JPH0829664A - 測定対象の位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回折光が存在していても検出精度がよくしか
も光軸調整が少なくてすむ測定対象の位置検出方法。 【構成】 本方法は，測定対象に光を照射し，その反射
光を４分割フォトダイオード２により受光したときの各
フォトダイオードからの出力を比較することにより測定
対象１の位置を検出するに際し，上記反射光を二分割
し，その一方の光と他方の光とが互いに鏡像となるよう
に少なくとも一方の光を反転させ，上記両方の光の光強
度を同一とした後，両光を合成することにより軸対象の
鏡像を作成し，上記合成光を４分割フォトダイオード２
により受光したときの各フォトダイオードの出力を比較
することにより測定対象１の位置を検出するように構成
されている。上記構成により，回折光が存在していても
検出精度がよくしかも光軸調整が少なくてすむ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，測定対象の位置検出方
法に係り，例えば粗さ計，自動焦点回路中のフォーカス
エラー回路に用いられる測定対象の位置検出方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクやＣＤ等に使用されるピック
アップレンズの焦点位置の自動検出手法としては，種々
の手法が知られている。例えば，非点収差法，臨界角
法，ナイフエッジ法，フーコー法が上げられるが，いず
れも微小変位センサに用いることのできる高感度な手法
である。また，いずれも２分割もしくは４分割フォトダ
イオードを利用しており，光量出力の差動を取ることに
よりフォーカスエラー信号を得ている。ここでは，最も
基本的な手法である非点収差法について概略説明する
（谷田貝豊彦，応用光学光計測入門，ｐ１２０，丸善出
版参照）。非点収差とは，レンズの焦点位置が像面の２
方向以上で異なる値を持つ収差をいい，非点収差法はそ
の性質を利用する。ここでは図１１（ａ）に示すよう
に，球面レンズ５１と円筒レンズ５２とにより非点収差
をつくり出す。図１１（ａ）のｙ方向では，円筒レンズ
５２は平板として作用し光の集束効果はない。しかし，
ｘ方向では球面レンズ５１と円筒レンズ５２との両方の
集束効果が重なりあう。そのため，物体側のＢ点からの
発散光は，像側で集光する距離がｘ方向とｙ方向とで異
なる。すなわち，ｘ方向での集光する距離はｙ方向での
集光する距離よりもレンズ寄りとなる。図１１（ａ）で
はｘ方向で集光する位置をＰ点，ｙ方向で集光する位置
をＱ点としている。光ビームの断面形状はＰ点からＱ点
に向かって，縦長から横長へと変化している。その間に
光ビームの断面形状が真円になる位置があり，その位置
をＳ点としている。光点がＢ点の位置から光軸上を球面
レンズ５１に近づきＡ点に移動すると，Ｓ点での光ビー
ムの断面形状は縦長に変化する。逆に，Ｃ点に移動する
と，Ｓ点での光ビームの断面形状は横長に変化する。こ
のＳ点の位置に光軸が一致するように４分割フォトダイ
オードをおく。すると，光ビームは図１１（ｂ）のよう
になる。すなわち，４分割フォトダイオードの各フォト
ダイオード出力をａ，ｂ，ｃ，ｄとし，かつａとｃ，ｂ
とｄとが対角フォトダイオードの出力であるとすると，
次式で示されるようなフォーカスエラー信号が得られ
る。

【０００３】

【数１】 図１２は光点の球面レンズ５１からの距離に対する上記
式１で与えられるフォーカスエラー信号ｅの出力変化を
示す。光ディスクやＣＤなどでは，このフォーカスエラ
ー信号ｅが０となるようにピックアップレンズを光点に
追従させて自動焦点を実現させている。また，この非点
収差法はフォーカスエラー信号ｅが物体の変位を与える
ことを利用して粗さ計として応用できる。この場合，光
を触端子としているため非接触で測定できるという特徴
をもち，光触針法と呼ばれている。この光触針法を利用
した粗さ計では，縦粗さの測定範囲１μｍ，分解能２ｎ
ｍもの性能をもつ（三井公之ほか，高感度非接触粗さ計
の開発，ＰＰ１３６−１４１，精密工学学会誌５３／２
／１９８７参照）。ところでこのような粗さ計の測定対
象は殆どが粗面である。従ってとりわけ旋削面などのよ
うに大きな断面曲線や鋭いエッジを持つ段差の測定時に
は，回折光の影響により４分割フォトダイオードの特定
の素子に強い光が入射し測定誤差の原因となることがあ
る。そのため，分割フォトダイオードを用いる光触針法
では，分割フォトダイオードを２つ用いて差動をとるこ
とにより，回折光の影響を取り除く手法が用いられてい
る。図１３はこのような粗さ計に用いられている測定対
象の位置検出装置Ａ０１を示す。

