JP2001324315A - Measuring instrument - Google Patents

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JP2001324315A
JP2001324315A JP2000139555A JP2000139555A JP2001324315A JP 2001324315 A JP2001324315 A JP 2001324315A JP 2000139555 A JP2000139555 A JP 2000139555A JP 2000139555 A JP2000139555 A JP 2000139555A JP 2001324315 A JP2001324315 A JP 2001324315A
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JP
Japan
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light
spot image
image
light source
inspected
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000139555A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Kondo
秀幸 近藤
Hiroaki Furuhata
寛明 振旗
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure capable of performing accurate measurement by a measuring instrument for measuring the angle of inclination, flatness, surface roughness, etc., of an inspected surface by forming an image by reflected light from the inspected surface. SOLUTION: In this measuring instrument 1, reflected light from the inspected surface 71 is detected by a position detecting element 8 and the result of light reception is outputted as information converted into voltages in X and Y directions representing the centroidal position of the light. By assuming information outputted as voltages in the X and Y directions representing the centroidal position of a spot image, the centroidal position of the spot image can be accurately determined.

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、被検査体の傾斜角
度や平面性、面の荒さ等の測定に使用される測定装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device used for measuring the inclination angle, flatness, surface roughness and the like of an object to be inspected.

【0002】[0002]

【従来の技術】板ガラスなどといった平行平面板を被検
査体として、その傾斜角度、平面性、面の荒さ等の測定
に用いられる測定装置(オートコリメータ)では、光源
から出射された光をコリメートレンズで平行光にして被
検査体に投射する一方、被検査体の被検査面からの反射
光をコリメートレンズを通して集光し、その焦点面に結
像したスポット像を観察する。
2. Description of the Related Art A measuring apparatus (autocollimator) used for measuring an inclination angle, flatness, surface roughness, and the like of a parallel flat plate such as a glass plate as an object to be inspected, uses a collimating lens for light emitted from a light source. While parallel light is projected onto the object to be inspected, reflected light from the surface to be inspected of the object to be inspected is condensed through a collimator lens, and a spot image formed on the focal plane is observed.

【0003】このような測定装置では、光源としてタン
グステンランプなどを用いたときのように光を目視でき
る場合は、目盛を刻んだ焦点板をコリメートレンズの焦
点位置に配置し、この焦点板に結像するスポット像のX
−Y方向の位置を接眼レンズを用いて読み取る。
In such a measuring apparatus, when light can be viewed as when a tungsten lamp or the like is used as a light source, a focusing plate with a scale is arranged at a focal position of a collimating lens and connected to the focusing plate. X of the spot image to be imaged
The position in the -Y direction is read using an eyepiece.

【0004】これに対して、光源としてレーザ光源を用
いたときのように光を目視できない場合は、コリメート
レンズの焦点位置に撮像素子等を配置し、この撮像素子
によって得た像をビデオモニタ等に映し出してスポット
像を読み取る。このような構成を採用したものとして
は、たとえば、図6に示すものがある。
On the other hand, when the light cannot be viewed as when a laser light source is used as a light source, an image pickup device or the like is arranged at a focal position of a collimator lens, and an image obtained by the image pickup device is displayed on a video monitor or the like. And read the spot image. FIG. 6 shows an example of such a configuration.

【0005】図6に示す測定装置100は、レーザ光源
2と、レーザ光源2から出射されたレーザ光を第1の焦
点位置21に集光させる集光レンズ3と、レーザ光を折
り曲げる反射ミラー5と、折り曲げられたレーザ光を平
行光化して被検査体7に投射し、反射光を第2の焦点位
置22に集光させるコリメートレンズ6と、第2の焦点
位置22に受光面が位置するように配置された撮像素子
9とを有している。また、撮像素子9には、この撮像素
子9で得たスポット像をブラウン管に映し出すビデオモ
ニタ(図6には図示せず)が接続されている。
A measuring apparatus 100 shown in FIG. 6 includes a laser light source 2, a condenser lens 3 for condensing laser light emitted from the laser light source 2 at a first focal position 21, and a reflection mirror 5 for bending the laser light. And a collimator lens 6 that collimates the bent laser light, projects the parallel light on the test object 7, and condenses the reflected light at a second focal position 22, and a light receiving surface is located at the second focal position 22. Image sensor 9 arranged as described above. Further, a video monitor (not shown in FIG. 6) for displaying a spot image obtained by the image sensor 9 on a cathode ray tube is connected to the image sensor 9.

