JPH09189532A - 平面光測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に被測定平面光の傾斜角を測定できる平
面光測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 被測定平面光１０を入射させるＣＣＤ素子２
０と、ＣＣＤ素子２０から出力された映像信号に基づい
てＣＣＤ素子２０を回転させる回転ステージ３０とを備
えている。そして、映像信号の信号幅が最小になる位置
で回転ステージ３０を停止させてＣＣＤ素子２０の回転
角を測定することにより、被測定平面光１０の投影像１
０ａの傾斜角を容易かつ正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定平面光の投
影像の傾斜角を測定する平面光測定方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の平面光測定方法としては、図４に
示すように、被測定平面光１００の両サイドに位置検出
素子１０１，１０２が配置されて、これらの位置検出素
子１０１，１０２に入射する光の入射位置を検出するこ
とによって、被測定平面光の投影像の傾斜角を測定する
方法があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平面光測定方法は、位置検出素子１０１，１０２を被測
定平面光１００の各端部に正確に配置する必要があり、
位置合せに手間がかかった。また、位置検出素子１０
１，１０２で測定した光入射の位置データと、位置検出
素子１０１，１０２間の距離データとから三角法によっ
て傾斜角を算出する必要があり、演算処理が繁雑であっ
た。

【０００４】本発明は、このような問題を解決して、正
確な位置合せ及び複雑な演算処理を行うことなく、簡単
に被測定平面光の傾斜角を測定することができる平面光
測定方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の平面光測定方法は、被測定平面光をＣＣＤ
素子の撮像面に垂直に入射させると共に、撮像面と垂直
な回転軸線を中心にしてＣＣＤ素子を回転させて、ＣＣ
Ｄ素子から出力される被測定平面光の映像信号の信号幅
が最小になる位置でのＣＣＤ素子の回転角を測定するこ
とにより、被測定平面光の投影像の傾斜角を検出するこ
とを特徴とする。

【０００６】また、本発明の平面光測定装置は、被測定
平面光を撮像面に垂直に入射させるＣＣＤ素子と、ＣＣ
Ｄ素子で撮像された被測定平面光の映像信号に基づい
て、撮像面と垂直な回転軸線を中心にしてＣＣＤ素子を
回転させる回転ステージとを備えている。そして、映像
信号の信号幅が最小になる位置で回転ステージを停止さ
せてＣＣＤ素子の回転角を測定することにより、被測定
平面光の投影像の傾斜角を極めて容易に検出することが
できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面を参照して説明する。

【０００８】図１は、本発明の実施形態に係る平面光測
定方法を示す斜視図である。図１に示すように、ＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）素子２０は、被測定平面光
１０が撮像面２１に垂直に入射するように配置されてい
る。ここで、被測定平面光１０は、例えばシリンドリカ
ルレンズ（図示せず）から出射することによって形成さ
れる投影像１０ａがスリット状の光束である。そして、
ＣＣＤ素子２０の撮像面２１は、この撮像面２１と垂直
な回転軸線２２を中心に回転させることができる。ＣＣ
Ｄ素子２０の撮像面２１には、水平方向Ａと垂直方向Ｂ
に配列された複数の画素が設けられており、これらの画
素に蓄積された信号電荷は水平方向Ａに順番に読み出さ
れる。各画素から順番に読み出された信号電荷の列は、
一本のビデオ信号（ＮＴＳＣビデオ信号）としてＣＣＤ
素子２０から出力される。さらに、このビデオ信号に
は、水平方向Ａの各ラインの間に水平同期信号が重畳さ
れ、各フレームの間に垂直同期信号が重畳される。

【０００９】被測定平面光１０がＣＣＤ素子２０に入射
した場合、ＣＣＤ素子２０から出力されるビデオ信号に
は、図２（ａ）に示すように一対の水平同期信号の間に
映像信号が現れる。この映像信号は被測定平面光１０の
被写体情報を示す信号である。そして、被測定平面光１
０の投影像１０ａの延在方向が撮像面２１の垂直方向Ｂ
と一致するようにＣＣＤ素子２０を回転させれば、この
映像信号の信号幅は徐々に狭くなる。