【０００４】図１３に示すごとく，この従来装置Ａ０１
では，レーザダイオード６１からのレーザ光をレンズ６
２，ピンホールを偏光ビームスプリッタ６３，１／４波
長板６４，レンズ６５を通して偏光ビームを測定対象物
６６に投射する。この反射光をレンズ６５により集光
し，１／４波長板６４によりＳ偏光にして偏光ビームス
プリッタ６３にて反射させる。そして，ビームスプリッ
タ６７で２分割することにより２つのビームとなし，こ
れらのビームを互いに９０度回転させて配置してある円
筒レンズ６８，６９を通して，２つの４分割フォトダイ
オードＡ，Ｂに到達させる。円筒レンズ６８，６９の配
置の関係から４分割フォトダイオードＡ，Ｂには一方が
縦長のとき他方は横長となるビーム像が受光される。こ
の時の４分割フォトダイオードＡ，Ｂの差動信号Ｓは次
式で示される。

【数２】 ここに，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４はフォトダイオードＡ
の各受光素子の出力，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４はフォト
ダイオードＢの各受光素子の出力を示す。回折光の影響
がないときは，上記式２中の第１項と第２項とは絶対値
が同じで符号が異なる値を示し，このため作動信号Ｓは
単体の４分割フォトダイオードに比べて２倍の信号出力
となる。また，回折光が例えば図１４に示すような状態
であるとき，４分割フォトダイオードＡ，Ｂにそれぞ
れ，Ａ１とＡ３，Ｂ１とＢ３の出力信号に回折光強度分
が加算されるため，上記式２中の第１項，第２項共に大
きくなる。ここで回折光の４分割フォトダイオードＡ上
での信号強度がＥＡであるとすると，４分割フォトダイ
オードＡだけのフォーカスエラー信号出力は次式で与え
られる。

【数３】

【０００５】上記式３から，回折光があるときのフォー
カスエラー信号は，回折光がないときのフォーカスエラ
ー信号の１／（１＋ｋ）倍の出力になり，またｋ／（ｋ
＋１）のオフセットがのった信号となってしまう。この
ため，回折光があるときは，単体の４分割フォトダイオ
ードだけでは合焦点で０にならない。しかし，４分割フ
ォトダイオードＢとの作動信号Ｓは次のような式で与え
られる。

【数４】 このとき，４分割フォトダイオードＡ，Ｂに到達する光
ビームは回折光と本来の信号光との出力比では両者は全
く同じなので，上記式４と式６とのｋとｊとは同じ値を
示す。したがって，上記式５は次のようになる。

【数５】 上記式７中のかっこ内の第１項と第２項とは絶対値が等
しくしかも異符号なので結局次式のようになる。

【数６】 このように，従来装置Ａ０１では，単体のフォーカスエ
ラー信号の２／（１＋ｋ）倍の出力となってオフセット
はキャンセルされることとなる。このため，回折光の影
響が軽減される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
測定対象の位置検出方法の内，例えば非点収差法では，
４分割フォトダイオードの取り付け時，または保守のた
めの調整時において測定対象が合焦位置にある場合，フ
ォトダイオード出力である上記式１の値を０とするた
め，光軸方向の調整と光軸を合わせるための２方向の合
わせて３軸方向の調整が必要となる。この光軸調整は面
倒な作業であり手間がかかる。従来装置Ａ０１では，２
つの４分割フォトダイオードを使用し，作動信号Ｓを取
っているため，この面倒な光軸調整が２度で済む。しか
し，この従来装置Ａ０１においても，調整時に回折光な
どの外乱光が特定のフォトダイオードに入射している
と，４分割フォトダイオードのフォーカスエラー信号に
は上記式３で示したようにオフセットがのってくるた
め，４分割フォトダイオード出力を０とさせて光軸を合
わせる方法では光軸調整が不完全となりやすい。本発明
は，このような従来技術における課題を解決するため
に，測定対象の位置検出方法を改良し，回折光が存在し
ていても高精度に位置検出を行い得てしかも光軸調整が
少なくてすむ測定対象の検出方法を提供することを目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は，測定対象に光を照射し，その反射光を複数
の検光素子からなる検出器により受光したときの各検光
素子からの出力を比較することにより測定対象の位置を
検出する方法において，上記反射光を二分割し，その一
方の光と他方の光とが互いに鏡像となるように少なくと
も一方の光を反転させ，上記両方の光の光強度を同一と
した後，両光を合成することにより軸対象の鏡像を作成
し，上記合成光を上記検出器により受光したときの各検
光素子の出力を比較することにより測定対象の位置を検
出することを特徴とする測定対象の位置検出方法として
構成されている。さらには，上記二分割された光の内の
一方の光をミラーで反射させると共に，他方の光を直角
プリズムで反射させることにより少なくとも一方の光を
反転させる測定対象の位置検出方法である。