【0006】このように構成された測定装置100にお
いて、第1の焦点位置21と第2の焦点位置22とはコ
リメートレンズ6に対して共役な位置であるので、光源
2から出射されたレーザ光は、被検査体7の被検査面7
1で反射して第1の焦点位置21の反射像であるスポッ
ト像を第2の焦点位置22に結像し、このスポット像
は、第2の焦点位置22に配置された撮像素子9によっ
てビデオモニタに映し出される。
In the measuring apparatus 100 configured as described above, the first focus position 21 and the second focus position 22 are conjugate positions with respect to the collimator lens 6, so that the laser light emitted from the light source 2 Is the inspection surface 7 of the inspection object 7
A spot image which is reflected at 1 and is a reflection image at the first focal position 21 is formed at a second focal position 22, and this spot image is video-generated by the imaging device 9 arranged at the second focal position 22. Displayed on the monitor.

【0007】このような測定装置100では、図7に示
すように、予め正確な平行平面からの反射光を結像させ
たスポット像の重心位置92aを基準位置として求めて
おき、この重心位置92aと、被検査体7の被検査面7
1からの反射光から得たスポット像93の重心位置93
aとをビデオモニタ92上で比較する。ここで、重心位
置92a、93aが重なっていれば、被検査面71が傾
いていないと判定することができる。また、重心位置9
2a、93aがずれていれば、そのX、Y方向のずれ量
とコリメートレンズ6の焦点距離から被検査面71の傾
斜角度を求めることができる。また、結像した像が歪ま
ずに鮮明に見えれば平面度および面の粗さが良好である
と判定することができる。
In such a measuring apparatus 100, as shown in FIG. 7, the center of gravity 92a of a spot image formed by accurately reflecting light from a parallel plane is obtained as a reference position. And the inspection surface 7 of the inspection object 7
Center position 93 of spot image 93 obtained from reflected light from 1
and a on the video monitor 92. Here, if the barycenter positions 92a and 93a overlap, it can be determined that the inspection surface 71 is not inclined. Also, the center of gravity position 9
If 2a and 93a are shifted, the inclination angle of the inspection surface 71 can be obtained from the shift amounts in the X and Y directions and the focal length of the collimator lens 6. If the formed image looks sharp without distortion, it can be determined that the flatness and the surface roughness are good.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6お
よび図7を参照して説明した測定装置100のように、
測定者がビデオモニタ92でスポット像93を観察する
構成では、測定者によって視力や熟練度が違うため、ス
ポット像93の重心位置93aの読み取りに個人差が生
じる。また、ビデオモニタ92のブラウン管は、表面と
結像面との間にあるギャップをガラスで埋めているた
め、ビデオモニタ92に映し出されるスポット像93
は、見る角度によって多少の位置ずれを生じてしまう。
さらに、ビデオモニタ92自体が映像の大きさや縦横比
等を画像処理で調整するようになっているため、この処
理によってスポット像93の大きさや位置が変化してし
まうことがある。このため、従来の測定装置100で
は、正確な測定が困難であるという問題点がある。
However, as in the measuring apparatus 100 described with reference to FIGS.
In the configuration in which the measurer observes the spot image 93 on the video monitor 92, since the eyesight and the skill level vary depending on the measurer, individual differences occur in reading the center of gravity position 93a of the spot image 93. Further, since the cathode ray tube of the video monitor 92 fills the gap between the surface and the image plane with glass, the spot image 93 projected on the video monitor 92 is formed.
Causes some displacement depending on the viewing angle.
Further, since the video monitor 92 itself adjusts the size, aspect ratio, and the like of the image by image processing, the size and position of the spot image 93 may be changed by this processing. For this reason, the conventional measuring device 100 has a problem that it is difficult to perform accurate measurement.

