JP2005121449A - チルトセンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 安価で簡易な構成のチルトセンサを提供する。
【解決手段】 測定対象物Mからの戻り光La1を受光して、この受光した戻り光La1を集光する凸レンズ12と、この凸レンズ12によって集光された戻り光La1が入射される受光素子13を備え、この受光素子13が、その受光面が上下左右に配置された四つの受光領域A,B,C,Dに分割された光電子集積回路によって構成されている。
【選択図】 図2
Description
この発明は、光学部品の傾き等を測定するチルトセンサに関する。
チルトセンサは、例えば、ミラーやレンズ,プリズム等の光学部品の取り付け検査,CDやDVDのディスクの揺れや傾き検査,CD装置やDVD装置のピックアップの組み付け調整,レーザ・ダイオード(LD)の光軸傾き調整,HDDのヘッド傾き検査,CCD素子とカバーガラスの平行度測定,定盤やテーブル,部品等の各種平面の傾きや平行度測定などの種々の検査や測定,調整に使用される。
図1は、従来のチルトセンサの構成を示す概略構成図である。
この図1において、チルトセンサ1は、その略箱形状のケーシング1A内に、このケーシング1Aの軸線と平行な軸線nに沿ってそれぞれ同軸状に配置されたビームスプリッタ2と凸レンズ3,凹レンズ4,CCD5を備えており、さらに、ビームスプリッタ2に対向する部分に配置されてビームスプリッタ2に対してレーザ光Lを射出する光源6を備えている。
このチルトセンサ1は、光源6から射出されたレーザ光Lをビームスプリッタ2によって直角向きに反射して測定対象物Mに照射し、この測定対象物Mによって反射されてきたレーザ光Lの戻り光Laを受光する。
このチルトセンサ1によって受光された戻り光Laは、ビームスプリッタ2を通過した後、凸レンズ3によって集光され、さらに、凹レンズ4によって平行光にされて、CCD5に入射される。
そして、この戻り光Laの入射によってCCD5から出力される画像信号は、このCCD5に接続された外部の画像処理システムSに入力される。
測定対象物Mの取付位置の傾きなどの検出は、この画像処理システムSによってCCD5からの入力信号を画像処理することにより行われる(例えば、特許文献1参照)。
このような従来のCCDと画像処理システムを用いて光学部品の傾き等を測定するチルトセンサは、検出値をデータ化することが出来るとともにその検出値に対してある程度の精度を期待することができる。
しかしながら、画像処理システムによる画像処理によって検出を行うものであるために、高額な検査システムとなってしまい、設備投資を増加させてしまうという問題点を有している。
この発明は、上記のような従来のチルトセンサが有している問題点を解決することをその解決課題の一つとしているものである。
上記目的を達成するために、この発明(請求項1に記載の発明)によるチルトセンサは、測定対象物からの光を受光することにより、この受光した光の光軸の傾きを検出するチルトセンサにおいて、受光した前記光を集光するレンズ部材と、このレンズ部材によって集光された光が入射される受光素子を備え、この受光素子が、その受光面が複数の受光領域に分割された光電子集積回路によって構成されていることを特徴としている。
この発明によるチルトセンサは、LD光源から射出したレーザ光を測定対象物に照射し、この測定対象物から反射されてきたレーザ光の戻り光を凸レンズによって集光して、受光面が上下左右に配置された4つの受光領域に分割された光電子集積回路によって構成される受光素子に入射させ、この戻り光の入射によって受光素子の4つの受光領域から出力されてくるそれぞれの領域における受光量に比例した電圧の値に基づいて、受光素子に入射する戻り光の位置を算出し、光軸の傾きを検出するチルトセンサの実施形態を、その最良の実施形態としているものである。
この実施形態によるチルトセンサによれば、測定対象物からの戻り光が入射される受光素子が、受光面が上下左右の4つの受光領域に分割された光電子集積回路によって構成されており、この分割された各受光領域から出力されてくる受光量に比例した電圧の値を比較することによって、受光素子に入射する戻り光の光軸の傾きを容易に検出することができ、従来のような画像処理によって光軸の傾き検出を行うチルトセンサと比較して、高額な画像処理装置を必要とすることなく、安価で簡易な構成の検査システムを提供することが出来るようになる。
図2は、この発明によるチルトセンサの実施形態における一実施例を示す概略構成図である。
この図2において、チルトセンサ10は、その略箱形状のケーシング10Aの一方の端面(図2において左側端面)に光の照射と受光を行うための窓部10Bが形成され、さらに、このケーシング10A内に、ケーシング10Aの軸線と平行な軸線n1に沿って、ビームスプリッタ11と凸レンズ12と後述するような受光素子13が窓部10B側から順に同軸状に配置されている。
