JPH0642928A - ダハ面の形状測定方法 - Google Patents

ダハ面の形状測定方法

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JPH0642928A
JPH0642928A JP34929691A JP34929691A JPH0642928A JP H0642928 A JPH0642928 A JP H0642928A JP 34929691 A JP34929691 A JP 34929691A JP 34929691 A JP34929691 A JP 34929691A JP H0642928 A JPH0642928 A JP H0642928A
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誠 壹岐
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博文 松尾
Masahiro Ono
政博 大野
Masato Noguchi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダハ面の測定にあたって稜線の位置を正確に
検出することができるダハ面の形状測定方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 2枚の面がほぼ垂直に組み合わされたダハ面
30に照明光を入射させ、ダハ面30で反射された光束
を観察しつつ、光路中にダハ面30の稜線31を斜めに
横切る遮蔽板40を挿入し、稜線31の位置を検出する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、2枚のミラー等の面
をほぼ垂直に組み合せて構成されるダハ面の形状を測定
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、軽量型の一眼レフカメラには、フ
ァインダー系のペンタプリズムの代わりにミラーを組合
わせたペンタミラーを用いたものがある。ダハミラー
は、このようなペンタミラーの一部を構成する。
【0003】精度のよいペンタミラーを構成するために
は、ダハミラーの稜線が幅を持たないことと、2枚のミ
ラー面のなす角度が正確に90゜となることとが要求さ
れる。従来、ダハミラーのミラー面のなす平均的な角度
(ダハ角)は、オートコリメーターを利用して測定され
ている。
【0004】また、ダハミラーを射出成形等によりプラ
スチックで作製する場合には、成形時の局所的な歪みに
よりミラー面に不均一な湾曲やダレが生じる場合がある
ため、干渉計、ニュートン板等を使用して面の平面性を
測定する必要がある。なお、干渉計等を利用してダハ面
を測定するためには、稜線の位置を正確に検出する必要
がある。なお、成形品としてのダハミラーでは、反射面
の湾曲が不規則に生じるため、この稜線位置の検出が特
に重要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、稜線の
位置はダハ面が正確であるほど、すなわち稜線が直線に
近く幅を持たないほど検出が困難であり、上述した従来
の測定方法では稜線を正確に検出することが困難である
という問題がある。
【0006】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、ダハ面の測定にあたって稜
線の位置を正確に検出することができるダハ面の形状測
定方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるダハ面
の形状測定方法は、上記の目的を達成させるため、2枚
の面がほぼ垂直に組み合わされたダハ面に照明光を入射
させ、ダハ面で反射された光束を観察しつつ、光路中に
ダハ面の稜線を斜めに横切る遮蔽板を挿入し、稜線の位
置を検出することを特徴とする。
【0008】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図1か
ら図7は、この発明の一実施例を示している。
【0009】実施例のダハ面測定装置は、図1に示され
るようにHe−Neレーザー、半導体レーザー等に代表
されるコヒーレントな照明光源11、ビームエキスパン
ダー12、ハーフミラー13、原器14、観測レンズ1
6、そして受像素子15から構成される干渉計10と、
位相検出手段21、近似手段22、解析手段23から構
成される測定手段20と、画像処理回路17及び干渉観
察用モニター18とを備えている。
【0010】干渉計10は、検出された干渉縞をデジタ
ルで処理できるデジタル干渉計である。測定には公知の
フリンジスキャン法などの技術を用いる。
【0011】照明光源11から発したコヒーレントな平
行光束は、ビームエキスパンダー12により拡径され、
ハーフミラー13で反射されて一部が原器14のうち参
照面を兼用する面14aで反射して参照波となり、残り
が測定対象としてのダハ面30で反射されて被検波とな
る。これらの波面が干渉して発生する干渉縞は、観測レ
ンズ16を経て受像素子15により検出され、干渉縞の
濃淡を示す電気信号に変換される。なお、ダハ面の交差
線である稜線31と受像素子15とは、観測レンズ16
により共役関係となっている。
【0012】受像素子15から出力された干渉縞の濃淡
のデータは、画像処理回路17により二値化されて干渉
観察用モニター18に表示されると共に、位相検出手段
21に入力されて単位測定領域毎の位相量が検出され
る。
【0013】測定にあたっては、ダハ面30からの被検
波と原器14の参照面からの参照波とにより生じる干渉
縞がダハ面の稜線に関して対称となるようにアライメン
トする。ここでのアライメントは、干渉計10に対して
その光軸に垂直な平面方向と、稜線回りの回転方向とへ
のダハ面30の相対的な位置調整である。
【0014】このように稜線を基準とする測定を行なう
ため、アライメントに際しては稜線の位置を正確に検出
する必要がある。
