JP2002250673A - Measuring instrument - Google Patents

Measuring instrument

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JP2002250673A
JP2002250673A JP2001049994A JP2001049994A JP2002250673A JP 2002250673 A JP2002250673 A JP 2002250673A JP 2001049994 A JP2001049994 A JP 2001049994A JP 2001049994 A JP2001049994 A JP 2001049994A JP 2002250673 A JP2002250673 A JP 2002250673A
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light
mirror
screen
image
objective lens
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Kimio Komata
公夫 小俣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring instrument, made compact in size as a whole, free of heat generation, and adapted to be a bright optical system, when measuring mounting errors of a tested body by optical means. SOLUTION: This optical system is formed with intermediates parts, such as half mirrors or target mark plates abandoned for use, and an LED or a semiconductor laser is employed as a light source.

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】本発明は鏡面を有する小さい
部材を品物に取り付けた時の傾き角度を、光学的な手段
によって測定し、許容範囲を確認し判定するための測定
装置を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a measuring device for measuring an inclination angle when a small member having a mirror surface is attached to an article by optical means to confirm and determine an allowable range. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、鏡面を有する小さい部材を品
物に取り付けた時の傾き角度を、光学的な手段によって
測定する装置としてオートコリメータが知られている。
この原理を図1を用いて説明する。図1Aは一般的なオ
ートコリメータの光学系概略を平面的に示したものであ
る。図において1はオートコリメータ本体2に取り付け
られた光源としてのタングステンランプ。3は図1Bに
例示したような十字線4が刻まれたターゲットマーク
板。5は本体2に取り付けられ、プリズム6によって構
成されたハーフミラー。7は本体2に取り付けられた対
物レンズ。8は本体外に設置される鏡面を有した小さな
部材の被検体。9は対物レンズ7の焦点位置に設置され
る本体2上のスクリーン。このスクリーンには図1Cに
例示したような目盛り10を持った基準線11,12が
刻まれている。13はやはり本体2に取り付けられた接
眼鏡で、スクリーン9をみ観るためのものである。この
ような装置で被検体8の傾き角度などを測定するには、
まず結像レンズ7の光軸上に十字線4と基準線11,1
2のそれぞれの交点が位置するよう調整しておく。そし
て光源1を点灯するが、もし被検体8がXY方向に垂直
水平であれば、ターゲットマーク板の十字線4はハーフ
ミラー5,対物レンズ7を介してスクリーン9上の基準
線11,12と一致して投影される。しかし被検体8と
なる部材自身に組み立て誤差や調整不良などによる傾き
が生じていた場合には、被検体の傾きによって反射角が
変化し、十字線4の像はスクリーン9上で、例えば図1
Dのように基準線11,12とずれて表示される。この
ずれた分の目盛り10を接眼鏡13を通して読み、許容
範囲内にあるか否かを判定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an autocollimator has been known as a device for measuring an inclination angle when a small member having a mirror surface is attached to an article by optical means.
This principle will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a plan view schematically showing an optical system of a general autocollimator. In the figure, reference numeral 1 denotes a tungsten lamp as a light source attached to an autocollimator main body 2. Reference numeral 3 denotes a target mark plate on which a crosshair 4 as illustrated in FIG. 1B is engraved. 5 is a half mirror attached to the main body 2 and constituted by a prism 6. 7 is an objective lens attached to the main body 2. Reference numeral 8 denotes a small member having a mirror surface, which is installed outside the main body. Reference numeral 9 denotes a screen on the main body 2 installed at the focal position of the objective lens 7. Reference lines 11 and 12 having a scale 10 as illustrated in FIG. 1C are engraved on the screen. Reference numeral 13 also denotes an eyepiece attached to the main body 2 for viewing the screen 9. In order to measure the inclination angle of the subject 8 with such an apparatus,
First, the cross line 4 and the reference lines 11, 1 are placed on the optical axis of the imaging lens 7.
Adjust so that the respective intersections of 2 are located. Then, the light source 1 is turned on. If the subject 8 is vertical and horizontal in the XY directions, the cross line 4 of the target mark plate is connected to the reference lines 11 and 12 on the screen 9 via the half mirror 5 and the objective lens 7. Projected in unison. However, when the member to be the subject 8 is tilted due to an assembling error or improper adjustment, the reflection angle changes due to the tilt of the subject, and the image of the crosshair 4 is displayed on the screen 9 as shown in FIG.
As shown in D, it is displayed shifted from the reference lines 11 and 12. The scale 10 corresponding to the deviation is read through the eyepiece 13 to determine whether or not the scale 10 is within an allowable range.

