JPH0642914A - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
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- JPH0642914A JPH0642914A JP4218172A JP21817292A JPH0642914A JP H0642914 A JPH0642914 A JP H0642914A JP 4218172 A JP4218172 A JP 4218172A JP 21817292 A JP21817292 A JP 21817292A JP H0642914 A JPH0642914 A JP H0642914A
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- optical member
- light source
- light beam
- displacement measuring
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定物の変位情報を簡易な構成により高精
度に検出することができる変位測定装置を得ること。 【構成】 光源部と該光源部からの光束を線状光束とし
て射出させる光学部材と該光学部材からの線状光束を被
測定物方向に反射させる反射ミラーと該被測定物からの
反射光の所定面上への入射位置を検出する検出部とを有
し、これらの各要素を同一基盤上に設けると共に該検出
部からの出力信号を用いて該被測定物の変位情報を求め
たこと。
度に検出することができる変位測定装置を得ること。 【構成】 光源部と該光源部からの光束を線状光束とし
て射出させる光学部材と該光学部材からの線状光束を被
測定物方向に反射させる反射ミラーと該被測定物からの
反射光の所定面上への入射位置を検出する検出部とを有
し、これらの各要素を同一基盤上に設けると共に該検出
部からの出力信号を用いて該被測定物の変位情報を求め
たこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変位測定装置に関し、特
に光源部からの光束を被測定物に照射し、該被測定物か
らの反射光束の所定面上における入射位置情報を検出す
ることにより被測定物の予め設定した位置からの変位情
報（絶対位置情報）を求めるようにした変位測定装置に
関するものである。
に光源部からの光束を被測定物に照射し、該被測定物か
らの反射光束の所定面上における入射位置情報を検出す
ることにより被測定物の予め設定した位置からの変位情
報（絶対位置情報）を求めるようにした変位測定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より物体の移動量や予め設定した位
置からの変位情報を光を利用して光電的に検出するよう
にした変位測定装置が種々と提案されている。
置からの変位情報を光を利用して光電的に検出するよう
にした変位測定装置が種々と提案されている。
【０００３】図８はレーザ光を利用した従来のレーザ変
位計の要部概略図である。
位計の要部概略図である。
【０００４】同図では半導体レーザ駆動回路８１で駆動
された半導体レーザ８２からの光束８３を投光レンズ８
４によって集光し、被測定物８５に光スポットを形成す
るように投光する。そして被測定物からの反射光束を集
光レンズ（受光レンズ）８６によってポジションセンサ
ー等の光位置検出器８７上に導光している。
された半導体レーザ８２からの光束８３を投光レンズ８
４によって集光し、被測定物８５に光スポットを形成す
るように投光する。そして被測定物からの反射光束を集
光レンズ（受光レンズ）８６によってポジションセンサ
ー等の光位置検出器８７上に導光している。
【０００５】そして被測定物が、例えば基準位置Ｃより
位置Ａ又は位置Ｂに変位すると反射光束の光位置検出器
８７への入射位置が点Ａ′、又は点Ｂ′の如く変化す
る。そこで該光位置検出器８７からの信号を用いて被測
定物８５の移動量や予め設定した位置からの変位情報を
検出している。
位置Ａ又は位置Ｂに変位すると反射光束の光位置検出器
８７への入射位置が点Ａ′、又は点Ｂ′の如く変化す
る。そこで該光位置検出器８７からの信号を用いて被測
定物８５の移動量や予め設定した位置からの変位情報を
