JPH0921627A - Shape-measuring apparatus - Google Patents

Shape-measuring apparatus

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JPH0921627A
JPH0921627A JP7171985A JP17198595A JPH0921627A JP H0921627 A JPH0921627 A JP H0921627A JP 7171985 A JP7171985 A JP 7171985A JP 17198595 A JP17198595 A JP 17198595A JP H0921627 A JPH0921627 A JP H0921627A
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JP
Japan
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measured
light
display plate
light source
objective lens
Prior art date
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Application number
JP7171985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Shinoda
昌幸 信田
Hiroshi Kato
浩 加藤
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH0921627A publication Critical patent/JPH0921627A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To readily register an object to be measured and an automatic collimator main body, by arranging, between the object to be measured and a display plate, an object lens having a focal length of the same as the distance from the display plate. SOLUTION: A light of a light bulb 1 passing through a reticle 4 penetrates an object lens 5 to an object 15 to be measured. The lens 5 is fixed to a main body 8 so that the distance between the reticle 4 and the lens 5 becomes equal to focal length of the lens 5. Unless a first surface 15a and a second surface 15b of the object 15 to be measured are completely parallel to each other, respective reflecting lights form images at different positions of the reticle 4. While the reflecting light from the first surface 15a forms images at the same position of the reticle 4 at all times, the reflecting light from the second surface 15b forms images at different positions on the reticle 4 depending on angle to the first surface 15a if the second surface 15b is not parallel to the first surface 15a. A parallelism of the object 14 to be measured is obtained by reading difference of two images.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は透明基板の平行度な
どの測定に用いられるオートコリメータに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autocollimator used for measuring the parallelism of transparent substrates.

【0002】[0002]

【従来の技術】本明細書で述べるオートコリメータにつ
いては、日本工業規格の「オートコリメータ」(JIS
B 7538)に示されているものである。この規格
はオートコリメータ及びこれに附属する反射鏡について
規定したものである。オートコリメータについての注記
としては、「望遠鏡の対物レンズの焦点面に標線を置
き、これを照明して対物レンズを経過して出てくる光
を、望遠鏡の前方に置いた反射鏡によって再び望遠鏡に
もどし、対物レンズによって焦点面にできた標線の像の
位置が、そこに置かれた目盛によって測定できる構造の
望遠鏡であって、反射鏡と望遠鏡との位置関係が傾きと
して変わったとき、像の位置が移動するのを利用して小
さい角度の測定、面の測定又は面の設定などに使われる
ものをいう。」とされている。
2. Description of the Related Art The autocollimator described in this specification is a Japanese Industrial Standard "autocollimator" (JIS
B 7538). This standard specifies the autocollimator and the reflecting mirrors attached to it. As a note about the autocollimator, "A line of sight is placed on the focal plane of the objective lens of the telescope, and the light that passes through the objective lens is illuminated by the reflector and placed again in front of the telescope. In addition, when the position of the image of the marked line formed on the focal plane by the objective lens is a telescope of a structure that can be measured by a scale placed there, and the positional relationship between the reflecting mirror and the telescope changes as an inclination, It is used for small angle measurement, surface measurement, or surface setting by utilizing the movement of the image position. "

【0003】図4は一般的なオートコリメータの構成を
示す断面図である。その構成は、光源21、光源用の電
源33、コンデンサレンズ22、標線板24、半透鏡プ
リズム23、対物レンズ26、目盛板25、接眼レンズ
27、筐体28,29,30である。これらの構成につ
いては、次の通りである。光源1から発せられた光がコ
ンデンサレンズ22によって標線板24に集光される。
その集光された光は半透鏡プリズム23を通り、対物レ
ンズ26によって平行光束となり照射される。そして、
被測定物で反射した光は対物レンズ26によって集光し
て半透鏡プリズム23に照射される。そして、対物レン
ズ26は目盛板25の位置が焦点位置になっているの
で、半透鏡プリズム23を透過した光は、目盛板25で
焦点を結ぶ。この時、標線板24に描かれた標線の像が
目盛板25で結像する。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a general autocollimator. The structure includes a light source 21, a power source 33 for the light source, a condenser lens 22, a marking plate 24, a semitransparent mirror prism 23, an objective lens 26, a scale plate 25, an eyepiece lens 27, and casings 28, 29 and 30. The configuration of these is as follows. The light emitted from the light source 1 is condensed on the marking plate 24 by the condenser lens 22.
The condensed light passes through the semi-transparent mirror prism 23 and is collimated by the objective lens 26 to be irradiated. And
The light reflected by the object to be measured is condensed by the objective lens 26 and applied to the semi-transparent mirror prism 23. Further, since the position of the scale plate 25 of the objective lens 26 is the focus position, the light transmitted through the semi-transparent mirror prism 23 is focused on the scale plate 25. At this time, an image of the marked line drawn on the marked plate 24 is formed on the scale plate 25.