そして、ケーシング10A内のビームスプリッタ11に対向する部分に、このビームスプリッタ11に対してレーザ光L1を射出するレーザダイオードを有するLD光源14が配置されている。
上記受光素子13は、図3に示されるように、その受光面が上下左右に配置された四つの受光領域A,B,C,Dに分割されているOEIC(光電子集積回路)によって構成されており、この受光素子13に光が入射された際に、四つの受光領域A,B,C,Dから、それぞれの領域における受光量に比例した電圧が出力されるようになっている。
なお、図示の例においては、受光素子13は、受光領域A,B,C,Dが均等な方形形状になるように、その受光面が四分割されている。
そして、この受光素子13は、その受光面の分割中心p1が軸線n1上に位置するように固定されている。
この受光素子13は、信号処理部20Aとモニタ20Bとを備えた検出装置(例えば、パーソナル・コンピュータ)20に接続されていて、受光面の四つの受光領域A,B,C,Dからの電圧を、検出装置20に出力するようになっている。
検出装置20の信号処理部20Aは、受光素子13の受光面の四つの受光領域A,B,C,Dから入力されてくる電圧の値に基づいて、受光素子13の受光面の分割中心p1を原点として、この受光素子13に入射する光の位置を示す座標値を算出するプログラムを備えている。
検出装置20のモニタ20Bは、その表示画面が、受光素子13の受光領域A,B,C,Dに対応して上下左右に配置された表示領域A1,B1,C1,D1の四つの座標画面に分割されており、この座標画面の分割中心p2を原点として、信号処理部20Aにおいて算出された座標値に基づいて、受光素子13に入射してくる測定対象物Mからの戻り光La1の光軸位置を表示するようになっている。
また、図示の例では、モニタ20Bの各表示領域A1,B1,C1,D1に、それぞれ、対応する受光素子13の受光領域A,B,C,Dからの電圧値を表示する表示欄a1,b1,c1,d1が設けられている。
次に、上記チルトセンサ10による測定対象物Mの傾き等の測定方法について説明を行う。
すなわち、チルトセンサ10は、LD光源14からビームスプリッタ11に対してレーザ光L1を射出し、ビームスプリッタ11は、このビームスプリッタ11から射出されたレーザ光L1を窓部10Bの方向に直角向きに反射して、窓部10Bから所定の検査位置に位置された測定対象物Mに照射する。
そして、チルトセンサ10は、この測定対象物Mによってレーザ光L1が反射されて戻ってきた戻り光La1を受光する。
このチルトセンサ10によって受光された戻り光La1は、ビームスプリッタ11を通過した後、凸レンズ12によって集光されて、受光素子13に入射される。
このとき、凸レンズ12の焦点の位置が、受光素子13の受光面上に一致されている必要はない。
図4は、受光素子13に凸レンズ12によって集光された戻り光La1が入射している状態の一例を示しており、図中、SPが、受光素子13の受光面における戻り光La1のスポット範囲を示している。
この図4の例では、戻り光La1の光軸の傾きが、受光素子13の分割中心p1から受光領域Bの側にずれていて、戻り光La1のスポット範囲SPと各受光領域A,B,C,Dとが重なっている面積は、受光領域Bが一番大きくなっている。
これによって、受光素子13の受光領域Bから検出装置20の信号処理部20Aに一番大きな値の電圧が出力され、他の受光領域B,C,Dからも、それぞれスポット範囲SPと重なっている面積に比例した値の電圧が出力される。
検出装置20の信号処理部20Aは、この受光素子13の各受光領域A,B,C,Dから入力されてくる電圧の値に基づいて、各電圧値の大きさを比較することにより、受光素子13の受光面上におけるスポット範囲SPの中心位置、すなわち、戻り光La1の座標位置を演算によって算出する。
そして、信号処理部20Aは、このようにして算出した戻り光La1の座標位置を示すデータをモニタ20Bに出力して、このモニタ20Bの画面に形成された分割中心p2を原点とする座標画面に、戻り光La1の光軸の傾きを示すスポットマークmを表示させる。
また、信号処理部20Aは、受光素子13から入力された各受光領域A,B,C,Dからの電圧の値を示すデータをそのままモニタ20Bに出力して、それぞれの電圧値を、対応する各表示領域A1,B1,C1,D1の表示欄a1,b1,c1,d1に表示させる。
以上のようにして、モニタ20Bの画面に測定対象物Mからの戻り光La1の光軸の傾きが表示されることによって、測定対象物Mの傾き等が検出され、オペレータは、このモニタ20Bの表示画面から、測定対象物Mの傾きの度合等を正確に知ることが出来る。
そして、このチルトセンサ10によれば、従来のような高額な画像処理装置を必要とすることなく、精度の高い検出を行うことが出来るようになる。