検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の変位測定装置で
は光源部と投光レンズ、そして光位置検出器等を各々独
立に筺体内に設けて構成していた。
は光源部と投光レンズ、そして光位置検出器等を各々独
立に筺体内に設けて構成していた。
【０００７】この為、部品点数が多くなり、各要素の組
立調整や各要素間の位置調整が難しくなり、更に装置全
体が大型化してくるという問題点があった。
立調整や各要素間の位置調整が難しくなり、更に装置全
体が大型化してくるという問題点があった。
【０００８】本発明は光源部と該光源部からの光束を集
光し、被測定物に入射させる際の光学部材、そしてミラ
ー等の各要素を適切に設定することにより、簡易な構成
により、被測定物の移動量や予め設定位置からの変位情
報等を高精度に求めることができる変位測定装置の提供
を目的とする。
光し、被測定物に入射させる際の光学部材、そしてミラ
ー等の各要素を適切に設定することにより、簡易な構成
により、被測定物の移動量や予め設定位置からの変位情
報等を高精度に求めることができる変位測定装置の提供
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の変位測定装置は
光源部と該光源部からの光束を線状光束として射出させ
る光学部材と該光学部材からの線状光束を被測定物方向
に反射させる反射ミラーと該被測定物からの反射光の所
定面上への入射位置を検出する検出部とを有し、これら
の各要素を同一基盤上に設けると共に該検出部からの出
力信号を用いて該被測定物の変位情報を求めたことを特
徴としている。
光源部と該光源部からの光束を線状光束として射出させ
る光学部材と該光学部材からの線状光束を被測定物方向
に反射させる反射ミラーと該被測定物からの反射光の所
定面上への入射位置を検出する検出部とを有し、これら
の各要素を同一基盤上に設けると共に該検出部からの出
力信号を用いて該被測定物の変位情報を求めたことを特
徴としている。
【００１０】特に、前記光学部材は一方向に集光作用を
有し、該一方向と直交する方向に発散作用を有している
ことや、前記検出部は前記光源部の中心と前記光学部材
の中心とを結ぶ線に関して線対称となるように配置した
複数の受光部より構成していることや、前記光源部を両
側射出型の半導体レーザより構成し、該光源部からの光
束の双方の射出側に各々前記光学部材とミラーを設ける
こと等を特徴としている。
有し、該一方向と直交する方向に発散作用を有している
ことや、前記検出部は前記光源部の中心と前記光学部材
の中心とを結ぶ線に関して線対称となるように配置した
複数の受光部より構成していることや、前記光源部を両
側射出型の半導体レーザより構成し、該光源部からの光
束の双方の射出側に各々前記光学部材とミラーを設ける
こと等を特徴としている。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部斜視図、図２
（Ａ），（Ｂ）は図１のＹ方向からとＸ方向から見たと
きの要部概略図である。
（Ａ），（Ｂ）は図１のＹ方向からとＸ方向から見たと
きの要部概略図である。
【００１２】図中１はシリコン等から成る基盤である。
２は検出部であり、ＣＣＤラインセンサーから成り、基
盤１上に設けている。５は光源部であり、半導体レーザ
から成っている。半導体レーザ５からは発散光束５ａが
放射されている。
２は検出部であり、ＣＣＤラインセンサーから成り、基
盤１上に設けている。５は光源部であり、半導体レーザ
から成っている。半導体レーザ５からは発散光束５ａが
放射されている。
【００１３】４は光学部材であり、Ｚ方向に集光作用を
有し、Ｙ方向に発散作用を有しており、光源部５からの
光束５ａをＹ方向に長い線状光束として射出している。
３はミラーであり、光学部材４からの光束５ａを反射
し、被測定物６にスポット光を所定角度で斜入射してい
る。本実施例では以上の各要素２，３，４，５を基盤１
に設けて一体構成としている。
有し、Ｙ方向に発散作用を有しており、光源部５からの
光束５ａをＹ方向に長い線状光束として射出している。
３はミラーであり、光学部材４からの光束５ａを反射
し、被測定物６にスポット光を所定角度で斜入射してい
る。本実施例では以上の各要素２，３，４，５を基盤１
に設けて一体構成としている。
【００１４】次に本実施例において基盤１と被測定物６
との間の間隔を測定する場合について説明する。
