOR AN ATOMIC FORCE MICROSCOPE |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000120739A patent/JP2001304833A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218707A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Canon Inc | 原子間力顕微鏡 |
| JP2007248168A (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Canon Inc | 原子間力顕微鏡 |
| JP2008089510A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Research Institute Of Biomolecule Metrology Co Ltd | 走査型プローブ顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡用のプローブ、及び検査方法 |
| WO2014158290A1 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Aleksander Labuda | Optical beam positioning unit for atomic force microscope |
| EP2972065A4 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-30 | Aleksander Labuda | OPTICAL BEAM POSITIONING UNIT FOR AN ATOMIC FORCE MICROSCOPE |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |