JPS5840723B2 - Jidoushyoutenkikou - Google Patents

Jidoushyoutenkikou

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Publication number
JPS5840723B2
JPS5840723B2 JP9764275A JP9764275A JPS5840723B2 JP S5840723 B2 JPS5840723 B2 JP S5840723B2 JP 9764275 A JP9764275 A JP 9764275A JP 9764275 A JP9764275 A JP 9764275A JP S5840723 B2 JPS5840723 B2 JP S5840723B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
focus
objective lens
rotating reflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9764275A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5221827A (en
Inventor
宏治 中沢
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9764275A priority Critical patent/JPS5840723B2/en
Publication of JPS5221827A publication Critical patent/JPS5221827A/en
Publication of JPS5840723B2 publication Critical patent/JPS5840723B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレンズの球面収差を利用して測定対象物上に存
在する微小な凹凸を測定できるようにした自動焦点機構
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic focusing mechanism that makes use of the spherical aberration of a lens to measure minute irregularities on an object to be measured.

従来の自動焦点機構は、レンズ系を駆動して測定対象物
上に焦点を結ばせるように構成されているため、レンズ
系の重量が大きく、その高速駆動がむずかしく、自動焦
点調節機能の応答性が悪い、本発明は、駆動する光学系
の重量を小さくして、自動焦点調節機能の応答性を高め
ることを目的とするものである。
Conventional autofocus mechanisms are configured to drive the lens system to focus on the object to be measured, so the lens system is heavy, making it difficult to drive at high speed, and the responsiveness of the autofocus function is poor. However, the present invention aims to reduce the weight of the optical system to be driven and improve the responsiveness of the automatic focusing function.

本発明は、対象物へ焦点を結ばせるレンズは固定してお
き、そのレンズに入射する光の位置を調節する反射鏡を
回転させることにより、入射光のレンズの径方向位置を
調節して、自動的に焦点を対象物上に結ばせるようにし
たものである。
In the present invention, the lens that focuses on the object is fixed, and the radial position of the lens of the incident light is adjusted by rotating the reflecting mirror that adjusts the position of the light incident on the lens. It is designed to automatically focus on the object.

レンズ入射光調節用の回転鏡は、常時一定の高周波(正
弦波)で微小角振動している。
The rotating mirror for adjusting the light incident on the lens is constantly vibrating at a small angle with a constant high frequency (sine wave).

対象物からの反射光は、対象物上に焦点が結ばれた状態
では、一番絞られた状態であり、焦点が結ばれていない
状態では、前者の場合よりも反射光は広がりをもってく
る。
When the reflected light from the object is focused on the object, it is in the most condensed state, and when it is not focused, the reflected light is more spread out than in the former case.

したがって、正弦波状の反射光強度を調べれば焦点から
のずれの量がわかり、そのずれの信号を回転鏡の駆動部
へフィードバックすることにより、自動的に焦点を対象
物上に結ばせることができる。
Therefore, by examining the sinusoidal reflected light intensity, the amount of deviation from the focus can be determined, and by feeding back the deviation signal to the rotating mirror drive unit, the focus can be automatically set on the object. .

このように対象物上に焦点を結ばせた回転反射鏡の位置
によって測定対象物上の微小な凹凸を測定することがで
きる。
In this manner, minute irregularities on the object to be measured can be measured depending on the position of the rotating reflecting mirror focused on the object.

第1図は凸レンズ1の球面収差を説明するためのもので
ある。
FIG. 1 is for explaining the spherical aberration of the convex lens 1.

すなわち、レンズ1の中心部を通る光線2は遠くに焦点
を結び、入射光が中心部から外周へと遠ざかるにつれて
、焦点をより近(に結ふようになる。
That is, the light ray 2 passing through the center of the lens 1 is focused far away, and as the incident light moves away from the center toward the outer periphery, the focus becomes closer.

本発明はこのレンズの球面収差を利用して自動的に焦点
を結ばせるものである。
The present invention utilizes the spherical aberration of this lens to automatically focus.

以下、本発明の一実施態様を第2図ないし第4図により
説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.

第2図は本発明の自動焦点機構の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the automatic focusing mechanism of the present invention.

レーザ発振器等の点光源10からの投光は回転鏡3によ
り反射させられる。
Light projected from a point light source 10 such as a laser oscillator is reflected by a rotating mirror 3.

この回転鏡3を制御して、レンズ1への入射光の位置を
レンズの直径方向へ移動させることにより、レンズの収
差を利用して焦点位置を変えることができる。
By controlling the rotating mirror 3 and moving the position of the incident light on the lens 1 in the diametrical direction of the lens, the focal position can be changed using the aberration of the lens.

測定対象物9からの反射光は、同じレンズ1を通り、)
・−フミラー4で反射させられて、スリット板5を通過
し、受光素子6に達する。
The reflected light from the measurement object 9 passes through the same lens 1.)
- It is reflected by the mirror 4, passes through the slit plate 5, and reaches the light receiving element 6.

スリット板5の中央部には、第3図に示すようにスリッ
ト5aがあり、レンズ1への入射光が直径方向へ移動し
た場合、反射光も直径方向へ移動するが、その場合、ス
リット中心線に沿って光が移動するようにスリットが設
けられている。
In the center of the slit plate 5, there is a slit 5a as shown in FIG. A slit is provided so that the light travels along the line.