【0003】図2は、図1Aに示した光学系の詳細説明
図で、光源1からの光はコンデンサーレンズ1aによっ
て収束され、対物レンズ7に結像する。対物レンズはコ
ンデンサーレンズ1aに焦点があり、通過した光は平行
光束として被検体を照射する。図3は、スクリーン9の
目盛り10と傾き量の関係を示したもので、被検体8に
角θの傾きがあった場合、スクリーン9に現れる傾き量
としての測定量Lは、f × tan2θによって求める
ことが出来る。従って対物レンズ7のfと許容値として
の傾き角θ を予め求めておけば、目盛り10を読むこ
とで被検体8の取り付け角度を容易に判定することが出
来る。しかしながら、従来のこの種オートコリメータ
は、大型が一般的で、被検体が小部材である場合、作業
性に不便があった。特にコンパクトディスク、ビィデオ
テープレコーダ、レーザーディスク(登録商標)用など
に使用されているピックアップレンズや、プリズム、鏡
のような小さな鏡面を有する被検体の取り付け精度を測
定するようなときには、取り扱いが不便であった。また
光源1がタングステンランプであるため、その熱がオー
トコリメータを扱うオペレータに不快感を与えていた。
さらに光学系中にターゲットマーク板3,ハーフミラー
5としてのプリズム6,目盛板9という中間部材が存在
するため、どうしても光学系が暗くなってしまうという
致命的ともいえる欠点が指摘されていた。
FIG. 2 is a detailed explanatory view of the optical system shown in FIG. 1A. Light from a light source 1 is converged by a condenser lens 1a and forms an image on an objective lens 7. The objective lens has a focal point on the condenser lens 1a, and the light passing therethrough illuminates the subject as a parallel light flux. FIG. 3 shows the relationship between the scale 10 of the screen 9 and the amount of tilt. When the subject 8 has a tilt of the angle θ, the measured amount L as the amount of tilt that appears on the screen 9 is given by f × tan2θ. You can ask. Therefore, if the f of the objective lens 7 and the inclination angle θ 2 as an allowable value are obtained in advance, the mounting angle of the subject 8 can be easily determined by reading the scale 10. However, this type of conventional autocollimator is generally large, and when the subject is a small member, workability is inconvenient. In particular, when measuring the mounting accuracy of a pickup lens used for compact discs, video tape recorders, laser discs (registered trademark), etc., or an object with a small mirror surface such as a prism or mirror, handling is difficult. It was inconvenient. Further, since the light source 1 is a tungsten lamp, the heat gives an unpleasant feeling to an operator who operates the autocollimator.
Further, since an intermediate member such as the target mark plate 3, the prism 6 serving as the half mirror 5, and the scale plate 9 is present in the optical system, it has been pointed out that a fatal defect that the optical system is necessarily darkened.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決した測定装置を提供することを目的とする。即ち、前
記したピックアップレンズのような小型の鏡面を有する
被検体を扱うのに適した小型化と、ターゲットマーク板
3やハーフミラー5のような中間物を出来るだけ光学系
中より除去した明るい光学系と、熱の発生をなくした光
学系を備えた測定装置を求めることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a measuring apparatus which has solved the above-mentioned problems. That is, miniaturization suitable for handling an object having a small mirror surface such as the pickup lens described above, and bright optics in which an intermediate such as the target mark plate 3 or the half mirror 5 is removed from the optical system as much as possible. It is an object of the present invention to provide a measuring apparatus having a system and an optical system that eliminates heat generation.

【0005】[0005]