との間の間隔を測定する場合について説明する。
【００１５】光源部５からの発散光束５ａを光学部材４
でＹ方向に長い線状光束としてミラー３で反射させて被
測定物６に入射させている。そして被測定物６からの反
射光束を基盤１に設けた検出部２に入射させている。検
出部２は入射光束の光量重心位置を検出して、ＣＣＤラ
インセンサー面上の入射位置５ｃの位置座標を求めてい
る。
でＹ方向に長い線状光束としてミラー３で反射させて被
測定物６に入射させている。そして被測定物６からの反
射光束を基盤１に設けた検出部２に入射させている。検
出部２は入射光束の光量重心位置を検出して、ＣＣＤラ
インセンサー面上の入射位置５ｃの位置座標を求めてい
る。
【００１６】本実施例では被測定物６と基盤１（ＣＣＤ
ラインセンサー２）との間隔が予め設定した値のとき
は、光束がＣＣＤラインセンサー２の所定位置に入射す
るように設定している。この為、このときのＣＣＤライ
ンセンサー２面上の位置座標を求め、これより基盤１と
被測定物６との間の間隔を求めている。
ラインセンサー２）との間隔が予め設定した値のとき
は、光束がＣＣＤラインセンサー２の所定位置に入射す
るように設定している。この為、このときのＣＣＤライ
ンセンサー２面上の位置座標を求め、これより基盤１と
被測定物６との間の間隔を求めている。
【００１７】次に本実施例における基盤１に設けた各要
素の特徴について説明する。
素の特徴について説明する。
【００１８】図３は図１の光源部５の半導体レーザの要
部概略図である。
部概略図である。
【００１９】図中１はシリコンより成る基盤、４５は半
導体レーザの基盤となるＧａＡｓ層、４４は第１クラッ
ド層となるＡｌＧａＡｓ層、４３は活性層となるＧａＡ
ｓ層、４２は第２クラッド層となるＡｌＧａＡｓ層、４
１は上部電極、４６は下部電極である。
導体レーザの基盤となるＧａＡｓ層、４４は第１クラッ
ド層となるＡｌＧａＡｓ層、４３は活性層となるＧａＡ
ｓ層、４２は第２クラッド層となるＡｌＧａＡｓ層、４
１は上部電極、４６は下部電極である。
【００２０】これらは基盤１上に有機金属気相エピタキ
シー（ＭＯＶＰＥ）法などによって検出部２と同一の基
盤１上に形成している。
シー（ＭＯＶＰＥ）法などによって検出部２と同一の基
盤１上に形成している。
【００２１】半導体レーザ５から射出した光束（光ビー
ム）の断面形状は射出直後（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐ
ａｔｔｅｒｎ）ではＺ方向には狭く、又Ｙ方向に広がっ
た形となっているが、遠方では（Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ
Ｐａｔｔｅｒｎ）Ｚ方向の広がりの方が大きくなる。
ム）の断面形状は射出直後（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐ
ａｔｔｅｒｎ）ではＺ方向には狭く、又Ｙ方向に広がっ
た形となっているが、遠方では（Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ
Ｐａｔｔｅｒｎ）Ｚ方向の広がりの方が大きくなる。
【００２２】光学部材４はこの光ビームをＺ方向にビー
ム径を絞り、Ｙ方向にさらに拡大したシート状の光ビー
ム（線状光束）として射出させる為に、例えばＺ方向に
関して集光作用を有するように中心にいくほど屈折率が
大きくなり、かつＹ方向に関して発散作用を有するよう
に凹レンズの形状を持つようにしている。
ム径を絞り、Ｙ方向にさらに拡大したシート状の光ビー
ム（線状光束）として射出させる為に、例えばＺ方向に
関して集光作用を有するように中心にいくほど屈折率が
大きくなり、かつＹ方向に関して発散作用を有するよう
に凹レンズの形状を持つようにしている。
【００２３】次に光学部材４の構成及びその作成方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２４】まず、基盤上に光学部材４の材料であるＳ
ｉＯ2 をスパッタ法により堆積する。このとき屈折率の
大きいＳｉＯＮを混ぜる事により屈折率を調整する。最
初は屈折率の小さいＳｉＯ2 を堆積し徐々に屈折率の大
きいＳｉＯＮの比率を増やしていく。光学部材の中心が
最も屈折率が大きくなるようにし、再びＳｉＯ2 を徐々