【0015】稜線の精度が悪い場合には、干渉縞が不連
続な部分を稜線の位置として判定することができるが、
稜線が直線に近くなり、かつ、ダハ面の湾曲が少ない場
合には、干渉縞から稜線位置を検出することが困難とな
ある。そこで、図2に示すように、干渉計10にセット
されたダハ面30の稜線31を斜めに横切るように遮蔽
板40をダハ面30と原器14との間の光路中に挿入す
る。
【0016】ダハ面に入射した光束は、2つの面で合計
2回反射されて干渉計側に戻るため、遮蔽板を挿入する
と遮蔽板の影が稜線に対して対称に表れる。図3は、遮
蔽板40を挿入したときに干渉縞観察用モニター18上
に表示される画像を示したものである。この例では、画
像処理回路17が受像素子の像とモニター上での表示と
が倒立像関係となるよう信号を処理しているが、これを
正立関係となるよう設定することもできる。図中の記号
Hが遮蔽板の影、Iが干渉縞を示す。したがって、斜線
で示した遮蔽板の影がなす鋭角の二等分線Pが稜線の位
置を示すこととなる。
【0017】なお、この例では、遮蔽板として長方形の
板を用い、稜線31を直線的に横切るよう設定している
が、稜線を曲線で横切る遮蔽板を用いることもできる。
この場合には、遮蔽板を移動させて稜線31と遮蔽板の
曲線との交点を2箇所で求め、2つの交点を結ぶ直線を
稜線位置として検出できる。
【0018】遮蔽板40を挿入した状態でモニター上に
表れる影を観察しつつ稜線を基準としてダハ面を干渉計
に対してアライメントし、ダハ面を構成する2つの面の
干渉計10の光軸に対する角度が同一となるよう設定す
る。その結果、アライメント後の干渉縞は稜線を境とし
て対称に現れ、測定は稜線を境とする一方の領域のみで
足りることとなる。
【0019】次に、アライメントされたダハ面のダハ角
とダレとの測定について説明する。
【0020】図4は、受像素子により受像された干渉縞
を格子で示される受像素子15の単位測定領域と共に表
示したものである。ここで、受像素子15上で稜線と垂
直な方向をx軸、稜線の延びる方向をy軸と定義する。
受像素子15の単位測定領域は、x軸方向については稜
線位置から図中上側へは1,2,3,…、下側へは−
1,−2,…、y軸方向については図中右側に向けて
1,2,3,…で示される二次元座標で表される。
【0021】x軸方向の稜線を境とする一方の測定領域
の幅Lは、ダハミラーの評価上必要な大きさに設定され
ている。この例では、数mm程度に設定されている。
【0022】このように稜線部分から比較的狭い範囲の
みを測定領域として設定しているのは、ダハミラーを用
いたペンタミラーを通して像を観察する場合、稜線近傍
を通過する光線が観察像の良否に大きく影響するためで
ある。
【0023】受像素子15からの干渉縞データは、位相
検出手段21により受像素子の単位測定領域のy座標毎
に位相量が検出される。図5は、y=1となる単位測定
領域、すなわち(x,y)=(−6,1)〜(6,1)
の12の領域の位相量を1列のデータとしてグラフに示
したものである。
【0024】稜線を境とする一方の領域の位相量は、近
似手段22によって関数に近似される。近似手段22
は、測定座標の稜線部分をx=0、測定領域の端部をx
=1となるようx軸方向の測定対象位置を対象領域の距
離Lで割って規格化し、図6に示すように規格化された
x座標を変数とする連続的な曲線を示す関数f(x)に
近似させる。具体的には、例えば最小自乗法により多項
数近似として4次関数で近似させる。このとき、稜線部
分のデータは用いない。
【0025】ダハ面の形状を解析する解析手段23は、
まず、関数f(x)を微分して関数f’(x)を求め、
次に、式1に示されるように微分関数f’(x)に稜線
部分の座標x=0を代入して稜線部分におけるダハ面の
角度T(すなわちダレ)を求める。なお、式中の符号k
は、反射により2倍で検出された角度を補正するための
定数である。
【0026】
【式1】T=kf’(0)
【0027】また、解析手段23は、稜線に直交するx
軸方向の1つの線上でのダハ面の角度の平均値Sを求め
る。平均値Sは、隣接する単位測定領域毎に角度誤差を
測定し、その総和をとることにより求められるが、中間
部分の値は相殺されるため、式2のように稜線部分の座
標と端部の座標とのみにより角度を求めることができ
る。
【0028】
【式2】S={kf(1)−kf(0)}/(1−0)
【0029】ダハ面の角度は、Sの値自体として得ら
れ、稜線部分とその他の部分との角度のズレ、すなわち
面の歪みはT−Sで得られる。
【0030】以上の過程でy座標が1である1列の単位
測定領域群によるデータが得られる。このような演算過
程をy座標が異なる全ての単位測定領域列について行な
うことにより、測定領域全体のデータを得ることができ
る。
【0031】図7は、測定された領域全体の角度T,S
の一例を示し、θ0が設計角度、すなわち90°、θ
1,θ2がそれぞれ許容誤差の下限角度、上限角度であ
る。角度の誤差が図7に実線で示した例のように全て許
容範囲内に入っていれば良品とし、一部でも許容範囲か
ら外れている場合には不良品とする。プラスチックミラ
ーの場合には、図7に示したように誤差の値が領域によ
って不規則に変化する場合があるため、このような領域
全体の判定が必要となる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ダハ面の測定前のアライメントに際して、稜線の位
置を簡単な手段により正確に検出できるため、稜線の精
度が高い場合にもダハ面を干渉計に対して正確にアライ
メントすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ダハ面測定装置の一実施例を示す装置の概略
図である。
【図2】 ダハ面と遮蔽板との位置関係を示す説明図で
ある。
【図3】 遮蔽板を光路中に挿入した際のモニター上の
表示を示す説明図である。
【図4】 測定用モニター上での単位測定領域と干渉縞
との関係を示す平面図である。