【実施例1】図4は第1の実施例で、光学系を中心にそ
の概略を平面図として示してある。図において、15は
本体16に固定した光源としてのLED。17はコンデ
ンサーレンズで構成された照明光学系で、本体に取り付
けられている。18は照明光学系17に固着されたミラ
ー保持板で、その先端部には照明系17の結像点近傍に
相当する位置に、光源15からの光を略直角方向に反射
するミラー19が取り付けられている。20は本体に固
定された別のミラーで、ミラー19からの光を反射し、
対物レンズ21に向かわせる。22は対物レンズ21か
らの光を受ける鏡面を有した被検体で、本体外の所定位
置に設置される。23は対物レンズ21の結像点で、ミ
ラー19の近域に設定される。24は前記結像点近域に
設置される拡大レンズで、スクリーン25にその像を結
ぶ。このスクリーンには図5に示すように円状の目盛り
26が記されている。図6は図4に示した光学系の詳細
説明図で、光源15からの光はコンデンサーレンズ17
の結像点28に一旦結像し、対物レンズ21に向かう。
対物レンズからの光は平行光束として被検体22を照射
する。このような実施例で被検体22をチェックするに
は、まず被検体を本体外の所定位置にセットする。そし
てLED15を点灯すると、その光は照明光学系17を
経てその結像点28近傍に設置されたミラー19で反射
し、もう一つのミラー20に向かう。このミラーで再度
反射された光は対物レンズ21を経て被検体22に向か
い、そこで反射する。もし被検体に傾きなどの誤差がな
く、正常であればその反射光は結像レンズ21を通過し
てミラー20で反射し、前記ミラー19の近域に定めら
れた結像点23に一旦、像を結ぶ。この像は拡大レンズ
24によって拡大され、スクリーン25上の目盛り中心
部に輝点27(図5)として投影される。図7を用いて
さらに前記した光学系について説明する。照明系17の
正規の結像点は図の28の位置であるが、この実施例で
はその前側近傍位置にミラー19が設置される。対物レ
ンズ21はこの正規結像点の近傍に設置されたミラー1
9からの光を受けて被検体22を照射する。被検体で反
射した光は対物レンズ21の光軸上に定められた焦点位
置23に一旦像を結ぶ。即ち、コンデンサーレンズ17
の正規の結像点28と対物レンズ21の結像点23とは
本来一致するものであるが(図では23と28はずらし
て表示してある)、本例では意識的に両結像点にわずか
にズレ(23と28間)を持たせてある。このように被
検体を照明する光と、被検体からの反射光を分離した光
学系としたことによって、ミラー19を照明系17の結
像点28近傍に設置することが可能となり、両結像点2
8,23を一致させた場合に必要不可欠となるハーフミ
ラーなどの光学部材を光学系中より除去することが出来
る。もし被検体22に傾きなどの誤差があると、被検体
の表面で反射した光は対物レンズ21を経てその誤差分
だけずれた焦点位置23に結像し、さらに拡大レンズ2
4を経てスクリーン25上にその像を投影する。スクリ
ーンには前記した図5のように目盛り26が、図3で説
明したような関係で記されているので、輝点と目盛りの
関係を読めば傾きの角度を知ることが出来る。例えば輝
点が位置29にあれば目盛り26aによって誤差は10
秒以内、輝点が位置30にあれば目盛り26bによって
測定量は20秒以内と判断することが出来る。
[Embodiment 1] FIG. 4 shows a first embodiment, in which the outline of the optical system is shown as a plan view. In the figure, 15 is an LED as a light source fixed to the main body 16. Reference numeral 17 denotes an illumination optical system constituted by a condenser lens, which is attached to the main body. Reference numeral 18 denotes a mirror holding plate fixed to the illumination optical system 17, and a mirror 19 for reflecting light from the light source 15 in a substantially right angle direction is attached to a tip of the mirror holding plate at a position corresponding to the vicinity of the image forming point of the illumination system 17. Have been. Reference numeral 20 denotes another mirror fixed to the main body, which reflects light from the mirror 19,
It is directed to the objective lens 21. Reference numeral 22 denotes a subject having a mirror surface that receives light from the objective lens 21 and is set at a predetermined position outside the main body. Reference numeral 23 denotes an image forming point of the objective lens 21 which is set near the mirror 19. Reference numeral 24 denotes a magnifying lens installed near the image forming point, and forms an image on a screen 25. On this screen, a circular scale 26 is marked as shown in FIG. FIG. 6 is a detailed explanatory view of the optical system shown in FIG.
Is once formed on the image forming point 28, and goes to the objective lens 21.
The light from the objective lens irradiates the subject 22 as a parallel light flux. To check the subject 22 in such an embodiment, first, the subject is set at a predetermined position outside the main body. When the LED 15 is turned on, the light passes through the illumination optical system 17 and is reflected by the mirror 19 installed near the image point 28, and travels to another mirror 20. The light reflected again by this mirror goes to the subject 22 via the objective lens 21 and is reflected there. If the subject has no error such as tilt and is normal, the reflected light passes through the imaging lens 21 and is reflected by the mirror 20, and once at an imaging point 23 defined in the vicinity of the mirror 19. Tie the statue. This image is enlarged by the magnifying lens 24 and projected as a bright spot 27 (FIG. 5) on the center of the scale on the screen 25. The optical system described above will be further described with reference to FIG. The normal image forming point of the illumination system 17 is at the position shown in FIG. 28. In this embodiment, the mirror 19 is installed near the front side. The objective lens 21 is a mirror 1 installed near the normal imaging point.
The subject 22 is illuminated by receiving the light from the light source 9. The light reflected by the subject once forms an image at a focal position 23 defined on the optical axis of the objective lens 21. That is, the condenser lens 17
Although the normal imaging point 28 of the objective lens 21 and the imaging point 23 of the objective lens 21 originally coincide with each other (in the figure, 23 and 28 are shown shifted from each other), in this example, both the imaging points are intentionally conscious. Slightly shifted (between 23 and 28). By using an optical system that separates the light for illuminating the subject and the reflected light from the subject in this manner, the mirror 19 can be installed near the imaging point 28 of the illumination system 17, and Point 2
An optical member such as a half mirror, which is indispensable when 8 and 23 are matched, can be removed from the optical system. If the subject 22 has an error such as a tilt, the light reflected on the surface of the subject forms an image at the focal position 23 shifted by the error via the objective lens 21 and further the magnifying lens 2.
The image is projected on the screen 25 through the step 4. Since the scale 26 is written on the screen in the relationship as described in FIG. 3 as shown in FIG. 5, the inclination angle can be known by reading the relationship between the bright spot and the scale. For example, if the bright spot is at the position 29, the error is 10 due to the scale 26a.
Within seconds, if the luminescent spot is at the position 30, the measured amount can be determined to be within 20 seconds by the scale 26b.

