JP4652745B2 - 光学的変位測定器 - Google Patents
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本発明は、円錐形状プリズムの光学的特性を利用し、光源からの光を円錐形状プリズムの中心光軸より偏らせて対象物に入射し、その反射光を再び円錐形状のプリズムを通して戻すと、対象物と円錐形状プリズムとの間の変位に応じ、戻ってきた光は円錐形状プリズムの中心光軸からオフセットすることに基づいて対象物の変位を測定するものである。
本発明に係る光学的変位測定器は、往路光を屈折させて対象物に光を当て、対象物から反射する光を屈折させて復路光とする対物光学系であって、往路光を中心光軸に平行な光としたときに、対象物の位置にかかわらず、復路光を往路光に平行な光とする対物光学系と、対物光学系の中心光軸と光軸を合わせて配置され、光源の光の方向を変えて対物光学系の中心光軸から平行に偏移させた光とし、対物光学系を介して対象物に光を当て、対象物からの復路光を検出部に導く偏向ビームスプリッタと、対象物と対物光学系との間の変位に応じて対物光学系の中心光軸からオフセットする復路光を検出する検出部と、光源の光を2つに分ける光学系であって、これらの光を偏向ビームスプリッタを通すことで光の方向が変更されたときに対物光学系の中心光軸からの偏移量の異なる2つの往路光となるように、2つの光を生成する2光線光学系と、を備え、対物光学系は、円錐形状プリズムを含み、円錐形状プリズムの頂角は、対象物との間隔あるいは変位の所要分解能で定められ、検出部は、2つの往路光に応じた2つの復路光のそれぞれについて対物光学系の中心光軸からのオフセットを検出し、それらの平均化に基づき、対象物と対物光学系との間の変位を求めることを特徴とする。
Claims (3)
- 往路光を屈折させて対象物に光を当て、対象物から反射する光を屈折させて復路光とする対物光学系であって、往路光を中心光軸に平行な光としたときに、対象物の位置にかかわらず、復路光を往路光に平行な光とする対物光学系と、
対物光学系の中心光軸と光軸を合わせて配置され、光源の光の方向を変えて対物光学系の中心光軸から平行に偏移させた光とし、対物光学系を介して対象物に光を当て、対象物からの復路光を検出部に導く偏向ビームスプリッタと、
対象物と対物光学系との間の変位に応じて対物光学系の中心光軸からオフセットする復路光を検出する検出部と、
光源の光を2つに分ける光学系であって、これらの光を偏向ビームスプリッタを通すことで光の方向が変更されたときに対物光学系の中心光軸からの偏移量の異なる2つの往路光となるように、2つの光を生成する2光線光学系と、
を備え、
対物光学系は、円錐形状プリズムを含み、円錐形状プリズムの頂角は、対象物との間隔あるいは変位の所要分解能で定められ、
検出部は、2つの往路光に応じた2つの復路光のそれぞれについて対物光学系の中心光軸からのオフセットを検出し、それらの平均化に基づき、対象物と対物光学系との間の変位を求めることを特徴とする光学的変位測定器。 - 請求項1に記載の光学的変位測定器において、
検出部は、
対物光学系の中心光軸と同軸又は平行な集光軸を有し、オフセットの大きさに応じて集光軸から偏移する復路光を集光軸上の焦点に集光する集光レンズと、
焦点を隔てて集光レンズの反対側に配置され、オフセットの大きさに応じて変化する集光後の光の集光軸からの偏移量を検出する光学的検出器と、
を備えることを特徴とする光学的変位測定器。 - 請求項2に記載の光学的変位測定器において、
集光レンズの集光軸上の略焦点位置に配置され、集光軸近傍の光のみ通す絞り光学素子を備えることを特徴とする光学的変位測定器。
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