JPH0518747A - 光軸調整方法 - Google Patents

光軸調整方法

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JPH0518747A
JPH0518747A JP17249391A JP17249391A JPH0518747A JP H0518747 A JPH0518747 A JP H0518747A JP 17249391 A JP17249391 A JP 17249391A JP 17249391 A JP17249391 A JP 17249391A JP H0518747 A JPH0518747 A JP H0518747A
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JP
Japan
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objective lens
light source
adjusting
optical axis
axis
Prior art date
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Withdrawn
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JP17249391A
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English (en)
Inventor
Masaichi Mobara
政一 茂原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦点誤差検出型変位計等における光源と対物
レンズとの光軸調整を簡素化し、効率の向上を図る。 【構成】 被測定物に焦点ビームを照射する光源1と対
物レンズ2を備え前記被測定物からの反射光から前記被
測定物の情報を得る光学系において光源1と対物レンズ
2との軸を一致させるに際し、光源1と対物レンズ2と
の角度2方向の軸を調整した後、対物レンズ2の焦点位
置に全反射鏡3を設けると共に光源1と対物レンズ2と
の間にビームスプリッタ5を設けて全反射鏡3での反射
光を4分割検出器6へ導き、光源1と対物レンズ2との
直線2方向の光軸を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学式焦点誤差検出型
変位計などのように光を被測定物に照射しその反射光を
検出するために光源とレンズと分割検出器を有する光学
系のうち、光源と対物レンズとの光軸調整方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、光を被測定物に照射してその
反射光を検出するための光源とレンズと分割検出器とを
有する光学系にはCDプレーヤーのピックアップがあ
り、その原理を応用した物として焦点誤差検出型変位計
がある。ところで、CDプレーヤーのピックアップは被
測定物の情報がデジタル的(被測定物が焦点位置にある
場合とない場合の2種)であるため、その光学系調整は
ケース等の加工精度の範囲で十分である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、焦点誤差検出
型変位計においては、被測定物の情報がアナログ的(焦
点位置を中心としてその前後の特定範囲内)であるた
め、光源と対物レンズの調整精度が被測定物の微小変位
の範囲で光軸ずれとして現れ、誤差の原因となる。
【0004】本発明はこのような事情に鑑み、上述した
焦点誤差検出型変位計等における光源と対物レンズとの
光軸調整を簡素化し、効率よく行う光軸調整方法を提供
することを特徴とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る光軸調整方法は、被測定物に集光ビームを照射
する光源と対物レンズとを備え前記被測定物からの反射
光から前記被測定物の情報を得る光学系において前記対
物レンズの軸に垂直な面の直線2方向と角度2方向とに
対して該対物レンズの軸と前記光源の軸とを一致させる
に際し、前記直線2方向の軸成分と前記角度2方向との
調整過程を分離することを特徴とする。
【0006】
【作用】光源の軸と対物レンズの軸との間には4つの自
由度(軸に垂直な面の2方向に対してそれぞれ角度ずれ
と平行ずれ)が存在するが、本発明では平行(直線)2
方向の調整及び角度2方向の調整過程とを分離して行う
ことにより調整を簡素化して効率よく且つ正確に行う。
【0007】光源と対物レンズとの調整の際、角度ずれ
と平行ずれとは、被測定物の微小変位の範囲での光軸ず
れとしては同じ現象として現れる。
【0008】図9及び図10にこの現象を示す。両図
中、01は対物レンズ、02は全反射鏡、03は4分割
検出器であり、図示しない光源と対物レンズ01との光
軸の調整を全反射鏡02及び4分割検出器03を用いて
行うものである。そして、図9は平行ずれ、図10は角
度ずれがある場合であるが、両図に示すように4分割検
出器03での検出では区別できない。すなわち、図9に