【００１０】このため、図２（ｂ）に示すように、ＣＣ
Ｄ素子２０から出力される映像信号の幅が最も狭くなる
ようにＣＣＤ素子２０を回転させれば、被測定平面光１
０の投影像１０ａの延在方向と撮像面２１の垂直方向Ｂ
とが一致する。従って、撮像面２１の垂直方向Ｂの角度
を測定することによって、被測定平面光１０の傾斜角を
容易に検出することができる。

【００１１】また、一対の垂直同期信号の間の映像信号
の信号幅からも、被測定平面光１０の傾斜角を検出する
ことができる。即ち、映像信号は水平同期区間ごとに現
れる信号であり、これらの映像信号の極大点を順に結ぶ
と、図２（ａ）の波形に類似した台形状の波形になる
（図２（ｃ）参照）。そこで、この波形の幅が最も狭く
なるようにＣＣＤ素子２０を回転させれば、被測定平面
光１０の投影像１０ａの延在方向と撮像面２１の水平方
向Ａとが一致する。従って、撮像面２１の水平方向Ａの
角度を測定することによって、被測定平面光１０の傾斜
角を容易に検出することができる。

【００１２】次に、本発明の実施形態に係る平面光測定
装置１について、図３を用いて説明する。

【００１３】図３に示すように、平面光測定装置１は、
被測定平面光を撮像面２１に垂直に入射させるＣＣＤ素
子２０と、撮像面２１と垂直な回転軸線２２を中心にし
てＣＣＤ素子２０を回転させる回転ステージ３０と、Ｃ
ＣＤ素子２０で撮像された被測定平面光１０の映像信号
を表示する表示器４０とを備えている。なお、表示器４
０としては、電流計やオシロスコープなどが用いられ
る。

【００１４】回転ステージ３０は直方体形状の基体部３
１を備え、基体部３１の光入射側の側面３１ａには円筒
形状のステージ支持部３２が設けられている。そして、
このステージ支持部３２の光入射側には、ステージ支持
部３２と同一の径を持った中空円柱形状のステージ部３
３が、回転軸線２２を中心にして回転可能に取り付けら
れている。さらに、ステージ部３３の光入射側の面３３
ａにはＣＣＤ素子２０が固定されている。ここで、ＣＣ
Ｄ素子２０の撮像面２１は回転軸線２２と直交してお
り、撮像面２１と基体部３１の側面３１ａとは平行にな
っている。

【００１５】ステージ部３３の周壁の内面には歯面３３
ｂが形成されており、基体部３１に内蔵されたステッピ
ングモータ３４の歯車３４ａがこの歯面３３ｂの歯と噛
み合っている。このため、ステッピングモータ３４の駆
動によってステージ部３３は回転して、ステージ部３３
に固定されたＣＣＤ素子２０も回転する。ステージ支持
部３２及びステージ部３３の周壁の外面には目盛りＤが
刻まれており、この目盛りＤを読み取ることによってス
テージ部３３の回転角度を計測することができる。

【００１６】さらに、基体部３１には演算アンプ３５が
内蔵されており、ＣＣＤ素子２０から出力されたビデオ
信号がこの演算アンプ３５で増幅される。そして、演算
アンプ３５で増幅されたビデオ信号が表示器４０に入力
されて、表示器４０ではビデオ信号に重畳された映像信
号が表示される。

【００１７】次に、このような構成を有する平面光測定
装置１の動作について説明する。

【００１８】被測定平面光１０がＣＣＤ素子２０の撮像
面２１に垂直に入射すると、ＣＣＤ素子２０からビデオ
信号が出力される。このビデオ信号は演算アンプ３５で
増幅されて、表示器４０に入力される。表示器４０では
ビデオ信号に重畳された映像信号が表示されて、この映
像信号を観察した操作者がコントローラ（図示せず）を
操作することによってステージ部３３は回転する。そし
て、ステージ部３３の回転に合わせてＣＣＤ素子２０は
回転して、ＣＣＤ素子２０の撮像面２１と被測定平面光
１０の投影像１０ａとの角度が変化する。

