JP2011237270A - Optical sensor - Google Patents
Optical sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011237270A JP2011237270A JP2010108756A JP2010108756A JP2011237270A JP 2011237270 A JP2011237270 A JP 2011237270A JP 2010108756 A JP2010108756 A JP 2010108756A JP 2010108756 A JP2010108756 A JP 2010108756A JP 2011237270 A JP2011237270 A JP 2011237270A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- diaphragm
- receiving element
- wave plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば流体の圧力や音圧、被測定面の変位、振動等を検出するための光センサーに関する。 The present invention relates to an optical sensor for detecting, for example, fluid pressure and sound pressure, displacement of a measurement surface, vibration, and the like.
従来、CD等の光ディスクから情報を再生したり記録するための光ピックアップにおいて、ディスク面に対する対物レンズの焦点位置を自動的に検出するために、ナイフエッジ法、非点収差法、臨界角法、フーコー法等の光学的手法が採用されている。また、これらの手法を用いて、測定対象物の位置や変位、表面粗さを測定するための様々な方法や装置が提案されている。 Conventionally, in an optical pickup for reproducing or recording information from an optical disk such as a CD, a knife edge method, an astigmatism method, a critical angle method, Optical methods such as Foucault method are adopted. Various methods and apparatuses for measuring the position, displacement, and surface roughness of a measurement object using these techniques have been proposed.
例えば、ナイフエッジ法を用いて物体の微小変位や表面粗さを測定するために、レーザービームを測定対象物にその表面で焦点を結ぶように投射し、その反射光を2分割ダイオードで受光する計測器が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この光学系は、光路の途中にナイフエッジが配置されて、2分割ダイオードに入射する反射ビームの断面が半円になる。測定対象物の表面が焦点位置より後方にずれると、反射ビームは2分割ダイオードの下方にシフトし、前方にずれると上方にシフトするので、2分割ダイオードの信号の関数として、焦点位置に対する測定対象物表面の変位量が得られる。 For example, in order to measure a minute displacement or surface roughness of an object using the knife edge method, a laser beam is projected onto a measurement object so as to be focused on the surface, and the reflected light is received by a two-divided diode. A measuring instrument is known (see, for example, Patent Document 1). In this optical system, a knife edge is arranged in the middle of the optical path, and the cross section of the reflected beam incident on the two-divided diode becomes a semicircle. When the surface of the object to be measured is shifted backward from the focal position, the reflected beam is shifted downward from the two-divided diode, and when it is shifted forward, it is shifted upward. The displacement amount of the object surface can be obtained.
また、非点収差法を用いて測定面の表面形状や表面粗さを測定する光学式変位センサーは、レーザー光を微小スポットとして測定面に投射し、その反射光に円柱レンズを通過させて非点収差を与え、ビームスポットの中心を4分割受光素子の中心に合わせて入射させる(例えば、特許文献2,3を参照)。測定面がレーザー光の焦点位置にあると、各受光素子の出力信号は等しいが、該焦点位置の後方又は前方にずれると、一方の対角位置にある受光素子の出力信号は他方の対角位置にある受光素子の出力信号より大きくなる。従って、各受光素子の出力信号から測定面の変位信号を算出することによって、測定面の焦点位置からの変位量が得られる。
Also, an optical displacement sensor that measures the surface shape and surface roughness of the measurement surface using the astigmatism method projects the laser beam as a minute spot onto the measurement surface, and passes the reflected light through a cylindrical lens. A point aberration is given, and the center of the beam spot is made incident on the center of the four-divided light receiving element (see, for example,
しかしながら、上述した従来の光センサーは、いずれも光学部品の点数が多く、大型であったり、構造が複雑で高価であるという問題がある。 However, each of the above-described conventional optical sensors has a problem that the number of optical components is large, the size is large, and the structure is complicated and expensive.
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学部品の点数を少なくし、構造を簡単化すると共に、小型化及びコストの低減を実現し得る光センサーを提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to reduce the number of optical components, simplify the structure, and realize light that can be downsized and reduced in cost. To provide a sensor.
