JP2010145313A - Autocollimator apparatus - Google Patents

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Kimio Komata
公夫 小俣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To approximately simultaneously detect and measure the inclination of a measuring surface of an object to be inspected to a horizontal surface and the eccentricity of a rotating object to be inspected to a center of rotation when the object to be inspected is a rotating object to be inspected. <P>SOLUTION: An optical system 13 for inclination measurement for directing luminous flux from a laser light source 1 to a rotating object to be inspected D, detecting reflected light from its measuring surface d1 by a telecentric object lens 7, and performing projection to a light-receiving part 11 by an object lens 10 is formed. An optical system 15 for microscopes for detecting an index previously applied to the measuring surface d1 of the object to be inspected by the telecentric object lens 7 and performing projection to the light-receiving part 11 by the object lens 10 is formed. Both optical systems 13 and 15 are combined to project images detected by each of the optical systems to the common light-receiving part 11, to display them on a display part C, and to perform measurements. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はオートコリメータ装置に関するもので、被検体測定面の表面像を確認しながら測定面の傾き(平行度)と偏芯をほぼ同時に検出し、測定できるようにしたものである。 The present invention relates to an autocollimator apparatus, which is capable of detecting and measuring the inclination (parallelism) and eccentricity of a measurement surface almost simultaneously while confirming a surface image of a subject measurement surface.

金属やガラス、プラスチックなど各種材料を被検体とし、この被検体測定面の傾き(平行度)を測定することは多分野で行われている。この測定面の傾きを測定するものとしてオートコリメータが知られている。
従来のオートコリメータを図10の光学系説明図を用いて説明する。図Aにおいて被検体35はその表面が測定面36で、予め水平方向の精度を保証してある測定台の基準面37上に設置される。この例で被検体測定面36は基準面37に対し、角θの傾きが生じている。このような被検体35の測定面36に対し光源38を点灯ると、その光はレンズ39、クロス線付のスクリーン40、ビームスプリッタ41、コリメータレンズ42を経て平行光束となり、測定面36に向かって反射し、一部はそこを通過して基準面37に向かう。そのためスクリーン40のクロス線43は、測定面36と基準面37で反射し、第1クロス線44と第2クロス線45(図B、C)となってコリメータレンズ42に戻り、ビームスプリッタ41で反射して受光面46の夫々異なる位置に投影される。
この投影される位置は測定面36と基準面37間の傾きθに応じて決定されるが、図Bはこの第1クロス線44と第2クロス線45が距離tx1の差を持って受光面46に投影された例となっている。つまり測定面36と基準面37が持つ傾きθによってクロス線43はtx1の差を持って受光面46に44、45として投影される。傾きθが大きくなればtx1の値も大きくなり、逆に図Cのよう2つのクロス線44、45がtx1からtxとなって重なり合い、「θ=0」に近づくと測定面36と基準面37間は傾きのない平行状態と判断される。従がって受光面46に投影された像を表示部(図示せず)に送って表示すれば、傾き角θを測定することが出来る。
しかし上記のようなコリメータでは、被検体35の測定面36の表面形状を表示部で確認することが出来ない。そのため測定面36上に投影されるクロス線43の位置が正しい位置か否かは判断できない。例えば測定面36上に傷やごみがあり、その上にクロス線43が投影されたとすれば、図B、Cで受光面46に向かったクロス線44、45は品質が低下して測定精度に影響を与えてしまう。また被検体がロータリーエンコーダのように回転するような場合、被検体と回転軸の取り付けに偏芯が発生していれば、測定位置によって上記の傾きtxは不安定な値となってしまう。従がって被検体が回転するような場合には傾きと偏芯の両方を測定することが重要となり、測定精度を左右することになる。しかしながら図10に示した例も含めて従来オートコリメータでは、測定面36の表面形状を像として確認しながら傾きと偏芯の両方をほぼ同時に検出することが出来なかった。そのため別々の装置で別々に測定し調整するようにしていた。
Various materials such as metal, glass, plastic, etc. are used in various fields to measure the inclination (parallelism) of the object measurement surface. An autocollimator is known for measuring the inclination of the measurement surface.
A conventional autocollimator will be described with reference to an optical system explanatory diagram of FIG. In FIG. A, a subject 35 is set on a reference surface 37 of a measurement table whose surface is a measurement surface 36 and in which accuracy in the horizontal direction is guaranteed in advance. In this example, the subject measurement surface 36 has an angle θ with respect to the reference surface 37. When the light source 38 is turned on with respect to the measurement surface 36 of the subject 35, the light passes through the lens 39, the screen 40 with a cross line, the beam splitter 41, and the collimator lens 42, and becomes a parallel light beam. And some of them pass through to the reference plane 37. For this reason, the cross line 43 of the screen 40 is reflected by the measurement surface 36 and the reference surface 37 and returns to the collimator lens 42 as a first cross line 44 and a second cross line 45 (FIGS. B and C). Reflected and projected on different positions of the light receiving surface 46.
The projected position is determined in accordance with the inclination θ between the measurement surface 36 and the reference surface 37. FIG. B shows the light receiving surface where the first cross line 44 and the second cross line 45 have a difference of the distance tx1. This is an example projected on 46. That is, the cross line 43 is projected as 44, 45 on the light receiving surface 46 with a difference of tx1 due to the inclination θ of the measurement surface 36 and the reference surface 37. As the inclination θ increases, the value of tx1 also increases. Conversely, as shown in FIG. C, the two cross lines 44 and 45 overlap from tx1 to tx, and when “θ = 0” is approached, the measurement surface 36 and the reference surface 37 It is determined that there is no inclination in the parallel state. Accordingly, if the image projected on the light receiving surface 46 is sent to a display unit (not shown) and displayed, the tilt angle θ can be measured.
However, with the collimator as described above, the surface shape of the measurement surface 36 of the subject 35 cannot be confirmed on the display unit. Therefore, it cannot be determined whether or not the position of the cross line 43 projected on the measurement surface 36 is the correct position. For example, if there is a scratch or dust on the measurement surface 36 and the cross line 43 is projected thereon, the cross lines 44 and 45 directed to the light receiving surface 46 in FIGS. It will have an effect. Further, when the subject rotates like a rotary encoder, if the subject and the rotation shaft are attached with eccentricity, the inclination tx becomes an unstable value depending on the measurement position. Therefore, when the subject rotates, it is important to measure both the tilt and the eccentricity, which affects the measurement accuracy. However, the conventional autocollimator including the example shown in FIG. 10 cannot detect both the inclination and the eccentricity almost simultaneously while confirming the surface shape of the measurement surface 36 as an image. For this reason, the measurement and adjustment are performed separately using different devices.

被検体の傾きを測定するオートコリメータとして特許文献1が知られている。この特許文献1によれば被検体の測定部位を拡大して確認できるようにするため、顕微鏡を使用することが記されている。しかしこの特許文献1では測定面を像として確認しながら傾きと偏芯をほぼ同時に検出して測定し、調整していくような場合についての対処法は開示されていない。
特開2003−148939号公報
Patent Document 1 is known as an autocollimator for measuring the tilt of a subject. According to this Patent Document 1, it is described that a microscope is used so that the measurement site of the subject can be enlarged and confirmed. However, this Patent Document 1 does not disclose a method for dealing with a case where inclination and eccentricity are detected and measured almost simultaneously while confirming the measurement surface as an image and adjusted.
JP 2003-148939 A

本発明の課題は上記問題を解決して、簡単な全体構造の光学系で顕微鏡検出像を確認しながら被検体の傾きと顕微鏡検出像をほぼ同時に検出し、測定と調整ができるようにしたオートコリメータ装置を得ることである。 An object of the present invention is to solve the above problems and to detect and measure and adjust the tilt of the subject and the microscope detection image almost simultaneously while confirming the microscope detection image with an optical system having a simple overall structure. It is to obtain a collimator device.

