JPH0777406A - 位置センサ - Google Patents

位置センサ

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JPH0777406A
JPH0777406A JP5224294A JP22429493A JPH0777406A JP H0777406 A JPH0777406 A JP H0777406A JP 5224294 A JP5224294 A JP 5224294A JP 22429493 A JP22429493 A JP 22429493A JP H0777406 A JPH0777406 A JP H0777406A
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JP
Japan
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light
filter
light fluxes
optical axis
intensity
Prior art date
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Pending
Application number
JP5224294A
Other languages
English (en)
Inventor
Masataka Yamaguchi
正高 山口
Hisashi Shiozawa
久 塩澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP5224294A priority Critical patent/JPH0777406A/ja
Publication of JPH0777406A publication Critical patent/JPH0777406A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】減光手段を有する位置センサの検出精度を高め
る。 【構成】分割手段12によって1つの光束11を2つに
分割して、分割された各光束11a、11bを複数の受
光手段13で各々受光する。分割された各光束の光路上
の分割手段12と受光手段13との間には、それぞれ減
光手段40が配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光を受光してその光の
位置を検出する位置センサであって、光の強度を低下さ
せる減光手段を有する位置センサに関し、光学式測定装
置の受光手段等に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】被測定物に光を照射してその反射光の光
の位置を検出すると、光が照射された被検物の照射面の
傾き具合を測定することが可能である。従来、このよう
な測定に際しては、光の検出手段として1次元位置セン
サが用いられていた。図2は、1次元位置センサを用い
て被検物の傾きを測定する測定光学系の構成を示す概略
図である。ここでは、加工が終わった加工面に光を照射
してこの加工面のうねりの程度を測定している。光源2
1から発した光(測定光)11は、偏光ビームスプリッ
タ23、1/4 波長板24を通って被検物25の表面(加
工面)に入射する。被検物25表面で反射した光は、再
度1/4 波長板24を通った後、偏光ビームスプリッタ2
3のスプリット面23aで反射されて1次元位置センサ
26に導かれる。この1次元位置センサ26は、導入さ
れた光11の強度を所定の強度に減光するNDフィルタ3
1、NDフィルタ31を通過した光11を2つの光束11
a、11bに分割するプリズム12、分割された各光束
11a、11bをそれぞれ受光するフォトディテクタ1
3a、13b、各フォトディテクタ13から出力された
信号を電流電圧変換するI−Vアンプ14a、14b、
I−Vアンプ14aおよび14bからの出力の差をとっ
て増幅する差動アンプ15を備えている。分割された各
光束11a、11bの強度が等しい場合、両フォトディ
テクタ13a、13bからは等しい大きさの信号が出力
されるので差動アンプ15からの出力は0になる。これ
に対し、両光束の強度に差があると差動アンプ15から
はこの強度差に応じた大きさの信号が出力される。
【0003】図2に示すような光学系においては、光1
1が照射された被検物25表面(加工面)の法線方向と
被検物表面への光11の入射光の光軸方向とが一致して
いるとき(実線Aで示す)と、被検物25が傾いて入射
光の光軸と一致していないとき(点線Bで示す)とで、
被検物25で反射した反射光の光路が異なる。そのた
め、センサ26に入射する光の光軸がずれる。従って、
この光学系において、被検物25表面の法線方向と被検
物表面への光11の入射光の光軸とが一致している状態
で各光束11a、11bの強度が一致するように設定し
ておけば、前記法線方向と入射光の光軸方向が一致して
いるときは差動アンプ15からの出力が0になり、そう
でないときは被検物25の傾きに応じた値の出力が得ら
れる。そして、この値から被検物25の加工面のうねり
具合を検出することができる。
【0004】ところで、フォトディテクタは受光する光
の強度が大きすぎると、光電変換がうまく機能しないと
いう問題がある。そのため、強度が大きい光について
は、NDフィルタを通して所定の強度まで減光した後、フ
ォトディテクタで受光するようにしていた。しかし、ND
フィルタによる減光の割合(以下、減光率という)は一
定であるため、光の強度が変わると所望の強度にならな
い場合が生じる。そのため、使用する光の強度に応じて
NDフィルタを交換し、前記減光率を変えてフォトディテ
クタの感度領域に対して好ましい強度に光の強度を調整
(減光)する必要があった。その際、プリズム12に入
射する光の光軸が交換前の位置からずれないようにNDフ
ィルタの位置を設定しなければならず、そのための調整
作業に多くの時間を要し効率が悪かった。そこで、NDフ
ィルタの交換作業を容易にするために、交換機構付きの
NDフィルタ40を備えた1次元位置センサが提案され
た。図3(a)は、この交換機構付きNDフィルタ40の
概略平面図、図3(b)は、NDフィルタ40のAA’断
面図である。このNDフィルタ40は、円板42に設けら
れた、減光率の異なる複数のNDフィルタ41を有し、回
転軸43を中心に円板42が回転することで所望の減光
率のフィルタ41を選択できるように構成されている。
この交換機構付きNDフィルタ40によれば、用いる光1
1の強度に応じて光11の光路上に所望の減光率のフィ
ルタ41が位置するように円板41を回転させること
で、フォトディテクタの感度領域に対応した強度に光の
強度を調整(減光)することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の交換
機構付きNDフィルタを備えた1次元位置センサでは、円
板を回転してNDフィルタを交換すると、センサに入射す
る光の光軸が一定であっても、フィルタの交換前後で受
光した光の位置が変化したように検出される現象が起き
ていた。そのため、検出精度が低いという問題があっ
た。本発明は、このような問題を解決することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らが上記問題の
原因を究明したところ、交換機構付きNDフィルタで所望
のNDフィルタに交換すると、フィルタを通過した後の光