示すように、対物レンズ01の光軸に対して図示しない
光源の光軸に対して図示しない光源の光軸が平行方向
(対物レンズ01の光軸を法線とする面に平行な方向)
にずれている場合、被測定物としての全反射鏡02の変
位に対応して反射光軸を分割検出器の面上を移動するの
で、焦点誤差検出型の場合、対物レンズの焦点位置を中
心としてその前後の収束反射光、発散反射光を光軸を中
心としたバランスの崩れとして分割検出器03によって
検知され、一方、図10に示すように、対物レンズ01
の光軸に対して図示しない光源の光軸が角度方向にずれ
ている場合も、被測定物である全反射鏡02の変位に対
応して反射光軸は分割検出器の面上を移動する。したが
って、分割検出器03に現れた光軸ずれがどちらのずれ
であるかを判断することは難しくこれらを同時に調整を
行うことは困難である。また、このような反射光軸が移
動するということは、反射光軸の中心が分割検出器03
の分割線上から外れるということになるので、バランス
の崩れを正確に検知することが不可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0010】図1〜図6は一実施例を説明するための図
であり、図中、1は光源、2は対物レンズ、3は全反射
鏡、4は4分割検出器、5はビームスプリッタ、6はプ
リアンプ及び演算器、7は電圧計である。
【0011】図1は光軸調整方法の最終段階で光源1と
対物レンズ2との平行ずれを調整する様子を示すもので
あり、この前段階では後述するように予め角度ずれのみ
を調整する。光源1の軸と対物レンズ2の軸との間には
4つの自由度(軸に垂直な面の2方向に対してそれぞれ
角度ずれと平行ずれ)が存在するが、本実施例では、最
初に角度ずれを調整して平行ずれを残し、その後平行ず
れを調整するようにして、各ずれの分離を行っている。
【0012】以下、本実施例の手順にしたがって説明す
る。まず、図2に示すように、全反射鏡3を対物レンズ
の取付け面に設置し、この対物レンズ2の取付面を基準
面として光源1の角度ずれの2軸を調整する。光源1か
らは平行光束が出射するため、角度ずれを調整するには
全反射鏡3からの反射光が光軸1の出射口に戻るような
方向へ光源1の軸又は全反射鏡3の取付基準面の直交す
る軸を角度2方向にずらせばよい。この調整方法として
は、光源1の出射口の反射側に光電検出器を設け、該光
電検出器の出力の最大点を調整点とする方法が単純で好
ましい。
【0013】次に、図3に示すように、全反射鏡3を対
物レンズ2の基準位置に設置し、上述したと同様に光源
1からの光束が光源1の出射口に戻るように該全反射鏡
3の角度を調整する。その後図1に示すように上述した
ように角度調整した取付面に対物レンズ2を設置する。
また、対物レンズ2と光源1との間にはビームスプリッ
タ5を光源1の光軸に合せて設置し、該ビームスプリッ
タ5からの反射光を4分割検出器3に導き、4つの出力
を検出するようにする。なお、4分割検出器3における
各受光面A〜Dの配置は図4に示す通りである。
【0014】ここで、光源1の軸が対物レンズ2の軸に
対してY軸方向にずれている場合には、全反射鏡3を対
物レンズ2の軸方向に移動すると、図5(A)に示すよ
うに、4分割検出器4の受光面で反射光がY軸方向に移
動するため、図示の通り、 (A+C)−(B+D) の出力に変化が生じる。一方、X軸方向にずれている場
合には、図5(B)に示すように反射光がX軸方向に移
動し、図示の通り、 (A+B)−(C+D) の出力に変化が生じる。
【0015】したがって、これらの出力の変化を観察し
ながら変化量が少なくなる方向に光源1の軸を微動して
調整すればよく、これにより光源1の軸と対物レンズ2
との軸が一致する。
【0016】なお、出力の変化は、例えば図6に示すよ
うに4つの出力信号をプリアンプ及び演算機6で増幅し
て検出すると共に(A+B)−(C+D)及び(A+
C)−(B+D)を演算し、これを電流計7で表示する
ようにすればよい。また、このような観察によれば、光
源1の軸と対物レンズ2との軸ずれを定量的に観察でき
るので、容易に光軸ずれを調整することができる。さら
に、本実施例において、角度2方向及び直線2方向の調
整を行うに際し、対物レンズ2の取付面及び光源1に微
調整可能な手段を備えて行うようにすればよい。
【0017】次に図7に基づいて、本発明方法を臨界角
法における焦点誤差検出型変位計の光学系の光軸調整に
応用した例を説明する。なお、図において図1と同一部
材には同一符号を付してあり、また、図中8は臨界角プ
リズム、9は2分割検出器である。上述したように、本
発明方法により、光源1と対物レンズ2との角度ずれは
光源1、対物レンズ2及び全反鏡3を用いて図2に示す
ように行い、平行ずれは光源1、対物レンズ2、全反射
鏡3、4分割検出器4及びビームスプリッタ5を挿入し
て図3に示すように行うことができる。このように光源
1の光軸と対物レンズ2の光軸とが一致した時点で4分
割検出器4を取除き、臨界角プリズム8の反射面と反射
光軸のなす角を臨界角に合せ、これを2分割検出器4に
導くようにする。このような方法によれば、光源1の光
軸と対物レンズ2の光軸とが容易に一致することがで