【0004】また、このオートコリーメータの外観構成
図は図6に示す。従来のオーロコリーメータは、図6に
示すように被測定物15はホルダー36に保持されてい
る。オートコリメータ本体28はスタンド34に保持さ
れている。そして、ホルダー36、スタンド34は定盤
35に固定されている。このスタンド34には上下機
構、左右のスライド機構、あおり、回転機構が付いてお
り、それらを使って光軸調整する。標線の像が視野に入
ってくるようにオートコリメータ本体28の位置を調整
する。
FIG. 6 is an external view of the structure of this automatic collimator. In the conventional aurocollimeter, the object to be measured 15 is held by a holder 36 as shown in FIG. The autocollimator body 28 is held by a stand 34. The holder 36 and the stand 34 are fixed to the surface plate 35. The stand 34 has an up-down mechanism, a left-right slide mechanism, a tilt, and a rotation mechanism, which are used to adjust the optical axis. The position of the autocollimator main body 28 is adjusted so that the image of the marked line enters the visual field.

【0005】次にこのオートコリメータを使い、透明な
光学部品の相対する二面の平行度を測定する場合につい
て説明する。まず測定の前に、被測定物15に対してオ
ートコリメータの光軸31の位置出しをする必要があ
る。最初に目測でホルダー36とスタンド34の位置を
合わせる。次に光源用の電源33を駆動させて光源を点
灯させる。その後、オートコリメータ本体28の接眼部
から覗き込み、標線の像が視野に入ってくるようにオー
トコリメータ本体28の位置を調整する。調整していく
と、標線の像が視野内2か所に見えるようになる。一方
の標線の像は被測定物15の表面からの反射像であり、
そして、他方の標線の像は被測定物15の裏面からの反
射像である。これらの標線の像が共に視野内の目盛線上
に来るようにオートコリーメータ本体28の位置を調節
して行く。そして最後に、一方の標線の像が視野内の所
定の位置(例えば、目盛0の位置)に来るまで位置調整
をする。これで位置出しが済んだことになる。
Next, a case will be described in which the parallelism between two opposing surfaces of a transparent optical component is measured using this autocollimator. First, before the measurement, it is necessary to position the optical axis 31 of the autocollimator with respect to the measured object 15. First, the positions of the holder 36 and the stand 34 are aligned by visual inspection. Next, the power source 33 for the light source is driven to turn on the light source. Then, the operator looks into the eyepiece of the autocollimator body 28 and adjusts the position of the autocollimator body 28 so that the image of the marked line enters the visual field. As you make adjustments, the images of the marked lines will be visible in two places within the field of view. The image of one of the marked lines is a reflection image from the surface of the DUT 15,
The image of the other marked line is a reflection image from the back surface of the DUT 15. The position of the auto-collimator main body 28 is adjusted so that the images of these marked lines are both on the scale line in the visual field. Finally, position adjustment is performed until the image of one of the marked lines comes to a predetermined position in the field of view (for example, the position of the scale 0). This means that you have finished positioning.

【0006】次に基板の平行度を測定する作業に入る。
測定は、視野内の所定の位置に対して濃い標線の像がど
れだけ離れた位置あるかを計測する。実際には、測定者
は所定の位置を基準にふられている目盛を読むだけで済
む。図5はその時の状態を示す光路図である。光源21
の光はコンデンサレンズ22、標線板24、半透鏡プリ
ズム23、対物レンズ26を経て被測定物15に入射す
る。被測定物15の裏面15bは光軸に垂直な面になっ
ているので、この面で反射した光は同じ光路を戻り、対
物レンズ26、半透鏡プリズム23を通って対物レンズ
26の焦点位置に置かれた目盛板25のMaの位置に標
線の像を結ぶ。一方、被測定物の裏面15bに対して傾
きθを持つ被測定物の表面15aで反射した光は、入射
する光の光軸31に対して2θ傾いて対物レンズ26に
入射し、そして半透鏡プリズム23を通って目盛板25
に到達するため、目盛板25のMbの位置に標線の像を
結ぶ。
Next, the work for measuring the parallelism of the substrate is started.
The measurement measures how far away the image of the dark marked line is from a predetermined position in the visual field. In practice, the measurer only has to read the scale that is referenced to the predetermined position. FIG. 5 is an optical path diagram showing the state at that time. Light source 21
Is incident on the DUT 15 via the condenser lens 22, the marking plate 24, the semitransparent mirror prism 23, and the objective lens 26. Since the back surface 15b of the DUT 15 is a surface perpendicular to the optical axis, the light reflected by this surface returns through the same optical path and passes through the objective lens 26 and the semitransparent mirror prism 23 to reach the focal position of the objective lens 26. An image of the marked line is formed at the position of Ma on the scale plate 25 placed. On the other hand, the light reflected by the front surface 15a of the measured object having the inclination θ with respect to the rear surface 15b of the measured object is incident on the objective lens 26 with an inclination of 2θ with respect to the optical axis 31 of the incident light, and the semi-transparent mirror. Scale plate 25 through prism 23
In order to reach, the image of the marked line is formed at the position of Mb on the scale plate 25.

【0007】ここで二つの標線像の位置Ma,Mbの距
離をdとすれば、傾きθとの間に次式の関係となる。た
だし、fは対物レンズの焦点距離である。
Here, if the distance between the positions Ma and Mb of the two reference line images is d, the relationship between the inclination θ and the following equation is obtained. However, f is the focal length of the objective lens.