【0006】上記説明で明らかなように、この実施例で
はミラー19をコンデンサーレンズ17の結像点28近
傍に設置することが1つの特徴となっている。それによ
ってハーフミラーを光学系より除去することができた。
つまり図8のように照明系17の正規の結像点28にハ
ーフミラー31を設置したとすると、光源15よりの光
はハーフミラーによって半減されてミラー20に向かう
ことになり、さらに被検体22から戻った光は再度ハー
フミラーによって半減されてしまうので、スクリーン2
5に達する光の量は当初の4分の1となってしまう。し
かしこの実施例ではハーフミラーを除去してあるので、
全光量をスクリーン25に向かわせることが出来、明る
い光学系とすることが出来る。さらにハーフミラーの除
去は次のような機能をも生み出す。図8において照明光
学系17よりの光は前記のようにハーフミラー31で反
射し、次のミラー20や対物レンズ21方向へ向かう。
そのときハーフミラーを構成しているプリズムの内面3
1a、31b、31c、31dでも光が反射してしま
い、その結果はスクリーン25にゴーストとなって現
れ、ターゲットマークとしての輝点の観察に大きな影響
を与えてしまうが、この実施例ではそれを除去すること
が出来る。
As is apparent from the above description, one feature of this embodiment is that the mirror 19 is installed near the image forming point 28 of the condenser lens 17. As a result, the half mirror could be removed from the optical system.
That is, assuming that the half mirror 31 is installed at the regular imaging point 28 of the illumination system 17 as shown in FIG. 8, the light from the light source 15 is halved by the half mirror and travels toward the mirror 20. The light returned from the screen 2 is again halved by the half mirror.
The amount of light that reaches 5 is a quarter of the original amount. However, in this embodiment, since the half mirror has been removed,
The entire amount of light can be directed to the screen 25, and a bright optical system can be provided. The removal of the half mirror also provides the following functions. 8, the light from the illumination optical system 17 is reflected by the half mirror 31 as described above, and travels toward the next mirror 20 and the objective lens 21.
At that time, the inner surface 3 of the prism constituting the half mirror
Light is reflected also at 1a, 31b, 31c, and 31d, and the result appears as a ghost on the screen 25, which greatly affects the observation of the luminescent spot as the target mark. Can be removed.

