JPS58184504A - 微小すきまの光学的測定方法 - Google Patents
微小すきまの光学的測定方法Info
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- JPS58184504A JPS58184504A JP6728082A JP6728082A JPS58184504A JP S58184504 A JPS58184504 A JP S58184504A JP 6728082 A JP6728082 A JP 6728082A JP 6728082 A JP6728082 A JP 6728082A JP S58184504 A JPS58184504 A JP S58184504A
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- Japan
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- signal
- interference fringes
- scanning
- brightness
- gap
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- Granted
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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
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二つの被測定物間の微小すきまを光学的に測定
し得るようにした微小すきまの光学的測定方法に関する
ものである。
し得るようにした微小すきまの光学的測定方法に関する
ものである。
第１図は光干渉法を利用し九測定方法の原理図を示した
もので、この原理によシ例えば磁気ディスク装置のディ
スクとヘッドとの間の浮上による微小すきまを測定する
場合について説明する。
もので、この原理によシ例えば磁気ディスク装置のディ
スクとヘッドとの間の浮上による微小すきまを測定する
場合について説明する。
１は広帯域の波長を含む白色光源、２は白色光源ｌに対
設されたフィルタ、３はカメラ、４はフィルタ２および
カメラ３に対設されたハーフミラ−１５はハーフミラ−
４からの光束を有効に入射させるために表面に反射防止
膜と塗布したガラスディスクで、このガラスディスク５
はハーフミラ−４に対設されている。６はガラスディス
ク５と対向して設けられたスライダである。
設されたフィルタ、３はカメラ、４はフィルタ２および
カメラ３に対設されたハーフミラ−１５はハーフミラ−
４からの光束を有効に入射させるために表面に反射防止
膜と塗布したガラスディスクで、このガラスディスク５
はハーフミラ−４に対設されている。６はガラスディス
ク５と対向して設けられたスライダである。
上記フィルタ２は白色光源１からの光を単色光の光束と
なし、この光束の一部はハーフミラ−４によりガラスデ
ィスク５に入射し、一部がディスクの躾面で反射し残り
の一部がスライダ６によシ反射する。このスライダ６の
表面の反射光とガラスディスク５の裏面の反射光とによ
シ干渉縞が発生し、この干渉縞をハーフミラ−４を介し
てカメラ３によシ観察する。カメラ３による干渉縞を写
真に記録したり、または目視によシ測定する。
なし、この光束の一部はハーフミラ−４によりガラスデ
ィスク５に入射し、一部がディスクの躾面で反射し残り
の一部がスライダ６によシ反射する。このスライダ６の
表面の反射光とガラスディスク５の裏面の反射光とによ
シ干渉縞が発生し、この干渉縞をハーフミラ−４を介し
てカメラ３によシ観察する。カメラ３による干渉縞を写
真に記録したり、または目視によシ測定する。
従来は上記のように写真記録または目視により干渉縞の
位置を読み取シ、これによって２物体間。
位置を読み取シ、これによって２物体間。
すなわちガラスディスク５とスライダ６との間の微小す
きま′ｌｒ測定していた。このような測定方法では（１
）測定者によって誤差を生ずる（Ｉｔ）フィルムにより
感度が異なるため読み取り誤差を生ずる帥写真を読み取