本発明の光センサーは、上記目的を達成するために、光源と、光検出器と、光源からの出射光を測定対象物の反射面で合焦するように集光する第1光学系と、反射面からの反射光を光検出器の受光面に集光する第2光学系とを備え、光検出器の受光面が、その光軸を反射光の光軸と平行にかつそれからずらして配置され、そのずれ量が、常に反射光のビームスポット形状の一部だけが受光面に入射するように決定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the optical sensor of the present invention includes a light source, a photodetector, and a first optical system that condenses the emitted light from the light source so as to be focused on the reflection surface of the measurement object; And a second optical system for condensing the reflected light from the reflecting surface on the light receiving surface of the photodetector, and the light receiving surface of the photodetector is arranged in parallel with and shifted from the optical axis of the reflected light The shift amount is determined such that only a part of the beam spot shape of the reflected light is always incident on the light receiving surface.
これによって、光検出器の受光面でのビームスポット形状は、測定対象物の反射面の光軸上での位置によって変化する。従って、光検出器から検出される光量は、反射面の合焦位置からの変位に対応して増減するから、この光量の変化を検出することによって、測定対象物の反射面の変位量を求めることができる。 Thereby, the beam spot shape on the light receiving surface of the photodetector changes depending on the position on the optical axis of the reflecting surface of the measurement object. Therefore, the amount of light detected from the photodetector increases or decreases in accordance with the displacement of the reflecting surface from the in-focus position, and thus the amount of displacement of the reflecting surface of the measurement object is obtained by detecting the change in the amount of light. be able to.
或る実施例では、第1光学系が、光源からの出射光を透過又は反射させる偏光ビームスプリッターと、出射光を測定対象物の反射面に集光する対物レンズと、該対物レンズの偏光ビームスプリッターとは反対側に配置される1/4波長板とを有する。これにより、光源からの出射光は、偏光ビームスプリッターで分離された第1の直線偏光が、対物レンズにより収束され、1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換されて測定対象物の反射面に入射し、逆方向の円偏光となって反射され、再び1/4波長板により第2の直線偏光に変換されて光検出器に入射するように構成される。 In one embodiment, the first optical system includes a polarizing beam splitter that transmits or reflects light emitted from a light source, an objective lens that focuses the emitted light on a reflection surface of a measurement object, and a polarized beam of the objective lens. A quarter wave plate disposed on the opposite side of the splitter. As a result, the first linearly polarized light separated by the polarization beam splitter is converged by the objective lens, and is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wavelength plate, and reflected from the measurement object. The light is incident on the surface, is reflected as circularly polarized light in the reverse direction, is again converted into second linearly polarized light by the quarter-wave plate, and is incident on the photodetector.
別の実施例では、光センサーが測定対象物としての振動板を更に備えることによって、流体の圧力や音圧による振動を測定するために用いることができる。 In another embodiment, the optical sensor can further be provided with a diaphragm as a measurement object, so that it can be used to measure vibration due to fluid pressure or sound pressure.
更に別の実施例によれば、1/4波長板と振動板とが一体化されていることにより、光学部品の点数を従来よりも少なくし、振動板から光検出器までの光路長を短くし、光センサーの組立時に1/4波長板と振動板との位置合わせを省略し、それらと他の光学系とのとの位置合わせを1度で済ませることができる。従って、装置全体を小型化し、構造及び組立を簡単にし、より高精度で高信頼性の光センサーを低コストで得ることができる。 According to still another embodiment, the quarter wavelength plate and the diaphragm are integrated, so that the number of optical components is reduced as compared with the prior art, and the optical path length from the diaphragm to the photodetector is shortened. In addition, when the optical sensor is assembled, the alignment between the quarter-wave plate and the diaphragm can be omitted, and the alignment between them and the other optical system can be completed only once. Therefore, the entire apparatus can be miniaturized, the structure and assembly can be simplified, and a more accurate and reliable optical sensor can be obtained at low cost.
以下に、添付図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。尚、添付図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付して示す。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals.
