JPH03216512A - Method of detecting quantity of displacement of micro-object - Google Patents
Method of detecting quantity of displacement of micro-objectInfo
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- JPH03216512A JPH03216512A JP1313790A JP1313790A JPH03216512A JP H03216512 A JPH03216512 A JP H03216512A JP 1313790 A JP1313790 A JP 1313790A JP 1313790 A JP1313790 A JP 1313790A JP H03216512 A JPH03216512 A JP H03216512A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
F産業上の利用分野コ
本発明は、微小対象物の変位量を精密に測定するととも
に、さらにはこの変位量から微小対象物の厚さ、幅、直
径等を精密に測定する場合に有効な微小対象物変位量検
出方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Fields of Industrial Application The present invention not only precisely measures the amount of displacement of a minute object, but also precisely measures the thickness, width, diameter, etc. of the minute object from this amount of displacement. The present invention relates to a method for detecting the amount of displacement of a minute object, which is effective when measuring the amount of displacement of a minute object.
[従来の技術]
従来、微小対象物の直径等を測定する装置としては、本
考案者等によって提案されたものが既に出願されている
(実願平1−2126号)。この装置は、測定対象物か
らの焦点のずれを検出する焦点ずれ検出回路と、該焦点
ずれ検出回路から出カされる焦点ずれ信号に応じて、対
物レンズを合焦状態になるように駆動制御する対物レン
ズ駆動制御回路及び駆動機構と、該対物レンズ駆動制御
回路から発する電気信号を長さに変換して取り出す変換
手段とを有しており、前記駆動手段は具体的には、印加
電圧に応じて前記対物レンズを駆動するフォーカスコイ
ルで構成されている。[Prior Art] Conventionally, as a device for measuring the diameter, etc. of a minute object, an application proposed by the inventors of the present invention has already been filed (Utility Application No. 1-2126). This device includes a focus shift detection circuit that detects focus shift from the object to be measured, and drive control to bring the objective lens into focus according to the focus shift signal output from the focus shift detection circuit. The objective lens drive control circuit includes an objective lens drive control circuit and a drive mechanism, and a conversion means that converts an electric signal emitted from the objective lens drive control circuit into a length and takes it out. It is composed of a focus coil that drives the objective lens accordingly.
かかる構成において、前記焦点ずれ検出回路から発せら
れる焦点すれ信号は、対物レンズ駆動制御回路に入力さ
れ、該制御回路から前記フォーカスコイルに与えられる
制御電圧により対物レンズは常に合焦状態となるように
移動制御される。それと同時に、対物レンズ駆動制御回
路から発せられる前記制御電圧は、前記変換手段により
変位量に変換され、該変位量により測定対象物の直径等
を得るものである。In this configuration, the out-of-focus signal emitted from the out-of-focus detection circuit is input to an objective lens drive control circuit, and the objective lens is always kept in focus by a control voltage applied from the control circuit to the focus coil. Movement controlled. At the same time, the control voltage generated from the objective lens drive control circuit is converted into a displacement amount by the conversion means, and the diameter of the object to be measured is obtained from the displacement amount.
U発明が解決しようとする課題コ
しかしなから、前記装置にあっては、制御電圧をフォー
カスコイルに印加することによって、対物レンズか合焦
状態となるように駆動し、このときの前記制御電圧を変
位量に変換するようにしていることから、前記フォーカ
スコイルのヒステリンスに起因して、合焦状態における
前記制御電圧と変位量との関係か一義的とならす、測定
値に誤差か生ずる。Problems to be Solved by the Invention However, in the above device, the objective lens is driven to be in focus by applying a control voltage to the focus coil, and the control voltage at this time is Since the focus coil is converted into a displacement amount, an error occurs in the measured value, which is the unique relationship between the control voltage and the displacement amount in the focused state, due to the hysteresis of the focus coil.