また、従来のように、測定対象物からの戻り光を平行光にするための凹レンズを備える必要がないので、構成の簡素化および小型が可能になる。
10 …チルトセンサ
11 …ビームスプリッタ
12 …凸レンズ
13 …受光素子(光電子集積回路)
14 …LD光源
20 …検出装置
20A …信号処理部(信号処理部材)
20B …モニタ(モニタ部材)
M …測定対象物
L1 …レーザ光
La1 …戻り光
n …軸線
A,B,C,D …受光領域
p1 …分割中心
SP …スポット範囲
A1,B1,C1,D1 …表示領域
a1,b1,c1,d1 …表示欄
p2 …分割中心
m …スポットマーク
11 …ビームスプリッタ
12 …凸レンズ
13 …受光素子(光電子集積回路)
14 …LD光源
20 …検出装置
20A …信号処理部(信号処理部材)
20B …モニタ(モニタ部材)
M …測定対象物
L1 …レーザ光
La1 …戻り光
n …軸線
A,B,C,D …受光領域
p1 …分割中心
SP …スポット範囲
A1,B1,C1,D1 …表示領域
a1,b1,c1,d1 …表示欄
p2 …分割中心
m …スポットマーク
Claims (7)
- 測定対象物からの光を受光することにより、この受光した光の光軸の傾きを検出するチルトセンサにおいて、
受光した前記光を集光するレンズ部材と、
このレンズ部材によって集光された光が入射される受光素子を備え、
この受光素子が、その受光面が複数の受光領域に分割された光電子集積回路によって構成されていることを特徴とするチルトセンサ。 - 前記受光素子が、その受光面が上下左右に配置された4つの領域に分割された光電子集積回路によって構成されている請求項1に記載のチルトセンサ。
- 前記受光素子に、この受光素子の受光面の各受光領域から出力されるそれぞれの受光量に比例した信号が入力される信号処理部材が接続され、この信号処理部材が、受光素子の各受光領域から入力されてくるそれぞれの信号に基づいて、受光素子の受光面に入射した光の光軸の座標値を算出し、光軸の傾きを検出する請求項1に記載のチルトセンサ。
- 前記受光素子の各受光領域から信号処理部材に出力される信号が、各受光領域における受光量に比例した電圧である請求項3に記載のチルトセンサ。
- 前記信号処理部材に接続されたモニタ部材をさらに備え、信号処理部材がこのモニタ部材に、算出した座標値に基づいて受光素子に入射した光の光軸の傾きを表示する請求項3に記載のチルトセンサ。
- 前記モニタ部材の表示画面に、この表示画面が受光素子の受光面の各受光領域に対応して分割された座標画面が形成されて、この座標画面上に、受光素子に入射した光の光軸の傾きを示すスポットマークが表示される請求項5に記載のチルトセンサ。
- 前記モニタ部材に、受光素子の各受光領域から出力される信号の値がそれぞれ表示される請求項5に記載のチルトセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003355798A JP2005121449A (ja) | 2003-10-16 | 2003-10-16 | チルトセンサ |
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JP2003355798A Pending JP2005121449A (ja) | 2003-10-16 | 2003-10-16 | チルトセンサ |
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JP (1) | JP2005121449A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108444410A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-08-24 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 会聚激光发射光轴与跟踪视轴平行度测量装置及方法 |
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2003
- 2003-10-16 JP JP2003355798A patent/JP2005121449A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108444410B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-08-14 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 会聚激光发射光轴与跟踪视轴平行度测量装置及方法 |
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