JPH03130603A - ダハ反射鏡成形金型の検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば−眼レフカメラのファインダ光学系
などに用いられるダハ反射鏡を成形するためのダハ反射
鏡成形金型の検査方法に関する。

〔従来の技術〕

一眼レフカメラのファインダ光学系に従来一般的に用い
られていたペンタプリズムに代わって、最近は、プラス
チック製のルーフ（屋根形）ミラーが用いられるように
なり、大幅な軽量化とコストダウンがはかられている。

このようなルーフミラーは９０度の挟角を有する内面鏡
（以下「ダハ反射鏡」という）であり、反射像をダハ反
射面で左右反転させる機能を有する。

ダハ反射鏡では、挟角に角度誤差があると反射像が２重
像になってしまうため、その直角度を非常に高精度に製
造する必要がある。また、頂角部の稜線にダレがあると
像にちらつきが発生し、反射面の面精度が悪いと像に歪
みが生じるから、稜線のダレ及び面精度などについても
高精度に製造しなければならない。具体的には、例えば
角度は秒オーダーの精度が求められ、稜線の太さはサブ
ミクロンオーダーの範囲に入れる必要がある。

したがって、そのようなルーフミラーをプラスチック成
形するための金型には、ダハ部分の角度、面精度及び稜
線ダレ等について、それ以上の精度が必要となり、これ
らについて精密に検査測定する必要がある。

ダハ反射面の測定について、ペンタプリズムなどのよう
に透明体に形成された内面鏡の場合には、ペンタプリズ
ム内に光を通すことによって、干渉計を利用して比較的
容易に検査測定を行うことができる。しかし、ルーフミ
ラー成形金型のように不透明体材料に突設されたダハ面
を検査測定する場合には、干渉計による測定は困難とさ
れていた。

そこで従来は、ダハ面の挟角の角度（以下単に「角度」
という）θを測定するには、例えば第１１図に示される
ように、分光計１０１を回転させ、分光計１０１からの
出射光がダハ面１０２ａ、１０２ｂ各面に対して垂直に
なる位置をチエツクして、その間の分光計１０１の回動
角度αからダハ面の角度θを測定していた。

また、面精度及び稜線のダレを検査するには、例えば第
１２図に示されるように、金型表面に面精度の高い平行
平面ガラス板にュートン板）１０３などを密着させて、
その時に発生する干渉縞や干渉計により観測される干渉
縞から面精度と稜線のダレを見ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のような従来の検査方法では、角度測定の
精度が低くて、ルーフミラーに要求されるだけの高精度
の測定結果を得ることができない場合があった。また、
角度検査とその他の検査とを別々の装置で別々に行わな
ければならないため、検査作業がはなはだ繁雑なものと
なっていた。

この発明は、そのような従来の欠点を解消し、ダハ面の
角度を正確に検査測定することができ、角度検査と同時
に同じ装置で、面積度及び稜線ダレ等も測定することが
できるダハ反射鏡成形金型の検査方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明のダハ反射鏡成形金
型の検査方法は、あい対向して平行に設置された一対の
平らな反射面の間に９０度の頂角を有する被検面を配置
して、上記一対の反射面の法線に垂直でかつ被検面の頂
角の略２等分線の方向から上記被検面にコヒーレント光
を照射し、上記被検面で両側に反射された後上記各反射
面で反射されさらに上記被検面で再び反射されて元の方
向へ戻される反射光を参照光と干渉させて干渉縞を発生
させ、その干渉縞の状態から上記被検面の状態を検査す
ることを特徴とする。

〔作用〕

９０度の頂角を有する被検面に照射されたコヒーレント
光は、上記被検面で両側に反射されて両側の平行反射面
に当たる。そしてその反射面で反射されて再び被検面で
反射され、元の方向へ戻って参照光と干渉する。その結
果、被検面の状態に対応した干渉縞が発生し、その干渉
縞の状態から被検面の角度、面積度及び稜線ダレなどを
検査測定することができる。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第１図において、ｌは被測定物であるルーフミラー成形
金型１であり、９０度の頂角を有する２平面（ダハ面）
１０ａ、ｌＯｂを存している。２ａ及び２ｂは、あい対
向して設置された一対の平行平面反射鏡。３は、公知の
フィゾー型の干渉計である。干渉計としては他のタイプ
のものを用いてもよい。