また、市販されている三角測量法を用い光学式変位セン
サを用いて、対象物の変位量を直接検出する方法も考え
得るか、前記光学式変位センサにあってはビーム径か大
きい(50μm以上)ことから、微小対象物(10μm
)の変位量を直接検出することができるものではなかっ
た。Also, is it possible to directly detect the amount of displacement of the object using a commercially available triangulation method and an optical displacement sensor? ) Therefore, the micro object (10 μm
) could not be directly detected.
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、前記光学式変位センサを用いて微小対象物の変
位量を精密に測定することを可能にした微小対象物変位
量検出方法を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a method for detecting displacement of a minute object, which makes it possible to precisely measure the amount of displacement of a minute object using the optical displacement sensor. The purpose is to provide the following.
し課題を解決するための手段]
前記課題を解決するために本発明にかかる微小対象物変
位量検出方法あっては、対象物に対して、対物レンズを
合焦位置で保持し、この合焦位置で保持した対物レンズ
の位置を、非接触状態にて測定するように構成されてい
る。Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the method for detecting the amount of displacement of a minute object according to the present invention includes: holding an objective lens at a focused position with respect to the object; It is configured to measure the position of an objective lens held in a non-contact state.
[作用]
前記構成において、対象物に対して対物レンズが合焦す
る位置は常に一定であることから、対物レンズが対象物
に対して合焦位置に保持されることにより、対象物が変
位すればその変位量と同一の変位量をもって、対物レン
ズが変位することとなる。よって、前記対物レンズの位
置を測定すれば、その値は前記対象物の変位量に一致す
るものとなる。[Operation] In the above configuration, since the position where the objective lens focuses on the object is always constant, the objective lens is held at the in-focus position with respect to the object, so that the object is not displaced. The objective lens will be displaced by the same amount of displacement as that of the first lens. Therefore, if the position of the objective lens is measured, the value will match the amount of displacement of the object.
このとき、前記対物レンズの位置は非接触状態で検出さ
れることから、対物レンズの保持力に対する影響もなく
、対物レンズ自体の位置に誤差か生ずることもない。し
かも、前記対象物の位置を直接測定することなく、対物
レンズの位置を測定することにより、間接的に対象物の
位置を測定することから、対象物が微小であっても、ビ
ーム径の大きい三角測量法光学式変位センサを用い得る
。At this time, since the position of the objective lens is detected in a non-contact state, there is no influence on the holding force of the objective lens, and no errors occur in the position of the objective lens itself. Moreover, since the position of the target is indirectly measured by measuring the position of the objective lens without directly measuring the position of the target, even if the target is minute, the beam diameter is large. Triangulation optical displacement sensors may be used.
[実施例]
以下、本発明の一実施例について図面に従って説明する
。すなわち、第1、2図は、本実施例において用いられ
る装置を示すものであり、基台1の一端部には支柱部材
2が立設固定されており、該支柱部材2には、密着ばね
による平行リンク3を介して、CDビノクアノブ4が水
平方向に揺動自在に支持されている。該CDピノクアノ
プ4は、CDプレーヤに用いられる公知のピノクアノプ
てあって、対物レンズ5を有し、図示しないフォーカス
コイルにより水平方向に駆動されるようになっていると
ともに、前記対物レンズ5の下部には、反射板6が設け
られている。[Example] An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. That is, FIGS. 1 and 2 show the apparatus used in this embodiment, in which a support member 2 is erected and fixed at one end of a base 1, and a contact spring is attached to the support member 2. A CD Vinocqua knob 4 is supported so as to be swingable in the horizontal direction via a parallel link 3 . The CD pinoquanopter 4 is a known pinoquanopter used in CD players, and has an objective lens 5 and is driven in the horizontal direction by a focus coil (not shown). A reflecting plate 6 is provided.
一方、前記基台1の他端部には、三角測量法を用いた光
学式変位センサ7が固定されており、該光学式変位セン
サ7には、内蔵されたLEDの光を前記反射板6に向か
って照射する出力部Oと、前記反射板6に反射した光の
入射角を検出するPSDを内蔵した入力部Iとを備えて
いる。On the other hand, an optical displacement sensor 7 using triangulation is fixed to the other end of the base 1, and the optical displacement sensor 7 transmits light from a built-in LED to the reflector 6. It is provided with an output section O that emits light toward the light beam and an input section I that includes a built-in PSD that detects the incident angle of the light reflected on the reflection plate 6.
