JPH03242511A - 微小変位計 - Google Patents
微小変位計Info
- Publication number
- JPH03242511A JPH03242511A JP3737490A JP3737490A JPH03242511A JP H03242511 A JPH03242511 A JP H03242511A JP 3737490 A JP3737490 A JP 3737490A JP 3737490 A JP3737490 A JP 3737490A JP H03242511 A JPH03242511 A JP H03242511A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- optical axis
- laser beam
- optical head
- optical
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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。
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〕
本発明は、レーザ光光軸の傾き角度が測定できる微小変
位計に関するものである。
位計に関するものである。
非点収差方式を用いた微小変位計においては、微小変位
を測定する前に、光学ヘッドからのレーザ光の光軸を被
測定面に対して垂直になるようにｔ、らかヒめ調整して
おく必要がある。しかし、従来の微小変位計は、上記レ
ーザ光光軸と被測定面との傾き状態を測定し表示できる
モニタ機能を装備していないため、外部の機器を用いて
、上記レーザ光光軸と被測定面との傾きの状態を測定し
ていた。
を測定する前に、光学ヘッドからのレーザ光の光軸を被
測定面に対して垂直になるようにｔ、らかヒめ調整して
おく必要がある。しかし、従来の微小変位計は、上記レ
ーザ光光軸と被測定面との傾き状態を測定し表示できる
モニタ機能を装備していないため、外部の機器を用いて
、上記レーザ光光軸と被測定面との傾きの状態を測定し
ていた。
上記従来技術は、光軸の傾き状態を測定するために、外
部機器を用いなければならないので、光軸の調整に対し
て非常な手間と時間とを必要とするという欠点を有して
いた。
部機器を用いなければならないので、光軸の調整に対し
て非常な手間と時間とを必要とするという欠点を有して
いた。
本発明は、外部機器を使用することなく、容易に光軸の
傾き調整と測定とができる微小変位計を得ることを目的
とする。
傾き調整と測定とができる微小変位計を得ることを目的
とする。
上記目的は、被測定面から反射光を受光することにより
、レーザ光光軸の被測定面に対する垂直方向および水平
方向の傾き角度を、 ？’ｉｉ算する手段を設けること
によって達成される。
、レーザ光光軸の被測定面に対する垂直方向および水平
方向の傾き角度を、 ？’ｉｉ算する手段を設けること
によって達成される。
まず、非点収差方式の光学ヘッドの−例条第１図に示す
。レーザダイオード１がら出射したレーザ光２はコリメ
ータレンズ３により平行光４となり、偏光ビームスプリ
ッタ５および１／４λ板６、対物レンズ７を通って被測
定面８に入射する。上記被測定面８で反射したビームは
、再び対物レンズ７．１／４λ板６を通り、偏光ビーム
スプリンタ５により反射されて、結像レンズ９およびシ
リンドリカルレンズ１０を通り、最後にディテクタ１１
に到達する。そして、上記光学ヘッドにおいては、第２
図に示すように４分割ホトダイオードをディテクタ１１
として使用しており、上記ディテクタには、被測定面８
と光学へノドとの焦点位置に応して、楕円あるいは円形
のビームスポット１２が投影される。すなわち、被測定
面８に対物レンズ７の焦点が合っている場合には、ビー
ムスポットエ２の形状は円形になる。
。レーザダイオード１がら出射したレーザ光２はコリメ
ータレンズ３により平行光４となり、偏光ビームスプリ
ッタ５および１／４λ板６、対物レンズ７を通って被測
定面８に入射する。上記被測定面８で反射したビームは
、再び対物レンズ７．１／４λ板６を通り、偏光ビーム
スプリンタ５により反射されて、結像レンズ９およびシ
リンドリカルレンズ１０を通り、最後にディテクタ１１
に到達する。そして、上記光学ヘッドにおいては、第２
図に示すように４分割ホトダイオードをディテクタ１１
として使用しており、上記ディテクタには、被測定面８
と光学へノドとの焦点位置に応して、楕円あるいは円形
のビームスポット１２が投影される。すなわち、被測定
面８に対物レンズ７の焦点が合っている場合には、ビー
ムスポットエ２の形状は円形になる。
つぎに、非点収差方式の光学ヘッドにおいては、光学ヘ
ッドとの焦点位置に応してビームスポット１２の形状は