対象物9上に焦点が結ばれているとき、反射点がちょう
どスリン)5aの幅いっばいに納まる(第3図の12の
状態)ようにしておけば、焦点が対象物上に結ばれてい
ないときには、第3図に11で示すように、反射光はス
リット5aの幅板上に広がる。
When the focus is on the object 9, if the reflection point is placed exactly within the width of the sulin 5a (state 12 in Figure 3), the focus will be on the object. When there is no slit, the reflected light spreads on the width plate of the slit 5a, as shown by 11 in FIG.

したがって、受光素子6の出力は、焦点が対象物9上に
結ばれているときに最大となり、焦点位置が対象物表面
から遠ざかるにつれて小さくなる。
Therefore, the output of the light receiving element 6 is maximum when the focus is on the object 9, and decreases as the focal point moves away from the object surface.

受光素子6の出力を信号処理回路7に入力し、同回路7
の出力を鏡、駆動部8に入力して、鏡型転位置を制御す
ることにより、自動的に対象物9上に焦点を結ばせるこ
とができる。
The output of the light receiving element 6 is input to the signal processing circuit 7, and the signal processing circuit 7
By inputting the output to the mirror drive unit 8 and controlling the mirror displacement, it is possible to automatically focus on the object 9.

信号処理回路7の一例を第4図に示す。An example of the signal processing circuit 7 is shown in FIG.

オツシレータ13は回転鏡3を微小角振動させるための
周波数と振幅とを与えて℃・る。
The oscillator 13 provides a frequency and amplitude for causing the rotating mirror 3 to vibrate by a minute angle.

受光素子6の出力(正弦波状)を増幅器14で増幅し、
掛算器15でオツシレータ出力との掛算を行ない、その
結果をローパスフィルタ16に通すことにより、焦点位
置からのずれ量に比例した信号が得られる。
The output (sinusoidal waveform) of the light receiving element 6 is amplified by the amplifier 14,
By performing multiplication by the oscillator output in a multiplier 15 and passing the result through a low-pass filter 16, a signal proportional to the amount of deviation from the focal position can be obtained.

この信号をオツシレータ出力と加算器11で加算し、つ
いで、ゲイン調節器18でゲイン調節をして、鏡、駆動
部8に入力させる。
This signal is added to the oscillator output by an adder 11, and then the gain is adjusted by a gain adjuster 18, and the signal is input to the mirror and drive unit 8.

それにより、自動的に対象物9上に焦点が結ばれる。As a result, the object 9 is automatically brought into focus.

以上説明したように、本発明の自動焦点機構は、光学系
の焦点を移動させる手段として反射鏡の回転のみを利用
しているので、慣性が小さく、従来のものにくらべて高
速に応答することができる。
As explained above, the automatic focusing mechanism of the present invention uses only the rotation of the reflecting mirror as a means to move the focal point of the optical system, so it has small inertia and can respond faster than conventional ones. Can be done.

また、装置が簡単な構造であるゆえ、耐久性、実用性と
もにすぐれている。
Furthermore, since the device has a simple structure, it is excellent in both durability and practicality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はレンズの収差の説明図、第2図は本発明の自動
焦点機構を示す説明図、第3図は第2図におけるスリッ
ト板の説明図、第4図は第2図における信号処理回路の
一例を示すブロック図である。 3・・・・・・回転鏡、4・・・・・・・・−フミラー
、5・・・・・スリット板、6・・・・・・受光素子、
I・・・・・・信号処理回路、8・・・・・・鋭部動部
、9・・・・・・測定対象物、10・・・・・・光源。
Fig. 1 is an explanatory diagram of lens aberrations, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the automatic focusing mechanism of the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of the slit plate in Fig. 2, and Fig. 4 is an explanatory diagram of the signal processing in Fig. 2. FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit. 3...Rotating mirror, 4...-Fumirror, 5...Slit plate, 6...Photodetector,
I...Signal processing circuit, 8...Sharp moving part, 9...Measurement object, 10...Light source.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 対物レンズと、該対物レンズへの入射光の径方向の
位置を調節する回転反射鏡と、測定対象物から反射する
光の内、上記対物レンズ、及び径方向に向けたスリット
を介して得られる光の強さを検出する受光素子と、該受
光素子の゛検出出力が最大となるように回転反射鏡の回
転角を自動的に制御する手段とを備え、上記回転反射鏡
の回転角を制御して測定対象物上に焦点を結ばせるよう
に構成したことを特徴とする自動焦点機構。
1. An objective lens, a rotating reflector that adjusts the radial position of the incident light on the objective lens, and a rotating reflector that adjusts the radial position of the incident light to the objective lens, and a rotating reflector that adjusts the radial position of the light incident on the objective lens. and a means for automatically controlling the rotation angle of the rotating reflector so that the detection output of the light receiving element is maximized. An automatic focusing mechanism characterized in that it is configured to control and focus on an object to be measured.
JP9764275A 1975-08-13 1975-08-13 Jidoushyoutenkikou Expired JPS5840723B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9764275A JPS5840723B2 (en) 1975-08-13 1975-08-13 Jidoushyoutenkikou

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9764275A JPS5840723B2 (en) 1975-08-13 1975-08-13 Jidoushyoutenkikou

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5221827A JPS5221827A (en) 1977-02-18
JPS5840723B2 true JPS5840723B2 (en) 1983-09-07

Family

ID=14197770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9764275A Expired JPS5840723B2 (en) 1975-08-13 1975-08-13 Jidoushyoutenkikou

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JPS5221827A (en) 1977-02-18

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