JPS5987309A - 面傾き測定装置 - Google Patents
面傾き測定装置Info
- Publication number
- JPS5987309A JPS5987309A JP57198617A JP19861782A JPS5987309A JP S5987309 A JPS5987309 A JP S5987309A JP 57198617 A JP57198617 A JP 57198617A JP 19861782 A JP19861782 A JP 19861782A JP S5987309 A JPS5987309 A JP S5987309A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inclination
- measured
- light
- measuring device
- photodetector
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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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】
産業上の利用分野
本発明は鏡面を有する平面の面の傾きを測定する而傾き
測定装置に関するものである。
測定装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の面傾き測定装置を光学式ディスクの面の傾き測定
を例にとり説明する。第１図は従来の面傾き測定装置で
ある。＠１図において、（１）はディスク、（２）はデ
ィスクを固定するターンテーブル、（３）はターンテー
ブル駆動用モータ、（４）はＨｅ −Ｒｅレーザ、（５
）はスクリーンである。この面傾き測定装置による測定
方法は次の通りである。面の傾きが零の鏡面ディスクに
よって反射された光がスクリーン上に像を結ぶ点を原点
とする。次に被測定ディスク（１）をターンテーブル（
２）にセットし、反射光のスクリーン（５） ！：、で
の座標とディスク（１）からスクリーン（５）までの距
離を測定する。座標軸をディスク（１）の径方向と円周
方向にとっておけば、測定点における面の傾きを径方向
、円周方向それぞれ独立に測定できる。
を例にとり説明する。第１図は従来の面傾き測定装置で
ある。＠１図において、（１）はディスク、（２）はデ
ィスクを固定するターンテーブル、（３）はターンテー
ブル駆動用モータ、（４）はＨｅ −Ｒｅレーザ、（５
）はスクリーンである。この面傾き測定装置による測定
方法は次の通りである。面の傾きが零の鏡面ディスクに
よって反射された光がスクリーン上に像を結ぶ点を原点
とする。次に被測定ディスク（１）をターンテーブル（
２）にセットし、反射光のスクリーン（５） ！：、で
の座標とディスク（１）からスクリーン（５）までの距
離を測定する。座標軸をディスク（１）の径方向と円周
方向にとっておけば、測定点における面の傾きを径方向
、円周方向それぞれ独立に測定できる。
この測定方法は入射光がディスク（１）に垂直に入射し
ないために以下に示す問題点があった。第２図にディス
クでのレーザの反射の様子を示す。図において、Ｏυは
ディスクの鏡面（光ビームの反射面）、（２）は鏡面（
１１）をおおっている屈折率ｎの透明な物質、（至）は
レーザ光である。ディスクの表面に入射角θ１で入射し
たレーザ光は屈折率ｎの物質内を通り鏡面で反射される
。この鏡面αυへの入射角θ２はθ１とｎを用いて 、−１１ θ２＝ ８Ｉｎ （−ｓｉｎθ１） と表わされる。したがって、屈折率ｎがわからないと入
射角θ２の測定が不可能であるという問題があった。
ないために以下に示す問題点があった。第２図にディス
クでのレーザの反射の様子を示す。図において、Ｏυは
ディスクの鏡面（光ビームの反射面）、（２）は鏡面（
１１）をおおっている屈折率ｎの透明な物質、（至）は
レーザ光である。ディスクの表面に入射角θ１で入射し
たレーザ光は屈折率ｎの物質内を通り鏡面で反射される
。この鏡面αυへの入射角θ２はθ１とｎを用いて 、−１１ θ２＝ ８Ｉｎ （−ｓｉｎθ１） と表わされる。したがって、屈折率ｎがわからないと入
射角θ２の測定が不可能であるという問題があった。
発明の目的
本発明は」二記のような従来例の間趙を解決し、屈折率
に関係なく面傾きの測定ができる装置を提供することを
目的とするものである。