変化する。また、４分割ホトダイオードの各領域を、Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄとし、上記各領域のそれぞれの出力（光電
流）をＩ （Ａ）、Ｉ（Ｂ）、Ｉ（Ｃ） 、Ｉ（Ｄ）と
する。また、フォーカス信号をＦとしＦ＝ （Ｉ（Ａ）
＋Ｉ（Ｃ））−（Ｉ（Ｂ）＋Ｉ（Ｄ））とすれば、Ｆは
ビームスポット１２の形状に応じて変化する。すなわち
フォーカス信号Ｆは光学ヘッドの焦点位置に応じて変化
する。
ッドとの焦点位置に応してビームスポット１２の形状は
変化する。また、４分割ホトダイオードの各領域を、Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄとし、上記各領域のそれぞれの出力（光電
流）をＩ （Ａ）、Ｉ（Ｂ）、Ｉ（Ｃ） 、Ｉ（Ｄ）と
する。また、フォーカス信号をＦとしＦ＝ （Ｉ（Ａ）
＋Ｉ（Ｃ））−（Ｉ（Ｂ）＋Ｉ（Ｄ））とすれば、Ｆは
ビームスポット１２の形状に応じて変化する。すなわち
フォーカス信号Ｆは光学ヘッドの焦点位置に応じて変化
する。
したがって、上記フォーカス信号Ｆの値と光学ヘッドの
焦点位置との関係をあらかじめ求めておけば、以降にお
いては上記フォーカス信号Ｆの値が判れば光学ヘッドの
焦点位置が求められる。
焦点位置との関係をあらかじめ求めておけば、以降にお
いては上記フォーカス信号Ｆの値が判れば光学ヘッドの
焦点位置が求められる。
つぎに傾き角度の検出方法について記載する。
被測定面８に対してレーザ光光軸に傾きがある場合には
、第３図に示したように、４分割ホトダイオードの中心
とビームスポット１２の中心とが−致しなくなる。まず
、水平方向の傾きについて記す。この場合には工（Ａ）
＋ ■（Ｄ）の値とＩ（Ｂ）＋Ｉ（Ｃ）との値を比較す
ればよい。上記関係と、第３図に示す４分割ホトダイオ
ードの縦境界線に対するビームスポット１２の中心位置
との関係は表１に示すとおりになる。
、第３図に示したように、４分割ホトダイオードの中心
とビームスポット１２の中心とが−致しなくなる。まず
、水平方向の傾きについて記す。この場合には工（Ａ）
＋ ■（Ｄ）の値とＩ（Ｂ）＋Ｉ（Ｃ）との値を比較す
ればよい。上記関係と、第３図に示す４分割ホトダイオ
ードの縦境界線に対するビームスポット１２の中心位置
との関係は表１に示すとおりになる。
表 １
つぎに垂直方向の傾きについて記す。この場合にはＩ（
Ａ）＋Ｉ（Ｂ）の値とＩ （Ｃ） ＋ Ｉ （Ｄ）の値
とを比較すればよい。上記関係と、第３図に示す４分割
ホトダイオードの横の境界線に対するビームスポット１
２の中心位置との関係は表２に示すとおりになる。
Ａ）＋Ｉ（Ｂ）の値とＩ （Ｃ） ＋ Ｉ （Ｄ）の値
とを比較すればよい。上記関係と、第３図に示す４分割
ホトダイオードの横の境界線に対するビームスポット１
２の中心位置との関係は表２に示すとおりになる。
したがって、（Ｉ（Ａ）＋Ｔ（Ｃ））−（Ｉ（Ｂ）−１
−，ｒフ））−（王）および（１（Ａｊ ＋１（Ｂ））
＝（Ｔ（Ｃ）−１−二ζＤ） １ 、、、 Ｃ２）の値
と光軸の傾き角度との関係を、あらかじめ求めておけば
、以降は上記（１）および（２）の値が判れば、光軸の
傾き角度を求めることができる。
−，ｒフ））−（王）および（１（Ａｊ ＋１（Ｂ））
＝（Ｔ（Ｃ）−１−二ζＤ） １ 、、、 Ｃ２）の値
と光軸の傾き角度との関係を、あらかじめ求めておけば
、以降は上記（１）および（２）の値が判れば、光軸の
傾き角度を求めることができる。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は非点収差方式光ヘッドの一実施例を示す説明図
、第２図および第３図は上記実施例のディテクタ像の例
をそれぞれ示す図、第４図は電気回路の結線を示す図で
ある。第１図に示す光学系において、コリメータレンズ
３、対物レンズ７、結像レンズ９、シリンドリカルレン
ズ１０の焦点距離を、それぞれ８． Ｏｗｎ、４８．Ｏ
ｗｎ、２５．６ｎｎ、１０１．６ｎｎとした。また、対
物レンズ７から偏光ビームスプリッタ５を経由した結像
レンズ９までの距離を約５（１）、結像レンズ９からシ
リンドリカルレンズ１０までの距離およびシリンドリカ
ルレンズ１０からディテクタ１１までの距離を。
、第２図および第３図は上記実施例のディテクタ像の例
をそれぞれ示す図、第４図は電気回路の結線を示す図で
ある。第１図に示す光学系において、コリメータレンズ
３、対物レンズ７、結像レンズ９、シリンドリカルレン
ズ１０の焦点距離を、それぞれ８． Ｏｗｎ、４８．Ｏ
ｗｎ、２５．６ｎｎ、１０１．６ｎｎとした。また、対
物レンズ７から偏光ビームスプリッタ５を経由した結像
レンズ９までの距離を約５（１）、結像レンズ９からシ
リンドリカルレンズ１０までの距離およびシリンドリカ
ルレンズ１０からディテクタ１１までの距離を。
それぞれ約８．９ＩｌＩ１１および約１２．８ｎｎとし
た。
た。
つぎに、傾き測定用電気回路および距離測定用電気回路
を作製し、ディテクタ１１すなわち４分割ホトダイオー