に増やしていって屈折率を小さくする。最後にイオンビ
ームエッチングにより凹レンズ形状にしている。これに
よりＺ方向に集光作用を有し、Ｙ方向に発散作用を有す
るようにしている。
ｉＯ2 をスパッタ法により堆積する。このとき屈折率の
大きいＳｉＯＮを混ぜる事により屈折率を調整する。最
初は屈折率の小さいＳｉＯ2 を堆積し徐々に屈折率の大
きいＳｉＯＮの比率を増やしていく。光学部材の中心が
最も屈折率が大きくなるようにし、再びＳｉＯ2 を徐々
に増やしていって屈折率を小さくする。最後にイオンビ
ームエッチングにより凹レンズ形状にしている。これに
よりＺ方向に集光作用を有し、Ｙ方向に発散作用を有す
るようにしている。
【００２５】尚、光学部材４をＺ方向とＹ方向で屈折率
が異なるアナモフィック系より構成しても良い。
が異なるアナモフィック系より構成しても良い。
【００２６】反射ミラー３は光学部材４によって整形さ
れた光ビームを被測定物６に向かって折り曲げている。
反射ミラー３の主な作用としては光ビームをＸ−Ｚ面内
で図２（Ａ）で示す様な光路で折り曲げる作用を有し、
もう一つは図２（Ｂ）で示す様にＹ−Ｚ面内で折り曲げ
る作用である。後者は光ビームを効率よく検出部１２上
へ導くための作用であり、光源部の中心と光学部材４の
中心とを結ぶ軸とＣＣＤラインセンサー２の軸が十分接
近しているか、あるいは光ビームがＹ方向に十分な広が
りを持っていれば必ずしも折り曲げる必要はない。
れた光ビームを被測定物６に向かって折り曲げている。
反射ミラー３の主な作用としては光ビームをＸ−Ｚ面内
で図２（Ａ）で示す様な光路で折り曲げる作用を有し、
もう一つは図２（Ｂ）で示す様にＹ−Ｚ面内で折り曲げ
る作用である。後者は光ビームを効率よく検出部１２上
へ導くための作用であり、光源部の中心と光学部材４の
中心とを結ぶ軸とＣＣＤラインセンサー２の軸が十分接
近しているか、あるいは光ビームがＹ方向に十分な広が
りを持っていれば必ずしも折り曲げる必要はない。
【００２７】反射ミラー３を基盤１上に形成するにはま
ず基盤１を斜めにエッチングする。その方法としては反
応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）法を用いる。
基盤１を斜めに加工する方法としては基盤１の面方位に
よってエッチングレートが異なることを利用した結晶異
方性エッチング等の方法もあるが、面の設定角度がシリ
コンウェハーの面方位によって一意的に決まってしまう
のでここでは面の角度が自由に設定できるＲＩＢＥ法が
便利である。
ず基盤１を斜めにエッチングする。その方法としては反
応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）法を用いる。
基盤１を斜めに加工する方法としては基盤１の面方位に
よってエッチングレートが異なることを利用した結晶異
方性エッチング等の方法もあるが、面の設定角度がシリ
コンウェハーの面方位によって一意的に決まってしまう
のでここでは面の角度が自由に設定できるＲＩＢＥ法が
便利である。
【００２８】その加工法としてはレジスト等エッチング
を疎外するマスク材に開口部を開け所望の角度にＳｉ基
盤を設定し、（これにより面の角度が決定される）反応
性イオンビームによりエッチングを行う。
を疎外するマスク材に開口部を開け所望の角度にＳｉ基
盤を設定し、（これにより面の角度が決定される）反応
性イオンビームによりエッチングを行う。
【００２９】更に、この反射面にＡｌやＡｇ等を真空蒸
着法により成膜することにより金属反射面を形成する。
着法により成膜することにより金属反射面を形成する。
【００３０】この様にして形成された反射ミラーによっ
て折り曲げられた光ビームは被測定物６に対し予め設定
した角度で斜めに入射し正反射され、検出部２に入射す
る。このとき被測定物６が検出部２の受光面２ａに対し
平行に設定され、面粗さが少なければ検出部２と被測定
物６との間隔Ｇと検出部２上の光スポットの入射位置Ｘ
は１対１に対応する。
て折り曲げられた光ビームは被測定物６に対し予め設定
した角度で斜めに入射し正反射され、検出部２に入射す
る。このとき被測定物６が検出部２の受光面２ａに対し
平行に設定され、面粗さが少なければ検出部２と被測定
物６との間隔Ｇと検出部２上の光スポットの入射位置Ｘ
は１対１に対応する。
【００３１】本実施例ではこのときの入射位置Ｘの値か
ら間隔Ｇを測定している。このとき光学部材４により線