上記課題を解決するため本発明は、レーザ光源からの光束を平行光束とし、第1結像レンズとテレセントリック対物レンズで形成したアフォーカルコンバータレンズ経由で被検体に向かわせ、その測定面からの反射光を往路に戻し平行光束として第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用光学系と、被検体測定面に予め施した指標と、測定面の表面像をテレセントリック対物レンズの結像面位置で検出し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像をほぼ同時に表示部で確認できるようにしたことを特徴とする。
請求項2の発明によるものは請求項1記載のオートコリメータ装置において、照明用光源を設置し、この照明用光源からの光束をテレセントリック対物レンズ経由で被検体測定面に向かわせ、測定面を照明するようにした顕微鏡用光学系としたことを特徴とする。
請求項3の発明によるものは、レーザ光源からの光束をコリメータレンズで平行光束とし、第1ハーフミラー通過後に第1結像レンズで一次結像面に投影し、その光束をテレセントリック対物レンズ経由で被検体の測定面に向かわせる傾き測定用第1光学ユニットと、この第1光学ユニットによる測定面からの反射光を往路に戻し、テレセントリック対物レンズ、一次結像面、第1結像レンズを経て平行光束とし、第1ハーフミラーで直交する方向に反射して第3ハーフミラー通過後に第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用第2光学ユニットと、で形成した傾き測定用光学系と、照明用光源からの光束をコンデンサーレンズ経由で第4ハーフミラーに向かせて通過させ、傾き測定用光学系の第1結像レンズから一次結像面に向かう光束中に設置した第2ハーフミラー通過後にテレセントリック対物レンズ上に収束し、測定面を照明する顕微鏡用第1光学ユニットと、この第1光学ユニットで照明した被検体測定面の表面像と、被検体測定面に予め施した指標をテレセントリック対物レンズの結像面位置で検出し、その検出像を往路に戻して第2ハーフミラー通過後に第4ハーフミラーで直交する方向に反射し、第3ハーフミラーに向かわせて直交する方向に反射し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用第2光学ユニットと、で形成した顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像をほぼ同時に表示部で確認できるようにしたことを特徴とする。
請求項4の発明によるものは、倍率の異なるアフォーカルコンバータレンズを収容した複数の鏡筒と、倍率の異なる顕微鏡用結像レンズを収容した複数の鏡筒を取り付けたレンズターレットを設置し、このレンズターレットのアフォーカルコンバータレンズ鏡筒経由でレーザ光源からの光束を被検体に向かわせ、その測定面からの反射光を往路に戻し平行光束として第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用光学系と、前記レンズターレットの顕微鏡用結像レンズ鏡筒で被検体測定面に予め施した指標と測定面の表面像を検出し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、両光学系をレンズターレットの回転で交互に使用し、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像を表示部で確認できるようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention converts a light beam from a laser light source into a parallel light beam, which is directed to a subject via an afocal converter lens formed by a first imaging lens and a telecentric objective lens, and reflected from the measurement surface. Telecentric optical system for tilt measurement that transmits light back to the second imaging lens as a parallel light beam and projects it onto the light receiving unit as a tilt detection image, an index applied in advance to the object measurement surface, and a surface image of the measurement surface A microscope optical system that detects at the imaging plane position of the objective lens and projects it as a microscope detection image from the second imaging lens onto the light receiving unit, and an inclination measuring optical system and a microscope optical system detect the common light receiving unit. And a display unit that receives and displays the detection image projected on the display, and the tilt of the measurement surface of the subject and the microscope detection image can be confirmed almost simultaneously on the display unit.
According to a second aspect of the present invention, in the autocollimator device according to the first aspect, an illumination light source is installed, a light beam from the illumination light source is directed to the subject measurement surface via the telecentric objective lens, and the measurement surface is illuminated. This is characterized in that it is an optical system for a microscope.
According to the third aspect of the present invention, the light beam from the laser light source is converted into a parallel light beam by the collimator lens, projected onto the primary image formation surface by the first imaging lens after passing through the first half mirror, and the light beam passes through the telecentric objective lens. A first optical unit for tilt measurement directed to the measurement surface of the subject, and the reflected light from the measurement surface by the first optical unit are returned to the outward path, through the telecentric objective lens, the primary imaging surface, and the first imaging lens. Formed with a second optical unit for tilt measurement that is reflected in the direction orthogonal to the first half mirror, transmitted to the second imaging lens after passing through the third half mirror, and projected onto the light receiving unit as a tilt detection image. The tilt measuring optical system and the light beam from the illumination light source are passed through the condenser lens toward the fourth half mirror, and the first imaging lens of the tilt measuring optical system is used. A first optical unit for a microscope that converges on a telecentric objective lens after passing through a second half mirror installed in a light beam directed toward the primary imaging surface and illuminates the measurement surface, and an object measurement surface illuminated by the first optical unit The surface image of the object and the index applied in advance to the measurement surface of the subject are detected at the position of the imaging surface of the telecentric objective lens, and the detected image is returned to the forward path in a direction orthogonal to the fourth half mirror after passing through the second half mirror. A microscope optical system formed by a second optical unit for microscope that reflects, reflects in a direction orthogonal to the third half mirror, and projects as a microscope detection image from the second imaging lens to the light receiving unit; It consists of an optical system for tilt measurement and a display unit that receives and displays the detection image projected on a common light receiving unit, and detects the tilt of the object measurement surface and the microscope detection image. Characterized in that to be able to check the display section.
According to the invention of claim 4, a plurality of lens barrels accommodating afocal converter lenses having different magnifications, and a lens turret having a plurality of lens barrels accommodating microscope imaging lenses having different magnifications are installed. The light beam from the laser light source is directed to the subject through the afocal converter lens barrel of the lens turret, the reflected light from the measurement surface is returned to the outward path, transmitted to the second imaging lens as a parallel light beam, and received as an inclination detection image. An index measurement optical system projected onto the part and an imaging lens barrel for the microscope of the lens turret detect an index previously applied to the subject measurement surface and a surface image of the measurement surface, and detect the microscope from the second imaging lens A microscope optical system that projects onto the light receiving unit as an image, and a display unit that receives and displays the detection image projected on the common light receiving unit, which is detected by the tilt measuring optical system and the microscope optical system. It is configured, using alternately the two optical systems in the rotation of the lens turret, characterized by being able to see on the display unit the slope and microscopic detection image of a subject measurement surface.

本発明によるオートコリメータ装置は、被検体の傾きを測定するための傾き測定用光学系からの検出像と、被検体の顕微鏡像を検出して偏芯を測定する顕微鏡用光学系からの検出像を、表示部に送って表示し測定できるようにしたことを基本とする。それによってロータリーエンコーダのように被検体が回転するような場合も、被検体測定面の表面像を確認しながら傾きと偏芯の両方をほぼ同時に検出して測定し、調整することが出来る。それも被検体の傾きを測定する光学系と顕微鏡像を検出する光学系を結合した構成の全体構造としたので、簡単化することが出来る。またアフォーカルコンバータレンズ等を収容したレンズターレットを光路中に設置することで、傾きと偏芯を夫々選択して個別に測定し調整することが出来る。 An autocollimator device according to the present invention includes a detection image from an optical system for tilt measurement for measuring the tilt of an object, and a detection image from an optical system for a microscope that detects a microscopic image of the object and measures eccentricity. Is basically sent to the display unit for display and measurement. As a result, even when the subject rotates like a rotary encoder, both tilt and eccentricity can be detected and measured almost simultaneously while checking the surface image of the subject measurement surface. This can also be simplified because the overall structure is a combination of the optical system for measuring the tilt of the subject and the optical system for detecting the microscope image. In addition, by installing a lens turret containing an afocal converter lens or the like in the optical path, it is possible to select and measure and adjust the inclination and eccentricity individually.

以下にこの発明によるオートコリメータ装置について添付図面に基づいて説明する。 An autocollimator device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明によるオートコリメータ装置の全体構成概略を示した説明用正面図である。図においてAはオートコリメータ装置の光学系部、Bは制御部で装置全体を制御し、キーボードやマウスなどの入力部や各種出力装置と連結している。Cは制御部Bと接続している表示部で、光学系部Aから送られてくる像を表示する。Dは被検体で、取り付け部Eによって保持され図示してない測定台上に設置される。取り付け部E内にはモータ等が収容され、このモータの回転や手動によって被検体Dが連続的、或いは断続的に回転する。光学系部A内に設置されたレーザ光源1からの光束b1はコリメータレンズ2を通過して平行光束となり、この光束b1に対して45度に設置されている第1ハーフミラー3に向かい通過する。第1ハーフミラー3を通過した光束b1は第1結像レンズ4を経て第2ハーフミラー5で反射し、方向を変えて一次結像面6に一旦結像する。そしてテレセントリック対物レンズ7によって平行光束となり被検体測定面d1に向かう。従がって第1結像レンズ4とテレセントリック対物レンズ7はアフォーカルコンバータレンズを形成する。以後、レーザ光源1から被検体測定面d1までの光路を被検体の傾き測定用第1光学ユニット8という。
上記第1光学ユニット8で被検体測定面d1に達した光束は、反射光b2となって往路を戻り、テレセントリック対物レンズ7、一次結像面6、第2ハーフミラー5、第1結像レンズ4を経て平行光束となり、45度に設置されている第1ハーフミラー3で反射して直交する方向に光路を偏向する。この光路を直角に偏向した反射光束b2は、45度に設置されている第3ハーフミラー9を通過し、第2結像レンズ10によって受光部11に投影される。被検体測定面d1から受光部11までの光路を以後、被検体の傾き測定用第2光学ユニット12という。そして傾き測定用第1光学ユニット8と傾き測定用第2光学ユニット12を合わせて傾き測定用光学系13という。
FIG. 1 is an explanatory front view showing an outline of the overall configuration of an autocollimator apparatus according to the present invention. In the figure, A is an optical system unit of the autocollimator apparatus, B is a control unit that controls the entire apparatus, and is connected to an input unit such as a keyboard and a mouse and various output devices. A display unit C connected to the control unit B displays an image sent from the optical system unit A. D is a subject, which is held by a mounting portion E and placed on a measurement table (not shown). A motor or the like is accommodated in the attachment portion E, and the subject D is rotated continuously or intermittently by rotation or manual operation of the motor. The light beam b1 from the laser light source 1 installed in the optical system part A passes through the collimator lens 2 to become a parallel light beam, and passes toward the first half mirror 3 installed at 45 degrees with respect to this light beam b1. . The light beam b1 that has passed through the first half mirror 3 passes through the first imaging lens 4 and is reflected by the second half mirror 5, and once forms an image on the primary imaging surface 6 in a different direction. Then, the telecentric objective lens 7 forms a parallel light beam and travels toward the subject measurement surface d1. Accordingly, the first imaging lens 4 and the telecentric objective lens 7 form an afocal converter lens. Hereinafter, the optical path from the laser light source 1 to the subject measurement surface d1 is referred to as a first optical unit 8 for measuring the tilt of the subject.
The light beam that has reached the subject measurement surface d1 by the first optical unit 8 returns to the outward path as reflected light b2, and the telecentric objective lens 7, the primary imaging surface 6, the second half mirror 5, and the first imaging lens. 4 is converted into a parallel light flux, reflected by the first half mirror 3 installed at 45 degrees, and deflected in the orthogonal direction. The reflected light beam b <b> 2 deflected at right angles to this optical path passes through the third half mirror 9 installed at 45 degrees, and is projected onto the light receiving unit 11 by the second imaging lens 10. The optical path from the subject measurement surface d1 to the light receiving unit 11 is hereinafter referred to as a second optical unit 12 for measuring the tilt of the subject. The tilt measuring first optical unit 8 and the tilt measuring second optical unit 12 are collectively referred to as a tilt measuring optical system 13.