の光軸の位置が交換前の位置からずれて光のプリズムへ
の入射位置が変わってしまうことが判明した。その結
果、プリズムによって分割された各光束の分割の比率が
NDフィルタの交換の前後で変わり、各フォトディテクタ
で受光される光束の光量の割合が変化して光の位置が変
化したように検出されていた。そこで、本発明者らは、
光を分光した後でそれぞれの分割光をNDフィルタに通す
ることで、NDフィルタ交換による光軸のずれが各フォト
ディテクタで受光される分割された光束(光量)の割合
に影響を与えないようにした。つまり、本発明は、1つ
の光束を2つ以上の光束に分割する分割手段、分割され
た各光束を受光する複数の受光手段および分割された各
光束の光路上において前記分割手段と受光手段との間に
設置された複数の減光手段とで位置センサを構成する。
【0007】
【作用】本発明の位置センサでは、分割手段によって光
を分割してから各分割光を減光手段であるNDフィルタに
入射させる。そのため、NDフィルタの交換によって光軸
のずれが生じても、各フォトディテクタで受光される分
割された光束の光量の割合は変わらない。そのため、各
フォトディテクタから出力された信号の差をとって増幅
する差動アンプからの出力は、NDフィルタの交換による
光軸のずれが生じても変化しない。その結果、センサに
入射する光の光軸のずれだけに基づく出力を得ることが
できる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の構成を示す概略
図である。なお、図1において図2と同一機能を有する
構成要件は同一符号を付してその説明を省略する。本実
施例の1次元位置センサ10は、導入された光11を2
つの光束11a、11bに分割するプリズム12、分割
された各光束11a、11bをそれぞれ受光するフォト
ディテクタ13a、13b、各光束11a、11bの光
路上においてプリズム12と各ディテクタ13a、13
bとの間に配置されてこれら各光束の強度を所定の強度
に減光するための交換機構付きNDフィルタ40a、40
b、各フォトディテクタ13a、13bからの信号を電
流電圧変換するI−Vアンプ14a、14b、I−Vア
ンプ14aおよび14bからの出力の差をとって増幅す
る差動アンプ15とを備えている。なお、光11の光軸
がずれても、各光束11a、11b全体がフォトディテ
クタ13に受光されるように、あらかじめ、各素子の配
置位置およびディテクタ13の受光面の大きさ等を設定
しておく。
【0009】本実施例では、交換機構付きNDフィルタ4
0a、40bにおいて所望の減光率を有するNDフィルタ
に交換した際に各光束11a、bの光軸が交換前の光軸
からずれても、各フォトディテクタ13に入射する各光
束11a、11bの光量は変わらない。従って、各フォ
トディテクタ13で受光される各光束11a、11bの
光量の比率も変わらない。よって、各ディテクタ13か
ら出力された信号の差をとって増幅する差動アンプ15
からの出力は一定となる。これに対して、例えば、光
(測定光)が照射された被検物の照射面(例えば、加工
面)が傾くと、位置センサ10に入射する測定光は、照
射面が傾く前の状態からその光軸の位置がずれる。その
ため、プリズム12への入射位置もずれ、2分割された
各光束11a、11bの光量(強度)の割合が変化す
る。これにより、各フォトディテクタから出力された信
号の差が変化するので、差動アンプ15からはその差に
応じた出力が得られる。つまり、被検物の照射面の傾き
によってのみ、その傾き具合に応じた出力を得ることが
できるので正確な値が求まり検出精度が向上する。
【0010】なお、本実施例では1次元位置センサ10
に導入された光(測定光)11をプリズム12表面で反
射させて2つの光束11a、11bに分割しているが、
本発明はこれに限定されるものではない。導入された光
(測定光)11をプリズム12に透過させて屈折により
分割してもよい。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、NDフィ
ルタの交換によって分割後の光の光軸がずれてもその影
響を受けない。そのため、入射する光の光軸のずれだけ
に基づく出力を得ることができる、高精度な位置センサ
を提供することができる。また、従来の位置センサで
は、保守等のためにNDフィルタを一旦取り外して再度取
り付ける場合、分割手段に入射する光の光軸の調整を正
確に行っていたが、本発明ではそのような調整作業を行
う必要がないため、作業効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例を示す概略構成図であ
る。
【図2】は、被検物(加工面)の傾きを検出するための
測定光学系の構成を示す概略図である。
【図3】は、交換機構付きNDフィルタの構成を示す概略
図である。
【主要部分の符号の説明】
10 一次元位置センサ 11 光(測定光) 12 プリズム(分割手段) 13 フォトディテクタ(受光手段) 14 I−Vアンプ 15 差動アンプ 26 一次元位置センサ 40 交換機構付きNDフィルタ(減光手段) 41 NDフィルタ 42 円板 43 回転軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの光束を2つ以上の光束に分割する
    分割手段、分割された各光束を各々受光する複数の受光
    手段および分割された各光束の光路上において前記分割
    手段と受光手段との間に設置された減光手段とを有する
    ことを特徴とする位置センサ。
JP5224294A 1993-09-09 1993-09-09 位置センサ Pending JPH0777406A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5224294A JPH0777406A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 位置センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5224294A JPH0777406A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 位置センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0777406A true JPH0777406A (ja) 1995-03-20

Family

ID=16811522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5224294A Pending JPH0777406A (ja) 1993-09-09 1993-09-09 位置センサ

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JP (1) JPH0777406A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100430688C (zh) * 2005-11-18 2008-11-05 富士通株式会社 倾斜度检测方法和倾斜度检测设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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