JP3238453B2 - ダハ面の測定方法 - Google Patents

ダハ面の測定方法

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JP3238453B2 JP03850892A JP3850892A JP3238453B2 JP 3238453 B2 JP3238453 B2 JP 3238453B2 JP 03850892 A JP03850892 A JP 03850892A JP 3850892 A JP3850892 A JP 3850892A JP 3238453 B2 JP3238453 B2 JP 3238453B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダハ面、例えば一眼レ
フカメラに使用されているペンタゴナルダハプリズムの
ダハ面の測定方法に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】一眼レフカメラのファイ
ンダ装置は、撮影レンズおよびミラーを介してフォーカ
シングスクリーンに形成された像を、ペンタゴナルダハ
プリズム(以下「ペンタプリズム」という」)により正
立像にして接眼レンズで観察する構造である。したがっ
て、このペンタプリズムの精度が悪いと、例えば、ファ
インダ像が二重像になり非常に見ずらくなってしまう。
特にこの問題は、ペンタプリズムのダハ部のダハ角の狂
い、あるいはルーフ部の稜線部のいわゆるダレによって
生じる。そのためペンタプリズムの製造過程において、
ダハ角の誤差、ダレが許容値以内に収まっているかどう
かなどを測定する必要がある。
【0003】この測定においては測定の一般的な条件の
ほかに、測定結果を定量化できること、ダハ角およ
びダレを分離し、かつ同時に測定できること、短時間
で測定できること、機械的振動(外部振動)の影響を
受けないこと、などが要求される。
【0004】
【発明の目的】本発明は、上記要請に基づいてなされた
もので、上記すべての条件を満足するダハ面の測定方法
を提供することを目的とする。
【0005】
【発明の概要】本発明は、被検物である、稜線で接触す
る二つの平面によって形成されるダハ面の測定方法であ
って、稜線を含むダハ面に平行光束を入射させ、該ダハ
面で反射した波面の一部を、該波面が進む方向に対して
垂直に、かつ該波面内における稜線からの像が平行状態
を維持するように平行にずらし手段によってずらし、
ずらされた波面とずらされない波面とを観測面に入射
させて干渉させること、に特徴を有する。
【0006】上記横ずらし手段は、平行平面板またはく
さび板により構成し、これらの板の表面および裏面で反
射させることにより波面を横ずらしすることができる。
【0007】
【実施例】以下本発明について、図示実施例に基づいて
説明する。図1は、本発明の方法を適用した測定装置の
主要部を示す光学的な構成図である。被測定プリズム
は、一眼レフカメラのファインダ光学系に使用される、
設計ダハ角がαのペンタプリズム10である。なおペン
タプリズム10の形状、構造は図2に示す通り周知の通
りであるが、一眼レフカメラに搭載されると、被写体光
は、第1面11から入射し、ダハ面12、第3反射面1
3で反射して第2面14から射出する。
【0008】本実施例の測定装置では、カメラとは逆
に、第2面14から平行光を入射させ、第3反射面1
3、ダハ面12で反射させて第1面11から射出させ
る。そして、第1面11から射出した光をくさび板20
の表面21および裏面22で反射させて、裏面22で反
射した波面に稜線15と平行な方向に横ずれを生じさ
る。そして、表面21で反射された波面と裏面22で反
射された波面を結像レンズ(観測レンズ)37によって
観測面39に結像させ、これらの波面により生じる干渉
縞を観測する構成である。なお、結像レンズ37は、観
測面39と稜線15とが共役な関係になるように配設さ
れている。
【0009】くさび板20は、第1面11から射出した
光をペンタプリズム10のダハ面側から見てダハ面12
を形成する稜線15に対して所定の角度を成す方向(本
実施例では90゜方向)に反射する向きに配設されてい
る。図1においては、紙面に垂直な方向、即ち、横ずら
しの方向に垂直な方向に角度Δγのくさび角をなしてい
る。なお平行光は、図5に示すように、レーザ発振器3