一方、被検体測定面d1は室内光や測定面d1周辺に設置した図示してない照明用光源によって照明される。この測定面d1には後に述べるように偏芯検出用の指標mが予め施されているから、テレセントリック対物レンズ7はその結像面位置で照明されている測定面d1上の指標mと、指標m周辺の表面像を顕微鏡検出像として検出し、光束b3として第2ハーフミラー5方向に向かわせる。図ではこのテレセントリック対物レンズ7がその結像面位置で測定面d1上の指標mと表面像を検出し、第2ハーフミラー5方向に向わせる光束b3を点線として表している。第2ハーフミラー5を通過した点線光束b3は、45度に設置されているミラー14で直交する方向に反射する。そして傾き測定用第2光学ユニット12中に45度に設置されている第3ハーフミラー9で反射し、第2結像レンズ10によって受光部11に投影される。以後、測定面d1から受光部11までを被検体の顕微鏡用光学系15という。テレセントリック対物レンズ7は前記した傾き測定用光学系13の一次結像面6と被検体測定面d1位置に焦点が合うよう準備されているから、測定面d1に施されている指標mと表面像はピントの合った状態で検出される。またテレセントリック対物レンズ7から測定面d1までの距離が作動距離(WD)となる。   On the other hand, the subject measurement surface d1 is illuminated by room light or an illumination light source (not shown) installed around the measurement surface d1. Since the measurement surface d1 is preliminarily provided with an index m for detecting eccentricity as will be described later, the telecentric objective lens 7 has the index m on the measurement surface d1 illuminated at the position of the image plane and the index. A surface image around m is detected as a microscope detection image, and is directed toward the second half mirror 5 as a light beam b3. In the figure, the telecentric objective lens 7 detects the index m and the surface image on the measurement surface d1 at the image plane position, and the light beam b3 directed toward the second half mirror 5 is represented as a dotted line. The dotted light beam b3 that has passed through the second half mirror 5 is reflected in a direction orthogonal to the mirror 14 installed at 45 degrees. Then, the light is reflected by the third half mirror 9 installed at 45 degrees in the second optical unit 12 for tilt measurement and projected onto the light receiving unit 11 by the second imaging lens 10. Hereinafter, the portion from the measurement surface d1 to the light receiving unit 11 is referred to as the microscope optical system 15 of the subject. Since the telecentric objective lens 7 is prepared so that the primary imaging surface 6 of the tilt measurement optical system 13 and the object measurement surface d1 are in focus, the index m and the surface image applied to the measurement surface d1 are prepared. Is detected in focus. Further, the distance from the telecentric objective lens 7 to the measurement surface d1 is the working distance (WD).

2つの光学系13、15からCCDなどで構成した共通の受光部11に投影された光束は、全体を制御する制御部Bを経由して表示部Cに伝えられてほぼ同時に表示される。以上のように傾き測定用光学系13によって表示される像は、図示してない測定台上に設置された被検体測定面d1の傾きを測定する検出像として使用され、他方の顕微鏡用光学系15によって表示される像は顕微鏡検出像となり、被検体の表面像を確認しながらの偏芯検出像として使用される。
被検体Dに偏芯検出用の指標mが施されていない場合、つまり偏芯の測定を必要としない場合は、顕微鏡用光学系15は測定面d1の表面像だけが同時に取り込まれ受光部11に投影される。従がって表示部Cに表示されている視野内の微小部分に関する傾きを、傾き測定用光学系13が検出し測定することになる。
The light beams projected from the two optical systems 13 and 15 onto the common light receiving unit 11 constituted by a CCD or the like are transmitted to the display unit C via the control unit B that controls the whole and are displayed almost simultaneously. As described above, the image displayed by the tilt measurement optical system 13 is used as a detection image for measuring the tilt of the subject measurement surface d1 placed on a measurement table (not shown), and the other microscope optical system. The image displayed by 15 becomes a microscope detection image, and is used as an eccentricity detection image while confirming the surface image of the subject.
When the object D is not provided with the eccentricity detection index m, that is, when the eccentricity measurement is not required, the microscope optical system 15 takes in only the surface image of the measurement surface d1 at the same time, and receives the light. Projected on. Accordingly, the inclination measuring optical system 13 detects and measures the inclination related to the minute portion in the visual field displayed on the display unit C.

上記のようにこのコリメータ装置の光学系部Aは、レーザ光源1からの光束を被検体Dに向かわせ、その測定面d1からの反射光を受光部11に投影して、表示部Cに表示する傾き測定用光学系13と、測定面d1の表面像と測定面d1に予め施した指標の検出像を共通の受光部11に向かわせて表示部Cに表示する顕微鏡用光学系15を、テレセントリック対物レンズ7と第2結像レンズ10で連結して構成される。このような光学系部Aとしたので測定面d1の表面を像として確認しながら傾きと偏芯を同じ条件下で検出し測定と調整を進めることが出来る。尚、光学系部A内の各レンズ、ハーフミラーなどは図示してない部材によって光学系部A本体に取り付けられているが、そられについては全て説明を省略してある。 As described above, the optical system unit A of this collimator device directs the light beam from the laser light source 1 toward the subject D, projects the reflected light from the measurement surface d1 onto the light receiving unit 11, and displays it on the display unit C. An optical system 13 for tilt measurement, and a microscope optical system 15 for displaying the surface image of the measurement surface d1 and the detection image of the index previously applied to the measurement surface d1 on the display unit C toward the common light receiving unit 11. The telecentric objective lens 7 and the second imaging lens 10 are connected to each other. Since such an optical system part A is used, it is possible to proceed with measurement and adjustment by detecting the tilt and eccentricity under the same conditions while confirming the surface of the measurement surface d1 as an image. Each lens, half mirror, etc. in the optical system part A are attached to the optical system part A main body by members not shown in the figure, but the description of all of them is omitted.

図2は被検体測定面d1の傾きについて説明するもので、そのAは測定台16上の被検体Dを示した説明図、Bは表示部Cの表示画面c1を示している。図Aにおいて被検体Dを保持した取り付け部Eは測定台16上に設置されている。そしてこの例では、測定面d1は測定台16(水平面)に対して角θの傾きを持って取り付けられている。図Bは表示部Cの表示画面c1に傾き測定用光学系13による測定面d1からの反射光が、図1の受光部11を介して伝えられて表示された状態を示していて、輝点17a、17b、17cは傾斜角θに応じて変化する反射光の表示位置を表している。例えば輝点17cは測定面d1の傾き角が「θ=c」のときの反射光表示位置を示している。つまり光源1からの光束b1がテレセントリック対物レンズ7を経て傾きθのある測定面d1上を照明し、その反射光b2が第2結像レンズ10によって受光部11に投影されて表示部Cに表示されたときの位置を示している。
この輝点17cが表示されているとき被検体Dをその回転軸を中心として回転させたとすると、偏芯が無い状態であれば画面c1上に予め設定して表示されている中心線18の交点を中心として輝点17cが円状の軌跡19cを描く。図ではこの軌跡19cを点線で示してある。この中心線18から軌跡19cまでの距離を測定すれば測定面d1は「θc」の傾きがあると測定される。従がってこの輝点17cが傾き測定用の検出像として傾き測定光学系13で求めることになるが、中心線18の設定は測定台16の水平面からの反射光を表示部Cに表示することで予め求めておくことが出来る。
FIG. 2 explains the inclination of the subject measurement surface d1, where A is an explanatory view showing the subject D on the measurement table 16, and B is a display screen c1 of the display unit C. FIG. In FIG. A, the attachment portion E holding the subject D is installed on the measurement table 16. In this example, the measurement surface d1 is attached with an inclination of an angle θ with respect to the measurement table 16 (horizontal plane). FIG. B shows a state in which the reflected light from the measurement surface d1 by the tilt measurement optical system 13 is transmitted and displayed on the display screen c1 of the display unit C via the light receiving unit 11 of FIG. Reference numerals 17a, 17b, and 17c represent display positions of reflected light that change according to the inclination angle θ. For example, the bright spot 17c indicates the reflected light display position when the inclination angle of the measurement surface d1 is “θ = c”. That is, the light beam b1 from the light source 1 illuminates the measurement surface d1 having the inclination θ through the telecentric objective lens 7, and the reflected light b2 is projected onto the light receiving unit 11 by the second imaging lens 10 and displayed on the display unit C. The position when it is done is shown.
Assuming that the subject D is rotated around the rotation axis when the bright spot 17c is displayed, the intersection of the center lines 18 that are preset and displayed on the screen c1 if there is no eccentricity. The bright spot 17c draws a circular trajectory 19c centering on. In the figure, the locus 19c is indicated by a dotted line. If the distance from the center line 18 to the locus 19c is measured, the measurement surface d1 is measured to have an inclination of “θc”. Accordingly, the bright spot 17c is obtained by the tilt measurement optical system 13 as a detection image for tilt measurement. However, the setting of the center line 18 displays reflected light from the horizontal plane of the measurement table 16 on the display unit C. This can be obtained in advance.