【0009】以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、被
検査面からの反射光を結像させ、その像により傾斜角
度、平面性や面の荒さ等を測定する測定装置において、
これらの測定を正確に行うことのできる構成を提案する
ことにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a measuring apparatus which forms an image of reflected light from a surface to be inspected and measures an inclination angle, flatness, surface roughness, and the like based on the image.
An object of the present invention is to propose a configuration capable of accurately performing these measurements.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る測定装置は、光源と、この光源から
出射された出射光を平行光線にして被検査体の被検査面
に入射させるコリメートレンズと、前記被検査面の反射
光を当該コリメートレンズを通して受光する受光器とを
有する測定装置において、前記受光器は、位置検出素子
(PSD;Position Sensitive D
etctor、PositionnigSensing
Device)であることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, a measuring apparatus according to the present invention comprises a light source and a parallel light beam emitted from the light source. In a measuring device having a collimating lens to be incident and a light receiving device that receives the reflected light of the surface to be inspected through the collimating lens, the light receiving device is a position detecting element (PSD; Position Sensitive D).
ector, PositioningSensing
Device).

【0011】本発明では、被検査面の反射光をコリメー
トレンズを通して受光する受光器として用いた位置検出
素子は、例えば、二次元位置検出素子として用いられる
ものであり、受光結果は、光の重心位置を示すX,Y方
向の電圧値として数値化された情報として出力される。
このため、スポット像の形状をみて測定者がその重心位
置を読み取る構成と違って、本発明では、出力された電
圧値を読めば、熟練を有しない者であっても、スポット
像の重心位置を正確に判断できる。また、重心位置の読
み取りにくいようなスポット像からもその重心位置を正
確に判断できる。さらに、スポット像の重心位置が数値
化されて出力されるので、スポット像から被検査体の品
質などの評価を機械化、省力化することができる。
In the present invention, the position detecting element used as a light receiving device for receiving the reflected light from the surface to be inspected through a collimating lens is used, for example, as a two-dimensional position detecting element. It is output as numerical information as voltage values in the X and Y directions indicating the position.
Therefore, unlike the configuration in which the measurer reads the position of the center of gravity by looking at the shape of the spot image, in the present invention, by reading the output voltage value, even an unskilled person can read the position of the center of gravity of the spot image. Can be accurately determined. In addition, the position of the center of gravity can be accurately determined even from a spot image in which the position of the center of gravity is difficult to read. Further, since the position of the center of gravity of the spot image is converted into a numerical value and output, the evaluation of the quality of the inspection object from the spot image can be mechanized and labor-saving.

【0012】本発明において、前記光源は、レーザ光源
であることが好ましい。このように構成すれば、光源か
らは、高輝度かつ高出力の光(レーザ光)が出射される
ので、位置検出素子で受光する反射光のスポット像を精
度よく検出することができる。
In the present invention, the light source is preferably a laser light source. According to this structure, light (laser light) with high luminance and high output is emitted from the light source, so that a spot image of the reflected light received by the position detection element can be detected with high accuracy.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の測定装
置を説明する。なお、本発明の測定装置は、基本的な構
成が従来の形態と共通するので、共通する部分には同じ
符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of the measuring device of the present invention is the same as that of the conventional embodiment, the common portions are denoted by the same reference numerals.

【0014】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の
形態1に係る測定装置の概略ブロック図である。図2
は、図1に示す測定装置に用いた位置検出素子から出力
される電圧値とスポット像の重心位置との関係を示すグ
ラフである。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram of a measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG.
3 is a graph showing a relationship between a voltage value output from a position detecting element used in the measuring apparatus shown in FIG. 1 and a center of gravity of a spot image.

【0015】図1に示すように、本形態の測定装置1
は、板ガラスなどの平行平面板を被検査体7として被検
査面71の傾斜角度、平面性と面の荒さ等を測定するオ
ートコリメータであり、測定に用いる光源としてレーザ
光源2が用いられている。
As shown in FIG. 1, a measuring apparatus 1 of the present embodiment
Is an autocollimator for measuring the inclination angle, flatness, surface roughness, and the like of the surface 71 to be inspected by using a parallel flat plate such as a glass plate as the object 7 to be inspected. The laser light source 2 is used as a light source for the measurement. .

【0016】レーザ光源2から被検査体7に至る光路上
には、レーザ光源2から出射されたレーザ光を第1の焦
点位置21に集光させ、所定の開口数の光束に変換する
集光レンズ3と、所定の開口数の光束となったレーザ光
をコリメートレンズ6に向けて折り曲げる反射ミラー5
と、反射ミラー5で折り曲げられたレーザ光を平行光化
するコリメートレンズ6とがこの順に配置されている。
On the optical path from the laser light source 2 to the object 7 to be inspected, the laser light emitted from the laser light source 2 is condensed at a first focal position 21 and converted into a light flux having a predetermined numerical aperture. A lens 3 and a reflecting mirror 5 for bending the laser beam, which has become a light beam with a predetermined numerical aperture, toward a collimating lens 6
And a collimator lens 6 for collimating the laser beam bent by the reflection mirror 5 are arranged in this order.