図1(A)は、本発明による光センサーの第1実施例の構成を示している。本実施例の光センサー1は、振動を検出するためのものであって、レーザーダイオードからなる光源2と、平板型の偏光ビームスプリッター3と、対物レンズ4と、波長板ユニット5と、光検出部として1個の受光素子6とを備える。波長板ユニット5は、水晶板からなる1/4波長板7と金属の振動板8とを一体に組合せたものである。1/4波長板7及び振動板8は、それぞれ補強のために片面側の周縁部が短円筒状に厚く形成され、互いに短円筒状部分を突き合わせて一体に接合されている。
FIG. 1A shows the configuration of the first embodiment of the optical sensor according to the present invention. The
偏光ビームスプリッター3、対物レンズ4及び波長板ユニット5は、1/4波長板7を前記対物レンズ側にして、光源2の光軸に直交する同一の光軸x1上に配置される。受光素子6は、例えばフォトダイオードからなり、その光軸x2が偏光ビームスプリッター3等の光軸x1と平行にかつそれから僅かな距離dだけずらして配置される。
The polarizing
光源2は、その電源でありかつ出射するレーザー光の出力を制御する駆動回路9に接続されている。受光素子6は、その出力信号を処理して振動板8の変位信号を出力する信号処理回路10に接続されている。信号処理回路10は、例えば光電変換器、差動増幅器等から構成される。
The
光センサー1において、光源2から発散光として出射されたレーザー光Lは、偏光ビームスプリッター3によりS偏光の直線偏光成分が反射され、対物レンズ4により収束されて波長板ユニット5に入射する。前記波長板ユニットに入射したレーザー光Lは、1/4波長板7を通過する際に直線偏光から円偏光に変換されて振動板8の表面に投射され、逆方向の円偏光となって反射される。振動板8表面からの反射光は、再び1/4波長板7を通過してP偏光の直線偏光に変換され、対物レンズ4により収束され、偏光ビームスプリッター3を透過し、結像した後に拡散して受光素子6に入射する。
In the
図1(B)は、受光素子6の受光面6aに入射するビームスポット形状を示している。受光素子6の光軸x2は、上述したように偏光ビームスプリッター3の光軸x1からずらして配置されている。そのため、ビームスポット形状mは、その中心cを光軸x1が通る位置に、即ち受光面6aの中心Oから距離dだけ離れた位置に置いて投影される。
FIG. 1B shows the shape of a beam spot incident on the
振動板8は、図1(A)に示すように、不変位状態のとき、その反射面8aでレーザー光Lが合焦するように配置される。このとき、反射面8aからの反射光R0は、入射時と同じ光路を辿って、入射時と同じビーム断面を維持しながら偏光ビームスプリッター3に至り、これを透過して受光素子6に入射する。
As shown in FIG. 1A, the
振動板8が不変位位置S0から光軸方向手前に即ち1/4波長板7側に位置S1まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より手前で反射面8aに反射される。従って、反射光R1は、入射時よりも内側の光路を辿って、入射時よりも幾分細いビーム断面で偏光ビームスプリッター3に至り、これを透過して受光素子6に入射する。反射光R1は、反射光R0よりも手前で結像するので、受光面6aでのビームスポット形状m1は、元のビームスポット形状mと同心にかつそれよりも大きく現れる。
When the
振動板8が不変位位置S0から光軸方向後方に即ち1/4波長板7とは反対側に位置S2まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より後方で反射面8aに反射される。従って、反射光R2は、入射時よりも外側の光路を辿って、入射時よりも幾分太いビーム断面で偏光ビームスプリッター3に至り、これを透過して受光素子6に入射する。反射光R2は、反射光R0よりも後方で結像するので、受光面6aでのビームスポット形状m2は、元のビームスポット形状mと同心にかつそれよりも小さく現れる。
When the
従って、受光面6aの中心cとビームスポット形状の中心Oとのずれである距離dは、振動板8の光軸上の位置に拘わらず、常にビームスポット形状の一部だけが受光面6aに入射するように設定する。これにより、受光面6aでのビームスポット形状は、上述したように振動板8の位置によって変化する。従って、受光素子6から検出される光量は、振動板8の変位に対応して増減し、この光量の変化を検出することによって、振動板8の変位量を求めることができる。
Therefore, the distance d, which is the deviation between the center c of the
本実施例の光センサー1は、光学部品の点数が従来よりも大幅に少ない。しかも、1/4波長板7と振動板8とを一体化した波長板ユニット5を用いることによって、振動板8から受光素子6までの光路長を大幅に短くできる。更に、光センサー1の組立時に、1/4波長板7と振動板8との位置合わせを行う必要が無く、かつそれらと対物レンズ4との位置合わせが1度で済む。その結果、装置全体を小型化し、光センサー1の組立を簡単にし、より高精度で高信頼性の装置をより低コストで得ることができる。
In the
図2(A)〜(F)は、第1実施例とは異なる様々な構造の波長板ユニットを示している。図2(A)の波長板ユニット51は、第1実施例と同じ1/4波長板7に非金属の振動板81を組合せたものである。振動板81は、ガラス又は水晶等の薄板からなり、その片面側の周縁部が補強のために短円筒状に厚く形成されている。振動板81の1/4波長板7側の片面は、金属膜を施して反射面が形成されている。振動板81は、1/4波長板7と互いに短円筒状部分を突き合わせて一体に接合される。
2A to 2F show wave plate units having various structures different from those of the first embodiment.