画面c1に表示された輝点17cの指標を確認しながら図1の取り付け部E内に収容したモータの回転軸と被検体Dの取り付け状態を調整し、「θc」の値を小さくしていく。すると測定面d1の傾き角が調整され、測定面d1からの反射光角度も変化する。傾き測定用光学系13はそれを検出して第2結像レンズ10が受光部11に投影する。すると表示画面c1には輝点17bが表示され、輝点17cの位置が変化し移動したことが確認できる。この状態で被検体Dを回転させれば偏芯が無い状態であれば軌跡19bが表示される。この表示された輝点17b(軌跡19b)から中心線18までの距離を測定すれば、測定面d1の傾きは「θc」から「θb」に変化したと確認される。
以下同じようにして被検体Dとモータ回転軸の取り付け状態を調整し、「θb」の値を小さくしていく。すると画面c1で輝点17bは輝点17aに変化して中心線18の交点と一致、或いは近似した位置に表示される。この輝点17aは被検体Dを回転させても軌跡19を生じない。この状態を画面c1で確認できれば被検体Dの傾きは「θ=0」と測定される。
以上のように傾き測定用光学系13による測定面d1からの反射光を、画面c1上で輝点17として表示する。そしてこの輝点17に基づいて順次調整していけば、「θ=0」を得ることが出来る。この傾きを調整しているとき、顕微鏡光学系15が前記したように測定面d1の表面像を絶えず受光部11に投影しているから、画面c1上には表面像と輝点17が同時に表示される。
While confirming the indicator of the bright spot 17c displayed on the screen c1, the attachment state of the rotating shaft of the motor and the subject D accommodated in the attachment portion E of FIG. 1 is adjusted, and the value of “θc” is decreased. . Then, the inclination angle of the measurement surface d1 is adjusted, and the reflected light angle from the measurement surface d1 also changes. The tilt measuring optical system 13 detects this and the second imaging lens 10 projects it onto the light receiving unit 11. Then, the bright spot 17b is displayed on the display screen c1, and it can be confirmed that the position of the bright spot 17c has changed and moved. If the subject D is rotated in this state, the locus 19b is displayed if there is no eccentricity. If the distance from the displayed bright spot 17b (trajectory 19b) to the center line 18 is measured, it is confirmed that the inclination of the measurement surface d1 has changed from “θc” to “θb”.
Thereafter, the attachment state of the subject D and the motor rotation shaft is adjusted in the same manner, and the value of “θb” is decreased. Then, on the screen c1, the bright spot 17b changes to the bright spot 17a and is displayed at a position that coincides with or approximates the intersection of the center lines 18. The bright spot 17a does not generate the locus 19 even when the subject D is rotated. If this state can be confirmed on the screen c1, the inclination of the subject D is measured as “θ = 0”.
As described above, the reflected light from the measurement surface d1 by the tilt measurement optical system 13 is displayed as the bright spot 17 on the screen c1. Then, by sequentially adjusting based on the bright spot 17, “θ = 0” can be obtained. When adjusting the tilt, the microscope optical system 15 constantly projects the surface image of the measurement surface d1 onto the light receiving unit 11 as described above, so that the surface image and the bright spot 17 are simultaneously displayed on the screen c1. Is done.

被検体Dが傾き「θ=0」となったら、次に被検体測定面d1の表面像を確認しながら偏芯について測定し調整していく。まず図3の説明用斜視図を用いて被検体Dについて説明する。図において被検体Dは取り付け部E内のモータと連結して回転できるようになっている。そしてこの例ではモータの回転軸は被検体Dの中心点p1よりnだけ偏芯した位置p2で被検体Dと連結している。この偏芯は被検体Dとモータの取り付け時の誤差などによって発生し、その多少が偏芯量nの値となる。また被検体Dの測定面d1上には正規の中心点p1を中心とした半径rの仮想円20上に偏芯検出用指標、例えばスリットm1、m2、m3、・・・が予め施されている。図1で説明した顕微鏡用光学系15は、この指標m1、m2、m3、・・・を検出して測定面d1の表面像と共に受光部11に送り出し、被検体Dの顕微鏡検出像として表示部Cに表示する。
この図3の例では前記のように偏芯量はnとなっているので、位置p2を中心として被検体Dを回転させると、中心点p1による仮想円20上の指標mは楕円状の軌跡を描く。この軌跡上の指標mを表示部10で確認しながら被検体Dに発生している偏芯を調整していく。
When the subject D has an inclination of “θ = 0”, the eccentricity is measured and adjusted while confirming the surface image of the subject measurement surface d1. First, the subject D will be described with reference to the explanatory perspective view of FIG. In the figure, the subject D is connected to the motor in the mounting portion E and can rotate. In this example, the rotation shaft of the motor is connected to the subject D at a position p2 that is eccentric from the center point p1 of the subject D by n. This eccentricity occurs due to an error in attaching the subject D and the motor, and the amount thereof becomes the value of the eccentricity n. On the measurement surface d1 of the subject D, an eccentricity detection index, for example, slits m1, m2, m3,... Is provided in advance on a virtual circle 20 having a radius r centered on the normal center point p1. Yes. 1 detects this index m1, m2, m3,... And sends it to the light receiving unit 11 together with the surface image of the measurement surface d1, and displays it as a microscope detection image of the subject D. C.
In the example of FIG. 3, since the eccentricity amount is n as described above, when the subject D is rotated around the position p2, the index m on the virtual circle 20 by the center point p1 is an elliptical locus. Draw. The eccentricity generated in the subject D is adjusted while confirming the index m on the locus on the display unit 10.

図4から図6は被検体Dの偏芯を説明する図で、検出した偏芯の調整過程を示している。図4Aは、被検体Dに偏芯「nc」が発生しているときの例を斜視図として示したもので、BはこのAの被検体Dを回転したとき、表示画面c1に表示される指標mの描く軌跡を説明する図である。図4Aにおいて正規中心点p1から半径rの仮想円20上には、前記のように指標m1、m2、・・・が配置されている。しかし偏芯「nc」があるため回転中心は位置p2cに変化し、被検体Dを回転させれば位置p1を中心とする仮想円20上の指標mは楕円状に回転する。この楕円状に回転する指標mを表示画面c1上で確認すると図4Bのようになる。 4 to 6 are diagrams for explaining the eccentricity of the subject D, and show the adjustment process of the detected eccentricity. FIG. 4A is a perspective view showing an example where the eccentricity “nc” is generated in the subject D, and B is displayed on the display screen c1 when the subject D of A is rotated. It is a figure explaining the locus | trajectory which the parameter | index m draws. In FIG. 4A, the indices m1, m2,... Are arranged on the virtual circle 20 having the radius r from the normal center point p1 as described above. However, due to the eccentricity “nc”, the center of rotation changes to the position p2c, and when the subject D is rotated, the index m on the virtual circle 20 centered on the position p1 rotates in an elliptical shape. When the index m rotating in an elliptical shape is confirmed on the display screen c1, it becomes as shown in FIG. 4B.

図4Bは、図4Aに点線円21で示した位置を顕微鏡用光学系15のテレセントリック対物レンズ7が光束b3として検出し、受光部11に投影して表示画面c1に表示したときを示している。被検体Dを回転しながら顕微鏡用光学系15で指標mを検出し、順次表示部Cに送って表示していくと、画面c1に表示される指標mの位置は順次楕円状に回転して移動していく。このとき顕微鏡用光学系15は指標mだけでなく指標m周辺の測定面も同時に検出し表示画面c1に送り出していく。従がって画面c1で指標mを確認するときは測定面d1の表面をも一緒に確認することになるから、ロータリーエンコーダなどを被検体として使用する場合、傷やごみだけでなく表面粗さの変化なども確認することになる。但し、図では煩雑さを避けるため表面像については一切表記していない。
図Bでは楕円上に移動していく指標mの軌跡の内、例えばm1による軌跡を20c1として最内周側に示してある。そしてこの軌跡20c1上に指標m1による像をmc1として示してある。軌跡20c1の隣りには、指標m1に続く指標m2によって描かれる軌跡20c2を示してある。以下同じようにして最外周側には軌跡20cnとこの軌跡20cnを描く指標mnによる像mcnを示してある。
最内周側の軌跡20c1から最外周側の軌跡20cnまでは、実際には1つに繋がっているから図6のように独立した軌跡とはならない。しかし最内周側から最外周側の軌跡間には偏芯「nc」に相当する差が生じる。つまり被検体Dの回転によって任意の指標mは、最内周側軌跡20c1位置から最外周側軌跡20cn位置まで順次回転しながら移動したかのようになる。そしてこの例では2つの像mc1とmcnが中心線18を中心として左右に同時に表示された状態として示してあるが、同時に表示されるようなことはない。こうして画面c1上で指標mが移動していくような状態を確認できれば、被検体Dに偏芯があると判断し、最内周側の軌跡20c1から最外周側の軌跡20cnまでの値を求めれば偏芯量「nc」が求められる。
FIG. 4B shows the position indicated by the dotted circle 21 in FIG. 4A detected by the telecentric objective lens 7 of the microscope optical system 15 as the light beam b3, projected onto the light receiving unit 11 and displayed on the display screen c1. . When the index m is detected by the microscope optical system 15 while rotating the subject D, and sequentially sent to the display unit C for display, the position of the index m displayed on the screen c1 is sequentially rotated in an elliptical shape. Move. At this time, the microscope optical system 15 simultaneously detects not only the index m but also the measurement surface around the index m and sends it to the display screen c1. Therefore, when the index m is confirmed on the screen c1, the surface of the measurement surface d1 is also confirmed together. Therefore, when using a rotary encoder or the like as a subject, not only scratches and dust but also surface roughness The change of the will be confirmed. However, in the figure, the surface image is not shown at all in order to avoid complexity.
In FIG. B, of the trajectory of the index m moving on the ellipse, for example, the trajectory due to m1 is shown as 20c1 on the innermost circumference side. An image with the index m1 is shown as mc1 on the locus 20c1. Next to the locus 20c1, a locus 20c2 drawn by the index m2 following the index m1 is shown. Similarly, on the outermost peripheral side, an image mcn with a locus 20cn and an index mn that draws the locus 20cn is shown.
Since the innermost track 20c1 to the outermost track 20cn are actually connected to one, they are not independent tracks as shown in FIG. However, there is a difference corresponding to the eccentricity “nc” between the locus from the innermost side to the outermost side. That is, as the subject D rotates, the arbitrary index m appears to move while sequentially rotating from the innermost circumferential locus 20c1 position to the outermost circumferential locus 20cn position. In this example, the two images mc1 and mcn are shown as being displayed simultaneously on the left and right with the center line 18 as the center, but they are not displayed simultaneously. If the state in which the index m moves on the screen c1 can be confirmed in this way, it can be determined that the subject D is eccentric, and the value from the innermost track 20c1 to the outermost track 20cn can be obtained. Thus, the eccentricity “nc” is obtained.