【００１９】上述したように、被測定平面光１０の投影
像１０ａの延在方向と撮像面２１の垂直方向Ｂとが一致
すれば、水平同期の期間における映像信号の信号幅は最
も狭くなる。そこで、表示器４０に表示される映像信号
の信号幅が狭くなるように操作者がコントローラを操作
してステージ部３３を回転させることによって、被測定
平面光１０の投影像１０ａの延在方向と撮像面２１の垂
直方向Ｂとを一致させることができる。そして、このと
きの目盛りＤを読み取ることによってステージ部３３の
回転角度が測定でき、測定した角度から被測定平面光１
０の投影像１０ａの傾斜角を容易に検出することができ
る。なお、垂直同期の期間における映像信号の信号幅が
最も狭くなるように操作してもよい。このように操作す
れば、被測定平面光１０の投影像１０ａの延在方向と撮
像面２１の水平方向Ａとを一致させることができ、目盛
りＤを読み取ることによって被測定平面光１０の投影像
１０ａの傾斜角を検出することができる。

【００２０】以上のように、ＣＣＤ素子２０を回転させ
るだけで被測定平面光１０の投影像１０ａの傾斜角を極
めて容易に検出することができ、この検出によって得ら
れた傾斜角は非常に正確である。

【００２１】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内におい
て、例えば以下のように変更することも可能である。

【００２２】（１）上記実施形態では、回転ステージ３
０のステージ部３３をステッピングモータ３４を用いて
自動的に回転させていたが、手動でステージ部３３を回
転させてもよい。

【００２３】（２）上記実施形態では、表示器４０に表
示された映像信号を操作者の目視によって確認しつつ、
操作者の制御によってステージ部３３を回転させていた
が、一般的な信号処理技術及び自動制御技術を用いて自
動的に映像信号を確認して、映像信号の信号幅が最小に
なるように自動的にステージ部３３を回転させてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の平
面光測定方法であれば、被測定平面光をＣＣＤ素子の撮
像面に垂直に入射させながらＣＣＤ素子を回転させて、
ＣＣＤ素子から出力される映像信号の信号幅が最小にな
る位置でのＣＣＤ素子の回転角を測定することによっ
て、被測定平面光の投影像の傾斜角を容易かつ正確に検
出することができる。

【００２５】また、本発明の平面光測定装置であれば、
被測定平面光を入射させるＣＣＤ素子と、ＣＣＤ素子か
ら出力された映像信号に基づいてＣＣＤ素子を回転させ
る回転ステージとを備えている。そして、映像信号の信
号幅が最小になる位置で回転ステージを停止させてＣＣ
Ｄ素子の回転角を測定することにより、被測定平面光の
投影像の傾斜角を容易かつ正確に検出することができ
る。

【００２６】特に、ＣＣＤ素子、回転ステージ、及び表
示器といった少ない部品で装置が構成できるので、製造
コストを大幅に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る平面光測定方法を示す
斜視図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は、水平同期の期間における映像
信号を示す図である。（ｃ）は、垂直同期の期間におけ
る映像信号を示す図である。

【図３】本発明の実施形態に係る平面光測定装置を示す
斜視図である。

【図４】従来の平面光測定装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…平面光測定装置、１０…被測定平面光、１０ａ…投
影像、２０…ＣＣＤ素子、２１…撮像面、２２…回転軸
線、３０…回転ステージ、４０…表示器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定平面光をＣＣＤ素子の撮像面に垂
   直に入射させると共に、前記撮像面と垂直な回転軸線を
   中心にして前記ＣＣＤ素子を回転させて、前記ＣＣＤ素
   子から出力される前記被測定平面光の映像信号の信号幅
   が最小になる位置での前記ＣＣＤ素子の回転角を測定す
   ることにより、前記被測定平面光の投影像の傾斜角を検
   出することを特徴とした平面光測定方法。
2. 【請求項２】 被測定平面光を撮像面に垂直に入射させ
   るＣＣＤ素子と、 前記ＣＣＤ素子で撮像された前記被測定平面光の映像信
   号に基づいて、前記撮像面と垂直な回転軸線を中心にし
   て前記ＣＣＤ素子を回転させる回転ステージとを備え、 前記映像信号の信号幅が最小になる位置で前記回転ステ
   ージを停止させて前記ＣＣＤ素子の回転角を測定するこ
   とにより、前記被測定平面光の投影像の傾斜角を検出す
   ることを特徴とした平面光測定装置。