【0008】[0008]

【数1】 したがって、dを測定することによって傾きθを知るこ
とができる。傾きθは、被測定物の裏面15bを基準面
とした時の、被測定物の表面15aの平行度である。本
説明では15bを基準面としたが、15aを基準面とし
て測定しても同じである。その時には、濃い標線の像を
目盛0の位置になるように調整し、薄い標線の像が位置
する目盛を読むことになる。
[Equation 1] Therefore, the inclination θ can be known by measuring d. The inclination θ is the parallelism of the front surface 15a of the measured object when the back surface 15b of the measured object is used as the reference surface. In this description, 15b is used as the reference surface, but the same is true when measurement is performed using 15a as the reference surface. At that time, the image of the dark gauge line is adjusted so as to be at the position of the scale 0, and the scale where the image of the thin mark line is located is read.

【0009】ところで、図5の光路図の被測定物15の
中での15bに入射する光路と15bで反射された光路
とが同じとして描かれているが、実際は異なった光路と
成っている。しかしながら、この光路の違いが非常に微
細なので、図5では便宜上同じ線で表現した。なお、本
発明は、この点の相違によって、発明の解釈が異なるも
のではない。
By the way, in the object to be measured 15 in the optical path diagram of FIG. 5, the optical path incident on 15b and the optical path reflected by 15b are depicted as the same, but in reality, they are different optical paths. However, since the difference in the optical path is very small, the same line is used for convenience in FIG. The present invention does not differ in the interpretation of the invention due to this difference.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては被測定物とオートコリメータとの位置出し
に時間がかかるという問題点があった。また、位置出し
を行うための機構が必要で有ったため、オートコリメー
タとして必要な部品が多くなり、携帯するには不便であ
った。
The above-mentioned conventional technique has a problem that it takes time to position the object to be measured and the autocollimator. Moreover, since a mechanism for performing positioning is required, many parts are required as an autocollimator, which is inconvenient to carry.

【0011】更に、従来のオートコリメータには光源用
の電源ケーブルが必要であり、位置出し作業や測定作業
の邪魔になった。また、位置出しが済んでも、スタンド
の調整機構のロックをしないうちは、電源ケーブルの張
力によりオートコリメータ本体が動いてしまうという問
題点もあった。そこで本発明は、被測定物とオートコリ
メータ本体との位置出しが容易に行われるオートコリメ
ータを提供することを目的とする。
Furthermore, the conventional autocollimator requires a power cable for the light source, which hinders positioning work and measurement work. Further, even if the positioning is completed, there is a problem that the autocollimator main body moves due to the tension of the power cable unless the adjustment mechanism of the stand is locked. Therefore, it is an object of the present invention to provide an autocollimator in which the object to be measured and the autocollimator main body can be easily positioned.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的のために本発明
に係る形状測定装置では、請求項1において、光源から
の光を被測定物に照射し、被測定物の第1の面からの反
射光の光軸と第2の面からの反射光の光軸のズレからそ
の被測定物の形状を測定する形状測定装置において、光
源からの光が被測定物に到達するように反射する反射部
材と、その反射部材の反射光が通過する部分に標線パタ
ーンが描かれ、かつ被測定物の第1の面からの反射光が
通過する部分に測定用目盛が描かれている表示板と、被
測定物と前記表示板との間に配置されており、表示板か
らの距離と同じ距離の焦点距離を有する対物レンズを有
した(請求項1記載の発明)。
To achieve the above object, in a shape measuring apparatus according to the present invention, in claim 1, light from a light source is applied to an object to be measured, and the light from the first surface of the object is measured. In a shape measuring device that measures the shape of an object to be measured from the deviation between the optical axis of the reflected light and the optical axis of the light reflected from the second surface, the reflection from the light source to reach the object to be measured. A member and a display plate in which a marked line pattern is drawn on a portion through which the reflected light of the reflecting member passes, and a measuring scale is drawn on a portion through which the reflected light from the first surface of the DUT passes. And an objective lens arranged between the object to be measured and the display plate and having a focal length the same as the distance from the display plate (the invention according to claim 1).

【0013】更に、請求項1の発明の表示板と反射部材
は、表示板の標線パターンが描かれた位置に反射部材を
取り付ければ、反射部材を個別にカバーに設けるよりも
好ましい(請求項2記載の発明)。また、更に表示板
は、前記標線パターンが描かれた部分に遮光膜を設けれ
ば、反射部材の影を隠すことができるので好ましい(請
求項3記載の発明)。
Further, the display plate and the reflecting member of the invention of claim 1 are more preferable when the reflecting member is attached to the position where the marked line pattern of the display plate is drawn than the case where the reflecting member is individually provided on the cover. 2 invention). Further, it is preferable that the display plate is provided with a light-shielding film in the portion where the marked line pattern is drawn, because the shadow of the reflecting member can be hidden (the invention according to claim 3).