一対の反射鏡２ａ、２ｂは反射面の法線が干渉計の光軸
３０と略垂直に設置され、それら反射鏡２ａ、２ｂの間
にルーフミラー成形金型ｌが配置されている。

ルーフミラー成形金型ｌは、ダハ面１０ａ、１０ｂの稜
線１１を干渉計３の方に向け、各ダハ面１０ａ、１０ｂ
が干渉計３の光軸３０に対して略４５度をなすように配
置されている。また、ルーフミラー成形金型ｌは、矢印
Ａで示されるように、干渉計３の光軸３０に対して、紙
面と平行の面内で回転自在（即ち、干渉計３の光軸３０
及び反射鏡２ａ、２ｂの反射面の法線に垂直な軸中心に
回転自在）である。また、矢印Ｂで示されるように、紙
面と垂直方向の面内で回転して（即ち、干渉計３の光軸
３０の光軸に垂直でかつ反射鏡２ａ、２ｂの反射面の法
線に平行な軸中心に回転して）反射波面にティルトを与
えることができるように設置されている。

また、本実施例においては、一対の反射鏡２ａ。

２ｂのうち一方の反射鏡２ｂは半透鏡になっている。こ
れは、この一対の反射鏡２ａ、２ｂを完全に平行な状態
に調整するためであり、例えば第２図に示されるように
、公知のオートコリメータ４などによって半透鏡２ｂの
裏側から光を入れ、２つの反射鏡２ａ、２ｂによって形
成される反射像が合致するように、反射鏡２ａ、２ｂの
傾きを調整することによって、一対の反射鏡２ａ、２ｂ
をほぼ完全に平行な状態にすることができる。またオー
トコリメータ４の代わりに干渉計を利用して、半透鏡２
ｂ、反射鏡２ａからの反射光によってできる干渉縞より
、二つの反射鏡２ａ、２ｂの平行を調整してもよい。

なお、この一対の反射鏡２ａ、２ｂをその他の方法で完
全に平行に設置できるのであれば、一方を半透鏡にする
必要はない。

第１図の干渉計３中において、レーザ光源３１から出射
されたレーザビームはビームエキスパンダ３２で拡げら
れ、半透鏡３３を通過してコリメートレンズ３４で平行
光になる。そして、その平行光束が干渉原器３５を通過
して、被検面であるダハ面１０ａ、ｌＯｂに照射される
。

干渉原器３５は、被検面側の面、即ちレーザ光源３１か
ら見て裏側の面が参照面３５ａとなっており、高精度に
製作されている。そして、レーザ光源３１から出射され
て参照面３５ａで反射される反射光が参照光となる。

半透鏡３３は、被検面方向から戻ってくる反射光と参照
光とを側方に反射する。３６は、半透鏡３３によって側
方に反射された後の光路中に配置された観測レンズであ
り、稜線ＩＩの像をスクリーン３７に投影する。したが
って、ルーフミラー成形金型ｌの頂角の稜線１１とスク
リーン３７面とは光学的に共役の位置にある。

このように配置された装置において、被検面であるルー
フミラー成形金型ｌのダハ面１０ａ、１０ｂ及び稜線１
１の検査測定を行う際には、レーザ光源３工から出射さ
れたレーザ光束を干渉計３から被検面に照射する。する
と、その照射光はダハ面１０ａ、ｌＯｂで両側に向けて
反射されて一対の平行平面反射鏡２ａ、２ｂに当たる。

そしてその反射鏡２ａ、２ｂで反射されて再びダハ面ｌ
Ｏａ、ｌＯｂで反射されて元の方向、即ち干渉計３の方
向に戻る。

その反射光が干渉原器３５を通過すると、レーザ光源３
から出射されて干渉原器３５の参照面３５ａで直接反射
される参照光と重なり合って干渉し、スクリーン３７上
に干渉縞が観測される。