に関係なく面傾きの測定ができる装置を提供することを
目的とするものである。
発明の構成
を記目的を達成するために、本発明は、光ビーム光源と
、光ビームの進行方向を互いに直交する２１１１アクチ
ユエーターと、被測定物からの反射光の移動が検戴でき
る光検出器とを具備し、被測定物への入射光と反射光が
常に同じ経路を通る町うに（被測定物に入射光が常に垂
直にあたるように）アクチュエーターを制御し、この時
の制御量で被測定物の面の傾きを測定するように構成し
たものである。
、光ビームの進行方向を互いに直交する２１１１アクチ
ユエーターと、被測定物からの反射光の移動が検戴でき
る光検出器とを具備し、被測定物への入射光と反射光が
常に同じ経路を通る町うに（被測定物に入射光が常に垂
直にあたるように）アクチュエーターを制御し、この時
の制御量で被測定物の面の傾きを測定するように構成し
たものである。
実施例
以下、本発明を、２軸アクチユエーターにビボッテイン
グミラーを用い、入射光と反射光の分離に１／４波長板
と偏光ビームスプリッタを用い、光検出器に４分割フ第
１・テイテクタを用いて、光学式ディスクの面傾きの測
定を例に説明する。
グミラーを用い、入射光と反射光の分離に１／４波長板
と偏光ビームスプリッタを用い、光検出器に４分割フ第
１・テイテクタを用いて、光学式ディスクの面傾きの測
定を例に説明する。
第３図は本発明の一実施例の面傾き測定装飯の構成図で
ある。叱８図にわいて、 ｃ！ｌ）はレーザ光源、Ｃ−
Ｏは偏光ビームスプリッタ、φ）は１／４波長板、（・
φはディスク（ハ）の径方向にレーザ光の向きを変える
ことができるビボツテイングミラー、Ｃつはディスク（
ト）の円周方向にレーザ光の向きを変えろことができる
ピボツテイングミラー、（ロ）は４分書１ｊフオトティ
テクタ、（ハ）はターンテーブル駆動用モータ、四はタ
ーンテーブルである。レーザ光源シｌ）から発せられた
レーザ光は偏光ビームスプリッタ（財）でその進行方向
が１方向から−Ｙ方向に変化する。こノ時レーザ光は直
線偏光となっている。この光は１／４波長板（ハ）に誹
って円偏光になり、ピボツテイングミラー（ハ）（１）
で反射されてディスクに）に達する。
ある。叱８図にわいて、 ｃ！ｌ）はレーザ光源、Ｃ−
Ｏは偏光ビームスプリッタ、φ）は１／４波長板、（・
φはディスク（ハ）の径方向にレーザ光の向きを変える
ことができるビボツテイングミラー、Ｃつはディスク（
ト）の円周方向にレーザ光の向きを変えろことができる
ピボツテイングミラー、（ロ）は４分書１ｊフオトティ
テクタ、（ハ）はターンテーブル駆動用モータ、四はタ
ーンテーブルである。レーザ光源シｌ）から発せられた
レーザ光は偏光ビームスプリッタ（財）でその進行方向
が１方向から−Ｙ方向に変化する。こノ時レーザ光は直
線偏光となっている。この光は１／４波長板（ハ）に誹
って円偏光になり、ピボツテイングミラー（ハ）（１）
で反射されてディスクに）に達する。
ディスク（イ）からの反射光は再たび２枚のピポツテイ
ングミラー（ホ）（財）で反射されて、１７４波長板（
ハ）を通り、円偏光から再たび直線偏光になるが、入射
光とは偏光方向が９０°ｌ！ｌｌ！Ｊ転しているため偏
光ビームスプリッタ（ハ）ではそのＹ方向の進行方向は
変化せず、４分割フォトディテクタに）に達する。４分
割フォトディテクタに）は面の傾きが零のディスク（ホ
）をターンテーブル（イ）にセットした時に反射光がそ
の中心に像を結ぶ位置にセットされている。この時、デ
ィスク＠にはレーザ光が垂直に入射している。
ングミラー（ホ）（財）で反射されて、１７４波長板（
ハ）を通り、円偏光から再たび直線偏光になるが、入射
光とは偏光方向が９０°ｌ！ｌｌ！Ｊ転しているため偏
光ビームスプリッタ（ハ）ではそのＹ方向の進行方向は
変化せず、４分割フォトディテクタに）に達する。４分
割フォトディテクタに）は面の傾きが零のディスク（ホ
）をターンテーブル（イ）にセットした時に反射光がそ
の中心に像を結ぶ位置にセットされている。この時、デ
ィスク＠にはレーザ光が垂直に入射している。
４分割フォトディテクタ（ロ）は第４図のように設置さ
れていて、ビボツテイングξラー（ハ）を動かした場合
Ａ ｌ −Ａ ８の出力に変化が現われ、Ａ ２−Ａ
４の出力には変化がなく、またビボツテイングミラ−（
ハ）を動かした場合、Ａ ２−Ａ ４の出力に変化が現
われ、Ａｌ−ＡＪ３の出力には変化がない。
れていて、ビボツテイングξラー（ハ）を動かした場合
Ａ ｌ −Ａ ８の出力に変化が現われ、Ａ ２−Ａ