図2(B)の波長板ユニット52は、第1実施例と同じ1/4波長板7に薄い平板の振動板82を組合せたものである。振動板82は、金属板、硬質フィルムやガラス板等の非金属板で形成される。振動板82が硬質フィルム又はガラス板等の場合、その1/4波長板7側の片面に金属膜を施して反射面が形成されている。振動板82は、1/4波長板7とその短円筒状部分で一体に接合される。
図2(C)の波長板ユニット53は、薄い平板の1/4波長板71に第1実施例と同じ振動板8を組合せたものである。1/4波長板71は、例えばフィルム状の樹脂材料板で形成される。1/4波長板71は、振動板8とその短円筒状部分で一体に接合される。
Waveplate unit 3 in FIG. 2 (C) are those in the quarter-wave plate 71 of thin tabular combining
図2(D)の波長板ユニット54は、図3(C)の1/4波長板71と図3(A)の波長板ユニット51とを組合せたものである。1/4波長板71と波長板ユニット51とは、互いに短円筒状部分を突き合わせて一体に接合される。
Figure 2 waveplate unit 5 4 (D) is a combination of a
第1実施例の波長板ユニット5及び図2(A)〜(D)の波長板ユニット51〜54は、それぞれ前記1/4波長板の両面に反射防止膜を施しておくことが好ましい。更に、1/4波長板7,71の外面には、薄いガラス板11を貼り合わせることができる。このガラス板11によって、前記1/4波長板は、前記反射防止膜から受ける応力を緩和し、かつ前記振動板からの振動の影響を解消するべく補強することができる。
The
図2(E)の波長板ユニット55は、1/4波長板72が振動板を兼用している。1/4波長板72は、第1実施例と同様に、水晶板からなり、その片面側の周縁部が補強のために短円筒状に厚く形成されている。1/4波長板72の外面即ち前記短円筒状部分と反対側の片面に金属膜12を施して、反射面が形成されている。1/4波長板72の内面には、反射防止膜を施しておくことが好ましい。
Waveplate unit 5 5 in FIG. 2 (E) is 1/4-wavelength plate 7 2 also serves as a diaphragm. Quarter-
図2(F)の波長板ユニット56は、図2(E)と同様に、1/4波長板73が振動板を兼用している。1/4波長板73は、図2(C)と同様の樹脂材料板で形成され、その外面に金属膜12を施して、反射面が形成されている。1/4波長板73の内面周縁部には、金属又はガラス材料の短円筒形の補強部材13が一体に接合されている。1/4波長板73の内面には、反射防止膜を施しておくことが好ましい。
Waveplate unit 5 6 of FIG. 2 (F), similar to FIG. 2 (E), 1/4-wavelength plate 7 3 also serves as a diaphragm. Quarter-
また、1/4波長板7,72は、入力角依存性に優れたXカット又はYカットの水晶板で形成することが好ましい。更に、1/4波長板7,72は、基本波(0次)モードとすることによって、優れた波長依存性が得られる。
Also, 1/4-
図3は、本発明による振動検出用光センサーの第2実施例の構成を示している。本実施例の光センサー21は、第1実施例と同様に配置されたレーザーダイオードからなる光源2、平板型の偏光ビームスプリッター3、対物レンズ4、波長板ユニット5、及び光検出部として1個の受光素子6に加えて、光源2と偏光ビームスプリッター3間にそれと同一光軸上に配置されたコリメートレンズ22を更に備える。光源2には駆動回路9が接続され、受光素子6には信号処理回路10が接続されている。波長板ユニット5に代えて、図2(A)〜(F)の波長板ユニットを用いることができる。
FIG. 3 shows the configuration of a second embodiment of the vibration detecting photosensor according to the present invention. The
光センサー21において、光源2から出射されたレーザー光Lは、コリメートレンズ22により平行光とされ、偏光ビームスプリッター3によりS偏光の直線偏光成分が反射され、対物レンズ4により収束されて波長板ユニット5に入射する。前記波長板ユニットに入射したレーザー光Lは、1/4波長板7を通過する際に直線偏光から円偏光に変換されて振動板8の表面に投射され、逆方向の円偏光となって反射される。振動板8表面からの反射光は、再び1/4波長板7を通過してP偏光の直線偏光に変換され、対物レンズ4により平行光とされ、偏光ビームスプリッター3を透過して受光素子6に入射する。