【0007】次に図9を用いてスクリーン25上に投影
されるターゲットマークについて説明する。この実施例
では図1のような十字線を持ったターゲットマーク板3
を有していない。しかし光源15としてLEDを採用し
たので、これを点灯すると、図9に横線部で示したよう
な輝点32がターゲットマークとしてスクリーン25上
に投影される。図9Aは赤または橙のLEDを使用した
とき、図9Bはその他の色を使用したときである。図9
Aでは内部に4ヶ所の相対する位置に突起33を持った
円形の空間を持つターゲットマークとなる。何故このよ
うな像がスクリーン上に映し出されるのか理論的な証明
は出来ないが、実験によってこれを確認した。このター
ゲットマークによって、オペレータは突起同士を結ぶ仮
の十字線が、円形内部にあたかもあるような錯覚を持っ
てターゲットマークを観察することになる。即ち、光源
の発光そのものがターゲットマークを発生することにな
る。
Next, the target mark projected on the screen 25 will be described with reference to FIG. In this embodiment, a target mark plate 3 having a crosshair as shown in FIG.
Do not have. However, since an LED is employed as the light source 15, when it is turned on, a bright spot 32 as shown by a horizontal line in FIG. 9 is projected on the screen 25 as a target mark. FIG. 9A shows when a red or orange LED is used, and FIG. 9B shows when another color is used. FIG.
In A, the target mark has a circular space with protrusions 33 at four opposing positions inside. There is no theoretical proof why such an image appears on the screen, but experiments have confirmed this. With this target mark, the operator observes the target mark with an illusion that a temporary cross line connecting the projections is inside the circle. That is, the light emission of the light source itself generates the target mark.

【0008】次に第2の実施例について説明する。図1
0は光学系を中心にその概略を平面図として示してあ
る。34は本体16に固定された光源で、赤外線または
近赤外のレーザーで構成されている。18は本体に固定
されたミラー保持板で、その先端部にはミラー19が取
り付けられていて、レーザー光を略直角方向に反射す
る。20は本体に固定された別のミラーで、ミラー19
からの光を反射して対物レンズ21に向かわせる。22
は鏡面を持つ被検体で、本体外の所定位置に設置され
る。23は対物レンズ21の結像点で、前記ミラー19
の近域に設定される。24は拡大レンズ、35は赤外線
ビューアーで構成したスクリーンで、赤外線または近赤
外を受けたとき、それを緑色の可視光に変換して発光す
る。例えばチャンネルプレートや蛍光体として市販され
ているものを採用するできる。そしてこのスクリーンに
は図5のような目盛りが施されている。36は拡大レン
ズ24と置換して使用されるCCDで、拡大レンズ24
の代わりに光学系中に挿入されたとき、対物レンズ21
の結像点23上、もしくはそこに近接して配置される。
37はCCDの駆動回路で、電気信号として画像処理回
路38に伝える。39は画像処理回路38からの信号を
受けるCRTで、その画面に図5のような目盛り26
と、被検体22からの輝点27がスクリーン25と同じ
ように映し出される。尚、拡大レンズ24とCCD36
の置換手段は任意のメカ的なものを使用する。また、C
CD撮像素子は、PSD等のポジションセンサであって
もなんら支障がないことは自明なことである。図11
は、図10に示した光学系の詳細説明図で、光源24か
らの光は対物レンズ21に向かい、平行光束となって被
検体22を照射する。
Next, a second embodiment will be described. Figure 1
Numeral 0 is a plan view schematically showing the optical system. Reference numeral 34 denotes a light source fixed to the main body 16, which is constituted by an infrared or near-infrared laser. Reference numeral 18 denotes a mirror holding plate fixed to the main body. A mirror 19 is attached to the tip of the mirror holding plate, and reflects a laser beam in a substantially right angle direction. 20 is another mirror fixed to the main body,
Is reflected and directed toward the objective lens 21. 22
Is an object having a mirror surface and is set at a predetermined position outside the main body. 23 is an image forming point of the objective lens 21;
Is set in the vicinity. Reference numeral 24 denotes a magnifying lens, and reference numeral 35 denotes a screen constituted by an infrared viewer. When receiving infrared or near-infrared light, it converts it into green visible light and emits light. For example, commercially available channel plates and phosphors can be used. The screen is scaled as shown in FIG. A CCD 36 is used in place of the magnifying lens 24.
When the objective lens 21 is inserted into the optical system instead of
Is arranged on or near the imaging point 23.
Reference numeral 37 denotes a CCD driving circuit which transmits an electric signal to an image processing circuit 38. Reference numeral 39 denotes a CRT for receiving a signal from the image processing circuit 38, and a scale 26 as shown in FIG.
Then, the bright spot 27 from the subject 22 is projected in the same manner as the screen 25. The magnifying lens 24 and the CCD 36
Is replaced by any mechanical means. Also, C
It is obvious that the CD image sensor has no problem even if it is a position sensor such as a PSD. FIG.
Is a detailed explanatory view of the optical system shown in FIG. 10, in which light from a light source 24 is directed to an objective lens 21 and illuminates a subject 22 as a parallel light flux.