【0017】本形態において、受光素子としては位置検
出素子8が用いられ、この位置検出素子8は、被検査体
7からの反射光がコリメートレンズ6によって集光する
第2の焦点位置22に受光面が位置するように配置され
ている。
In the present embodiment, a position detecting element 8 is used as a light receiving element, and the position detecting element 8 receives light at a second focal position 22 where the reflected light from the object 7 is converged by the collimating lens 6. It is arranged so that the surface is located.

【0018】ここで、第1の焦点位置21と第2の焦点
位置22とは、コリメートレンズ6に対して共役な位置
であるので、レーザ光源2から出射されたレーザ光は、
被検査体7の被検査面71で反射して、第1の焦点位置
21の反射像であるスポット像を第2の焦点位置22に
形成する。
Here, the first focal position 21 and the second focal position 22 are conjugate with respect to the collimating lens 6, so that the laser light emitted from the laser light source 2 is
A spot image that is reflected by the inspection surface 71 of the inspection object 7 and is a reflection image of the first focal position 21 is formed at the second focal position 22.

【0019】このように構成された測定装置1では、受
光素子として位置検出素子8を用いるので、受光結果
は、スポット像の重心位置をX、Y方向の電圧値として
数値化されて出力される。ここで、出力電圧とスポット
像の重心位置との関係は、図2に示すように、電圧の変
化量と、スポット像の位置の変化量とが比例したグラフ
として表せる。また、電圧の変化量1Vが、スポット像
の位置の変化量1mmに対応するよう電圧振幅を調整し
ておけば、出力電圧の単位をVからmmに置き換えるだ
けでスポット像の重心位置となる。
In the measuring apparatus 1 configured as described above, since the position detecting element 8 is used as the light receiving element, the light receiving result is quantified and output as the voltage values in the X and Y directions of the center of gravity of the spot image. . Here, the relationship between the output voltage and the position of the center of gravity of the spot image can be represented as a graph in which the amount of change in the voltage and the amount of change in the position of the spot image are proportional, as shown in FIG. If the voltage amplitude is adjusted so that the voltage change 1 V corresponds to the spot image position change 1 mm, the center of gravity of the spot image can be obtained by simply changing the unit of the output voltage from V to mm.

【0020】従って、出力された電圧値の数値B1を読
み取ればスポット像の重心の位置を求めることができ
る。これに対して、この位置B1とグラフの原点に定め
た正確な平行平面板の反射光が結像したスポット像の重
心位置B0がずれているときは、重心位置のずれ量とコ
リメートレンズ6の焦点距離とから、被検査面71の傾
斜角度を求めることができる。それ故、被検査面71か
らの反射光が結像したスポット像の重心位置は、スポッ
ト像の形から読み取らなくても、出力された電圧値から
分かるので、熟練を有しない者でもスポット像の判定を
正確に行うことができる。さらに、重心位置の読み取り
にくい形状のスポット像の判定も可能となる。また、ス
ポット像の重心位置が数値化されて出力されるので、ス
ポット像の判定の機械化、省力化を図ることができる。
Therefore, the position of the center of gravity of the spot image can be obtained by reading the output value B1 of the voltage value. On the other hand, when the position B1 is shifted from the center of gravity B0 of the spot image formed by the reflected light of the accurate parallel flat plate defined at the origin of the graph, the amount of shift of the center of gravity and the collimating lens 6 From the focal length, the inclination angle of the inspection surface 71 can be obtained. Therefore, the position of the center of gravity of the spot image formed by the reflected light from the surface 71 to be inspected can be determined from the output voltage value without reading from the shape of the spot image. The judgment can be made accurately. Further, it is possible to determine a spot image having a shape in which it is difficult to read the position of the center of gravity. In addition, since the position of the center of gravity of the spot image is converted into a numerical value and output, the mechanization of the spot image determination and labor saving can be achieved.