【0014】ところで、更に対物レンズの周縁に、被測
定物の第1の面と平行な形状を有した被測定物係接部材
とを有すれば更に好ましい(請求項4記載の発明)。ま
た、この被測定物係接部材は前記表示板を固定する鏡筒
に一体的に成形されることが好ましい(請求項5記載の
発明)。また、請求項1の形状測定装置に更に光源と、
その光源に供給する電力として用いる電池を納める電池
収納部と、その電池収納部と光源との間を導通させる電
線とを備えることが好ましい(請求項6記載の発明)。
また光源と反射部材との間に配置され、表示板からの距
離と同じ距離である焦点距離を持ち、光源からの光を表
示板に集光するコンデンサーレンズを備えることが好ま
しい(請求項7記載の発明)。
By the way, it is further preferable to further include a workpiece contact member having a shape parallel to the first surface of the workpiece on the periphery of the objective lens (the invention according to claim 4). Further, it is preferable that the member for contacting with the object to be measured is integrally formed with a lens barrel for fixing the display plate (the invention according to claim 5). Further, the shape measuring device according to claim 1, further comprising a light source,
It is preferable to include a battery housing portion for housing a battery used as electric power to be supplied to the light source, and an electric wire for electrically connecting the battery housing portion and the light source (the invention according to claim 6).
In addition, it is preferable to include a condenser lens that is disposed between the light source and the reflecting member, has a focal length that is the same distance as the distance from the display plate, and condenses the light from the light source onto the display plate. Invention).

【0015】以下に、本発明の実施の形態を説明する
が、本発明はこれに限られるものではない。
The embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態の形
状測定装置であるオートコリメータの断面図である。図
1のオートコリメータは、光源として電球1を有してお
り、電球1は電球固定部材10によって、保持固定され
ている。そして、この電球固定部材10は、本体8に固
定されている。
1 is a sectional view of an autocollimator which is a shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The autocollimator of FIG. 1 has a light bulb 1 as a light source, and the light bulb 1 is held and fixed by a light bulb fixing member 10. The light bulb fixing member 10 is fixed to the main body 8.

【0017】この本体8には、コンデンサレンズ2と焦
点板4と対物レンズ5が固定されている。また、本体8
には、対物レンズ5側に開口部を有しており、その開口
部の周縁には、被測定物15と当接できる様になってい
る。この周縁部は、本体8の他の部分に比べて、肉厚が
厚くなっており、被測定物15に当てやすくなってい
る。また、この周縁部で形成される面は、対物レンズ5
の光軸に対して垂直に成るように形成されている。この
様にすることで、被測定物の第1の面15aに対して対
物レンズ5の光軸が垂直にすることができる。
A condenser lens 2, a focusing screen 4, and an objective lens 5 are fixed to the main body 8. Also, the main body 8
Has an opening on the objective lens 5 side, and the peripheral edge of the opening can be brought into contact with the DUT 15. The peripheral portion is thicker than other portions of the main body 8 and is easy to hit the object to be measured 15. Further, the surface formed by this peripheral portion is the objective lens 5
Is formed so as to be perpendicular to the optical axis of. By doing so, the optical axis of the objective lens 5 can be made perpendicular to the first surface 15a of the object to be measured.

【0018】ところで、コンデンサレンズ2は、焦点板
4と電球1との間に配置されいる。また、コンデンサレ
ンズ2と焦点板4とは、コンデンサレンズ2によって集
光された光の通る路の長さが、コンデンサレンズ2のも
つ焦点距離と同じ長さになるような位置に固定されてい
る。焦点板4には、プリズム3が固定されている。この
プリズム3は、電球1からの光を反射して、対物レンズ
5の光軸と平行になるようにするためにある。この様に
プリズム3を焦点板4に直接固定することで、本体2に
プリズムを固定するよりも容易に取り付けることができ
る。
By the way, the condenser lens 2 is arranged between the focusing screen 4 and the electric bulb 1. Further, the condenser lens 2 and the focusing screen 4 are fixed at such positions that the path length of the light condensed by the condenser lens 2 is the same as the focal length of the condenser lens 2. . The prism 3 is fixed to the focusing screen 4. This prism 3 is for reflecting the light from the light bulb 1 so as to be parallel to the optical axis of the objective lens 5. By directly fixing the prism 3 to the focusing screen 4 in this manner, the prism 3 can be attached more easily than fixing the prism to the main body 2.

【0019】コンデンサレンズ2を透過した光は、図示
していないグリーンフィルタを通ってプリズム3によっ
て反射され、焦点板4を入射する。ところで、この焦点
板4は図2に示されたものを用いた。焦点板4は、円形
のガラス板を用いている。焦点板4の表面の一部Fbに
は、一部を除いてクロム蒸着を施した。このクロム蒸着
を施さなかった部分は、標線と同じ形状にした。従っ
て、標線の形状の部分だけが白抜きされたような暗視野
になっている。そして、標線と同じ形状を有した部分
が、コンデンサレンズ2の焦点位置と合致しているた
め、この標線と同じ形状を有した部分に電球1の光が明
るく照らされる。この様にすることで、クロム蒸着した
跡の影がはっきりした状態で、対物レンズ5に光を照射
することができる。
The light transmitted through the condenser lens 2 passes through a green filter (not shown), is reflected by the prism 3, and enters the focusing screen 4. By the way, the focusing screen 4 used is that shown in FIG. The focusing screen 4 is a circular glass plate. Chromium vapor deposition was applied to a part of the surface Fb of the focusing screen 4 except for a part thereof. The portion not subjected to chromium vapor deposition had the same shape as the marked line. Therefore, the dark field is such that only the shape of the marked line is outlined. Then, since the portion having the same shape as the marked line coincides with the focal position of the condenser lens 2, the light of the light bulb 1 is brightly illuminated on the portion having the same shape as the marked line. By doing so, it is possible to irradiate the objective lens 5 with light in a state where the shadow of the chromium vapor deposition trace is clear.