【0009】この実施例のような装置で被検体22の傾
き角度を測定するには、被検体22を本体16外の所定
位置に設置し、光源34を点灯すると、そのレーザー光
は、対物レンズ21の結像点23近域に設置されたミラ
ー19で反射され、もう1つのミラー20に向かう。対
物レンズ21はその光を受けて被検体22を照射する。
もし被検体に傾きがなければ、その鏡面で反射した光は
逆の経路を経て対物レンズ21の結像点23に一旦結像
する。拡大レンズ24が光学系中にセットされていると
きは、この拡大レンズによってスクリーン35上に輝点
を結像する。スクリーン35上の目盛りは図3で説明し
たように対物レンズの焦点距離fと傾き角θに拡大レン
ズの倍率を掛けたものとしてあり、仮に図5のスクリー
ン上の位置27に輝点が映し出されることになる。この
スクリーン35は前記したように蛍光体のような赤外線
ビューアーとしてあるので、赤外線レーザーなどの光を
受けたとき、スクリーン35上に結像する輝点は緑色
(550nm)に発色したものとなる。この作用によ
り、レーザー光が直接目にはいるのを防止でき、レーザ
ー光の輝点をスクリーン上で確認しても安全基準を満た
すことが出来る。もし被検体22に傾きがあれば、既に
図5で述べたように位置29,30のようなところに輝
点が映し出されるので、目盛り26a、26bによって
傾き角度を判断すればよい。拡大レンズ24の代わりに
CCD36を使用するときは、任意のメカ的な手段によ
って両者を置換する。するとCCDは対物レンズ21の
結像点23近域に設定されるから、被検体22からの反
射光を受けて電気信号に変換する。駆動回路37はその
信号をうけて画像処理回路38に伝え、該回路はこれを
CRT39に伝える。CRTの画面には図5と同様な目
盛りが画像として表示されるよう予め構成してあるの
で、目盛り26との関係を判断すればよい。尚、CRT
画面の一部に位置29や30の座標を角度情報として
「○秒」と表示するようなことは実施態様の1つとして
容易に実施することが出来る。またCCD36代わりに
デジタルカメラを設置できることも自明である。以上の
ようにこの実施例でも、対物レンズ21の結像点23近
域に光源34からの光を受けるミラー19を設置したの
で、図1または図8のようなハーフミラーを光学系中か
ら除去することが出来る。それによってハーフミラーを
構成するプリズム内面での反射による干渉縞の発生を防
止し、それがゴーストとなってスクリーン35に表示さ
れるのを防ぐ。あるいはCRT39やデジタルカメラに
ゴーストによるノイズが映し出されるのを防ぐことが出
来る。
In order to measure the tilt angle of the subject 22 with the apparatus as in this embodiment, the subject 22 is installed at a predetermined position outside the main body 16 and the light source 34 is turned on. The light is reflected by a mirror 19 installed in the vicinity of an imaging point 23 and travels to another mirror 20. The objective lens 21 irradiates the subject 22 with the light.
If the subject is not tilted, the light reflected by the mirror surface once forms an image on the imaging point 23 of the objective lens 21 via the reverse path. When the magnifying lens 24 is set in the optical system, a bright point is imaged on the screen 35 by the magnifying lens. The scale on the screen 35 is obtained by multiplying the focal length f of the objective lens and the inclination angle θ by the magnification of the magnifying lens as described with reference to FIG. 3, and a luminescent spot is projected at a position 27 on the screen in FIG. Will be. As described above, since the screen 35 is an infrared viewer such as a phosphor, when receiving light such as an infrared laser, the bright spot formed on the screen 35 is colored green (550 nm). By this action, the laser light can be prevented from directly entering the eyes, and the safety standard can be satisfied even if the bright spot of the laser light is confirmed on the screen. If the subject 22 is tilted, bright points are projected at positions 29 and 30 as already described with reference to FIG. 5, so that the tilt angle may be determined by the scales 26a and 26b. When the CCD 36 is used instead of the magnifying lens 24, both are replaced by any mechanical means. Then, since the CCD is set in the vicinity of the image forming point 23 of the objective lens 21, the CCD receives the reflected light from the subject 22 and converts it into an electric signal. The drive circuit 37 receives the signal and transmits the signal to the image processing circuit 38, which transmits the signal to the CRT 39. Since a scale similar to that of FIG. 5 is displayed on the screen of the CRT in advance as an image, the relationship with the scale 26 may be determined. In addition, CRT
Displaying the coordinates of the positions 29 and 30 as "情報 seconds" as angle information on a part of the screen can be easily implemented as one of the embodiments. It is also obvious that a digital camera can be installed instead of the CCD 36. As described above, also in this embodiment, since the mirror 19 for receiving the light from the light source 34 is installed near the image forming point 23 of the objective lens 21, the half mirror as shown in FIG. 1 or 8 is removed from the optical system. You can do it. This prevents the occurrence of interference fringes due to reflection on the inner surface of the prism constituting the half mirror, and prevents the interference fringes from being displayed on the screen 35 as ghosts. Alternatively, it is possible to prevent noise due to ghost from appearing on the CRT 39 or the digital camera.