さらに、前記基台1上には、対象物であるドリル9を、
前記対物レンズ5の前方に支持する載置台10が立設固
定されている。そして、前記ドリル9は、載置台10の
上端部に設けられたV字溝ll内に載置されて半径方向
の位置決めかなされているとともに、後端部に当接する
ストッパ12により軸方向の位置決めかなされている。Furthermore, on the base 1, a drill 9 as a target object is placed.
A mounting table 10 that supports the objective lens 5 is erected and fixed in front of the objective lens 5. The drill 9 is placed in a V-shaped groove ll provided at the upper end of the mounting table 10 for radial positioning, and is also axially positioned by a stopper 12 abutting the rear end. It has been accomplished.
以上の構成において、ドリル9の偏心量及ひ直径を測定
する際には、これに先立って、予め偏心量及び直径が判
明してするマスクを前記V字溝11に載置し、このマス
クに対して前記対物レンズ5か合焦するように、前記フ
ォーカスコイルによりCDピ,クアソプ4を駆動し、こ
の合焦位置で対物レンズ5か設けられたCDピノクアソ
ブ4を保持する。そして、前記光学式変位センサ7によ
り、前記合焦位置に保持されている対物レンズ5の位置
を測定し、この測定した位置を記憶あるいは記録してお
く。In the above configuration, when measuring the eccentricity and diameter of the drill 9, a mask whose eccentricity and diameter are known in advance is placed in the V-shaped groove 11, and the mask is placed on the V-shaped groove 11. On the other hand, the focus coil drives the CD pinometer 4 so that the objective lens 5 is in focus, and the CD pinometer 4 provided with the objective lens 5 is held at this in-focus position. Then, the optical displacement sensor 7 measures the position of the objective lens 5 held at the focused position, and the measured position is stored or recorded.
次に、前記マスクをV字溝11から取り外し、しかる後
に、測定する対象物となるトリル9をV字溝l1に載置
し、前述と同様にして対物レンズ5かドリル9に対して
合焦する位置で、対物レンズ5を保持し、その位置を光
学式変位センサ7により測定する。Next, the mask is removed from the V-shaped groove 11, and then the trill 9, which is the object to be measured, is placed in the V-shaped groove l1, and the objective lens 5 is focused on the drill 9 in the same manner as described above. The objective lens 5 is held at this position, and the position is measured by the optical displacement sensor 7.
ここで、対象物に対して対物レンズ5か合焦する位置は
常に一定であることから、前記マスクと対物レンズ5間
の距離と、前記トリル9と対物レンズ5の距離とは等し
く一定である。したかって、マスク測定時における対物
レンズ5の位置測定値と、トリル9測定時における対物
レンズ5の位置測定値とを比較することにより、マスク
に対するI・リル9の変位量か得られ、該変位量に基つ
いてトリル9の偏心量及び直径(最大半径の2倍)を算
出することかできる。Here, since the position where the objective lens 5 focuses on the object is always constant, the distance between the mask and the objective lens 5 and the distance between the trill 9 and the objective lens 5 are equally constant. . Therefore, by comparing the position measurement value of the objective lens 5 when measuring the mask with the position measurement value of the objective lens 5 when measuring the trill 9, the amount of displacement of the I-rill 9 with respect to the mask can be obtained, and the displacement Based on the amount, the eccentricity and diameter (twice the maximum radius) of the trill 9 can be calculated.
すなわち、このように対物レンズを合焦位置に保持する
際のフォーカスコイルの電圧や電流を変位量に変換する
のではなく、直接、対物レンズ5の変位量をホ11定す
ることから、対物レンズ5を駆動する前記フォーカスコ
イルのヒステリシスに起因する誤差か生することはなく
、精密にトリル9変位量を測定することかできる。That is, instead of converting the voltage and current of the focus coil when holding the objective lens at the in-focus position into the amount of displacement, the amount of displacement of the objective lens 5 is directly determined. The amount of displacement of the trill 9 can be precisely measured without any error caused by the hysteresis of the focus coil that drives the trill 5.