【0020】一方、焦点板4の表面の他部分Faには、
目盛がクロム蒸着によって描かれている。標線の位置と
目盛の位置は、焦点板4の中心に対してほぼ等位置にあ
る。そして、焦点板4は、対物レンズ5の光軸12と焦
点板4の中心とが合うように本体8に固定されているま
た、プリズム3は、焦点板4のFbの位置にバルサムに
よって接合されている。
On the other hand, on the other part Fa of the surface of the focusing screen 4,
The scale is drawn by chromium vapor deposition. The positions of the marked lines and the positions of the scales are substantially equal to the center of the focusing screen 4. The focusing plate 4 is fixed to the main body 8 so that the optical axis 12 of the objective lens 5 and the center of the focusing plate 4 are aligned. Further, the prism 3 is joined to the position Fb of the focusing plate 4 by a balsam. ing.

【0021】焦点板4を通過した電球1の光は、対物レ
ンズ5を透過し、被測定物15に照射される。この対物
レンズ5は、焦点板4から対物レンズ5までの距離と対
物レンズ5の焦点距離とが同じになる位置に、本体8に
固定されている。対物レンズ5を通過した電球1の光の
うち一部は、被測定物の第1の面15aで反射し、対物
レンズ5に再び入射する。また、残りの対物レンズ5を
通過した電球1の光は、被測定物の第2の面15bで反
射され、再び対物レンズ5に入射する。そして、再び対
物レンズ5に入射した被測定物15の反射光は、焦点板
4のFaのところで、結像する。
The light of the electric bulb 1 that has passed through the focusing screen 4 passes through the objective lens 5 and is applied to the object to be measured 15. The objective lens 5 is fixed to the main body 8 at a position where the distance from the focusing plate 4 to the objective lens 5 and the focal length of the objective lens 5 are the same. Part of the light of the electric bulb 1 that has passed through the objective lens 5 is reflected by the first surface 15a of the object to be measured and is incident on the objective lens 5 again. The light of the electric bulb 1 that has passed through the remaining objective lens 5 is reflected by the second surface 15b of the object to be measured and is incident on the objective lens 5 again. Then, the reflected light of the DUT 15 that has entered the objective lens 5 again forms an image at Fa of the focusing screen 4.

【0022】このとき、被測定物の第1の面15aと被
測定物の第2の面15bとが完全に平行でなければ、第
1の面15aの反射光の光路と第2の面15bの反射光
の光路とは異なった光路となる。その結果、それぞれの
反射光による焦点板4で結像する位置がそれぞれ異な
る。また、第1の面15aの反射光は、対物レンズ5の
光軸12に対して常に垂直な面であるので、焦点板4上
で常に同じ位置に結像するが、第2の面15bの反射光
は、第1の面15aと平行でない場合は、第1の面15
aに対する角度の大小により、焦点板4上での結像する
位置が異なる。
At this time, if the first surface 15a of the object to be measured and the second surface 15b of the object to be measured are not completely parallel, the optical path of the reflected light from the first surface 15a and the second surface 15b. The optical path is different from the optical path of the reflected light. As a result, the positions on the focusing screen 4 formed by the respective reflected lights are different. Further, the reflected light from the first surface 15a is always a surface perpendicular to the optical axis 12 of the objective lens 5, so that the image is always formed at the same position on the focusing screen 4, but the second surface 15b is reflected. If the reflected light is not parallel to the first surface 15a, the first surface 15a
The image forming position on the focusing screen 4 differs depending on the size of the angle with respect to a.

【0023】この2つの像の差を焦点板4のFaにふら
れた目盛りで読んで、数1の式で演算することにより、
被測定物15の平行度を出すことができる。また、この
実施の一形態では、図1に示す様に対物レンズ5の光軸
上に接眼レンズ7が設けられている。この接眼レンズ7
は接眼レンズ固定部材9により固定されている。そし
て、接眼レンズ固定部材9は本体8に固定されている。
測定者はこの接眼レンズ7により、拡大してその像を見
ることができる。その像の一例を図3に示した。この図
3では、太く描かれた標線が被測定物の第1の面15a
で反射した光による標線の像であり、細く描かれた標線
が被測定物の第2の面15bで反射した光による標線の
像である。
The difference between these two images is read on the scale of Fa on the focusing screen 4 and is calculated by the equation (1),
The parallelism of the DUT 15 can be obtained. In this embodiment, an eyepiece lens 7 is provided on the optical axis of the objective lens 5 as shown in FIG. This eyepiece 7
Are fixed by an eyepiece fixing member 9. The eyepiece fixing member 9 is fixed to the main body 8.
The eyepiece 7 allows the measurer to magnify and see the image. An example of the image is shown in FIG. In FIG. 3, the thickly drawn marked line is the first surface 15a of the object to be measured.
Is the image of the reference line due to the light reflected by, and the thinly drawn reference line is the image of the reference line due to the light reflected by the second surface 15b of the measured object.