【０００８】

【作用】本発明によれば，測定対象に光を照射し，その
反射光を複数の検光素子からなる検出器により受光した
時の各検光素子からの出力を比較することにより測定対
象の位置を検出するに際し，上記反射光が二分割され，
その一方の光と他方の光とが互いに鏡像となるように少
なくとも一方の光が反転させられる。そして上記両方の
光の光強度が同一とされた後，両光を合成することによ
り，軸対象の鏡像が作成される。上記合成光が上記検出
器により受光された時の各検光素子の出力を比較するこ
とにより測定対象の位置が検出される。従って，回折光
が存在していてもフォーカスエラー出力が０となるので
検出精度がよく，しかも１つの検出器により受光するた
め光軸調整が少なくてすむ。さらに，上記二分割された
光の内の一方の光がミラーで反射されると共に他方の光
が直角プリズムで反射させられることにより，少なくと
も一方の光が反転させられる。このように光学的手法を
用いることにより，１つの検出器により作動出力を得る
ことができる。このため，フォーカスエラー出力に回折
光によるオフセット出力がのらない。従って検出器上の
光の断面形状が円形であるとき，フォーカスエラー出力
が０となり回折光が存在しても光軸調整を行うことがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は本発明の第１の実施例に係る測定対象の位置
検出装置Ａ１の概略構成を示す模式図，図２は，上記装
置Ａ１の作動原理を示す説明図，図３は４分割フォトダ
イオード上での光ビーム像の説明図，図４は本発明の第
２の実施例に係る測定対処の位置検出装置Ａ２の概略構
成を示す模式図，図５は２分割フォトダイオード上での
光ビーム像の説明図，図６は本発明の第３の実施例に係
る測定対処の位置検出装置Ａ３の概略構成を示す模式
図，図７は２分割フォトダイオード上での光ビーム像の
説明図，図８は本発明の第４の実施例に係る測定対処の
位置検出装置Ａ４の概略構成を示す模式図，図９は２分
割フォトダイオード上での光ビーム像の説明図，図１０
は本発明の第５の実施例に係る測定対象の位置検出装置
Ａ５の概略構成を示す模式図である。図１に示すごと
く，本発明の第１の実施例に係る測定対象の位置検出装
置Ａ１は，粗さ計に適用した例であり，測定試料１（測
定対象に相当）に光を照射し，その反射光を４分割フォ
トダイオード２（複数の検光素子からなる検出器に相
当）により受光したときの各フォトダイオードからの出
力を比較することにより測定対象の位置を検出する点で
従来例装置Ａ０１と同様である。しかし，本実施例で
は，上記反射光を二分割し，その一方の光と他方の光と
が互いに鏡像となるように少なくとも一方の光を反転さ
せ，上記両方の光の光強度を同一とした後，両光を合成
することにより軸対象の鏡像を作成し，上記合成光を上
記４分割フォトダイオード２により受光したときの各フ
ォトダイオードの出力を比較することにより測定対象１
の位置を検出する点で従来例と異なる。