しかも、前記対物レンズ5の位置は光学式変位センサ7
により非接触状態で測定されることから、対物レンズ5
の保持力に対する影響もなく、対物レンズ5自体の位置
に誤差か生ずることもない。Moreover, the position of the objective lens 5 is determined by the optical displacement sensor 7.
Since the measurement is performed in a non-contact manner, the objective lens 5
There is no influence on the holding force of the objective lens 5, and no errors occur in the position of the objective lens 5 itself.
また、前記光学式変位センサ7により、直接ドリル9の
位置を測定することなく、対物レンズ5の位置を測定す
ることにより、間接的にドリル9の変位量を検出するこ
とから、市販されているビーム径か大きいく50μm以
上)の光学式変位センサ7を用いても、前記ビーム径以
下の直径を有する微小対象物の変位量を測定することが
でき、既製装置を用いて低コストにて実施化することか
可能となるのである。Furthermore, the optical displacement sensor 7 indirectly detects the displacement amount of the drill 9 by measuring the position of the objective lens 5 without directly measuring the position of the drill 9. Even if an optical displacement sensor 7 with a beam diameter of 50 μm or more is used, the displacement of a minute object having a diameter smaller than the beam diameter can be measured, and the measurement can be carried out at low cost using off-the-shelf equipment. It becomes possible to make it possible.
[発明の効果]
以上説明したように本発明は、対象物に対して、対物レ
ンズを合焦位置で保持し、この合焦位置で保持された対
物レンズの位置を測定するようにしたことから、該対物
レンズを保持するフォーカスコイルのヒステリシスに起
因して、測定値に誤差か生するようなことはなく、精密
な変位量の検出か可能となるともに、ビーム径が大きい
既製の光学式変位センサを用いることが可能となること
がら、低コストにて実用化を図ることかできる。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention holds an objective lens at a focused position with respect to an object, and measures the position of the objective lens held at this focused position. , there is no error in the measured value due to the hysteresis of the focus coil that holds the objective lens, and it is possible to accurately detect the amount of displacement. Since it is possible to use a sensor, it is possible to put it into practical use at low cost.
また、対物レンズの位置を、非接触状態にて測定するよ
うにしたことから、対物レンズの保持力に対する影響か
なく、測定時において対物レンズを合焦位置に定位させ
ることができ、これにより高精度をもって微小対象物の
変位量を検出することを可能にするものである。In addition, since the position of the objective lens is measured in a non-contact manner, the objective lens can be positioned at the in-focus position during measurement without affecting the holding force of the objective lens. This makes it possible to accurately detect the amount of displacement of a minute object.
第1図は、本発明の一実施例に用いる装置の平面図、
第2図は、同装置の正面図である。
3・・・平行リンク、4・・・CDビックアッフ、5・
・・対物レンズ、6・・・反射板、7・・・光学式変位
センサ、9・・・トリル(対象物)。FIG. 1 is a plan view of a device used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view of the device. 3...Parallel link, 4...CD big up, 5.
... Objective lens, 6... Reflection plate, 7... Optical displacement sensor, 9... Trill (object).
Claims (1)
、この合焦位置で保持した対物レンズの位置を、非接触
状態にて測定することを特徴とする微小対象物変位量検
出方法。(1) Micro object displacement detection characterized by holding an objective lens at a focused position relative to the object and measuring the position of the objective lens held at this focused position in a non-contact state. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313790A JPH03216512A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Method of detecting quantity of displacement of micro-object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1313790A JPH03216512A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Method of detecting quantity of displacement of micro-object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216512A true JPH03216512A (en) | 1991-09-24 |
Family
ID=11824776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1313790A Pending JPH03216512A (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Method of detecting quantity of displacement of micro-object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216512A (en) |
-
1990
- 1990-01-23 JP JP1313790A patent/JPH03216512A/en active Pending
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