状光束（シートビーム）を形成することにより、例えば
Ｘ方向に光ビームを絞ることにより検出部２上での位置
検出感度が向上する事と、Ｙ方向に光ビームを拡げる事
により被測定物６がＸ軸に関する回転成分Ｗｘを持って
いても光ビームが検出部２からはずれない事と反射ミラ
ー３の面角度の設定許容差を広くもたせることができる
等の特長を有している。
ら間隔Ｇを測定している。このとき光学部材４により線
状光束（シートビーム）を形成することにより、例えば
Ｘ方向に光ビームを絞ることにより検出部２上での位置
検出感度が向上する事と、Ｙ方向に光ビームを拡げる事
により被測定物６がＸ軸に関する回転成分Ｗｘを持って
いても光ビームが検出部２からはずれない事と反射ミラ
ー３の面角度の設定許容差を広くもたせることができる
等の特長を有している。
【００３２】図４、図５は各々本発明の実施例２，３の
要部概略図である。同図において図１で示した要素と同
一要素には同符番を付している。
要部概略図である。同図において図１で示した要素と同
一要素には同符番を付している。
【００３３】図４の実施例２では光源部５の中心と光学
部材４の中心とを結ぶ軸（光軸）４１に関してＣＣＤラ
インセンサー２と線対称の位置にＣＣＤラインセンサー
７を配置している点が実施例１と異っており、その他の
構成は同じである。
部材４の中心とを結ぶ軸（光軸）４１に関してＣＣＤラ
インセンサー２と線対称の位置にＣＣＤラインセンサー
７を配置している点が実施例１と異っており、その他の
構成は同じである。
【００３４】本実施例では光源部５からの光ビーム５ａ
は光学部材４で線状光束とされ、反射ミラー３によって
Ｘ−Ｚ面内で反射されるがＹ方向に拡がりをもっている
為、被測定物（不図示）で反射した後に光ビームの両端
が各々ＣＣＤラインセンサー２と７に各々入射するよう
になる。本実施例では、このときの２つのＣＣＤライン
センサー２，７に入射した光ビームの強度（光量積分
値）を比較することにより被測定物の回転成分Ｗｘを検
出している。
は光学部材４で線状光束とされ、反射ミラー３によって
Ｘ−Ｚ面内で反射されるがＹ方向に拡がりをもっている
為、被測定物（不図示）で反射した後に光ビームの両端
が各々ＣＣＤラインセンサー２と７に各々入射するよう
になる。本実施例では、このときの２つのＣＣＤライン
センサー２，７に入射した光ビームの強度（光量積分
値）を比較することにより被測定物の回転成分Ｗｘを検
出している。
【００３５】図５の実施例３では光源部としての半導体
レーザ５の両側を光ビームの射出端面として２つの光ビ
ーム５ａ，５ｂを用いている。そしてＹ軸に関して対称
な光学系となるように光学部材８と反射ミラー９とを新
たに設けている。
レーザ５の両側を光ビームの射出端面として２つの光ビ
ーム５ａ，５ｂを用いている。そしてＹ軸に関して対称
な光学系となるように光学部材８と反射ミラー９とを新
たに設けている。
【００３６】半導体レーザ５から射出される光ビームは
２本となる為、ＣＣＤラインセンサー２，７には各々２
つの光ビーム５ａ，５ｂが入射しており、これが図４の
実施例２と異っている。
２本となる為、ＣＣＤラインセンサー２，７には各々２
つの光ビーム５ａ，５ｂが入射しており、これが図４の
実施例２と異っている。
【００３７】図６（Ａ），（Ｂ）は本実施例において基
盤１と被測定物６とが互いに略平行状態からＸ方向に僅
かに傾いているときの要部断面図である。
盤１と被測定物６とが互いに略平行状態からＸ方向に僅
かに傾いているときの要部断面図である。
【００３８】図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本実施例に
おいて２つの光ビームが各々ＣＣＤラインセンサー２，
７に入射したときの強度分布の概念図である。図７
（Ａ）は被測定物６と基盤１とが略平行状態にあるとき
のＣＣＤラインセンサー２，７面上の光ビームの強度分
布である。
おいて２つの光ビームが各々ＣＣＤラインセンサー２，
７に入射したときの強度分布の概念図である。図７
（Ａ）は被測定物６と基盤１とが略平行状態にあるとき
のＣＣＤラインセンサー２，７面上の光ビームの強度分
布である。
【００３９】本実施例では基盤１と被測定物６との間隔
Ｇに対する２つの光ビームのＣＣＤラインセンサー２，
７面上への入射位置との関係、即ち２つの光ビームの間
隔、スポット間隔との関係を予め求めている。