本発明は、ごの干渉縞によってルーフミラー成形金型ｌ
のダハ面１０ａ、１０ｂの角度（挟角）と面積度及び稜
線ＩＩのダレ等を同時に検査α１定しようとするもので
あり、以下それについてさらに詳述する。

まず角度測定について説明をする。この場合、ダハ面１
０ａ、１０ｂの面形状は高精度に加工されているものと
する。

第３図は、ダハ面１０ａ、ｆｏｂの角度が正確に９０度
であり、設置も正しく行われている場合を略示しており
、この場合には稜線１■の左右両側とも、干渉計３へ戻
る反射光の向きは入射光及び参照光の向きと完全に合致
しており、後述するティルトをかけなければ干渉縞はワ
ンカラー状態となる。

第４図は、ダハ面１０ａ、１０ｂの角度が９０度に対し
てΔθずれている場合を示している。この時、稜線１１
の左側の面１０ａを正しく４５度の向きに設置して、左
側の面１０ａへ入射していく光束とその面１０ａで再び
反射して戻ってくる光束とが同じ経路をたどるようにし
たとすると、稜線１１の右側では、ダハ面１０ｂで２回
の反射をして干渉計へ戻る反射光は入射時の経路を戻ら
ずΔθの４倍の角度傾く。したがって、稜線１１の右側
の波面は参照光の波面に対して４Δθ傾き、位相差にλ
が発生する。ただし、λは測定光の波長、ｋは発生する
縞の本数である。また、図中のしは、ダハ面を干渉計３
の光軸側に投影したときの長さである。

ここで ４Ｌ・Δθ＝にλゆえ Δθ＝にλ７／４Ｌとなり、干渉縞の状態からダハ面１
０ａ、１０１）の角度誤差を測定することができる。し
かも、ダハ面のΔθの角度誤差が反射波面では４倍の角
度に増幅されるので、従来の測定法に比べて４倍の精度
で測定することができる。

例えばＬ＝２０ｍｍ、λ＝０．６３２８μｍ。

ｋ＝１本とすると、 Δθ＝０．６３２８ｘ１０　３／８０ ＝８ｘｌＯ−’ｒａｄ。

＃１．６’ となる。

第５図は、上述の角度誤差検出時に、スクリーン３７上
に観測される干渉縞の状態を示しており、ルーフミラー
成形金型Ｉを第１図の矢印Ｂ方向に回転させない場合（
即ち、一対の反射鏡２ａ、２ｂ面の法線まわりに回転さ
せない場合）には、この第５図に示されるように、稜線
位置１１’より左側の部分の干渉縞はワンカラー状態と
なり、稜線位５１１１’より右側の部分には稜線方向と
平行な干渉縞が発生する。

このようにして観測される干渉縞の本数が上述したｋと
なり、これによって角度誤差を検出することができるが
、この場合には、観測される干渉縞の本数が１本以下の
ときは角度誤差の検出は不能となる。

そこで、ルーフミラー成形金型ｌを第１図の矢印Ｂ方向
に回転（即ち、一対の反射鏡２ａ、　　２ｂ面の法線ま
わりに回転）させて反射光の波面にティルトを与えると
、第６図に示されるように、稜線位置ＩＩ’より左側の
部分には稜線方向と直角方向の干渉縞が観測され、稜線
位置１１’より右側には、左側に対して傾いた干渉縞が
観測される。

この場合、第６図に示されるように、縞の１ピツチｐに
対しての縞の曲がり量Δｐの割り合いΔｐ／ｐがｋとな
る。

このようにティルトを与えると干渉縞のずれ量がわかり
易くなり、ずれ量が１本以下（即ちに≦。

■）であってもずれ量ｋを検出して角度誤差を測定する
ことができる。また、角度誤差が正か負かも判断するこ
とができる。

第７図は、ルーフミラー成形金型１の設置状態が傾いて
いる場合を示しており、この場合には、稜線１１の左右
両側で同じように干渉縞の状態が変化するので、ダハ面
の角度誤差とは混同されない。