るときＫかなりの手間と時間を要する鴫ψ動的現象の計
測ができないなどの欠点がある。
きま′ｌｒ測定していた。このような測定方法では（１
）測定者によって誤差を生ずる（Ｉｔ）フィルムにより
感度が異なるため読み取り誤差を生ずる帥写真を読み取
るときＫかなりの手間と時間を要する鴫ψ動的現象の計
測ができないなどの欠点がある。
本発明は上記の欠点を解消し、微小すきまを迅速かつ高
精度で測定することを目的とする。
精度で測定することを目的とする。
以下本発明の測定方法の一実施例を第２図に示す原理図
により説明する。第２図において第１図と同一符号のも
のは同一部分を示す。
により説明する。第２図において第１図と同一符号のも
のは同一部分を示す。
第２図において、７は干渉後の光束の光路を変更するミ
ラー、８は前記ディスク５とスライダ６で反射する反射
光により発生する干渉縞偉を映出する光電変換部、９は
光電変換部８に映出した干渉縞ヲモニターするＴＶモニ
ター、１０は例えばスライダを加振する加振１ｍ、１１
は前記光電変換等１ 部を任意に走査するために２つの偏向信号を出力するＸ
−Ｙ偏向器、１２は走査信号に同期して光電変換器８か
らの信号と加振器１０からの加振信号を加算する加算器
、１３は加算後の干渉縞信号を標準のＴＶ信号に変換す
るためのＴＶ信号変換器、１４Ｈ１１１ｉ面分を記憶す
るフレームメモリー。
ラー、８は前記ディスク５とスライダ６で反射する反射
光により発生する干渉縞偉を映出する光電変換部、９は
光電変換部８に映出した干渉縞ヲモニターするＴＶモニ
ター、１０は例えばスライダを加振する加振１ｍ、１１
は前記光電変換等１ 部を任意に走査するために２つの偏向信号を出力するＸ
−Ｙ偏向器、１２は走査信号に同期して光電変換器８か
らの信号と加振器１０からの加振信号を加算する加算器
、１３は加算後の干渉縞信号を標準のＴＶ信号に変換す
るためのＴＶ信号変換器、１４Ｈ１１１ｉ面分を記憶す
るフレームメモリー。
１５は検数画面を記憶するための外部メモリー。
１６はそれぞれの制御を行いがつデータ処理を行う計算
機である。
機である。
上記の構成において、光電変換部８に結像した干渉縞の
暗部又は明部（以下明部については暗部と同様に考えら
れるため省略する。）の位置を検出しこれから２物体間
のすきまを求める。
暗部又は明部（以下明部については暗部と同様に考えら
れるため省略する。）の位置を検出しこれから２物体間
のすきまを求める。
第３図において光電変換部８の干渉縞儂を検出すること
によりすきまを決定する方法について簡単に説明する。
によりすきまを決定する方法について簡単に説明する。
第３図において（１）はディスク５とスライダ６のすき
まを表わし、すきまｈｌ ＃ Ｊに干渉縞の暗部が発生
し、これを第３図（２）に示すように光電変換部８で撮
影したと１１．する。この干渉縞を走査して明るさに対
応した信号を得る。第３図（２）のようにＸ、Ｙ方向を
定める。Ｙ方向電圧をＶｉに固定しておきＸ方向を全幅
走査を行うと第３図（３）に示すような明るさ信号が得
られる。この明るさ信号の暗部に相当する走査電圧ｖ、
、ｖｈ、、ｖｈ、からＶ、、Ｖ、を求めることによりす
きまの最小値は次式で決定できる。
まを表わし、すきまｈｌ ＃ Ｊに干渉縞の暗部が発生
し、これを第３図（２）に示すように光電変換部８で撮
影したと１１．する。この干渉縞を走査して明るさに対
応した信号を得る。第３図（２）のようにＸ、Ｙ方向を
定める。Ｙ方向電圧をＶｉに固定しておきＸ方向を全幅
走査を行うと第３図（３）に示すような明るさ信号が得
られる。この明るさ信号の暗部に相当する走査電圧ｖ、
、ｖｈ、、ｖｈ、からＶ、、Ｖ、を求めることによりす
きまの最小値は次式で決定できる。
ここでλは波長、ｋｉｊ干渉縞の次数を示す。ｋについ
ては通常０〜２程度で、これは次の方法で簡単に識別で
きる。
ては通常０〜２程度で、これは次の方法で簡単に識別で
きる。
まず静止状態でのすきまは最も小さく、少なくともスラ
イダ６の一部が接触しているために＝Ｑの暗部が観測で
きる。次にディスク５を回転させるとすきまが発生し、
第３図（２）のような状態になる。従って逐次干渉縞を
観測することにより次数を決定できる。その他波長を変
化して次数を決定する方法もあるがここでは前記の方法