Ｇに対する２つの光ビームのＣＣＤラインセンサー２，
７面上への入射位置との関係、即ち２つの光ビームの間
隔、スポット間隔との関係を予め求めている。
【００４０】そして実際にはＣＣＤラインセンサー２，
（７）への２つの光ビームの入射Ｘ1 ，Ｘ2 を検出し、
スポット間隔Ｘ2 −Ｘ1 を求め、これより基盤１と被測
定物６との間隔を演算し求めている。
（７）への２つの光ビームの入射Ｘ1 ，Ｘ2 を検出し、
スポット間隔Ｘ2 −Ｘ1 を求め、これより基盤１と被測
定物６との間隔を演算し求めている。
【００４１】図６（Ｂ）は基盤１と被測定物６とが点線
の平行状態より実線のようにＷY 方向に僅かに傾いたと
きの光ビームの光路を示している。
の平行状態より実線のようにＷY 方向に僅かに傾いたと
きの光ビームの光路を示している。
【００４２】図７（Ｂ）は被測定物６が回転成分ＷX を
有するときの２つの光ビームがＣＣＤラインセンサー
２，７面上へ入射したときの強度分布の概略図である。
有するときの２つの光ビームがＣＣＤラインセンサー
２，７面上へ入射したときの強度分布の概略図である。
【００４３】本実施例では２つのＣＣＤラインセンサー
２，７の総光量との比を計算することによりＸ方向の回
転成分ＷX を求めている。
２，７の総光量との比を計算することによりＸ方向の回
転成分ＷX を求めている。
【００４４】被測定物６に回転成分ＷX があったときで
も２つの光ビームのＣＣＤラインセンサー２，７への入
射位置は不変で２つの光ビームの間隔（スポット間隔）
Ｘ2−Ｘ1 に検出誤差は生じなく、高精度な検出が可能
となっている。
も２つの光ビームのＣＣＤラインセンサー２，７への入
射位置は不変で２つの光ビームの間隔（スポット間隔）
Ｘ2−Ｘ1 に検出誤差は生じなく、高精度な検出が可能
となっている。
【００４５】図７（Ｃ）は被測定物６が図６（Ｂ）に示
す様にＹ方向に回転成分ＷY を持ったときの２つの光ビ
ームのＣＣＤラインセンサー２，７への入射位置Ｘ1 ，
Ｘ2が位置Ｘ1′，Ｘ2′へと変位（シフト）したときの
説明図である。
す様にＹ方向に回転成分ＷY を持ったときの２つの光ビ
ームのＣＣＤラインセンサー２，７への入射位置Ｘ1 ，
Ｘ2が位置Ｘ1′，Ｘ2′へと変位（シフト）したときの
説明図である。
【００４６】同図に示すように、このときの変位量（シ
フト量）ΔＸ１，ΔＸ２は略等しい。
フト量）ΔＸ１，ΔＸ２は略等しい。
【００４７】同図に示すようにスポット間隔Ｘ2′−
Ｘ1′は本来回転成分ＷY がない場合のスポット間隔Ｘ2
−Ｘ1 と概等しくなり、回転成分ＷY とは無関係に間
隔Ｇを測定する事ができる。又、両スポットの平均的な
移動量（ΔＸ1 ＋ΔＸ2 ）／２から回転量ＷY を知る事
もできる。
Ｘ1′は本来回転成分ＷY がない場合のスポット間隔Ｘ2
−Ｘ1 と概等しくなり、回転成分ＷY とは無関係に間
隔Ｇを測定する事ができる。又、両スポットの平均的な
移動量（ΔＸ1 ＋ΔＸ2 ）／２から回転量ＷY を知る事
もできる。
【００４８】このように本実施例では光学部材によって
整形したシート状ビームを基盤１と被測定物６との間隔
測定に用いる事により検出器の作成誤差にも強く被測定
物の設定誤差にも安定に間隔Ｇを測定でき、かつ１つの
光源部から発生する光ビームから間隔Ｇと回転成分Ｗ
X ，ＷY を同時に計測する検出器を提供する事ができる
等の特長を有している。
整形したシート状ビームを基盤１と被測定物６との間隔
測定に用いる事により検出器の作成誤差にも強く被測定
物の設定誤差にも安定に間隔Ｇを測定でき、かつ１つの
光源部から発生する光ビームから間隔Ｇと回転成分Ｗ
X ，ＷY を同時に計測する検出器を提供する事ができる
等の特長を有している。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば以上のように光源部と該
光源部からの光束を集光し、被測定物に入射させる際の
光学部材、そしてミラー等の各要素を適切に設定するこ
とにより、簡易な構成により、被測定物の移動量や予め
設定位置からの変位情報等を高精度に求めることができ
る変位測定装置を達成することができる。
光源部からの光束を集光し、被測定物に入射させる際の
光学部材、そしてミラー等の各要素を適切に設定するこ
とにより、簡易な構成により、被測定物の移動量や予め
設定位置からの変位情報等を高精度に求めることができ