In the
振動板8は、不変位状態のとき、その反射面8aでレーザー光Lが合焦するように配置される。このとき、反射面8aからの反射光は、入射時と同じ光路を辿って、入射時と同じビーム断面を維持して偏光ビームスプリッター3を透過し、受光素子6に入射する。受光素子6の受光面に入射するビームスポット形状は、その中心を光軸x1が通る位置に、即ち前記受光面の中心から距離dだけ離れた位置に置いて投影される。
The
振動板8が不変位位置S0から光軸方向手前に即ち1/4波長板7側に位置S1まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より手前で反射面8aに反射される。反射光Rは、入射時よりも内側の光路を辿って、入射時よりも幾分細いビーム断面で偏光ビームスプリッター3を透過し、受光素子6に入射する。この場合、受光素子6の前記受光面でのビームスポット形状は、元のビームスポット形状よりも小さくなる。
When the
振動板8が不変位位置S0から光軸方向後方に即ち1/4波長板7とは反対側に位置S2まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より後方で反射面8aに反射される。反射光Rは、入射時よりも外側の光路を辿って、入射時よりも幾分太いビーム断面で偏光ビームスプリッター3を透過し、受光素子6に入射する。この場合、受光素子6の前記受光面でのビームスポット形状は、元のビームスポット形状よりも大きくなる。
When the
本実施例においても、このように、受光素子6の前記受光面に入射するビームスポット形状が振動板8の位置によって変化するので、受光素子6から検出される光量は、振動板8の変位に対応して増減する。従って、この光量の変化を検出することによって、振動板8の変位量を求めることができる。
Also in this embodiment, since the shape of the beam spot incident on the light receiving surface of the
本実施例においても、光学部品の点数が従来より大幅に少なくなる。更に、1/4波長板7と振動板8とを一体化した波長板ユニット5によって、振動板8から受光素子6までの光路長を大幅に短くでき、光センサー1の組立時に1/4波長板7と振動板8との位置合わせが不要で、それらと対物レンズ4との位置合わせが1度で済む。従って、装置全体を小型化し、構造及び組立を簡単にし、より高精度で高信頼性の光センサーをより低コストで得ることができる。
Also in the present embodiment, the number of optical components is significantly reduced as compared with the prior art. Furthermore, the
図4は、本発明による振動検出用光センサーの第3実施例の構成を示している。本実施例の光センサー31は、第2実施例と同様に配置されたレーザーダイオードからなる光源2、コリメートレンズ22、平板型の偏光ビームスプリッター3、対物レンズ4、波長板ユニット5を備え、光検出部としての4分割受光素子32が使用され、該4分割受光素子と偏光ビームスプリッター3間に円柱レンズ33が配置されている。4分割受光素子32及び円柱レンズ33は、偏光ビームスプリッター3と同一光軸上に配置されている。4分割受光素子32は、例えば4分割フォトダイオードが用いられる。波長板ユニット5に代えて、図2(A)〜(F)の波長板ユニットを用いることができる。
FIG. 4 shows the configuration of a third embodiment of the vibration detection photosensor according to the present invention. The
光センサー21において、光源2から出射されたレーザー光Lは、コリメートレンズ22により平行光とされ、偏光ビームスプリッター3によりS偏光の直線偏光成分が反射され、対物レンズ4により収束されて波長板ユニット5に入射する。前記波長板ユニットに入射したレーザー光Lは、1/4波長板7を通過する際に直線偏光から円偏光に変換されて振動板8の表面に投射され、逆方向の円偏光となって反射される。振動板8表面からの反射光は、再び1/4波長板7を通過してP偏光の直線偏光に変換され、対物レンズ4により平行光とされ、偏光ビームスプリッター3を透過し、円柱レンズ33により収束されかつ非点収差を与えられて、4分割受光素子32に入射する。
In the