で十分なので省略する。次に干渉縞の暗部のピーク位置
に対応した走査電圧ｖｈ、 、 ｖｈ、それにスライダ
の端部に相当した走査電圧Ｖ０を決定する方法は次の様
にする。
イダ６の一部が接触しているために＝Ｑの暗部が観測で
きる。次にディスク５を回転させるとすきまが発生し、
第３図（２）のような状態になる。従って逐次干渉縞を
観測することにより次数を決定できる。その他波長を変
化して次数を決定する方法もあるがここでは前記の方法
で十分なので省略する。次に干渉縞の暗部のピーク位置
に対応した走査電圧ｖｈ、 、 ｖｈ、それにスライダ
の端部に相当した走査電圧Ｖ０を決定する方法は次の様
にする。
ｉｌｌ 第３図（３）の明るさ信号を２次微分して明
るさの変化点を求める。
るさの変化点を求める。
／Ｄ変換しこの時の変換毎の明るさレベルを比較【７て
、比較回路の符号が反転するときの時間を求めて走査位
置に対応した走査電圧をもとめる。これから暗部に対応
した走査電圧を決定する。
、比較回路の符号が反転するときの時間を求めて走査位
置に対応した走査電圧をもとめる。これから暗部に対応
した走査電圧を決定する。
以上＋１１． （２１の方法で決定できる。これらの詳
細は省略する。
細は省略する。
以下第２図の実施例について説明する。
以下の実施例においてＹ方向走査電圧をＶＹとして固定
し、Ｘ方向のみを走査する場合について常のＴＶ信号が
得られる。０はブランキング信号を示す。この走査電圧
と走査波形、走査周期等はＸ、Ｙ偏向器１１で発生する
。
し、Ｘ方向のみを走査する場合について常のＴＶ信号が
得られる。０はブランキング信号を示す。この走査電圧
と走査波形、走査周期等はＸ、Ｙ偏向器１１で発生する
。
一方、干渉縞に対して１例えばスライダ６に対する加振
信号やスライダの変位信号、ディスク５の振動振幅等が
得られる。
信号やスライダの変位信号、ディスク５の振動振幅等が
得られる。
今、第２図で加振器１０からの加振信号が第４図面に示
す波形で表われる場合について説明する。
す波形で表われる場合について説明する。
加振信号を走査周期囚に対応したタイミングＯでサンプ
リングする。サンプリング後の加振信号の振幅を標準の
ＴＶ信号のバックポーチに挿入する。この時間るさ信号
の一部がやや犠牲になる。
リングする。サンプリング後の加振信号の振幅を標準の
ＴＶ信号のバックポーチに挿入する。この時間るさ信号
の一部がやや犠牲になる。
明るさ信号と加振信号のサンプリング及び加算動作は加
算器１２で行う。加算器１２からの出力信号を第４図（
２＠のように通常のＴＶ信号に変換するためにＴＶ信号
変換器１３を用いる。すなわちここで垂直同期信号を加
え、２：１のインタリープを加えてフレームメモリ１３
に入力して１画面分を記憶する。更に複数の画面として
取りこむために外部メモリー１５を利用す不。このよう
に外部メモリーが利用できるため動的現象も十分な時間
間隔に対して人力したデータ群を解析することにより測
定できる。
算器１２で行う。加算器１２からの出力信号を第４図（
２＠のように通常のＴＶ信号に変換するためにＴＶ信号
変換器１３を用いる。すなわちここで垂直同期信号を加
え、２：１のインタリープを加えてフレームメモリ１３
に入力して１画面分を記憶する。更に複数の画面として
取りこむために外部メモリー１５を利用す不。このよう
に外部メモリーが利用できるため動的現象も十分な時間
間隔に対して人力したデータ群を解析することにより測
定できる。
すなわち例えば一走査毎にすきまの最小値ｈｍをもとめ
、これを連続的に求めることにより、−走査を一サンプ
ルした形で動的測定ができる。この場合標準走査の水平
走査周期は１５．７５Ｋｌｌであるため、測定できる応
答周波数は最大で約７．５ＫＨｚに相当する値となる。
、これを連続的に求めることにより、−走査を一サンプ
ルした形で動的測定ができる。この場合標準走査の水平
走査周期は１５．７５Ｋｌｌであるため、測定できる応
答周波数は最大で約７．５ＫＨｚに相当する値となる。
次にこの応答周波数を上げるために、走査周期を整数倍
に、する場合の方法を説明する。
に、する場合の方法を説明する。
これけＸ、Ｙ偏向器１１のＸ方向走査周期を整数倍にす
ることにより実現できる、 今第５図１１１．（Ｉ）に示すように２倍の走査周期で