る変位測定装置を達成することができる。
【００５０】特に光源部と反射ミラーと検出部とを同一
基盤上に形成し、該光源部と該反射ミラーとの間に光学
部材を形成することにより被測定物の傾きに対しても安
定に測定が行なえる、小型で、部品間のアライメントが
不要な変位測定装置を達成することができる。
基盤上に形成し、該光源部と該反射ミラーとの間に光学
部材を形成することにより被測定物の傾きに対しても安
定に測定が行なえる、小型で、部品間のアライメントが
不要な変位測定装置を達成することができる。
【図１】本発明の実施例１の要部斜視図
【図２】図１の一方向から見たときの要部概略図
【図３】図１の一部分の概略図
【図４】本発明の実施例２の要部概略図
【図５】本発明の実施例３の要部概略図
【図６】図５の一方向から見たときの要部概略図
【図７】図５の検出器からの出力信号の説明図
【図８】従来のレーザ変位計の要部概略図
１ 基盤 ２ 検出部 ３，９ 反射ミラー ４，８ 光学部材 ５ 光源部 ６ 被測定物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三島 誠治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大栗 宣明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 光源部と該光源部からの光束を線状光束
として射出させる光学部材と該光学部材からの線状光束
を被測定物方向に反射させる反射ミラーと該被測定物か
らの反射光の所定面上への入射位置を検出する検出部と
を有し、これらの各要素を同一基盤上に設けると共に該
検出部からの出力信号を用いて該被測定物の変位情報を
求めたことを特徴とする変位測定装置。 - 【請求項２】 前記光学部材は一方向に集光作用を有
し、該一方向と直交する方向に発散作用を有しているこ
とを特徴とする請求項１の変位測定装置。 - 【請求項３】 前記検出部は前記光源部の中心と前記光
学部材の中心とを結ぶ線に関して線対称となるように配
置した複数の受光部より構成していることを特徴とする
請求項１の変位測定装置。 - 【請求項４】 前記光源部を両側射出型の半導体レーザ
より構成し、該光源部からの光束の双方の射出側に各々
前記光学部材とミラーを設けていることを特徴とする請
求項１の変位測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218172A JPH0642914A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 変位測定装置 |
| US08/090,315 US5523844A (en) | 1992-07-24 | 1993-07-13 | Displacement detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4218172A JPH0642914A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 変位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642914A true JPH0642914A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16715755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4218172A Pending JPH0642914A (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 変位測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5523844A (ja) |
| JP (1) | JPH0642914A (ja) |
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- 1993-07-13 US US08/090,315 patent/US5523844A/en not_active Expired - Lifetime
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