振動板8は、不変位状態のとき、その反射面8aでレーザー光Lが合焦するように配置される。このとき、反射面8aからの反射光Rは、入射時と同じ光路を辿って、入射時と同じビーム断面を維持して偏光ビームスプリッター3を透過し、円柱レンズ33に収束されて結像した後、4分割受光素子32に入射する。図5(A)は、このとき前記4分割受光素子の受光面32aに入射したビームスポット形状M0を示している。ビームスポット形状M0は、その中心を4分割受光素子32の中心に置いた円形である。
The
振動板8が不変位位置S0から光軸方向手前に即ち1/4波長板7側に位置S1まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より手前で反射面8aに反射される。反射光Rは、入射時よりも内側の光路を辿って、入射時よりも幾分細いビーム断面で偏光ビームスプリッター3を透過し、円柱レンズ33に収束されて結像した後、4分割受光素子32に入射する。図5(B)は、このとき前記4分割受光素子の受光面32aに入射したビームスポット形状M1を示している。ビームスポット形状M1は、その中心を4分割受光素子32の中心に置いた横長の楕円形になる。
When the
振動板8が不変位位置S0から光軸方向後方に即ち1/4波長板7とは反対側に位置S2まで変位すると、レーザー光Lは焦点位置S0より後方で反射面8aに反射される。反射光Rは、入射時よりも外側の光路を辿って、入射時よりも幾分太いビーム断面で偏光ビームスプリッター3を透過し、円柱レンズ33に収束されて結像した後、4分割受光素子32に入射する。図5(C)は、このとき前記4分割受光素子の受光面32aに入射したビームスポット形状M2を示している。ビームスポット形状M2は、その中心を4分割受光素子32の中心に置いた縦長の楕円形になる。
When the
4分割受光素子32の各受光素子の出力信号を、図示するように、それらの位置からVa,Vb,Vc,Vdとする。このとき、振動板8の変位信号V0は、V0=(Va+Vd)−(Vb+Vc)で表される。図5(D)は、横軸に0点をレーザー光Lの合焦位置として振動板8の変位量をとり、縦軸に変位信号V0を表したものである。変位信号V0は、0点を挟んで+/−両側に或る範囲が概ね直線状に変化するS次状曲線となる。従って、この直線状の範囲で、変位信号V0から振動板8の変位量を求めることができる。
As shown in the figure, the output signals of the light receiving elements of the four-divided
本実施例においても、1/4波長板7と振動板8とを一体化した波長板ユニット5によって、光学部品の点数を従来より少なくし、振動板8から受光素子6までの光路長を大幅に短くし、光センサー1の組立時に1/4波長板7と振動板8との位置合わせが不要で、それらと対物レンズ4との位置合わせが1度で済ませることができる。従って、装置全体を小型化し、構造及び組立を簡単にし、より高精度で高信頼性の光センサーをより低コストで得ることができる。
Also in this embodiment, the
上記各実施例は、振動検出用の光センサーであり、そのために振動板を備えている。しかしながら、本発明は、光センサーとは別個の測定対象物について、その位置や変位、被測定面の振動等を測定するために用いることができる。その場合には、波長板ユニットを1/4波長板単体に置き換えて振動板を省略し、レーザー光が測定対象物の被測定面で合焦するように設定すればよい。 Each of the above embodiments is an optical sensor for vibration detection, and is provided with a diaphragm for this purpose. However, the present invention can be used to measure the position and displacement of the measurement object separate from the optical sensor, the vibration of the surface to be measured, and the like. In that case, the wave plate unit may be replaced with a single quarter wave plate, the vibration plate may be omitted, and the laser light may be set to be focused on the surface to be measured of the measurement object.