上記の説明では、図2で説明したようにして傾きを「θ=0」の状態に調整した後の偏芯を調整する例となっている。そのため傾き調整時に使用した中心線18をそのまま画面c1に表示して使用するようにしているが、この中心線18を基準として指標mを表示し、この指標mが画面c1上で順次移動していく様子が確認出来れば、その被検体Dには偏芯「nc」があると判断される。   In the above description, the eccentricity after adjusting the inclination to the state of “θ = 0” as described in FIG. 2 is an example. Therefore, the center line 18 used at the time of tilt adjustment is displayed and used as it is on the screen c1, but the index m is displayed with the center line 18 as a reference, and the index m is sequentially moved on the screen c1. If it can be confirmed, the subject D is determined to have an eccentricity “nc”.

図4のようにして画面c1上で偏芯「nc」の存在を確認したら画面c1を見ながらモータと被検体Dの取り付け状態を調整し、「nc」の値を小さくしていく。すると図5Aのように「nc」が「nb」となる。
図5Aは被検体Dに偏芯「nb」が発生しているときの例を斜視図として示したもので、BはこのAの被検体Dを回転したとき、表示画面c1に表示される指標mの描く軌跡が順次移動して変化していく状態を説明する図である。図5Aにおいて正規中心点p1から半径rの仮想円20上には、図4Aと同じ指標m1、m2、・・・が配置されている。しかしこの被検体Dの取り付け位置には偏芯「nb」が生じているため回転中心は位置p2bとなり、被検体Dを回転させれば位置p1を中心とする仮想円20上の指標mは楕円状に回転する。この楕円状に回転する指標mを顕微鏡用光学系15で検出し、表示画面c1上で確認すると図5Bのようになる。
When the presence of the eccentricity “nc” is confirmed on the screen c1 as shown in FIG. 4, the attachment state of the motor and the subject D is adjusted while viewing the screen c1, and the value of “nc” is decreased. Then, “nc” becomes “nb” as shown in FIG. 5A.
FIG. 5A is a perspective view showing an example when the eccentricity “nb” is generated in the subject D, and B is an index displayed on the display screen c1 when the subject D of A is rotated. It is a figure explaining the state where the locus | trajectory which m draws moves sequentially and changes. 5A, the same indices m1, m2,... As in FIG. 4A are arranged on a virtual circle 20 having a radius r from the normal center point p1. However, since an eccentricity “nb” occurs at the attachment position of the subject D, the center of rotation is the position p2b. If the subject D is rotated, the index m on the virtual circle 20 centered on the position p1 is an ellipse. Rotate into a shape. When the index m rotating in an elliptical shape is detected by the microscope optical system 15 and confirmed on the display screen c1, the result is as shown in FIG. 5B.

図5Bは、図5Aの点線円21の位置を顕微鏡用光学系15が検出して指標mを検出像として受光部11に投影し、それを画面c1に表示した時の例である。被検体Dを回転しながら楕円状に回転移動していく指標mを画面c1に順次表示していくと、表示される指標mの位置は順次楕円上に回転し軌跡を描く。図Bではこの楕円が描く最内周側の軌跡を20b1、その次の軌跡を20b2、・・・最外周側の軌跡を20bnとして示してある。そしてさらに最内周側の軌跡20b1と最外周側の軌跡20bn上には、指標m1による像mb1と、指標mnによる像mbnを示してある。
このように被検体Dの回転によって最内周側の像mb1が最外周側の像mbn位置に順次移動していくかのような状態を画面c1上で確認できれば、被検体Dには偏芯「nb」があると判断する。そして最内周側の軌跡20b1から最外周側の軌跡20bnまでの距離を求めれば、その偏芯量「nb」を知ることが出来る。
FIG. 5B is an example when the position of the dotted circle 21 in FIG. 5A is detected by the microscope optical system 15 and the index m is projected on the light receiving unit 11 as a detection image and displayed on the screen c1. When the index m that rotates and moves elliptically while rotating the subject D is sequentially displayed on the screen c1, the position of the displayed index m sequentially rotates on the ellipse and draws a locus. In FIG. B, the innermost track drawn by the ellipse is shown as 20b1, the next track is 20b2,... The outermost track is shown as 20bn. Further, an image mb1 by the index m1 and an image mbn by the index mn are shown on the innermost track 20b1 and the outermost track 20bn.
If the state as if the innermost peripheral image mb1 sequentially moves to the outermost peripheral image mbn position by the rotation of the subject D can be confirmed on the screen c1, the subject D is eccentric. It is determined that “nb” exists. Then, by obtaining the distance from the innermost track 20b1 to the outermost track 20bn, the eccentricity “nb” can be obtained.

以下同じようにして被検体Dの取り付け状態を調整し、「nb」の値を小さくして図6Aのように「na」にしていく。そして指標m1からmnの描く軌跡20a1から20anが図6Bのように全て中心線18の交点と一致すると、或いは近似した位置の軌跡になったと確認されれば、被検体Dの傾きは「n=0」と判定される。
こうして偏芯「n=0」が判定されれば、先の傾き「θ=0」の結果と共に被検体Dの測定作業が終了する。但し上記の説明では便宜上、傾きの調整と偏芯の調整を別個に行うものとなっているが、実際には傾き測定用光学系13と、顕微鏡用光学系15は同時に被検体測定面d1からの検出像を得ているので、表示部Cには両検出像が同時に表示される。従がって画面c1を見ながら傾きと偏芯を同時に調整していくことができる。
Thereafter, the attachment state of the subject D is adjusted in the same manner, and the value of “nb” is decreased to “na” as shown in FIG. 6A. If it is confirmed that the trajectories 20a1 to 20an drawn by the indices m1 to mn all coincide with the intersections of the center lines 18 as shown in FIG. 6B or that the trajectories are approximate positions, the inclination of the subject D is “n = It is determined as “0”.
If the eccentricity “n = 0” is determined in this way, the measurement operation of the subject D is completed together with the result of the previous inclination “θ = 0”. However, in the above description, for the sake of convenience, the tilt adjustment and the eccentricity adjustment are performed separately, but actually, the tilt measurement optical system 13 and the microscope optical system 15 are simultaneously measured from the subject measurement surface d1. Thus, both detection images are displayed on the display unit C at the same time. Accordingly, the tilt and the eccentricity can be adjusted simultaneously while viewing the screen c1.

以上のようにこの実施例ではテレセントリック対物レンズ7と第2結像レンズ10で傾き測定用光学系13と顕微鏡用光学系15を結合し、その検出像を1つの共通な受光部11に投影して傾きと偏芯を同時に求めるようにしている。それによって被検体Dが回転するような場合でも、偏芯と傾きを同じ条件下でピントの合った状態で検出し、測定と調整を進めていくことが出来る。被検体Dが静止している場合は、前記したように傾き測定用光学系13による傾き像の検出だけを進めていけばよいが、この場合であっても顕微鏡用光学系15を使用することによって、測定面の表面像を共に観察することが出来る。 As described above, in this embodiment, the telecentric objective lens 7 and the second imaging lens 10 combine the tilt measuring optical system 13 and the microscope optical system 15 and project the detected image onto one common light receiving unit 11. The inclination and eccentricity are obtained simultaneously. As a result, even when the subject D rotates, the eccentricity and inclination can be detected in a focused state under the same conditions, and the measurement and adjustment can proceed. When the subject D is stationary, it is only necessary to proceed with the detection of the tilt image by the tilt measurement optical system 13 as described above, but even in this case, the microscope optical system 15 should be used. Thus, the surface image of the measurement surface can be observed together.

図7は実施例2の説明用正面図であり、図1と同じ要素には同じ番号を付してある。図において光学系部Aには顕微鏡用光学系15専用の照明用光源22が設置されていて、この照明用光源22からの光束b4は、コンデンサーレンズ23を経て集光しながら45度に設置されている第4ハーフミラー14aに向かう。この第4ハーフミラー14aは図1のミラー14位置に設置されるが、図ではこの第4ハーフミラー14aに向かう光束b4を、第4ハーフミラー14a直前でカットし、それ以降の光路は省略したものとしてある。第4ハーフミラー14aを通過した光束b4は、図1で説明した傾き測定用光学系13の第1結像レンズ4から一次結像面6に向かう光束b1中に設置されている第2ハーフミラー5を通過し、テレセントリック対物レンズ7に向かってそこに焦点を結び、被検体測定面d1を照明する。   FIG. 7 is an explanatory front view of the second embodiment, and the same elements as those in FIG. In the figure, an illumination light source 22 dedicated to the microscope optical system 15 is installed in the optical system section A, and a light beam b4 from the illumination light source 22 is installed at 45 degrees while being condensed through a condenser lens 23. Heading toward the fourth half mirror 14a. The fourth half mirror 14a is installed at the position of the mirror 14 in FIG. 1. In the figure, the light beam b4 directed to the fourth half mirror 14a is cut immediately before the fourth half mirror 14a, and the optical path after that is omitted. As a thing. The light beam b4 that has passed through the fourth half mirror 14a is a second half mirror that is installed in the light beam b1 from the first imaging lens 4 of the tilt measurement optical system 13 described in FIG. 5 passes through and is focused on the telecentric objective lens 7 to illuminate the subject measurement surface d1.