【0024】ところで、この実施の一形態では、コンデ
ンサレンズ2とプリズム3との間にグリーンフィルター
を設けているため、標線の像が緑色に見え、測定者に取
って標線の像が認識しやすくなっている。また、この実
施の一形態では、本体8に電池ケース13を設けてい
る。ここには、電球1の電源となる電池14を収納する
ことが出来る。また、この電池ケース13には、スイッ
チ12が設けられており、このスイッチ12をオンにす
ると、電源ケーブル11を通して電球1に電気が供給さ
れて点灯する。
By the way, in this embodiment, since the green filter is provided between the condenser lens 2 and the prism 3, the image of the marked line looks green, and the image of the marked line is recognized by the measurer. It's easier to do. Further, in this embodiment, the main body 8 is provided with the battery case 13. A battery 14 serving as a power source of the light bulb 1 can be housed here. Further, the battery case 13 is provided with a switch 12, and when the switch 12 is turned on, electricity is supplied to the electric bulb 1 through the power cable 11 to turn on the light.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の実施の形態を更に具体的に説明す
る。本発明の一実施例では、電球1として、定格6ボル
ト8ワットのハロゲンランプを用い、電源として用いた
電池14は、単3乾電池4本を利用した。また、電池ケ
ース13内の配線は、この電池4本が直列配列に成るよ
うに配線されている。また、電池ケース13は締結部材
(図示せず)によりオートコリメータの本体8に固定さ
れている。確実に固定されている。
Embodiments of the present invention will be described more specifically. In one embodiment of the present invention, a halogen lamp rated at 6 volts and 8 watts was used as the light bulb 1, and four AA batteries were used as the battery 14 used as the power source. The wiring inside the battery case 13 is arranged so that the four batteries are arranged in series. The battery case 13 is fixed to the main body 8 of the autocollimator by a fastening member (not shown). It is securely fixed.

【0026】本体8、接眼レンズ固定部材9、電球固定
部材10は、アルミ合金を用いており、軽量化してい
る。また、これらの内部は黒色アルマイト処理の面に黒
色の艶消し塗装を施している。対物レンズ5について
は、焦点距離が275mmのものを採用した。そして、
標線と目盛を一枚の焦点板4に描き、それに対応した光
学系を採用したことにより、本実施例のオートコリメー
タの全長が325mmになり、コンパクトにすることが
できた。
The main body 8, the eyepiece lens fixing member 9 and the electric bulb fixing member 10 are made of aluminum alloy, and are lightweight. In addition, the inside of these has a black alumite-treated surface with a black matte coating. The objective lens 5 having a focal length of 275 mm was adopted. And
By drawing the marking lines and scales on one focusing screen 4 and adopting an optical system corresponding thereto, the total length of the autocollimator of this embodiment was 325 mm, and it was possible to make it compact.

【0027】また、本体8の被測定物と当接する開口部
の周縁は、機械加工により対物レンズの光軸16に対し
て垂直になるようにしている。以上の様に、本発明の実
施の形態及び実施例で示したオートコリメータは、光学
部品の数を少なくすることができ、コンパクトにするこ
とができた。そして、光学部品の数が少ないため、電球
1の光が接眼レンズ7を通過して測定者の目に入射する
までのロスが少ない。そのため、光源の出力が小さいも
ので測定者に十分な明るさで、標線を表示することがで
きる。
Further, the peripheral edge of the opening of the main body 8 that comes into contact with the object to be measured is machined so as to be perpendicular to the optical axis 16 of the objective lens. As described above, the autocollimator shown in the embodiments and examples of the present invention can be made compact by reducing the number of optical components. Since the number of optical components is small, there is little loss until the light of the bulb 1 passes through the eyepiece lens 7 and enters the eye of the measurer. Therefore, even if the output of the light source is small, the marked line can be displayed with sufficient brightness for the measurer.

【0028】また、光源の出力が小さくても良いため、
光源へ供給する電力も小さくても構わない。そのため、
小型の電池を一体的にオートコリメータに組み込んで、
それを光源へ供給する電力としても十分になり、いまま
で必要であった、外部電源からのコードが不必要になっ
た。その結果、携帯性の良いオートコリメータが得られ
た。
Since the output of the light source may be small,
The power supplied to the light source may be small. for that reason,
By incorporating a small battery into the autocollimator,
It became sufficient as the power to supply it to the light source, and the code from the external power supply, which was necessary until now, is no longer necessary. As a result, a portable autocollimator was obtained.