干渉縞を走査したとする。ブランキング０）により帰線
期間の明るさ信号を消しておく。標準走査と同様に加算
器１２により、走査周期に同期して加振信号υをサンプ
リングし、これを頓に示すように明るさ信号に加算する
。加算後の明るさ信号に対しては通常のＴＶＩ！−１’
！’として出力できるように同期信号及び垂直同期信号
を加えてＴＶ信号変換器１３が標準ＴＶ信号として出力
する、従ってフレームメモリー１４には標準走査と同様
に２ｖＩｉＪＩｌｉｌ［Ｔに相当する分だけ記憶される
。３倍、４倍についても同様である。
ることにより実現できる、 今第５図１１１．（Ｉ）に示すように２倍の走査周期で
干渉縞を走査したとする。ブランキング０）により帰線
期間の明るさ信号を消しておく。標準走査と同様に加算
器１２により、走査周期に同期して加振信号υをサンプ
リングし、これを頓に示すように明るさ信号に加算する
。加算後の明るさ信号に対しては通常のＴＶＩ！−１’
！’として出力できるように同期信号及び垂直同期信号
を加えてＴＶ信号変換器１３が標準ＴＶ信号として出力
する、従ってフレームメモリー１４には標準走査と同様
に２ｖＩｉＪＩｌｉｌ［Ｔに相当する分だけ記憶される
。３倍、４倍についても同様である。
次に低速現象に対しては走査周期を下げる方法もあるが
ここでは標準走査を行なって低速現象を有効に記録する
場合について示す。
ここでは標準走査を行なって低速現象を有効に記録する
場合について示す。
これは、標準走査と同じ走査電圧で干渉縞を走査するが
、第６図（へ）、（０，０’ｌに示すように必要な量だ
け走査を間引く方法である。アイドリンク期間を標準の
１走査分にとって走査して明るさ信号と加振信号を加算
したのが■に示す信号である。
、第６図（へ）、（０，０’ｌに示すように必要な量だ
け走査を間引く方法である。アイドリンク期間を標準の
１走査分にとって走査して明るさ信号と加振信号を加算
したのが■に示す信号である。
このときの加振信号のサンプル波形を０に示す。
（２）に示した波形に対して加算器１２に１画面分を記
憶するメモリを付設しておき、明るさ信号の一走査毎に
記憶して１画面になったときこの信号をＴＶ信号変換器
１３に入力してＴＶ信号の１画面に相当する垂直同期信
号を加えて１：２のインタリープを行いフレームメモリ
ー１４に入力する。
憶するメモリを付設しておき、明るさ信号の一走査毎に
記憶して１画面になったときこの信号をＴＶ信号変換器
１３に入力してＴＶ信号の１画面に相当する垂直同期信
号を加えて１：２のインタリープを行いフレームメモリ
ー１４に入力する。
以下は標準走査と高速走査と同様になる。
間引き量を増すことにより超低速現象であっても有効に
必要な情報を得ることができる。
必要な情報を得ることができる。
なお上記のＸ、Ｙ偏向器１１．加算器１２゜ＴＶ信号変
換６１３．加振器１０．フレームメモリー １４ 、外
部メモリー１５の制御とデータ処理は計算機１６で行う
。
換６１３．加振器１０．フレームメモリー １４ 、外
部メモリー１５の制御とデータ処理は計算機１６で行う
。
本発明の微小すきまの測定方法によれば１通常の光学系
により創出し丸干渉縞に対して、干渉縞倫が変化する様
子を正確に測定することができる。
により創出し丸干渉縞に対して、干渉縞倫が変化する様
子を正確に測定することができる。
このためすきまを発生している２物体の挙動が詳細に把
握することができ、測定精度が向上すると同時に疏象の
解明に有効である。 ′
握することができ、測定精度が向上すると同時に疏象の
解明に有効である。 ′
第１図は従来の微小すきまの光学的測定方法を説明する
ための原理図、第２図は本発明の微小すきまの光学的測
定方法を説明するための原理図、第３図１１１． （２
＋、 ＋３１は光電変換部に結倫した干渉縞の明るさと
すきまとの′関係を説明するための図、第４図、第５図
、第６図は明るさ信号を標準走査。 高速走査、低速走査で記録する方法を説明するための図
である。 ５・・・ディスク、６・・・スライダ、８・・・光電変
換部。 １０・・・加振器、１２・・・加算器。 １１ ｔ。 １ ″ｆＪＪ 図 ■ ５ 図 （ハン （Ｊ）−Ｌローロー−し くＬ）
ための原理図、第２図は本発明の微小すきまの光学的測