き、残るのは2分割検出器9の位置調整のみであるの
で、全反射鏡3の位置に関係なく簡単に調整することが
できる。
【0018】次に、図8に基づいて、非点収差法による
焦点誤差検出型変位計の光学系の光軸調整に応用した例
を説明する。なお、図において、図1と同一部材には同
一符号を付してあり、また、図中10はシリンドリカル
レンズ、11は4分割検出器である。この光学系でも光
源1と対物レンズ2との光軸を本発明方法により図7の
場合と同様に行い、4分割検出器4を取除けば、残るの
はシリンドリカルレンズ10の光軸と反射光軸とを合せ
ることと、4分割検出器11の位置調整のみである。し
たがって、この場合にも簡単に調整が可能である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば角
度2方向のずれを直線(平行)2方向のずれをを分離し
て調整するので、例えば定量的に観察することにより、
簡素な方法で効率よく光軸調整を行うことができ、例え
ば被測定物に対する投光と受光を一つのレンズで行う変
位計などの光軸調整に利用すると効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の平行ずれの調整を説明する概念図で
ある。
【図2】一実施例の角度ずれの調整を説明する概念図で
ある。
【図3】一実施例の平行ずれの調整を説明する概念図で
ある。
【図4】一実施例の4分割検出器の受光面を示す説明図
である。
【図5】一実施例の平行ずれの調整方法を示す説明図で
ある。
【図6】一実施例の平行ずれの調整を説明する概念図で
ある。
【図7】臨界角法による焦点誤差検出型変位計の光学系
の一例を示す概念図である。
【図8】非点収差法による点誤差検出型変位計の光学系
の一例を示す概念図である。
【図9】平行ずれの現象を示す説明図である。
【図10】角度ずれの現象を示す説明図である。
【符号の説明】
1 光源 2 対物レンズ 3 全反射鏡 4 4分割検出器 5 ビームスプリッタ 6 プリアンプおよび演算器 7 電圧計

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物に集光ビームを照射する光源と
    対物レンズとを備え前記被測定物からの反射光から前記
    被測定物の情報を得る光学系において前記対物レンズの
    軸に垂直な面の直線2方向と角度2方向とに対して該対
    物レンズの軸と前記光源の軸とを一致させるに際し、前
    記直線2方向の軸成分と前記角度2方向との調整過程を
    分離することを特徴とする光軸調整方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記角度2方向の調
    整に際し、前記対物レンズの取付け面を基準面として該
    基準面に反射鏡を配置し、該反射鏡を前記光源から光を
    反射して該光源の出射口に前記反射鏡からの反射光が戻
    るように調整することを特徴とする光軸調整方法。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記光源の出射口に
    前記反射鏡からの反射光が戻るように調整する際の確認
    方法として、前記光源の出射口の反射側に光電検出器を
    設け、前記光電検出器の出力の最大点を調整点とするこ
    とを特徴とする光軸調整方法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2又は3において、前記直線
    2方向の調整に際し、前記対物レンズの焦点位置に反射
    鏡を配置し、前記対物レンズと前記光源の間に分割手段
    を設けて前記反射鏡からの反射光を分割検出器に導き、
    前記反射鏡を前記対物レンズの焦点位置中心として該対
    物レンズの軸方向に微動した場合に、前記分割検出器の
    出力変化をなくすように調整することを特徴とする光軸
    調整方法。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3又は4において、前記
    対物レンズ及び前記光源に前記直線2方向と前記角度2
    方向とに微調整可能な手段を備えて行うことを特徴とす
    る光軸調整方法。
JP17249391A 1991-07-12 1991-07-12 光軸調整方法 Withdrawn JPH0518747A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215246A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光学ブロック及び光軸調整方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011215246A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光学ブロック及び光軸調整方法

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Effective date: 19981008