【0029】なお、本発明に係るオートコリメータは、
発明の実施の形態や実施例に限定されるものではない。
コンデンサレンズ2とプリズム3の間にグリーンフィル
タ(図示せず)を入れて標線像を見やすくしているが、
着色してあればいいので他の色でもよい。ただし、光学
系がその波長に合わせて設計されている必要がある。
The autocollimator according to the present invention is
The present invention is not limited to the embodiments and examples of the invention.
A green filter (not shown) is inserted between the condenser lens 2 and the prism 3 to make the marked line image easy to see.
Any other color may be used as long as it is colored. However, the optical system needs to be designed according to the wavelength.

【0030】また、プリズム3を焦点板4にバルサムで
接合し一体化しているが、合成樹脂の接着剤を用いても
よい。また接合せず、別々に配置してもよい。そして、
焦点板3のFbに描かれた標線は、クロム蒸着によって
形成されプリズム形状が目立たないようにしているが、
クロム蒸着を施さなくても構わない。その時には、プリ
ズムの形が目立ってみえるが、本発明の効果に対しては
悪影響を及ぼさない。また、焦点板3のFbに成膜する
膜は、クロムの膜で無くても構わない。要するに、標線
の形状部分以外のところに、光が通らないような構造で
あれば、いっこうに構わない。
Although the prism 3 is joined to the focusing screen 4 by a balsam to be integrated, a synthetic resin adhesive may be used. Alternatively, they may be separately arranged without being joined. And
The marked line drawn on Fb of the focusing screen 3 is formed by chromium vapor deposition to make the prism shape inconspicuous,
Chromium vapor deposition may not be applied. At that time, the shape of the prism is conspicuous, but the effect of the present invention is not adversely affected. The film formed on Fb of the focusing screen 3 need not be a chromium film. In short, any structure may be used as long as it does not allow light to pass through other than the shape of the marked line.

【0031】オートコリメータの本体8の対物レンズ側
の開口部の周縁部には、対物レンズの光軸12に対して
垂直になるように機械加工しているが、オートコリメー
タの本体8とその開口部の周縁部とを分割し、その周縁
部が調整により光軸12に垂直になるような機構を設け
てもよい。オートコリメータのよりいっそうの軽量化の
ために、本体8,接眼レンズ支持部材9,電球固定部材
10をプラスチックで作ってもよい。
The periphery of the opening on the objective lens side of the main body 8 of the autocollimator is machined so as to be perpendicular to the optical axis 12 of the objective lens. A mechanism may be provided in which the peripheral portion of the section is divided and the peripheral portion is adjusted to be perpendicular to the optical axis 12. In order to further reduce the weight of the autocollimator, the main body 8, the eyepiece lens supporting member 9, and the light bulb fixing member 10 may be made of plastic.

【0032】このオートコリメータで測定する光学部品
としては、オプチカルフラット、ハーフミラー、プリズ
ム、フィルタなどがある。
Optical parts to be measured by this autocollimator include an optical flat, a half mirror, a prism and a filter.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明による形状測定装置
は、光学部品を少なくすることでき、非常にコンパクト
にすることができる。また、測定者はオートコリメータ
の対物レンズ側の開口部の周縁と被測定物の表面に当て
るだけで位置出しを済ますことができる。
As described above, the shape measuring apparatus according to the present invention can reduce the number of optical components and can be made extremely compact. In addition, the measurer can complete the positioning simply by touching the periphery of the opening on the objective lens side of the autocollimator and the surface of the DUT.

【0034】また、形状測定装置に設けられた電源によ
り、電源ケーブルが不必要となりに作業を邪魔されるこ
とがない。また、小型軽量に作られているので手持ちで
測定を行うことができる。したがって、作業姿勢が制限
されず、簡便に測定を行うことができるので、ステージ
に固定できないような大型の被測定物や組み込まれた被
測定物であっても測定することができるという利点があ
る。
Further, the power supply provided in the shape measuring apparatus does not obstruct the work because the power cable is unnecessary. In addition, because it is made small and lightweight, it can be measured by hand. Therefore, the work posture is not limited, and the measurement can be easily performed. Therefore, there is an advantage that even a large measurement object or a measurement object incorporated therein which cannot be fixed to the stage can be measured. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は本発明の実施の一形態の例であるオートコリ
メータの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an autocollimator that is an example of an embodiment of the present invention.

【図2】は焦点板4を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a focusing screen 4.

【図3】は本発明の実施の一形態の例であるオートコリ
メータの接眼レンズから見た焦点板の拡大図である。
FIG. 3 is an enlarged view of a focusing screen seen from an eyepiece lens of an autocollimator which is an example of an embodiment of the present invention.

【図4】は従来のオートコリメータの構成を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a conventional autocollimator.

【図5】は従来のオートコリメータの光学系の配置を示
す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing an arrangement of an optical system of a conventional autocollimator.