また第８図は干渉計３の光軸３０が傾いている場合を示
しているが、この場合には干渉計３の傾き角θの半分の
角度θ／２だけルーフミラー成形金型ｌの方を傾けてや
れば、ダハ面１０ａ、１０ｂに入射した光束は、各反射
面２ａ、　　２ｂ、　　１．０ａ、１０ｂで反射されて
、元きた経路を戻るので、上述した正常な測定状態と同
じ測定状態となる。

したがって干渉計３の光軸３０に対する対向面２ａ、２
ｂの法線は略垂直に設置されていればよい。

ダハ面１０ａ、１０ｂの面精度の検査については、上述
した角度検査測定の際に観測される干渉縞の歪みなどか
ら、ダハ面１０ａ、１０ｂの歪みを検出することができ
る。

稜線１１のダレについては、スクリーン３７が稜線１１
と光学的に共役になっていることによって容易に検出す
ることができる。即ち、稜線１１にダレなどが存在する
と、その状態は、例えば第９図に示されるように、稜線
位置Ｉｔ’における干渉縞の曲がりとしてスクリーン３
７上に明瞭に観測される。もし、スクリーン３７と稜線
１１とが共役でなければ、例えば第１０図に示されるよ
うに、稜線１１のダレの状態は干渉縞には明瞭には現れ
ない。

ところで、スクリーン３７上に観測される干渉縞は、コ
ントラストが高いほど観測が容易である。

最も高コントラストが得られるのは、干渉原器３５で反
射される参照光の強度と、ダハ面１０ａ。

１０ｂから干渉計３に戻される反射光の強度とが等しい
ときである。

したがって、平行な反射鏡２ａ、２ｂの反射率をＲ１干
渉原器３５の反射率をＲｒ、ダハ面１０ａ。

ｔａｂの反射率をＲｔとすると、ガラスの吸収等が無い
ものとすれば、 Ｒｒ＝（１−Ｒｒ）・Ｒｔ−Ｒ−Ｒｔ・（１−Ｒｔ）だ
からＲ＝Ｒｒ／（（１−Ｒｒ）２＊　Ｒｔりとなり、こ
の条件に合致するように反射鏡２ａ、２ｂの反射率を選
択すれば、最もコントラストの高い状態で干渉縞を観測
して、ルーフミラー成形金型１のダハ面の検査測定を良
好な状態で行うことができる。

なお、上記実施例においては、ルーフミラー成形金型の
ダハ面の検査測定について説明したが、本発明はそれに
限定されるものではなく、２平面が直角に凸状に交わる
物体の検査測定に広く適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明のダハ反射鏡成形金型の検査方法によれば、ダハ
反射鏡成形金型のダハ面の角度（挟角）誤差を干渉計を
用いて、誤差を４倍に増幅して高精度で検査測定するこ
とができ、しかも面精度と稜線のダレなども、同じ装置
で同時に容易に検査測定することができる優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダハ反射鏡成形金型の検査方法を行う
ための装置を示す正面図、 第２図はその一対の反射面を平行に調整するための調整
状態を示す略示図、 第３図及び第４図はダハ面の角度測定状態を示す部分正
面図、 第５図及び第６図は角度測定時に観測される干渉縞の例
を示す略示図、 第７図及び第８図は角度測定状態を示す部分正面図、 第９図及び第１Ｏ図は干渉縞に現れる稜線部の状態を示
す略示図、 第１１１Ｍ及び第１２図は従来のダハ反射鏡成形金型の
検査方法を示す略示図である。 １・・・ルーフミラー成形金型、 ２ａ、２ｂ・・・一対の平行な反射鏡、３・・・干渉計
、 １０ａ、１０ｂ−ダハ面、 １１・・・稜線、 ３５・・・干渉原器、 ３７・・・スクリーン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. あい対向して平行に設置された一対の平らな反射面の間
   に９０度の頂角を有する被検面を配置して、上記一対の
   反射面の法線に垂直でかつ被検面の頂角の略２等分線の
   方向から上記被検面にコヒーレント光を照射し、上記被
   検面で両側に反射された後上記各反射面で反射されさら
   に上記被検面で再び反射されて元の方向へ戻される反射
   光を参照光と干渉させて干渉縞を発生させ、その干渉縞
   の状態から上記被検面の状態を検査することを特徴とす
   るダハ反射鏡成形金型の検査方法。