以後、照明用光源22から被検体測定面d1までの光路を顕微鏡用第1光学ユニット24という。この第1光学ユニット24によって照明された領域中にある測定面d1の指標mは、テレセントリック対物レンズ7の結像面位置と一致するよう設置されているから、照明領域中からの反射光は当該テレセントリック対物レンズ7でピントの合った状態で検出される。そしてこの検出された点線で示した反射光束b3は往路を戻り、第2ハーフミラー5を経て45度に設置されている第4ハーフミラー14aで反射して直交する方向に光路を偏向する。そして図1で説明した傾き測定用第2光学ユニット12中に45度に設置されている第3ハーフミラー9で反射し、第2結像レンズ10によって共通の受光部11に投影される。被検体測定面d1から受光部11までの光路を顕微鏡用第2光学ユニット25という。そしてこの顕微鏡用第2光学ユニット25と先の顕微鏡用第1光学ユニット24を合わせて顕微鏡用光学系15aという。この顕微鏡用光学系15aで検出された指標m1、m2、・・・と測定面d1の表面像は、図4などで説明したように顕微鏡検出像として受光部11に投影され、制御部Bに伝えられて表示部Cに表示される。傾き測定用光学系13については図1の場合と同じなので、その説明は省略する。 Hereinafter, the optical path from the illumination light source 22 to the subject measurement surface d1 is referred to as a first optical unit 24 for microscope. Since the index m of the measurement surface d1 in the region illuminated by the first optical unit 24 is set so as to coincide with the imaging surface position of the telecentric objective lens 7, the reflected light from the illumination region is The telecentric objective lens 7 is detected in focus. The detected reflected light beam b3 indicated by the dotted line returns in the forward path, is reflected by the fourth half mirror 14a installed at 45 degrees through the second half mirror 5, and deflects the optical path in the orthogonal direction. Then, the light is reflected by the third half mirror 9 installed at 45 degrees in the second optical unit 12 for tilt measurement described with reference to FIG. 1 and projected onto the common light receiving unit 11 by the second imaging lens 10. The optical path from the subject measurement surface d1 to the light receiving unit 11 is referred to as a second optical unit for microscope 25. The microscope second optical unit 25 and the first microscope optical unit 24 are collectively referred to as a microscope optical system 15a. The indicators m1, m2,... And the surface image of the measurement surface d1 detected by the microscope optical system 15a are projected on the light receiving unit 11 as a microscope detection image as described with reference to FIG. It is transmitted and displayed on the display unit C. The tilt measuring optical system 13 is the same as that in FIG.

以上のようにこの実施例は図1の例と殆ど同じように傾き測定用の光学系13と、顕微鏡用の光学系15aは1つのテレセントリック対物レンズ7と第2結像レンズ10で結合され、テレセントリック対物レンズ7で被検体Dの傾きと偏芯を同時に検出して表示部Cに表示する。そして照明用光源22の設置は同じ条件下の測定面d1照明領域を得ることが出来るから、表面像の品質を一定化することが出来る。また傾き測定用のレーザ光源1と照明用光源22の発光波長を異ならせれば、表示部C上の偏芯と傾き検出像の識別化が容易になる。   As described above, in this embodiment, the optical system 13 for tilt measurement and the optical system 15a for the microscope are combined by one telecentric objective lens 7 and the second imaging lens 10 in the same manner as the example of FIG. The tilt and eccentricity of the subject D are simultaneously detected by the telecentric objective lens 7 and displayed on the display unit C. Since the illumination light source 22 can provide a measurement surface d1 illumination area under the same conditions, the quality of the surface image can be made constant. In addition, if the emission wavelengths of the laser light source 1 for tilt measurement and the light source 22 for illumination are different, the eccentricity on the display unit C and the tilt detection image can be easily identified.

次に実施例3について図8、9を用いて説明する。この実施例はレンズターレット28を光学系部A内の第2ハーフミラー5と被検体D間に新たに設置し、このレンズターレット28の回転で傾き測定用光学系13と顕微鏡用光学系15aを交互に使用出来るようにしたものである。
レンズターレット28は中心軸29を中心として回転できるよう光学系部A内に取り付けられ、複数のアフオーカルコンバータレンズ鏡筒30a、30b、30c、・・・と、顕微鏡用結像レンズ鏡筒31a、31b、31c、・・・が同心円状に取り付けられている。レンズターレット28を回転し鏡筒30を光路中に設定すると傾き測定用光学系13として使用され、他方の鏡筒31を光路中に設定すると顕微鏡用光学系15aとして使用される。鏡筒30a、30b、30c、・・・には夫々各種倍率のアフォーカルコンバータレンズが収容される。このアフォーカルコンバータレンズは第1結像レンズ4aとテレセントリック対物レンズ7aで形成され、図1、7の第1結像レンズ4とテレセントリック対物レンズ7に相当する。鏡筒31a、31b、31c、・・・には夫々各種倍率の対物レンズ32が収容されている。レンズターレット28の具体的構造や取り付け方法、中心軸29に対する位置規定手段などについては説明を省略する。
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a lens turret 28 is newly installed between the second half mirror 5 in the optical system part A and the subject D, and the rotation of the lens turret 28 causes the tilt measuring optical system 13 and the microscope optical system 15a to be connected. It can be used alternately.
The lens turret 28 is mounted in the optical system part A so as to be able to rotate about the central axis 29, and includes a plurality of afocal converter lens barrels 30a, 30b, 30c,..., And a microscope imaging lens barrel 31a. , 31b, 31c,... Are concentrically attached. When the lens turret 28 is rotated and the lens barrel 30 is set in the optical path, it is used as the tilt measuring optical system 13, and when the other lens barrel 31 is set in the optical path, it is used as the microscope optical system 15a. The lens barrels 30a, 30b, 30c,... Accommodate afocal converter lenses having various magnifications. This afocal converter lens is formed of a first imaging lens 4a and a telecentric objective lens 7a, and corresponds to the first imaging lens 4 and the telecentric objective lens 7 of FIGS. The lens barrels 31a, 31b, 31c,... Accommodate objective lenses 32 having various magnifications. Descriptions of the specific structure and mounting method of the lens turret 28, the position defining means for the central axis 29, and the like are omitted.

図8のようにアフォーカルコンバータレンズ鏡筒30aを光路中に設定すると、図7で説明したように光源1からの光束b1がコリメータレンズ2を経て平行光束となり、図8の第1ハーフミラー3を通過して第2ハーフミラー5で反射し、平行光束のままアフォーカルコンバータレンズ鏡筒30a内の第1結像レンズ4aを通過する。そして一次結像面6aに一旦収束してテレセントリック対物レンズ7aで平行光束となり測定面d1に向かう。測定面d1で反射した光束b2は往路を戻り、テレセントリック対物レンズ7a、一次結像面6a、第1結像レンズ4a、第2ハーフミラー5を経て第1ハーフミラー3で反射し、図7の第3ハーフミラー9を通過して第2結像レンズ10で受光部11に投影される。この投影光束を制御部Bから表示部Cに伝えれば、傾き測定用の像が表示される。
レンズターレット28を回転してアフォーカルコンバータレンズ鏡筒30aを他の鏡筒30b、30c、・・・に交換すると、その鏡筒30b、30c、・・・がもつ倍率に応じて一次結像面6aの位置は変化する。そのため鏡筒30b、30c、・・・内のテレセントリック対物レンズ7aは、変化した一次結像面6aの位置と固定の位置に設置されている被検体Dの測定面d1位置にピントが合うようその形状などが予め設計される。
When the afocal converter lens barrel 30a is set in the optical path as shown in FIG. 8, the light beam b1 from the light source 1 becomes a parallel light beam through the collimator lens 2 as described in FIG. 7, and the first half mirror 3 of FIG. Is reflected by the second half mirror 5 and passes through the first imaging lens 4a in the afocal converter lens barrel 30a as a parallel light flux. Then, the light converges once on the primary imaging surface 6a, becomes a parallel light beam by the telecentric objective lens 7a, and moves toward the measurement surface d1. The light beam b2 reflected by the measurement surface d1 returns in the forward path, is reflected by the first half mirror 3 through the telecentric objective lens 7a, the primary imaging surface 6a, the first imaging lens 4a, and the second half mirror 5, and is shown in FIG. The light passes through the third half mirror 9 and is projected onto the light receiving unit 11 by the second imaging lens 10. When this projected light beam is transmitted from the control unit B to the display unit C, an image for tilt measurement is displayed.
When the lens turret 28 is rotated and the afocal converter lens barrel 30a is exchanged with other barrels 30b, 30c,..., The primary image formation surface depends on the magnification of the barrels 30b, 30c,. The position of 6a changes. Therefore, the telecentric objective lens 7a in the lens barrels 30b, 30c,... Is in focus so that the changed position of the primary imaging surface 6a and the position of the measurement surface d1 of the subject D installed at the fixed position are in focus. The shape and the like are designed in advance.