【0021】また、レーザ光源2は高輝度で高出力のレ
ーザ光を出射するので、位置検出素子8で受光する反射
光のスポット像を精度よく検出することができる。
Further, since the laser light source 2 emits high-intensity, high-output laser light, the spot image of the reflected light received by the position detecting element 8 can be detected with high accuracy.

【0022】[実施の形態2]図3は、本発明の実施の
形態2に係る測定装置の概略ブロック図である。なお、
本形態の測定装置は、基本的な構成が実施の形態1と共
通するので、共通する部分には同じ符号を付して図示す
ることにして、それらの説明を省略する。
[Second Embodiment] FIG. 3 is a schematic block diagram of a measuring device according to a second embodiment of the present invention. In addition,
Since the basic configuration of the measuring apparatus according to the present embodiment is common to that of the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0023】図3に示すように、本形態の測定装置1
は、コリメートレンズ6と位置検出素子8との間に切換
え式ミラー51が着脱可能に配置され、この切換え式ミ
ラー51の反射方向側に撮像素子9が配置されている。
ここで、撮像素子9も、コリメートレンズ6の焦点位置
23に配置されている。その他の構成は、実施の形態1
と同様であるため、それらの説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the measuring apparatus 1 of the present embodiment
The switchable mirror 51 is detachably disposed between the collimator lens 6 and the position detection element 8, and the image pickup device 9 is disposed on the reflection direction side of the switchable mirror 51.
Here, the imaging element 9 is also arranged at the focal position 23 of the collimator lens 6. Other configurations are described in Embodiment 1.
Therefore, the description thereof is omitted.

【0024】このように構成された本形態の測定装置1
では、コリメートレンズ6で集光された反射光は、切換
え式ミラー51がないときには位置検出素子8で受光さ
れ、切換え式ミラー51が配置されているときには、光
路が折り曲げられて撮像素子9に受光される。このた
め、切換え式ミラー51によって、コリメートレンズ6
で集光されたスポット像は、位置検出素子8によって光
の重心位置を示すX,Y方向の電圧値に数値化された情
報として出力されるとともに、撮像素子9から画像出力
されるので、これら双方の情報から、被検査面71の傾
斜角度と、平面度および面の粗さとを測定することがで
きる。
The measuring apparatus 1 of the present embodiment thus configured
Then, the reflected light condensed by the collimating lens 6 is received by the position detecting element 8 when the switchable mirror 51 is not provided, and when the switchable mirror 51 is disposed, the optical path is bent and received by the image pickup element 9. Is done. Therefore, the collimating lens 6 is switched by the switchable mirror 51.
The spot image condensed in step (1) is output by the position detection element 8 as information quantified into voltage values in the X and Y directions indicating the barycentric position of the light, and is output from the imaging element 9 as an image. From both information, the inclination angle, flatness, and surface roughness of the inspection surface 71 can be measured.

【0025】[実施の形態3]図4は、本発明の実施の
形態3に係る測定装置の概略ブロック図である。本形態
の測定装置は、基本的な構成が実施の形態1、2と共通
するので、共通する部分には同じ符号を付して図示する
ことにして、それらの説明を省略する。
[Third Embodiment] FIG. 4 is a schematic block diagram of a measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention. The basic configuration of the measuring apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first and second embodiments. Therefore, the common parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

【0026】図4に示すように、本形態の測定装置1
は、実施の形態2と相違して、出射光を折り曲げる反射
ミラー5の代わりに、ハーフプリズムミラー52を配置
してある。また、反射光の光路を、撮像素子9に向けて
折り曲げる切換え式ミラー51の代わりに、ビームスプ
リッタ53が配置されている。
As shown in FIG. 4, the measuring apparatus 1 of the present embodiment
Is different from the second embodiment in that a half prism mirror 52 is disposed instead of the reflection mirror 5 for bending the emitted light. Further, a beam splitter 53 is disposed instead of the switchable mirror 51 that bends the optical path of the reflected light toward the image sensor 9.