1からレーザを射出させ、このレーザを対物レンズ33
およびコリメートレンズ35によって形成する。
【0010】この測定装置により、ダハ面12で反射
し、くさび板20の表面21および裏面22で反射し、
横ずらしされた波面61、62を図3に示した。各波面
61、62において、頂部61a、62aは、稜線部1
5の像である。これらの波面61、62により、観測面
39には領域63a、63b、63c部分で干渉縞がそ
れぞれ形成される。領域63a、63cでは、横ずれし
た波面と、元の波面とが互いに平行であるため、くさび
角に応じて平行の干渉縞が発生する。領域63bでは、
横ずれした波面と元の波面とが交差するために、位相差
に相当する縦じまが発生し、くさびによる横縞とが足さ
れて斜めの干渉縞が発生する。
【0011】このようにして観測面39に形成された干
渉縞の模式図を図4A、図4Bおよび図4Cに示した。
図において、符号51a、51bで示した線は稜線部1
5の像であり、稜線の像51aは表面21での反射、稜
線の像51bは裏面での反射により形成される。なお、
これらの稜線の像51a、51bは、稜線部15が理想
的に形成されているときには干渉縞の曲がりや幅を生じ
ない。また、干渉縞52a、52b、52cは、それぞ
れ、図3における領域63a、63b、63c部分によ
り形成される干渉縞である。
【0012】ここで、図4Aは、ペンタプリズム10の
ダハ角が正確に設計値αに形成され、かつダレが無い場
合の干渉縞の模式図である。ダハ角にΔα(rad )の誤
差があると、図4Bに示すように、干渉縞52bが角度
Qだけ傾斜し、ダレがあると、図4Cに示すように、干
渉縞52bと干渉縞52a、52cとの境界部が曲が
る。以上の干渉縞52の変化により、ダハ角の誤差およ
びダレが分かる。しかも、干渉縞52bの傾斜角Qおよ
び傾斜方向により誤差の大きさおよび正負を定量的に測
定可能であり、干渉縞52aと干渉縞52c、52cと
の境界部の変化の大きさおよび方向によりダレの量、そ
の正負を定量的に測定可能である。
【0013】次に、上記稜線の像51の間隔、すなわち
くさび板20での波面の横ずらし量D、干渉縞52bの
傾斜角Qと、上記測定装置との関係を、図1を参照して
説明する。なお、ペンタプリズム10の屈折率をN、く
さび板20の屈折率をn、くさび板20の厚さをtと
し、ペンタプリズム10から射出した光がくさび板20
へ入射する入射角をθ、稜線15の入射角をiとする。
【0014】先ず、横ずらし量Dは、下記式により求
まる。 D=t・ sin2θ(n2 −sin2θ)-1/2 …… ここで、n=1.5 、θ=45゜のときには、D=0.75tと
なる。
【0015】次に、Δαを求める。くさび板20が紙面
に対して垂直にΔγのくさび角を有しているときのΔα
は、下記式により求めることができる。 Δα=[{(n2-sin2θ)1/2 ・Δγ} /(2・N・cosi)]tanQ …… ここで、Δγ=1′、θ=45゜、n=1.5 、N=1.5 、
i=21°でQ=45°のときには、Δα≒28″であること
が分かる。干渉縞52のピッチhは、くさび板20のく
さび角Δγ及び屈折率nによってのみ決まる。
【0016】また、本発明は、くさび板20の代わりに
平行平面板を用いても本願発明を実施することができ
る。本実施例においては、くさび板20の位置に平行平
板を置く。この平行平板により形成された干渉縞の模式
図を、図8Aないし8Cに示した。この平行平板ではく
さび角が0なので、くさび角による横縞の発生がなく、
横ずれした波面と元の波面との位相差による縦縞のみが
発生し得る。この図において、符号71a、71bは図
4Aないし図4Cの稜線像51a、51bに対応する稜
線像である。符号72は、干渉縞52bに対応する干渉
縞である。そして図8Aは、ダレがなくかつダハ角αが
設計値通りに形成されていて、干渉縞72を生じていな
い状態を表わしている。図8Bは、ダハ角αに誤差を有
する状態を表わし、図8Cは、ダレがあるために、稜線
像71a、71bがぼけている状態を表わしている。
【0017】この場合、くさび角Δγ=0であるからΔ
αは、下記式により求めることができる。 Δα=K・λ/(4・N・D・ cosi) …… (ただし、λは光の波長、Kは干渉縞の本数) ここで、λ=0.6328μ、D=7.5mm 、i=21゜、N=1.