定方法を説明するための原理図、第３図１１１． （２
＋、 ＋３１は光電変換部に結倫した干渉縞の明るさと
すきまとの′関係を説明するための図、第４図、第５図
、第６図は明るさ信号を標準走査。 高速走査、低速走査で記録する方法を説明するための図
である。 ５・・・ディスク、６・・・スライダ、８・・・光電変
換部。 １０・・・加振器、１２・・・加算器。 １１ ｔ。 １ ″ｆＪＪ 図 ■ ５ 図 （ハン （Ｊ）−Ｌローロー−し くＬ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被測定物間の微小すきまを光干渉法により干渉縞を結倫
させ、この干渉縞を光電変換部により走査し、干渉縞の
暗部又は明部の明るさに対応した出力信号から微小すき
まを測定する方法において。 干渉縞倫を走査して前記光電変換部から映惰信号を得る
と同時に、被測定物の強制加振信号もしくは変位信号等
を走査周期に同期してサンプリングし、これらの信号を
前記映倫信号の一部に加算して出力し微小すきまを測定
するようにしたことを特徴とする微小すきまの光学的測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6728082A JPS58184504A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 微小すきまの光学的測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6728082A JPS58184504A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 微小すきまの光学的測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184504A true JPS58184504A (ja) | 1983-10-28 |
| JPH0373803B2 JPH0373803B2 (ja) | 1991-11-25 |
Family
ID=13340395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6728082A Granted JPS58184504A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 微小すきまの光学的測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184504A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131408A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-13 | Hitachi Ltd | 微小隙間測定装置 |
| JPS62118203A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Sony Corp | ヘツド浮上量測定方法 |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP6728082A patent/JPS58184504A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131408A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-13 | Hitachi Ltd | 微小隙間測定装置 |
| JPH0444923B2 (ja) * | 1983-12-21 | 1992-07-23 | Hitachi Ltd | |
| JPS62118203A (ja) * | 1985-11-18 | 1987-05-29 | Sony Corp | ヘツド浮上量測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0373803B2 (ja) | 1991-11-25 |
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