【００１０】以下この装置Ａ１をさらに具現化すると共
に，その動作及び基本原理について説明する。図１に示
すように，レーザ発信器３から発信されたレーザ光Ｌ１
はビームエキスパンダ４により適当なビーム径に変換さ
れ，偏光ビームスプリッタ５によりＳ偏光成分が反射さ
れる。このＳ偏光成分は１／４波長板６により円偏光に
され，対物レンズ７により測定試料１に集光される。集
光されたレーザ光Ｌ１は測定試料１により反射され，対
物レンズ７によって集光され，１／４波長板６を透過す
る。ここでＰ偏光となったレーザ光Ｌ１は偏光ビームス
プリッタ５を透過する。透過後のレーザ光Ｌ２は１／２
波長板８により適当な偏光角に回転させられる。そし
て，偏光ビームスプリッタ９によりＳ偏光とＰ偏光との
２つのレーザ光に分けられる。一方のレーザ光Ｌ３（Ｓ
偏光）は１／４波長板１０を透過後円偏光としてからミ
ラー１１により反射される。そして，再び１／４波長板
１０を透過後Ｐ偏光となり，偏光ビームスプリッタ９を
透過する。他方のレーザ光Ｌ４（Ｐ偏光）は１／４波長
板１２を透過後，円偏光となり直角プリズム１３により
反射される。そして，再び１／４波長板１２を透過し，
Ｓ偏光となり，偏光ビームスプリッタ９により反射され
る。このとき直角プリズム１３からの反射光Ｌ５の断面
形状はミラー１１からの反射光Ｌ６の断面形状の左右反
転像（鏡像に相当）となっている。さらに，１／２波長
板８を適当に回転させてレーザ光Ｌ５，Ｌ６の光強度を
等しくする。これにより，レーザ光Ｌ５とＬ６とを重ね
合わせた合成光の断面の光量分布は紙面に垂直な軸に対
して対象な関係となる。合成光は球面レンズ１４と紙面
に対して４５度傾けられた円筒レンズ１５とにより非点
収差を持って４分割フォトダイオード２に導かれフォー
カスエラー信号を得る。

【００１１】尚，ミラー１１で反射されたレーザ光Ｌ６
の光路は直角プリズム１３により反射されたレーザ光Ｌ
５の光路と同じになるようにミラー１１が位置されてい
る。このため，ミラー１１により反射されたレーザ光Ｌ
６の４分割フォトダイオード２上での断面形状は測定試
料１からの反射光に回折光が含まれていない場合全く同
じものとなる。例えば，測定試料１が合焦位置にあると
き，ミラー１１により反射されたレーザ光Ｌ６の球面レ
ンズ１４に入射する直前の断面形状が図２（ａ）に示す
ようなものであるとする。図中の点Ｐ１は測定の際の誤
差の要因となる回折光の起点を示している。このとき，
直角プリズム１３により反射されたレーザＬ５の球面レ
ンズ１４に入射する直前の断面形状は図２（ｂ）のよう
になる。ここで円筒レンズ１５の集光能がある軸が紙面
に対して４５度傾けられているために，ミラー１１によ
り反射されたレーザ光Ｌ６，直角プリズム１３により反
射されたレーザ光Ｌ５の４分割フォトダイオード２上で
の断面形状は図２（ｃ），（ｄ）のようになる。４分割
フォトダイオード２の１つの分割軸は紙面に平行に置か
れており，合成されたレーザ光の断面形状は図２（ｅ）
のようになる。ここでは図２（ｅ）中の対称軸Ｘは図１
上で紙面に平行になっている。このため，４分割フォト
ダイオード２を構成するフォトダイオード２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄの内フォトダイオード２ａに回折光があると
きフォトダイオード２ｂにも回折光が現れ，且つ逆も成
り立つ。同様に，フォトダイオード２ｃに回折光がある
とき，フォトダイオード２ｄにも回折光が現れ，且つ逆
も成り立つ。以上の関係からフォーカスエラー信号を得
る前記式１の分子は２つの対角成分の和の差の関係にあ
るので，回折光による輝点の影響はキャンセルされる。
すなわち，本方法では，４分割フォトダイオード２に入
射するレーザ光Ｌ５，Ｌ６の光量は，光軸に対して対称
の分布となる。このため，その対称軸と，４分割フォト
ダイオード２の２つの分割軸の１つとを一致させたとき
の４分割フォトダイオード２のフォーカスエラー信号は
従来装置Ａ０１で２つの４分割フォトダイオードＡ，Ｂ
を用いて作動出力を得ていた信号と同じとなる。

【００１２】例えば，従来装置Ａ０１で４分割フォトダ
イオードＡ，Ｂ上に，図３（ａ）のごとく，回折光が分
布していると，本方法では図３（ｂ）のように分布する
ことになる。回折光１の光強度がＥｃ１，回折光２の光
強度がＥｃ２とすると，フォーカスエラー信号は次式で
表される。