４の出力には変化がなく、またビボツテイングミラ−（
ハ）を動かした場合、Ａ ２−Ａ ４の出力に変化が現
われ、Ａｌ−ＡＪ３の出力には変化がない。
基準面からの傾きが測定点において、径方向でθｒ、円
周方向でθ（であるディスク（ホ）からの反射光は、４
分割フォトディテクタ＠ｔでそのビーム位置が、ディス
ク（ホ）から４分割フォトディテクタ（財）までの光路
長を！とすれば、２方向でｌθｔ、ｘ方向でｌθｒだけ
ずれる。工方向、２方向のビームのずれはそれぞれＡｌ
−Ａ３ 、Ａ２−Ａ４の出力となって現われる。この２
つの出力を用いて、ビボツティングミラ＝（ハ）（イ）
の傾きを変えてビームが４分割フォトディテクタ（ロ）
の中心にくるように制御をかけろ。このときｉイス′７
ψ会にはレーザ光は垂直に入射している。■おまび（ハ
）のビボッティングミラーの傾きはそれぞれθｒ、θｔ
に等しく、この傾きを例えばピホソティングミラーの駆
動電流で検出すれば、被測定ディスクけｐのｉ？Ｍの傾
きを知ることができる。
周方向でθ（であるディスク（ホ）からの反射光は、４
分割フォトディテクタ＠ｔでそのビーム位置が、ディス
ク（ホ）から４分割フォトディテクタ（財）までの光路
長を！とすれば、２方向でｌθｔ、ｘ方向でｌθｒだけ
ずれる。工方向、２方向のビームのずれはそれぞれＡｌ
−Ａ３ 、Ａ２−Ａ４の出力となって現われる。この２
つの出力を用いて、ビボツティングミラ＝（ハ）（イ）
の傾きを変えてビームが４分割フォトディテクタ（ロ）
の中心にくるように制御をかけろ。このときｉイス′７
ψ会にはレーザ光は垂直に入射している。■おまび（ハ
）のビボッティングミラーの傾きはそれぞれθｒ、θｔ
に等しく、この傾きを例えばピホソティングミラーの駆
動電流で検出すれば、被測定ディスクけｐのｉ？Ｍの傾
きを知ることができる。
また、＠４図に示した４分割フォトディテクタ（ロ）の
設置方法において、これを９０．’ ｌｉｄ転し設置す
れば、ディスク（ホ）の傾きは（ＡＩ＋Ａ２ ） −（
Ａ−３十Ａ４）と（Ａ１＋、Ａ４）−（Ａ８＋Ａ２ ）
の出力となって表オ）れ、この方法でも実施可能である
。
設置方法において、これを９０．’ ｌｉｄ転し設置す
れば、ディスク（ホ）の傾きは（ＡＩ＋Ａ２ ） −（
Ａ−３十Ａ４）と（Ａ１＋、Ａ４）−（Ａ８＋Ａ２ ）
の出力となって表オ）れ、この方法でも実施可能である
。
また、ピボッティングミラ−（ハ）またに）のどちらか
一方を固定ミラーにした場合でも、光ビームはディスク
に直角に入射し、一方向の而の傾きのみが測定できる。
一方を固定ミラーにした場合でも、光ビームはディスク
に直角に入射し、一方向の而の傾きのみが測定できる。
この時光検出器は２分割フォトディテクタでも代用でき
る。
る。
また、ピボッティングミラーの代りに、ハーフミラ−ま
たはプリズムを用いてもよい。
たはプリズムを用いてもよい。
発明の効果
以を本発明の而傾き測定装置によれば次のような効果が
得られろ。すなわち、被測定物に常に垂ｎに光ビームが
入射するため、鈴面（反射面）が屈折率を持った物質で
おおわれていても、その屈折率に関係なく測定が可能で
ある。したがって測定値に含まれる屈折率の誤差をＩ’
ｌｌ！りのぞくことができ、また屈折率が不明な物質で
おおわれている被測定物の鏡面への入射角も測定が可能
である。
得られろ。すなわち、被測定物に常に垂ｎに光ビームが
入射するため、鈴面（反射面）が屈折率を持った物質で
おおわれていても、その屈折率に関係なく測定が可能で
ある。したがって測定値に含まれる屈折率の誤差をＩ’
ｌｌ！りのぞくことができ、また屈折率が不明な物質で
おおわれている被測定物の鏡面への入射角も測定が可能
である。
このＪうに本発明の実用的価値は大きいものである。
娼１図は従来の面傾き測定装置の一例を示す概略、構成
図、第２図は従来の面傾き測定装置における鏡面が屈折
率ｎを持った物質でおおわれた被測定物への光ビームの
入射と反射の様子を示す説明図、帖８図は本発明の一実
施例を示す面傾き測定装置の構成図、第４因は本発明に
おける４分割フォトディテクタの設置例の配置図でゐろ
。 ｃ！１）・・・レーザ光源、（２）・・・偏光ビームス
プリッタ、仏や・・・１／４波長板、ｈ ｍ−・・ビボ
ッオイングミラー、に）・・・ディスク、＠６Ｉ）・・
・４分割フオトディテ′クタ第１図 第２図 ｔ ２ ビ２ 第°図 χ 第４図
図、第２図は従来の面傾き測定装置における鏡面が屈折
率ｎを持った物質でおおわれた被測定物への光ビームの