【0010】[0010]

【発明の効果】本発明は以上説明してきたように、光学
系中からハーフミラーを除去し、代わりに被検体を照明
する光と被検体からの反射光を分離した光学系を形成
し、光源としてLED、またはレーザーを使用できるよ
うにした。それによってハーフミラーを除去したにもか
かわらず、小さい部材を扱うのに適した小型の測定装置
を得ることが出来、しかもターゲットマーク板やハーフ
ミラーのような中間物のない明るい光学系とすることが
出来る。又、タングステンランプの代わりにLEDやレ
ーザー光を使用出来るようにしたので、発熱の問題をな
くし、オペレーターにとっての作業環境を改善すること
が出来る。LEDの光源への採用は単に省エネルギー化
というだけでなく、光源自身の発光をターゲットマーク
として作用させることが出来る。さらに赤外線ビューア
ーをスクリーンとして採用したので、レーザー光を直視
しても安全基準を満たす装置を得ることが出来るように
なった。そしてCCDやデジタルカメラなどを光学系に
接続し、画像として確認できるようにした場合でも、ゴ
ーストやノイズの発生のない鮮明な光学系の中で行うこ
とが出来る。
As described above, according to the present invention, a half mirror is removed from an optical system, and instead, an optical system in which light for illuminating an object and light reflected from the object are separated is formed. LED or laser could be used. As a result, despite the removal of the half mirror, a small measuring device suitable for handling small members can be obtained, and a bright optical system without intermediates such as a target mark plate and a half mirror. Can be done. Further, since an LED or a laser beam can be used instead of the tungsten lamp, the problem of heat generation can be eliminated, and the working environment for the operator can be improved. The adoption of an LED as a light source not only saves energy, but also allows the light emission of the light source itself to act as a target mark. In addition, since an infrared viewer is used as the screen, it is possible to obtain a device that meets safety standards even when looking directly at the laser beam. Even when a CCD, a digital camera, or the like is connected to the optical system so that the image can be confirmed, it can be performed in a clear optical system free from ghost and noise.

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

【図1】Aは従来のオートコリメーターを説明する平面
図 、Bはターゲットマーク板の斜視図 、Cはスクリー
ンの斜視図、Dはスクリーン上の像を説明するもの。
FIG. 1A is a plan view illustrating a conventional autocollimator, B is a perspective view of a target mark plate, C is a perspective view of a screen, and D is an image on a screen.

【図2】図1の詳細光学系を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed optical system of FIG. 1;

【図3】被検体の傾きと対物レンズの焦点距離fの説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a tilt of a subject and a focal length f of an objective lens.

【図4】第1の実施例を光学系概略として示した平面
図。
FIG. 4 is a plan view schematically showing an optical system according to the first embodiment.

【図5】スクリーンと目盛りの説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a screen and a scale.

【図6】図4の詳細光学系を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a detailed optical system of FIG. 4;

【図7】図4に示した光学系の詳細説明図。FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of the optical system shown in FIG. 4;

【図8】ハーフミラーの説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of a half mirror.