ドの出力端子を上記電気回路に、第４図に示すように接
続した。
を作製し、ディテクタ１１すなわち４分割ホトダイオー
ドの出力端子を上記電気回路に、第４図に示すように接
続した。
水平方向および垂直方向に回転可能で、かつ光軸方向に
スライド可能なステージを用意し、上記ステージ上に上
記光学ヘッドをセットした。まず、レーザ光光軸と被測
定面８が垂直になるように調整した。この時電圧計１６
はビームスポット１２の水平方向のずれを示し、また電
圧計１７はビームスポット１２の垂直方向のずれを示し
ている。
スライド可能なステージを用意し、上記ステージ上に上
記光学ヘッドをセットした。まず、レーザ光光軸と被測
定面８が垂直になるように調整した。この時電圧計１６
はビームスポット１２の水平方向のずれを示し、また電
圧計１７はビームスポット１２の垂直方向のずれを示し
ている。
ここで上記電圧計１６と電圧計１７との指針が零になる
ように調整を行う。指針が零になったとき、光軸と被測
定面８とが垂直になったといえる。
ように調整を行う。指針が零になったとき、光軸と被測
定面８とが垂直になったといえる。
つぎに、上記光学ヘッドと被測定面８との距離が基準距
離（原点）になるように調整する。まず、電圧１討１８
の指針か零になったとき、すなわちフォーカス信号Ｆ＝
（Ｉ（Ａ）−Ｍ（Ｃ））−１Ｉ（Ｂ）＋Ｉ（Ｄ））が
零になったとき、基準距離になったということができる
。ここまでの上記調整によって、水平・垂直方向の傾き
および光軸方向の基Ｉ！−距離の調整が終了した。
離（原点）になるように調整する。まず、電圧１討１８
の指針か零になったとき、すなわちフォーカス信号Ｆ＝
（Ｉ（Ａ）−Ｍ（Ｃ））−１Ｉ（Ｂ）＋Ｉ（Ｄ））が
零になったとき、基準距離になったということができる
。ここまでの上記調整によって、水平・垂直方向の傾き
および光軸方向の基Ｉ！−距離の調整が終了した。
つぎに、傾き角度の測定であるが、まず、被測定面に試
料を置く。レーザ１を発光させ、ディテクタ１１の出力
信号をまず電圧計１６で測定する。
料を置く。レーザ１を発光させ、ディテクタ１１の出力
信号をまず電圧計１６で測定する。
電圧計１６の指示値により、被測定面８の水平方向のビ
ームの傾き角度が求められる。また、電圧計１７の指示
値によって上記被測定面８の垂直方向のビーム傾き角度
を求めることができる。
ームの傾き角度が求められる。また、電圧計１７の指示
値によって上記被測定面８の垂直方向のビーム傾き角度
を求めることができる。
Ｃ発明の効果〕
上記のように本発明による微小変位計は、光源や受光素
子を含む光学系を有する、光学ヘッドを備えた非接触光
学式の微小変位計において、被測定面からの反射光を受
光することにより、レーザ光光軸の被測定面に対する垂
直方向および水平方向の傾き角度を、演算する手段を設
けたことにより、光軸調整モニタが装備され、光軸調整
および光軸傾き測定を短時間で容易に行える微小変位計
を得ることができる。
子を含む光学系を有する、光学ヘッドを備えた非接触光
学式の微小変位計において、被測定面からの反射光を受
光することにより、レーザ光光軸の被測定面に対する垂
直方向および水平方向の傾き角度を、演算する手段を設
けたことにより、光軸調整モニタが装備され、光軸調整
および光軸傾き測定を短時間で容易に行える微小変位計
を得ることができる。
第１図は非点収差方式光ヘッドの一実施例を示す説明図
、第２図および第３図は上記実施例のティテクタ像の例
をそれぞれ示す図、第４図は電気回路の結線を示す図で
ある。 トレーザダイオート（光源） ８・・被測定面 １１ ディテクタ
、第２図および第３図は上記実施例のティテクタ像の例
をそれぞれ示す図、第４図は電気回路の結線を示す図で
ある。 トレーザダイオート（光源） ８・・被測定面 １１ ディテクタ
Claims (1)
- １、光源や受光素子を含む光学系を有する光学ヘッドを
備えた非接触光学式の微小変位計において、被測定面か
らの反射光を受光することにより、レーザ光光軸の被測
定面に対する垂直方向および水平方向の傾き角度を、演
算する手段を設けたことを特徴とする微小変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3737490A JPH03242511A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 微小変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3737490A JPH03242511A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 微小変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03242511A true JPH03242511A (ja) | 1991-10-29 |
Family