【0027】このように構成された本形態の測定装置1
では、コリメートレンズ6で集光された反射光は、ビー
ムスプリッタ53によって分離されて位置検出素子8お
よび撮像素子9に同時に受光される。このため、コリメ
ートレンズ6で集光されたスポット像は、位置検出素子
8から光の重心位置を示すX,Y方向の電圧値に数値化
された情報が出力されるとともに、同時に撮像素子9か
ら画像出力されるので、これら双方の情報から、被検査
面71の傾斜角度と、平面度および面の粗さとを同時に
測定することができる。
The measuring apparatus 1 of the present embodiment thus configured
Then, the reflected light condensed by the collimator lens 6 is separated by the beam splitter 53 and received by the position detecting element 8 and the imaging element 9 at the same time. For this reason, in the spot image condensed by the collimating lens 6, information quantified into voltage values in the X and Y directions indicating the barycentric position of the light is output from the position detection element 8, and at the same time, the imaging element 9 outputs Since an image is output, the inclination angle, the flatness, and the surface roughness of the surface 71 to be inspected can be simultaneously measured from both of these information.

【0028】[実施の形態4]図5は、本発明の実施の
形態3に係る測定装置の概略ブロック図である。本形態
の測定装置は、基本的な構成が実施の形態1、2、3と
共通するので、共通する部分には同じ符号を付して図示
することにして、それらの説明を省略する。
[Embodiment 4] FIG. 5 is a schematic block diagram of a measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The basic configuration of the measuring apparatus according to the present embodiment is the same as that of the first, second, and third embodiments. Therefore, common portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0029】図5に示すように、本形態の測定装置1
は、実施の形態3と相違して、レーザ光源2から出射さ
れる出射光と、被検査体7から反射する反射光とは共通
の光路上を通る構成になっている。共通の光路上には、
レーザ光源2からの出射光をコリメートレンズ6に向け
て折り曲げるとともにコリメートレンズ6を通ってきた
被検査面71からの反射光を通す第1のビームスプリッ
タ54と、この反射光から撮像素子9に向かう光を分離
する第2のビームスプリッタ55とが配置されている。
また、第2のビームスプリッタ55と撮像素子9との間
には、ダミープリズム56が配置されている。
As shown in FIG. 5, the measuring device 1 of the present embodiment
Is different from the third embodiment in that the outgoing light emitted from the laser light source 2 and the reflected light reflected from the object 7 pass on a common optical path. On a common light path,
A first beam splitter 54 that bends the light emitted from the laser light source 2 toward the collimating lens 6 and passes the reflected light from the surface 71 to be inspected that has passed through the collimating lens 6, and travels from the reflected light to the image sensor 9. A second beam splitter 55 for splitting light is provided.
Further, a dummy prism 56 is arranged between the second beam splitter 55 and the image sensor 9.

【0030】このように構成された本形態の測定装置1
では、コリメートレンズ6で集光された反射光は、第2
のビームスプリッタ55によって分離されて位置検出素
子8および撮像素子9に同時に受光される。このため、
コリメートレンズ6で集光されたスポット像は、位置検
出素子8から光の重心位置を示すX,Y方向の電圧値に
数値化された情報が出力されるとともに、同時に撮像素
子9から画像出力されるので、被検査面71の傾斜角度
と、平面度および面の粗さとを同時に測定することがで
きる。また、本形態では、レーザ光源2からの出射光と
被検査面71での反射光とが光路を共通化しているので
測定装置1の小型化、薄型化を図ることができる。
The measuring apparatus 1 of the present embodiment thus configured
Then, the reflected light collected by the collimating lens 6 is
And is simultaneously received by the position detection element 8 and the imaging element 9 by the beam splitter 55. For this reason,
The spot image condensed by the collimator lens 6 is output from the position detection element 8 as numerical information into voltage values in the X and Y directions indicating the barycentric position of the light, and is simultaneously image-output from the imaging element 9. Therefore, the inclination angle, the flatness, and the surface roughness of the inspection surface 71 can be measured simultaneously. Further, in this embodiment, the light emitted from the laser light source 2 and the light reflected on the surface 71 to be inspected have a common optical path, so that the measuring apparatus 1 can be reduced in size and thickness.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る測定
装置では、被検査面の反射光を位置検出素子で検出する
ので、受光結果は、光の重心位置を示すX,Y方向の電
圧値に数値化された情報として出力される。このため、
出力された電圧値を読めば、熟練を有しない者であって
も、スポット像の重心位置を正確に判断できる。また、
重心位置の読み取りにくいようなスポット像からもその
重心位置を正確に判断できる。また、スポット像の出力
が数値化されるので、スポット像から被検査体の品質な
どの評価を機械化、省力化することができる。
As described above, in the measuring apparatus according to the present invention, the reflected light from the surface to be inspected is detected by the position detecting element, so that the light receiving result is the voltage in the X and Y directions indicating the position of the center of gravity of the light. The information is output as numerical information. For this reason,
By reading the output voltage value, even an unskilled person can accurately determine the position of the center of gravity of the spot image. Also,
The position of the center of gravity can be accurately determined even from a spot image in which the position of the center of gravity is difficult to read. Further, since the output of the spot image is digitized, the evaluation of the quality of the inspection object from the spot image can be mechanized and labor-saving.