【図6】は従来のオートコリメータによる測定時の、被
測定物とオートコリメータの配置を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing an arrangement of an object to be measured and an autocollimator at the time of measurement by a conventional autocollimator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・電球 2・・・コンデンサレンズ 3・・・プリズム 4・・・焦点板 Fa・・焦点板4の目盛りが描かれた部分 Fb・・焦点板4の標線が描かれた部分 5・・・対物レンズ 7・・・接眼レンズ 8・・・本体 8a・・本体8の対物レンズ6側の開口部の周縁部 9・・・接眼レンズ固定部材 10・・電球固定部材 11・・電源ケーブル 12・・電源スイッチ 13・・電池ホルダー 14・・電池 15・・被測定物 16・・対物レンズの光軸 21・・・電球 22・・・コンデンサレンズ 23・・・半透鏡プリズム 24・・・標線板 25・・・目盛板 26・・・対物レンズ 27・・・接眼レンズ 28,29,30・・・筐体 31・・・対物レンズの光軸 32・・・電源ケーブル 33・・・光源用の電源 34・・・スタンド 35・・・定盤 36・・・ホルダー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light bulb 2 ... Condenser lens 3 ... Prism 4 ... Focus plate Fa ... the part where the scale of the focus plate 4 is drawn Fb ... ... Objective lens 7 ... Eyepiece 8 ... Main body 8a ... Cable 12-Power switch 13-Battery holder 14-Battery 15-DUT 16-Optical axis of objective lens 21 ... Light bulb 22 ... Condenser lens 23 ... Semi-transparent prism 24 ... -Marking plate 25 ... Scale plate 26 ... Objective lens 27 ... Eyepiece lens 28, 29, 30 ... Housing 31 ... Optical axis of objective lens 32 ... Power cable 33 ...・ Power source for light source 34 ・ ・ ・ Stand 35 ... platen 36 ... holder

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光を被測定物に照射し、前記
被測定物の第1の面からの反射光の光軸と第2の面から
の反射光の光軸のズレから前記被測定物の形状を測定す
る形状測定装置において、 前記光源からの光が被測定物に到達するように反射する
反射部材と、前記反射部材の反射光が通過する部分に標
線パターンが描かれ、かつ前記被測定物の第1の面から
の反射光が通過する部分に測定用目盛が描かれている表
示板と、前記被測定物と前記表示板との間に配置され、
前記表示板からの距離と同じ距離の焦点距離を有する対
物レンズを有したことを特徴とする形状測定装置。
1. An object to be measured is irradiated with light from a light source, and the object to be measured is shifted from the optical axis of reflected light from the first surface of the object to be measured and the optical axis of reflected light from the second surface of the object to be measured. In a shape measuring device for measuring the shape of a measurement object, a reflecting member that reflects light from the light source so as to reach the object to be measured, and a marked line pattern is drawn on a portion where reflected light of the reflecting member passes, And a display plate on which a measuring scale is drawn in a portion through which the reflected light from the first surface of the measured object passes, and is arranged between the measured object and the display plate,
A shape measuring apparatus comprising an objective lens having a focal length that is the same as the distance from the display plate.
【請求項2】 前記表示板の標線パターンが描かれた位
置に前記反射部材を取り付けたことを特徴とする請求項
1記載の形状測定装置。
2. The shape measuring device according to claim 1, wherein the reflection member is attached to a position where a marked line pattern of the display plate is drawn.
【請求項3】 前記表示板は、前記標線パターンが描か
れた部分に遮光膜を設けたことを特徴とする請求項1ま
たは2記載の形状測定装置。
3. The shape measuring apparatus according to claim 1, wherein the display plate is provided with a light shielding film in a portion where the marked line pattern is drawn.
【請求項4】 前記対物レンズの周縁に、被測定物の第
1の面と平行な形状を有した被測定物係接部材とを有し
たことを特徴とする前記請求項1ないし3のいづれか一
項記載の形状測定装置。
4. The object contacting member having a shape parallel to the first surface of the object to be measured is provided on the peripheral edge of the objective lens, according to any one of claims 1 to 3. The shape measuring device according to one item.
【請求項5】 前記被測定物係接部材は前記表示板を固
定する鏡筒に一体的に成形されたことを特徴とする前記
請求項4記載の形状測定装置。
5. The shape measuring apparatus according to claim 4, wherein the workpiece engaging member is integrally formed with a lens barrel for fixing the display plate.
【請求項6】 光源と、前記光源に供給する電力として
用いる電池を納める電池収納部と、前記電池収納部と前
記光源との間を導通させる電線とを備えたことを特徴と
する請求項1ないし5のいづれか一項記載の形状測定装
置。
6. A light source, a battery housing portion for housing a battery used as electric power to be supplied to the light source, and an electric wire for electrically connecting between the battery housing portion and the light source. 5. The shape measuring device according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 前記光源と前記反射部材との間に配置さ
れ、前記表示板からの距離と同じ距離である焦点距離を
持ち、前記光源からの光を前記表示板に集光するコンデ
ンサーレンズを備えたことを特徴とする請求項1または
6記載の形状測定装置。
7. A condenser lens disposed between the light source and the reflection member, having a focal length that is the same distance as the distance from the display plate, and condensing light from the light source onto the display plate. The shape measuring device according to claim 1 or 6, further comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007032136A1 (en) * 2005-09-15 2007-03-22 Kansai Kouji Sokuryou Co., Ltd. Optical device, and method of measuring the dimension of object using optical device
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