【図5】 (a)はティルト成分を含まない場合、
(b)はティルト成分を含む場合の単位測定領域と位相
量との相関を示すグラフである。
【図6】 位相量を近似させた関数f(x)の曲線を示
すグラフである。
【図7】 測定された稜線方向の各位置における角度
T,Sを示すグラフである。
【符号の説明】
10…干渉計 21…位相検出手段 22…近似手段 23…解析手段 30…ダハ面 31…稜線 40…遮蔽板
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、直角プリズムや、
枚のミラー等の面をほぼ垂直に組み合せて構成される
学部品のダハ面の形状を測定する方法に関する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】精度のよいペンタミラーを構成するために
は、ダハミラーの稜線が幅を持たないことと、2枚のミ
ラー面のなす角度が正確に90°となることとが要求さ
れる。ペンタプリズム等のガラス研磨によって作られる
ダハプリズムは、ダハ面の平面性が広い領域で保証され
るので、この広い領域での角度を測定することにより、
ダハ面の角度と近似する事ができるので、このダハミラ
ーのミラー面のなす平均的な角度(ダハ角)は、オート
コリメーターを利用して測定されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】実施例のダハ面測定装置は、図1に示され
るようにHe−Neレーザー、半導体レーザー等に代表
されるコヒーレントな照明光源11、ビームエキスパン
ダー12、ハーフミラー13、原器14、観測レンズ1
6、そして受光素子15から構成されるいわゆるフィゾ
ータイプの干渉計10と、位相検出手段21、近似手段
22、解析手段23とから構成される測定手段20と、
画像処理回路17及び干渉観察用モニター18とを備え
ている。なお、本願発明の適用される干渉計は実施例の
タイプに限定されない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】受光素子15から出力された干渉縞の濃淡
のデータは、画像処理回路17により干渉観測用モニタ
ー18に表示されると共に、画像処理回路17から位相
検出手段21に入力されて干渉波面の単位測定領域毎の
位相量が検出される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】図7は、測定された領域全体の角度誤差
T,Sの一例を示し、θ0が設計角度、すなわち90
°、θ1,θ2がそれぞれ許容誤差の下限角度、上限角
度である。角度の誤差が図7に実線で示した例のように
すべて許容範囲内に入っていれば良品とし、一部でも許
容範囲から外れている場合には不良品とする。プラスチ
ックミラーの場合には、図7に示したように誤差の値が
領域によって不規則に変化する場合があるため、このよ
うな領域全体の判定が必要となる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】 ダハ面測定装置の一実施例を示す装置の概略
図である。
【図2】 ダハ面と遮蔽板との位置関係を示す説明図で
ある。
【図3】 遮蔽板を光路中に挿入した際のモニター上の
表示を示す説明図である。
【図4】 測定用モニター上での単位測定領域と干渉縞
との関係を示す平面図である。
【図5】 単位測定領域と位相量との相関を示すグラフ
である。
【図6】 位相量を近似させた関数f(x)の曲線を示
すグラフである。
【図7】 測定された稜線方向の各位置における角度
T,Sを示すグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 野口 正人 東京都板橋区前野町2丁目36番9号旭光学 工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2枚の面がほぼ垂直に組み合わされたダハ
    面に照明光を入射させ、該ダハ面で反射された光束を観
    察しつつ、光路中にダハ面の稜線を斜めに横切る遮蔽板
    を挿入し、前記稜線の位置を検出することを特徴とする
    ダハ面の形状測定方法。
  2. 【請求項2】検出された稜線位置に基づいて前記ダハ面
    をアライメントし、照明光源から発して参照面で反射さ
    れた参照波面と、前記照明光源から発して2枚の面がほ
    ぼ垂直に組み合わされたダハ面で反射された被検波面と
    を干渉させて観察することを特徴とする請求項1に記載
    のダハ面の形状測定方法。
JP3349296A 1991-10-24 1991-10-31 ダハ面の形状測定方法 Expired - Fee Related JP3068694B2 (ja)

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US07/964,959 US5379105A (en) 1991-10-24 1992-10-22 Roof surface measuring apparatus
DE4235832A DE4235832B4 (de) 1991-10-24 1992-10-23 Vorrichtung und Verfahren zum Überprüfen eines Dachwinkels eines optischen Elements

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08173996A (ja) * 1994-12-19 1996-07-09 Kin Eidai 汚物脱水装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08173996A (ja) * 1994-12-19 1996-07-09 Kin Eidai 汚物脱水装置

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