上記のように任意倍率のアフォーカルコンバータレンズ鏡筒30を光路中に設定し、傾き測定用光学系13として選択すると、その鏡筒30がもつ倍率に応じて受光部11上に投影される検出像の位置は変化する。つまり被検体の傾きθの値が同じであっても倍率を変化させることで受光部11上に投影される検出像の位置は変化する。この倍率の変化は、第2結像レンズ10から受光部11までの距離f1(図7)と、アフォーカルコンバータレンズ鏡筒30内の倍率AMによって決定される。この場合、第2結像レンズ10の焦点距離f1は一定であるから、レンズターレット28を回転して鏡筒30の倍率を変換することで受光部11上に投影される像の位置を変化させることが出来る。従がって傾きθの値が小さい場合には倍率AMの値を大きくした鏡筒30を使用すると精度を高めることが出来る。また鏡筒30の倍率AMを当初は小さくして使用すれば、測定面d1の広い範囲を対象として作業を進めることが出来る。従がって被検体Dの傾きを普通精度で測定する場合と、高精度で測定する場合をレンズターレット28の回転で選択することが出来る。   As described above, when the afocal converter lens barrel 30 having an arbitrary magnification is set in the optical path and selected as the tilt measuring optical system 13, detection is projected onto the light receiving unit 11 according to the magnification of the barrel 30. The position of the image changes. That is, even if the inclination θ of the subject is the same, the position of the detection image projected on the light receiving unit 11 changes by changing the magnification. This change in magnification is determined by the distance f1 (FIG. 7) from the second imaging lens 10 to the light receiving unit 11 and the magnification AM in the afocal converter lens barrel 30. In this case, since the focal length f1 of the second imaging lens 10 is constant, the position of the image projected on the light receiving unit 11 is changed by rotating the lens turret 28 and converting the magnification of the lens barrel 30. I can do it. Therefore, when the value of the inclination θ is small, the accuracy can be improved by using the lens barrel 30 having a large magnification AM. If the magnification AM of the lens barrel 30 is initially reduced and used, the work can be advanced over a wide range of the measurement surface d1. Accordingly, the case where the inclination of the subject D is measured with normal accuracy and the case where the inclination is measured with high accuracy can be selected by rotating the lens turret 28.

図8において被検体Dからの反射光は、鏡筒30a内を通過すると平行光束となり、第2ハーフミラー5で反射して第1ハーフミラー3方向に向かう光束と、第2ハーフミラー5を通過してそのまま直進する光束に分離される。図8ではこの分離された直進光束を26として示してあるが、直進光束26は図7の第4ハーフミラー14aで反射し、第3ハーフミラー9で第1ハーフミラー3からの光束と合体する。このとき各ハーフミラー5、14a、9、3の設置角度によっては合体光束にずれが発生し、受光部11への投影光束に乱れが生じる。そのため第2ハーフミラー5を通過した直進光束26が受光部11に投影されるのを防ぐため光遮断装置27を光路中に設置するのが好ましい。例えばシャッタ27s(図8)を設置したり、図7の第3ハーフミラー9と第4ハーフミラー14aを1つの台座27dに固着し、この台座27dを図の左右方向に移動して直進光束26が進行するのを防ぐようにすれば、受光部11への投影を遮断することが出来る。 In FIG. 8, the reflected light from the subject D becomes a parallel light beam when passing through the lens barrel 30 a, is reflected by the second half mirror 5 and travels toward the first half mirror 3, and passes through the second half mirror 5. Then, it is separated into a light beam that goes straight as it is. In FIG. 8, the separated straight light flux 26 is shown as 26, but the straight light flux 26 is reflected by the fourth half mirror 14 a of FIG. 7 and merged with the light flux from the first half mirror 3 by the third half mirror 9. . At this time, depending on the installation angle of each of the half mirrors 5, 14 a, 9, 3, a deviation occurs in the combined light beam, and the projected light beam to the light receiving unit 11 is disturbed. Therefore, it is preferable to install a light blocking device 27 in the optical path in order to prevent the straight beam 26 that has passed through the second half mirror 5 from being projected onto the light receiving unit 11. For example, a shutter 27s (FIG. 8) is installed, or the third half mirror 9 and the fourth half mirror 14a of FIG. 7 are fixed to one pedestal 27d. If it is made to prevent that advancing, projection to the light-receiving part 11 can be interrupted.

図9は光学系部Aを顕微鏡用光学系15aとして選択使用する場合を示している。図においてレンズターレット28は、図8の状態から中心軸29を中心として回転し、鏡筒31aが光路中に設定された状態になっている。
このような状態で図7の照明用光源22を点灯すると、その光束b4は図9のコンデンサーレンズ23によって収束されながら第4ハーフミラー14a、第2ハーフミラー5を通過し、レンズターレット28に取り付けられた鏡筒31a内の対物レンズ32近傍に一旦収束して測定面d1を照明する。図ではこの照明された領域を照明域33として示してある。図7では照明域33までの点線光路を第4ハーフミラー14a直前までとしてあるが、照明域33に位置している指標mとその周辺域の表面像は設定した鏡筒31aの対物レンズ32によって検出される。その検出像は往路を戻り第2ハーフミラー5を通過して第4ハーフミラー14aで反射し、第3ハーフミラー9、第2結像レンズ10を経て共通の受光部11に投影される。受光部11に投影された顕微鏡検出像は制御部Bから表示部Cに伝えられ、表面像と指標mとして表示される。このようにレンズターレット28を回転して任意の鏡筒31を光路中に設定することで顕微鏡用光学系15aとして使用される。
この顕微鏡用光学系15aの場合、鏡筒31aを通過する被検体照明域33からの反射光は、平行光束にはならないので第2ハーフミラー5で反射した光束が発生しても、受光部11まで到達することは無い。そのため図8のような光遮断装置27を設置する必要はない。
FIG. 9 shows a case where the optical system part A is selectively used as the microscope optical system 15a. In the figure, the lens turret 28 rotates around the central axis 29 from the state of FIG. 8, and the lens barrel 31a is set in the optical path.
When the illumination light source 22 in FIG. 7 is turned on in this state, the light beam b4 passes through the fourth half mirror 14a and the second half mirror 5 while being converged by the condenser lens 23 in FIG. Once converged near the objective lens 32 in the lens barrel 31a, the measurement surface d1 is illuminated. In the figure, this illuminated area is shown as an illumination area 33. In FIG. 7, the dotted optical path to the illumination area 33 extends to immediately before the fourth half mirror 14a, but the index m located in the illumination area 33 and the surface image of the surrounding area are determined by the objective lens 32 of the set lens barrel 31a. Detected. The detected image returns in the forward path, passes through the second half mirror 5, is reflected by the fourth half mirror 14 a, and is projected onto the common light receiving unit 11 through the third half mirror 9 and the second imaging lens 10. The microscope detection image projected on the light receiving unit 11 is transmitted from the control unit B to the display unit C and displayed as a surface image and an index m. In this way, the lens turret 28 is rotated to set an arbitrary lens barrel 31 in the optical path, thereby being used as the microscope optical system 15a.
In the case of this microscope optical system 15a, the reflected light from the subject illumination area 33 that passes through the lens barrel 31a does not become a parallel light beam, so even if a light beam reflected by the second half mirror 5 is generated, the light receiving unit 11 Never reach. Therefore, it is not necessary to install the light blocking device 27 as shown in FIG.

レンズターレット28を回転して所望倍率の対物レンズ鏡筒31a、31b、31c、・・・に変換すると、その鏡筒31が持つ倍率に応じて受光部11に投影される検出像の大きさは変化する。この倍率の変化は図7の第2結像レンズ10の焦点距離f1と図9の対物レンズ32の焦点距離f2によってf1/f2として求めることが出来る。そして得られた倍率によって顕微鏡検出像を表示部Cで確認することが出来る。   When the lens turret 28 is rotated and converted into objective lens barrels 31a, 31b, 31c,... With a desired magnification, the size of the detection image projected on the light receiving unit 11 according to the magnification of the lens barrel 31 is Change. This change in magnification can be obtained as f1 / f2 by the focal length f1 of the second imaging lens 10 in FIG. 7 and the focal length f2 of the objective lens 32 in FIG. Then, the microscope detection image can be confirmed on the display unit C by the obtained magnification.

以上、図8,9にもとづいて実施例3を説明してきた。この例の場合、傾き測定用光学系13と顕微鏡用光学系15aによる両方の検出像を同時に表示部Cに表示することは出来ない。しかしレンズターレット28を回転して両光学系13、15を交互に使用することで、ほぼ同時に近い状態として表示部Cで確認することが出来る。   As described above, the third embodiment has been described with reference to FIGS. In the case of this example, it is not possible to display both detected images by the tilt measuring optical system 13 and the microscope optical system 15a on the display unit C at the same time. However, by rotating the lens turret 28 and using both the optical systems 13 and 15 alternately, it is possible to confirm on the display section C that the states are almost simultaneously.

以上、本発明のオートコリメータ装置について説明してきたが、図に示した全体光学系は基本的な要素だけを例示してあり、光学系中に通常設置される各種の部材、例えばフィルタや絞りなどについては省略してあり詳しく説明していない。また制御部Bや表示部Cは一般のパソコンに置き換えることが出来る。 The autocollimator apparatus according to the present invention has been described above, but the entire optical system shown in the drawing illustrates only basic elements, and various members normally installed in the optical system, such as filters and diaphragms, etc. Is omitted and not described in detail. Further, the control unit B and the display unit C can be replaced with a general personal computer.