ID=12495744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3737490A Pending JPH03242511A (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 微小変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03242511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535319A (ja) * | 2000-05-30 | 2003-11-25 | カール ツァイス イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 距離測定用および／または面傾斜度測定用の光センサ |
| JP2010038792A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Osaka Univ | 法線ベクトル追跡型超精密形状測定装置における駆動軸制御方法 |
| WO2020157951A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 株式会社エニイワイヤ | 光軸調整指示システム |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP3737490A patent/JPH03242511A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003535319A (ja) * | 2000-05-30 | 2003-11-25 | カール ツァイス イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 距離測定用および／または面傾斜度測定用の光センサ |
| JP2010038792A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Osaka Univ | 法線ベクトル追跡型超精密形状測定装置における駆動軸制御方法 |
| WO2020157951A1 (ja) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 株式会社エニイワイヤ | 光軸調整指示システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4473750A (en) | Three-dimensional shape measuring device | |
| US4017188A (en) | Surface profile measuring device and method | |
| JPH0314124B2 (ja) | ||
| JPH0812127B2 (ja) | 曲率半径測定装置及び方法 | |
| KR101085014B1 (ko) | 광학식 표면 측정 장치 및 방법 | |
| JPH03242511A (ja) | 微小変位計 | |
| US5995215A (en) | Autocollimator with grating | |
| JPS6161178B2 (ja) | ||
| JP2716121B2 (ja) | レーザ光軸検出装置 | |
| JPS63149513A (ja) | 光学式変位計測方法 | |
| JP3491464B2 (ja) | レーザビーム拡がり角測定装置 | |
| JPS60147606A (ja) | 厚み測定装置 | |
| JPS61242779A (ja) | レ−ザ加工装置におけるレ−ザ光の傾斜及び焦点を検出する方法 | |
| JPS62503049A (ja) | 二次元的な対象物を整向、検査及び／または測定するための方法及び装置 | |
| JP2564799Y2 (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPS6149601B2 (ja) | ||
| JPS63196807A (ja) | 光学式変位計測方法 | |
| JPH0392711A (ja) | 微小変位測定方法 | |
| JPH0968408A (ja) | 光学式変位センサ | |
| JPH01233310A (ja) | 光学式面形状測定方法および面形状測定用光学式プローブ | |
| JPS6283612A (ja) | 変位変換器 | |
| JPH0534120A (ja) | 面形状測定方法及び装置 | |
| JPH1196582A (ja) | 光ヘッドの対物レンズ調整方法及び調整装置 | |
| JP2594105Y2 (ja) | 光学式変位計 | |
| JP2001091211A (ja) | 高さ測定装置 |