【数７】 このように，本方法では４分割フォトダイオードを１つ
だけを使用しているので，４分割フォトダイオード２の
光軸調整が１回で済むことになる。また，光学的に光ビ
ームを対称にする方法により，差動出力を得ることがで
きるので，フォーカスエラー出力に回折光によるオフセ
ット出力がのらない。そのため，４分割フォトダイオー
ド上の光ビームの断面形状が円形のとき，フォーカスエ
ラー出力が０となるので回折光が存在していても光軸調
整を行うことができる。粗さの測定は次のように行う。
即ち，予め測定試料１の光軸方向の移動量とフォーカス
エラー信号との関係を求めておいて，測定試料１を面内
で移動させ，その移動量とフォーカスエラー信号との関
係から測定試料１の表面形状を得ることにより粗さの測
定ができる。以上の第１実施例では，基本原理として非
点収差法を適用した場合について述べたが，以下その他
の基本原理を適用した場合について略述する。第２の実
施例は光触針法の１つである臨界角法を適用したもので
ある。

【００１３】臨界角法とは，臨界角近傍の入射角におけ
る反射率の急激な変化を利用した方法であり，その原理
図を図４（ａ）に示す。図に示すように光点が合焦の位
置であるＢ点にあるとき臨界角プリズムへの入射光が平
行であるので全反射するが，光点がずれて発散光または
集束光となった場合には，光ビームの一方が全反射条件
からはずれ光量分布が非対称となる。その光量分布を２
分割フォトダイオードでとらえ，２つの出力の差をフォ
ーカスエラー信号とすることができる。上記臨界角法に
よれば，２分割フォトダイオードに入射する光ビームの
断面に測定試料からの回折光による輝点が図５（ａ）に
示すように存在するとき，測定試料が合焦位置Ｂにある
としても，フォーカスエラー信号は０とならず誤差が生
じる。しかし，図４（ｂ）に示すような本実施例装置Ａ
２を用いると，測定試料が合焦点位置Ｂにあるとき，２
分割フォトダイオードに入射する光ビームの断面は図５
（ｂ）に示すようになり，回折光の影響はキャンセルさ
れる。尚，回折光の影響をキャンセルする別の方法とし
て２分割センサを２つ用いる方法も知られているが，本
実施例装置Ａ２によれば，１つのセンサですむ。第３の
実施例は光触針法の１つであるナイフエッジ法に適用し
たものである。ナイフエッジ法とは光ビームの一部を遮
り，光ビームを非対称にすることにより，フォーカスエ
ラー信号を得る方法であり，その原理を図６（ａ）に示
した。図中，光点が合焦の位置であるＢの位置にあると
き，分割センサの分割線に光点の像点が生ずるが，光点
がＡの位置にずれると対物レンズの後の光は発散状とな
る。しかし，光線は２つめのレンズの下部が遮られてい
るため，２分割フォトダイオードの下部にのみ到達す
る。光点がＣの位置にずれると対物レンズの後の光線は
収束状となり，２分割フォトダイオードの上部にのみ光
線は到達する。このため，２分割フォトダイオードの出
力差は，光点が合焦位置であるＢの位置で０となり，Ａ
とＣとの位置で正または負となりフォーカスエラー信号
が得られる。

【００１４】上記ナイフエッジ法では，測定試料が合焦
位置Ｂにあるとき，光点は２分割フォトダイオードの分
割線上の像点が生ずるが，その像点に測定試料からの回
折光による輝点が図７（ａ）に示すように存在すると
き，測定試料が合焦位置Ｂにあるとしても，フォーカス
エラー信号は０とならず誤差が生じる。しかし，図６
（ｂ）に示すような本実施例装置Ａ３を用いると，測定
対象が合焦位置Ｂにあるとき，２分割フォトダイオード
に入射する光ビームの断面は図７（ｂ）に示すようにな
り，回折光の影響はキャンセルされる。第４の実施例装
置Ａ４は光触針法の１つであるフーコー法に適用した場
合を示す。フーコー法の原理図を図８（ａ）に示した。
フーコー法によればカメラのスプリットリズムと同様の
様式で上部のスプリットプリズムを通過する光線は下方
の２分割フォトダイオードに到達し，下部のスプリット
プリズムを通過する光線は情報に２分割フォトダイオー
ドに到達する。そのため，光点の像点がスプリットプリ
ズムの前方，頂点及び公報に生ずると２分割フォトダイ
オード上では，それぞれ図中のＡ，Ｂ，Ｃのような光ビ
ームの断面形状となり，２つの２分割フォトダイオード
の出力差を図のように取ることによりフォーカスエラー
信号を得ることができる。