入射と反射の様子を示す説明図、帖８図は本発明の一実
施例を示す面傾き測定装置の構成図、第４因は本発明に
おける４分割フォトディテクタの設置例の配置図でゐろ
。 ｃ！１）・・・レーザ光源、（２）・・・偏光ビームス
プリッタ、仏や・・・１／４波長板、ｈ ｍ−・・ビボ
ッオイングミラー、に）・・・ディスク、＠６Ｉ）・・
・４分割フオトディテ′クタ第１図 第２図 ｔ ２ ビ２ 第°図 χ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光ビーム光綜と、光ビームの進行方向を互いに直交
する２Ｍ方向に変化できる２輔アクチユエーターと、被
測定物からの反射光の移動が検出できる光検出器とを具
備し、前記被測定物・＼の入射光と反射光が常に同じ経
路を通るようにｈａ記アクチュエーターを制御し、この
時の制御量で前記被測定物の面の傾きを測定するように
構成した而傾き測定装置。 ２．２軸アクチユエーターに、芝う−またはプリズムを
用いた特許請求の範囲第１項記載の面傾き測定装置。 ８、被測定物への入射光と被測定物からの反射光の分離
を偏光ビームスプリッタと１／４波長板で行なう特許請
求の範囲第１項記載の血傾き測定装置。 ４、光検出器に４分割フォトディテクタを用いた特許請
求の範囲陥１項記載の面傾き測定装−０５，２軸アクチ
ユエーターのどちらか一方を固定し、光ビームが常に被
測定物に直角に入射するように前記アクチュエーターを
制御するようにした特許請求の範囲第１項記載のｍｌ傾
き測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198617A JPS5987309A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 面傾き測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198617A JPS5987309A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 面傾き測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987309A true JPS5987309A (ja) | 1984-05-19 |
Family
ID=16394166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57198617A Pending JPS5987309A (ja) | 1982-11-11 | 1982-11-11 | 面傾き測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987309A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169510A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 微小角度変位検知装置 |
| WO2003025499A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Tilt sensing apparatus |
-
1982
- 1982-11-11 JP JP57198617A patent/JPS5987309A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169510A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 微小角度変位検知装置 |
| WO2003025499A1 (en) * | 2001-09-17 | 2003-03-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Tilt sensing apparatus |
| US7019280B2 (en) | 2001-09-17 | 2006-03-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting the tilt of a light reflector relative to the optical axis of input light |
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