5 、K=1のときには、Δα≒3.1 ″であることが分か
る。
【0018】図6には、観察面39にCCDカメラ41
を配設した実施例を示した。このCCDカメラ41の撮
像素子の感光面上には、上記観察面39上に形成された
のと同様のシェアリング干渉縞が結像される。CCDカ
メラ41のピントは、くさび板20のほぼ中間で反射さ
れる光に対して合うように調節する。このようにしてC
CDカメラ41により撮像したこの干渉縞をTVモニタ
43で再生すると、図7Aおよび図7Bに示したような
干渉縞が映し出される。図7Aの干渉縞からこのペンタ
プリズムは、ダハ角の誤差Δα≒40″、ダレなし、とい
うことが分かる。さらに、図7Bの干渉縞からは、ダハ
角の誤差Δα≒4″、ダレあり、ということが分かる。
【0019】以上の通り本実施例によれば、ダハ角の誤
差Δαおよびダレがそれぞれ独立した干渉縞として表わ
れるので、これをTVモニタ43で再生すれば、簡単に
かつ短時間でダハ角の誤差を定量的に測定およびダレを
測定することができる。
【0020】さらに、くさび板20によりダハ面で反射
した光の波面を横ずれさせているので、くさび板20が
振動してもその表面21および裏面22で反射した光の
光路差は変わらないので、外部振動の影響を受けること
がなく安定しているため、振動の多い生産現場での使用
が可能になる。
【0021】本実施例では、第2面14から平行光を入
射させているが、カメラと同様に第1面11から平行光
を入射させてもよい。
【0022】また、本実施例ではペンタプリズム10の
ダハ面に関して測定したが、本発明の測定方法は、これ
以外のダハ角を有するプリズムおよびダハ角を有するミ
ラーの測定ができることはいうまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上の通り本発明のダハ面の測定方法に
よれば、被検物である、稜線で接触する二つの平面によ
って形成されるダハ面の測定方法であって、稜線を含む
ダハ面に平行光束を入射させ、該ダハ面で反射した波面
の一部を、該波面が進む方向に対して垂直に、かつ該波
面内における稜線からの像が平行状態を維持するように
平行にずらし手段によってずらし、記ずらされた波面
とずらされない波面とを観測面に入射させて干渉させ、
干渉させた干渉縞を観察するので、短時間でダハ面のダ
ハ角および稜線のダレを分離して高精度で測定できる。
さらに、横ずらし手段をくさび板、あるいは平行平面板
で構成すれば、測定装置が振動しても干渉縞の変動が少
なく、高い安定性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリズム測定方法を実施する測定装置
の要部を示す図である。
【図2】被検ペンタプリズムの斜視図である。
【図3】くさび板により波面が横ずれした状態を説明す
る図である。
【図4A】、
【図4B】、
【図4C】本実施例の測定装置により測定した干渉縞の
様子を模式的に示す図である。
【図5】本発明の実施例の要部を示す正面図である。
【図6】同実施例の要部を示す側面図である。
【図7A】、
【図7B】同実施例により撮像した干渉縞の例を示す図
である。
【図8A】、
【図8B】、
【図8C】同実施例において、くさび板に代えて平行平
板を使用して測定した干渉縞の様子を模式的に示す図で
ある。
【符号の説明】
10 ペンタプリズム 12 ダハ面 13 第3反射面 15 稜線 20 くさび板 21 くさび板の表面 22 くさび板の裏面 37 結像レンズ 39 観察面 41 CCDカメラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/02 G01B 11/00 - 11/30

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検物である、稜線で接触する二つの平
    面によって形成されるダハ面の測定方法であって、 稜線を含むダハ面に 平行光束を入射させ、 該ダハ面で反射した波面の一部を、該波面が進む方向に
    対して垂直に、かつ該波面内における稜線からの像が平
    行状態を維持するように平行にずらし手段によってずら
    し、 上記ずらされた波面とずらされない波面とを観測面に入
    射させて干渉させること、を特徴とするダハ面の測定方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のダハ面の測定方法におい
    て、上記波面をずらす手段は平行平面板であって、該平
    行平面板の裏面で反射された光束が、上記稜線部からの
    像の平行状態を維持して平行にずれるように上記平行平
    面板を傾斜させることを特徴とするダハ面の測定方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のダハ面の測定方法におい
    て、上記ずらし手段は、上記ずらし方向と垂直方向にく
    さび角を有するくさび板であって、その表面および裏面
    で上記光が反射して波面がずれることを特徴とするダハ
    面の測定方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項記載の
    ダハ面の測定方法において、上記干渉縞が形成される観
    察面と上記ダハ面の稜線とを共役にする観測レンズが配
    設されていることを特徴とするダハ面の測定方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のダハ面の測定方法におい
    て、上記ダハ面は、ペンタゴナルダハプリズムのダハ面
    であることを特徴とするダハ面の測定方法。
  6. 【請求項6】 請求項1記載のダハ面の測定方法におい
    て、上記ダハ面は、一対のミラーにより形成されている
    ことを特徴とするダハ面の測定方法。
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