【００１５】上記フーコー法では，測定試料が合焦位置
Ｂにあるとき，光点の像点は２分割フォトダイオードの
分割線上に像点が生じる。しかし，その像点からの回折
光による輝点が図９（ａ）に示すように存在するとき，
測定試料が合焦位置Ｂにあるとしても，フォーカスエラ
ー信号は０とならず誤差が生じる。しかし，図８（ｂ）
に示すような本実施例装置Ａ５を用いると，測定試料が
合焦位置Ｂにあるとき２分割フォトダイオードに入射す
る光ビームの断面は図９（ｂ）に示すようになり，回折
光の影響はキャンセルされる。第５の実施例装置Ａ５は
測定試料により散乱されたレーザ光を光ファイバに入射
させるために非点収差法を利用した自動焦点機構を持っ
た光学系に適用した場合を示す（図１０参照）。ここで
はフォーカスエラー信号が０となるように，ボイスコイ
ルモータをつけた対物レンズ１９ｂを動かすようにフィ
ードバック制御をかけることにより，測定試料１からの
散乱光が常に導光される。本実施例装置Ａ５を用いるこ
とにより，散乱光の角度分布にむらがあっても，その影
響を受けずに光ファイバに導光でき，また調整も簡単に
なる。その結果，いずれの場合も，回折光が存在してい
ても検出精度がよくしかも光軸調整が少なくてすむ測定
対象の位置検出方法を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る測定対象の位置検出方法
は，上記したように構成されているため，回折光が存在
していてもフォーカスエラー出力が０となるので検出精
度がよく，しかも１つの検出器により受光するため光軸
調整が少なくてすむ。さらに，上記二分割された光の内
の一方の光がミラーで反射されると共に他方の光が直角
プリズムで反射させられることにより，少なくとも一方
の光が反転させられる。このように光学的手法を用いる
ことにより，１つの検出器により作動出力を得ることが
できる。このため，フォーカスエラー出力に回折光によ
るオフセット出力がのらない。従って検出器上の光の断
面形状が円形であるとき，フォーカスエラー出力が０と
なり回折光が存在しても光軸調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る測定対象の位置
検出装置Ａ１の概略構成を示す模式図。

【図２】 上記装置Ａ１の作動原理を示す説明図。

【図３】 ４分割フォトダイオード上での光ビーム像の
説明図。

【図４】 本発明の第２の実施例に係る測定対象の位置
検出装置Ａ２の概略構成を示す模式図。

【図５】 ２分割フォトダイオード上での光ビーム像の
説明図。

【図６】 本発明の第３の実施例に係る測定対象の位置
検出装置Ａ３の概略構成を示す模式図。

【図７】 ２分割フォトダイオード上での光ビーム像の
説明図。

【図８】 本発明の第４の実施例に係る測定対象の位置
検出装置Ａ４の概略構成を示す模式図。

【図９】 ２分割フォトダイオード上での光ビーム像の
説明図。

【図１０】 本発明の第５の実施例に係る測定対象の位
置検出装置Ａ５の概略構成を示す模式図。

【図１１】 従来の測定対象の位置検出方法の基本原理
を示す説明図。

【図１２】 フォーカスエラー出力の変化を示す説明
図。

【図１３】 従来の測定対象の位置検出装置Ａ０１の一
例における概略構成を示す模式図。

【図１４】 ４分割フォトダイオード上での光ビーム像
の説明図。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ５…位置検出装置 １…測定試料（測定対象に相当） ２…４分割フォトダイオード又は２分割フォトダイオー
ド（複数の検光素子からなる検出器に相当）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岡 克也 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 柳井 敏志 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 高松 弘行 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象に光を照射し，その反射光を複
   数の検光素子からなる検出器により受光したときの各検
   光素子からの出力を比較することにより測定対象の位置
   を検出する方法において，上記反射光を二分割し，その
   一方の光と他方の光とが互いに鏡像となるように少なく
   とも一方の光を反転させ，上記両方の光の光強度を同一
   とした後，両光を合成することにより軸対象の鏡像を作
   成し，上記合成光を上記検出器により受光したときの各
   検光素子の出力を比較することにより測定対象の位置を
   検出することを特徴とする測定対象の位置検出方法。
2. 【請求項２】 上記二分割された光の内の一方の光をミ
   ラーで反射させると共に，他方の光を直角プリズムで反
   射させることにより少なくとも一方の光を反転させる請
   求項１記載の測定対象の位置検出方法。