また、振動板にレーザー光を集光させて投射する光学系、及び振動板からの反射光を受光素子に入射させる光学系として、上記実施例以外の様々な構成が考えられる。例えば、光源から出射して偏光ビームスプリッターを透過したレーザー光の直線偏光成分を振動板に投射し、その反射光を偏光ビームスプリッターで反射して光検出器に入射するように構成することもできる。 Various configurations other than the above-described embodiment are conceivable as an optical system for condensing and projecting laser light on the diaphragm and an optical system for causing reflected light from the diaphragm to enter the light receiving element. For example, the linearly polarized component of the laser light emitted from the light source and transmitted through the polarizing beam splitter can be projected onto the diaphragm, and the reflected light can be reflected by the polarizing beam splitter and incident on the photodetector. .
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内で様々な変形又は変更を加えて実施することができる。例えば、第1及び第2実施例において、同様に振動板の変位を光量の変化として検出できる限り、複数の受光素子で光検出部を構成することもできる。偏光ビームスプリッターはプリズム型のものを用いることもできる。また、光源は、レーザダイオード以外に公知の様々なものを用いることができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications or changes within the technical scope thereof. For example, in the first and second embodiments, as long as the displacement of the diaphragm can be detected as a change in the amount of light, the light detection unit can be configured with a plurality of light receiving elements. The polarizing beam splitter can be a prism type. Various known light sources other than the laser diode can be used as the light source.
1,21,31…光センサー、2…光源、3…偏光ビームスプリッター、4…対物レンズ、5…波長板ユニット、6…受光素子、6a,32a…受光面、7…1/4波長板、8…振動板、9…駆動回路、10…信号処理回路、8a…反射面、11…ガラス板、12…金属膜、13…補強部材、22…コリメートレンズ、32…4分割受光素子、33…円柱レンズ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光検出器の前記受光面が、その光軸を前記反射光の光軸と平行にかつそれからずらして配置され、そのずれ量が、常に前記反射光のビームスポット形状の一部だけが前記受光面に入射するように決定されることを特徴とする光センサー。 A light source, a light detector, a first optical system that focuses light emitted from the light source so as to be focused on the reflection surface of the measurement object, and light reception by the light detector from the reflection surface A second optical system for focusing on the surface,
The light receiving surface of the photodetector is arranged with its optical axis parallel to and shifted from the optical axis of the reflected light, and the amount of shift is always only a part of the beam spot shape of the reflected light. An optical sensor that is determined to be incident on a surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010108756A JP2011237270A (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Optical sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010108756A JP2011237270A (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Optical sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011237270A true JP2011237270A (en) | 2011-11-24 |
Family
ID=45325418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010108756A Withdrawn JP2011237270A (en) | 2010-05-10 | 2010-05-10 | Optical sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011237270A (en) |
-
2010
- 2010-05-10 JP JP2010108756A patent/JP2011237270A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6947213B2 (en) | Diffractive optical element that polarizes light and an optical pickup using the same | |
JP3083834B2 (en) | Optical pickup device | |
JPH1083555A (en) | Optical pickup device | |
JP2009205775A (en) | Optical pickup device | |
JPH0447377B2 (en) | ||
JP2011237270A (en) | Optical sensor | |
JP2011237271A (en) | Optical sensor | |
JP2012037461A (en) | Optical sensor | |
US4954702A (en) | Process for detecting a focal point in an optical head | |
US4683559A (en) | Optical pickup with a two-detector arrangement | |
JP2012037817A (en) | Photosensor | |
JP2012037396A (en) | Optical sensor | |
JP2012037460A (en) | Optical sensor | |
JP6907064B2 (en) | Displacement detector | |
KR20060130900A (en) | Optical pick-up apparatus | |
JPH05144045A (en) | Focus controller for optical pickup device | |
JP2012037733A (en) | Optical sensor | |
JP2011149753A (en) | Optical pickup device for vibration detection | |
JP2636659B2 (en) | Focusing error detector | |
JP2595210B2 (en) | Optical pickup device | |
JP2005189677A (en) | Beam alignment polarization beam splitter and optical pickup | |
KR20050123346A (en) | Optical pick-up apparatus | |
JPS62159354A (en) | Optical pickup of optical information signal recording and reproducing device | |
JP2006209824A (en) | Optical pickup | |
JPH10112053A (en) | Optical pickup system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20111227 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120726 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130806 |