【0032】また、光源としてレーザ光源を用いれば、
光源からは、高輝度かつ高出力の光(レーザ光)が出射
されるので、位置検出素子で受光する反射光のスポット
像を精度よく検出することができる。
If a laser light source is used as the light source,
Since the light source emits high-luminance and high-output light (laser light), the spot image of the reflected light received by the position detection element can be detected with high accuracy.

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

【図1】本発明の実施の形態1に係る測定装置の概略ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す測定装置に用いた位置検出素子から
出力される電圧値とスポット像の重心位置の関係を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a voltage value output from a position detecting element used in the measuring device shown in FIG. 1 and a position of a center of gravity of a spot image.

【図3】本発明の実施の形態2に係る測定装置の概略ブ
ロック図である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of a measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態3に係る測定装置の概略ブ
ロック図である。
FIG. 4 is a schematic block diagram of a measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態4に係る測定装置の概略ブ
ロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram of a measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来の測定装置の概略ブロック図である。FIG. 6 is a schematic block diagram of a conventional measuring device.

【図7】図7に示す測定装置の撮像素子で得られた画像
が表示されるビデオモニタを示す説明図である。
7 is an explanatory diagram showing a video monitor on which an image obtained by an image sensor of the measuring device shown in FIG. 7 is displayed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定装置 2 レーザ光源 3 集光レンズ 5 反射ミラー 6 コリメートレンズ 7 被検査体 8 位置検出素子(ポジショニング・センシング・デバ
イス) 9 撮像素子 21 第1の焦点 22 第2の焦点 51 切換え式ミラー 52 ハーフプリズムミラー 53 ビームスプリッタ 54 第1のビームスプリッタ 55 第2のビームスプリッタ 56 ダミープリズム 71 被検査面
REFERENCE SIGNS LIST 1 Measuring device 2 Laser light source 3 Condensing lens 5 Reflecting mirror 6 Collimating lens 7 Inspection object 8 Position detecting element (positioning / sensing device) 9 Imaging element 21 First focus 22 Second focus 51 Switchable mirror 52 Half Prism mirror 53 Beam splitter 54 First beam splitter 55 Second beam splitter 56 Dummy prism 71 Surface to be inspected

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA37 AA47 AA50 BB01 CC21 DD00 FF01 FF43 FF61 GG04 HH03 JJ03 JJ16 LL00 SS13 TT02 UU07 5F072 KK05 KK15 KK30 YY20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA37 AA47 AA50 BB01 CC21 DD00 FF01 FF43 FF61 GG04 HH03 JJ03 JJ16 LL00 SS13 TT02 UU07 5F072 KK05 KK15 KK30 YY20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、この光源から出射された出射光
を平行光化して被検査体の被検査面に入射させるコリメ
ートレンズと、前記被検査面の反射光を当該コリメート
レンズを通して受光する受光器とを有する測定装置にお
いて、 前記受光器は、位置検出素子であることを特徴とする測
定装置。
1. A light source, a collimating lens that collimates emitted light emitted from the light source and makes the collimated light enter a surface to be inspected of a device to be inspected, and a light receiving device that receives reflected light from the surface to be inspected through the collimating lens A measuring device comprising: a measuring device, wherein the light receiver is a position detecting element.
【請求項2】 請求項1において、前記光源は、レーザ
光源であることを特徴とする測定装置。
2. The measuring apparatus according to claim 1, wherein the light source is a laser light source.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101982730A (en) * 2010-10-26 2011-03-02 西安昂科光电有限公司 Light tube for measuring flatness of light wave array surface or optical reflecting surface
CN110231003A (en) * 2019-06-03 2019-09-13 深圳英飞拓智能技术有限公司 A kind of planeness measuring apparatus

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