本願によるオートコリメータ装置の全体構成を示した説明用の概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic for description which showed the whole structure of the autocollimator apparatus by this application. 被検体の傾きを説明する図。The figure explaining the inclination of a subject. 被検体を説明する斜視図。The perspective view explaining a subject. 被検体の偏芯について説明する図。The figure explaining eccentricity of a subject. 被検体の偏芯について説明する図。The figure explaining eccentricity of a subject. 被検体の偏芯について説明する図。The figure explaining eccentricity of a subject. 実施例2の説明図。Explanatory drawing of Example 2. FIG. 実施例3の説明図。Explanatory drawing of Example 3. FIG. 実施例3の説明図。Explanatory drawing of Example 3. FIG. 従来例の説明図。Explanatory drawing of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

A・・・オートコリメータ光学系部 B・・・制御部 C・・・表示部 D・・・被検体 E・・・取り付け部 d1・・・測定面 m・・・指標
1・・・レーザ光源 2・・・コリメータレンズ 3・・・第1ハーフミラー 4・・・第1結像レンズ 5・・・第2ハーフミラー 6・・・一次結像面 7・・・テレセントリック対物レンズ 8・・・傾き測定用第1光学ユニット 9・・・第3ハーフミラー 10・・・第2結像レンズ 11・・・受光部 12・・・傾き測定用第2光学ユニット 13・・・傾き測定用光学系 14・・・ミラー 15・・・顕微鏡用光学系 18・・・中心線 22・・・照明用光源 23・・・コンデンサーレンズ 24・・・顕微鏡用第1光学ユニット 25・・・顕微鏡用第2光学ユニット 27・・・光遮断装置 28・・・レンズターレット 30・・・アフォーカルコンバータレンズ鏡筒 31・・・顕微鏡用結像レンズ鏡筒 32・・・対物レンズ 33・・・照明域 35・・・被検体 36・・・測定面 37・・・基準面 38・・・光源 39・・・レンズ 40・・・スクリーン 41・・・ビームスプリッタ 42・・・コリメータレンズ 43・・・クロス線 46・・・受光面
A ... autocollimator optical system B ... control unit C ... display unit D ... subject E ... mounting part d1 ... measurement surface m ... index 1 ... laser light source DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Collimator lens 3 ... 1st half mirror 4 ... 1st imaging lens 5 ... 2nd half mirror 6 ... Primary imaging surface 7 ... Telecentric objective lens 8 ... First optical unit for tilt measurement 9 ... third half mirror 10 ... second imaging lens 11 ... light receiving part 12 ... second optical unit for tilt measurement 13 ... optical system for tilt measurement DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Mirror 15 ... Optical system for microscopes 18 ... Center line 22 ... Light source for illumination 23 ... Condenser lens 24 ... First optical unit for microscope 25 ... Second for microscope Optical unit 27 ... Light blocking device 28 ... Zurlet 30 ... Afocal converter lens barrel 31 ... Microscope imaging lens barrel 32 ... Objective lens 33 ... Illumination area 35 ... Subject 36 ... Measuring surface 37 ... Reference plane 38 ... light source 39 ... lens 40 ... screen 41 ... beam splitter 42 ... collimator lens 43 ... cross line 46 ... light receiving surface

Claims (4)

レーザ光源からの光束を平行光束とし、第1結像レンズとテレセントリック対物レンズで形成したアフォーカルコンバータレンズ経由で被検体に向かわせ、その測定面からの反射光を往路に戻し平行光束として第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用光学系と、被検体測定面に予め施した指標と、測定面の表面像をテレセントリック対物レンズの結像面位置で検出し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像をほぼ同時に表示部で確認できるようにしたことを特徴とするオートコリメータ装置。 The light beam from the laser light source is converted into a parallel light beam, directed to the subject via an afocal converter lens formed by the first imaging lens and the telecentric objective lens, and the reflected light from the measurement surface is returned to the forward path as the second parallel light beam. An optical system for tilt measurement that is transmitted to the imaging lens and projected onto the light receiving unit as a tilt detection image, an index applied in advance to the subject measurement surface, and a surface image of the measurement surface are detected at the imaging surface position of the telecentric objective lens. The microscope optical system that projects the microscope detection image from the second imaging lens as a microscope detection image onto the light receiving unit, the tilt measurement optical system, and the microscope optical system detect and receive and display the detection image projected on the common light receiving unit. An autocollimator device comprising a display unit, wherein the tilt of the subject measurement surface and the microscope detection image can be confirmed almost simultaneously on the display unit. 照明用光源を設置し、この照明用光源からの光束をテレセントリック対物レンズ経由で被検体測定面に向かわせ、測定面を照明するようにした顕微鏡用光学系としたことを特徴とする請求項1記載のオートコリメータ装置。 2. An optical system for a microscope in which an illumination light source is installed and a light beam from the illumination light source is directed to an object measurement surface via a telecentric objective lens to illuminate the measurement surface. The autocollimator device described. レーザ光源からの光束をコリメータレンズで平行光束とし、第1ハーフミラー通過後に第1結像レンズで一次結像面に投影し、その光束をテレセントリック対物レンズ経由で被検体の測定面に向かわせる傾き測定用第1光学ユニットと、この第1光学ユニットによる測定面からの反射光を往路に戻し、テレセントリック対物レンズ、一次結像面、第1結像レンズを経て平行光束とし、第1ハーフミラーで直交する方向に反射して第3ハーフミラー通過後に第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用第2光学ユニットと、で形成した傾き測定用光学系と、照明用光源からの光束をコンデンサーレンズ経由で第4ハーフミラーに向かせて通過させ、傾き測定用光学系の第1結像レンズから一次結像面に向かう光束中に設置した第2ハーフミラー通過後にテレセントリック対物レンズ上に収束し、測定面を照明する顕微鏡用第1光学ユニットと、この第1光学ユニットで照明した被検体測定面の表面像と、被検体測定面に予め施した指標をテレセントリック対物レンズの結像面位置で検出し、その検出像を往路に戻して第2ハーフミラー通過後に第4ハーフミラーで直交する方向に反射し、第3ハーフミラーに向かわせて直交する方向に反射し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用第2光学ユニットと、で形成した顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像をほぼ同時に表示部で確認できるようにしたことを特徴とするオートコリメータ装置。 The light beam from the laser light source is converted into a parallel light beam by a collimator lens, projected onto the primary imaging surface by the first imaging lens after passing through the first half mirror, and tilted to direct the light beam to the measurement surface of the subject via the telecentric objective lens. The first optical unit for measurement and the reflected light from the measurement surface by the first optical unit are returned to the outward path, and converted into a parallel light beam through the telecentric objective lens, the primary imaging surface, and the first imaging lens. An inclination measuring optical system formed by an inclination measuring second optical unit that reflects in an orthogonal direction, passes through the third half mirror and is transmitted to the second imaging lens and is projected onto the light receiving unit as an inclination detection image, and illumination The light beam from the light source for light passes through the condenser lens toward the fourth half mirror, and the light beam travels from the first imaging lens of the tilt measurement optical system toward the primary imaging surface. A first optical unit for a microscope that converges on a telecentric objective lens after passing through the placed second half mirror and illuminates the measurement surface, a surface image of the object measurement surface illuminated by the first optical unit, and an object measurement surface Is detected at the image plane position of the telecentric objective lens, the detected image is returned to the forward path, reflected by the fourth half mirror in the direction orthogonal to the second half mirror, and directed to the third half mirror. A microscope optical system, a tilt measuring optical system, and a microscope optical system formed by a second optical unit for a microscope that is reflected in a direction orthogonal to each other and projected from the second imaging lens as a microscope detection image onto a light receiving unit. The system is configured with a display unit that receives and displays the detection image that is detected and projected on the common light receiving unit, so that the tilt of the measurement surface of the subject and the microscope detection image can be confirmed almost simultaneously on the display unit Autocollimator and wherein the a. 倍率の異なるアフォーカルコンバータレンズを収容した複数の鏡筒と、倍率の異なる顕微鏡用結像レンズを収容した複数の鏡筒を取り付けたレンズターレットを設置し、このレンズターレットのアフォーカルコンバータレンズ鏡筒経由でレーザ光源からの光束を被検体に向かわせ、その測定面からの反射光を往路に戻し平行光束として第2結像レンズに伝え、傾き検出像として受光部に投影する傾き測定用光学系と、前記レンズターレットの顕微鏡用結像レンズ鏡筒で被検体測定面に予め施した指標と測定面の表面像を検出し、第2結像レンズから顕微鏡検出像として受光部に投影する顕微鏡用光学系と、傾き測定用光学系と顕微鏡用光学系が検出し、共通の受光部に投影した検出像を受けて表示する表示部とで構成され、両光学系をレンズターレットの回転で交互に使用し、被検体測定面の傾きと顕微鏡検出像を表示部で確認できるようにしたことを特徴とするオートコリメータ装置。


A lens barrel with a plurality of lens barrels containing afocal converter lenses with different magnifications and a lens barrel with a plurality of microscope imaging lenses with different magnifications are installed. An optical system for tilt measurement that directs the light beam from the laser light source to the subject via the path, returns the reflected light from the measurement surface to the outward path, transmits it to the second imaging lens as a parallel light beam, and projects it as a tilt detection image on the light receiving unit And a microscope imaging lens barrel of the lens turret for detecting an index previously applied to the object measurement surface and a surface image of the measurement surface, and projecting from the second imaging lens to the light receiving unit as a microscope detection image It consists of an optical system, a tilt measuring optical system and a microscope optical system, and a display unit that receives and displays a detection image projected on a common light receiving unit. Use alternately rotating the Retto, autocollimator apparatus being characterized in that to be able to check the display unit slope and microscopic detection image of a subject measurement surface.


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