【図9】スクリーンに投影されるターゲットマークの説
明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a target mark projected on a screen.

【図10】第2の実施例を光学系概略として示した平面
図。
FIG. 10 is a plan view schematically showing an optical system according to a second embodiment.

【図11】図10の詳細光学系を説明する図。FIG. 11 is a view for explaining the detailed optical system of FIG. 10;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源(タングステンランプ) 1a コンデンサーレンズ 2 オートコリメーター本体 3 ターゲツトマーク板 4 十字線 5 ハーフミラー 7、21 対物レンズ 8、22 被検体 9、25 スクリーン 10 目盛り 13 接眼鏡 15 光源(LED) 17 照明光学系 19 ミラー 23 結像点 24 拡大レンズ 32 輝点 34 光源(レーザー) 35 スクリーン(赤外線ビューアー) 36 CCD 37 駆動回路 38 画像処理回路 39 CRT DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source (tungsten lamp) 1a Condenser lens 2 Autocollimator main body 3 Target mark plate 4 Cross line 5 Half mirror 7, 21 Objective lens 8, 22 Subject 9, 25 Screen 10 Scale 13 Eyepiece 15 Light source (LED) 17 Lighting Optical system 19 Mirror 23 Imaging point 24 Magnifying lens 32 Bright spot 34 Light source (laser) 35 Screen (infrared viewer) 36 CCD 37 Drive circuit 38 Image processing circuit 39 CRT

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源よりの光束をその結像点に結ぶコンデ
ンサーレンズと、前記結像点近傍に設置され、前記光束
を略直角方向に反射するミラーと、前記ミラーからの光
束を受けて被検体を照射し、その反射光を再度受けて通
過させ、前記結像点近傍に設置したミラー近域に結像さ
せる対物レンズと、前記対物レンズによって結像した像
を投影するスクリーンと、を備え、被検体の傾き角度に
よって生じる前記結像レンズの結像位置をスクリーン上
で測定するようにした測定装置、
1. A condenser lens for connecting a light beam from a light source to an image forming point thereof, a mirror disposed near the image forming point, for reflecting the light beam in a substantially right angle direction, and receiving a light beam from the mirror to cover the light beam. An objective lens for irradiating the specimen, receiving and passing the reflected light again, and forming an image in the vicinity of a mirror provided near the imaging point, and a screen for projecting an image formed by the objective lens A measuring device configured to measure, on a screen, an image forming position of the image forming lens caused by a tilt angle of a subject,
【請求項2】赤外線または近赤外の半導体レーザーで構
成した光源と、この光源からの光束を略直角方向に反射
するミラーと、このミラーからの光束を受けて被検体を
照射し、その反射光を再度受けて通過させ、前記ミラー
近域に結像させる対物レンズと、この対物レンズによっ
て結像した像が投影され、光源からの赤外線または近赤
外の光束を可視光に変換して発光する赤外線ビューアー
で構成したスクリーンと、を備え、被検体の傾き角度に
よって生じる前記結像レンズの結像位置をスクリーン上
で測定するようにした計測装置。
2. A light source comprising an infrared or near-infrared semiconductor laser, a mirror for reflecting a light beam from the light source in a substantially right angle direction, and irradiating a subject with the light beam from the mirror and reflecting the light beam. An objective lens for receiving and passing light again to form an image in the vicinity of the mirror, and an image formed by the objective lens is projected, and converts infrared or near-infrared light from a light source into visible light to emit light. And a screen configured by an infrared viewer. The measurement device measures an image forming position of the image forming lens caused by a tilt angle of the subject on the screen.
【請求項3】赤もしくは橙のLEDを光源とした請求項
1に記載の測定装置。
3. The measuring device according to claim 1, wherein a red or orange LED is used as a light source.
【請求項4】被検体からの反射光をスクリーンに拡大し
て投影するため、対物レンズの結像位置近域に設置され
る拡大レンズと、この拡大レンズと置換して光学系中に
設置されるCCDと、CCDで光電変換された信号を、
画像処理回路を経て画像として表示するCRTを備えた
請求項2記載の測定装置。
4. A magnifying lens installed near an image forming position of an objective lens, and a magnifying lens installed in an optical system in place of the magnifying lens in order to magnify and project reflected light from a subject onto a screen. CCD and the signal photoelectrically converted by the CCD
3. The measuring device according to claim 2, further comprising a CRT for displaying an image via an image processing circuit.
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