JPS60227105A - 面振れ測定装置 - Google Patents
面振れ測定装置Info
- Publication number
- JPS60227105A JPS60227105A JP7091085A JP7091085A JPS60227105A JP S60227105 A JPS60227105 A JP S60227105A JP 7091085 A JP7091085 A JP 7091085A JP 7091085 A JP7091085 A JP 7091085A JP S60227105 A JPS60227105 A JP S60227105A
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- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- spot position
- light spot
- measured
- disk
- Prior art date
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- Granted
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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
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、回転円板の面振れを光学的に測定する装置に
関する。
関する。
従来９回転円板の面振れの測定には、静電容量型の微小
変位計が一般に用いられているが、被測定面が導電材料
から成っている必要があり、ガラス円板にＴｅなどの非
導電材料が蒸着された回転円板などの面振れは測定する
ことができない。このような被測定面の材料に対する制
約を取り除くため本発明では、光を面振れ測定用のプロ
ーブに用いている。
変位計が一般に用いられているが、被測定面が導電材料
から成っている必要があり、ガラス円板にＴｅなどの非
導電材料が蒸着された回転円板などの面振れは測定する
ことができない。このような被測定面の材料に対する制
約を取り除くため本発明では、光を面振れ測定用のプロ
ーブに用いている。
本発明の目的は、簡単な構成で、測定範囲や測定感度が
被測定面の面振れの大きさにあわせて容易に調整でき、
しかも信頼度の高い面振れ測定装置を提供することにあ
る。
被測定面の面振れの大きさにあわせて容易に調整でき、
しかも信頼度の高い面振れ測定装置を提供することにあ
る。
まず、本発明の原理を第１図を用いて説明する。
第１図において、１は円板で３を中心に矢印の方向に回
転している。光ビーム１００は、円板１の面にほぼ垂直
に入射し、点１０で反射する。通常、反射した光束２０
０は点１０における面の方向によって入射光束１００と
は異なった方向を向いている。今、点１０を原点として
第１図のようにＸ。
転している。光ビーム１００は、円板１の面にほぼ垂直
に入射し、点１０で反射する。通常、反射した光束２０
０は点１０における面の方向によって入射光束１００と
は異なった方向を向いている。今、点１０を原点として
第１図のようにＸ。
ｙ、ｚ軸をとる。すなわち、又は点１０における回転方
向、ｙは半径の方向、２は円板１の回転軸の方向である
。点１０における接面とＸ軸となす角をψとすると、点
１０における円板１の２軸方向の振れ（上下振れと呼ぶ
）の大きさＺとの間に、ｄｚ −＝ ｔ ａ ｎ ψ ｘ なる関係がある。半径ｒの円板は、一定角速度ωで回転
しているとすれば ｄｚ １ ｄｚ 一方、反射光束２００のＸ軸方向の振れ角をθとすれば
、０＝２９であるから ｄｚ θ −＝ ｒ ω “ ｔａｎ − ｄｔ ２ である。ここで、充分小さな振れ角に対してはｄｚ ｒ
ω θ ｄｔ ２ 従って、上下槁れの大□きさＺは で与えられる。又、上下振れの加速度αはで与えられる
。
向、ｙは半径の方向、２は円板１の回転軸の方向である
。点１０における接面とＸ軸となす角をψとすると、点
１０における円板１の２軸方向の振れ（上下振れと呼ぶ
）の大きさＺとの間に、ｄｚ −＝ ｔ ａ ｎ ψ ｘ なる関係がある。半径ｒの円板は、一定角速度ωで回転
しているとすれば ｄｚ １ ｄｚ 一方、反射光束２００のＸ軸方向の振れ角をθとすれば
、０＝２９であるから ｄｚ θ −＝ ｒ ω “ ｔａｎ − ｄｔ ２ である。ここで、充分小さな振れ角に対してはｄｚ ｒ
ω θ ｄｔ ２ 従って、上下槁れの大□きさＺは で与えられる。又、上下振れの加速度αはで与えられる
。
このように、反射光束２００の角度θを測定すれば、そ
れから、上下振れの大きさ及び加速度を知ることができ
る。
れから、上下振れの大きさ及び加速度を知ることができ
る。
以下、実施例により本発明を説明する。第２図は、本発
明による測定装置の一実施例を示す構成図である。図に
於て１は回転円板で、２は被測定面である。３は回転中
心で、４は、円板１を回転させるためのモータである。
明による測定装置の一実施例を示す構成図である。図に
於て１は回転円板で、２は被測定面である。３は回転中
心で、４は、円板１を回転させるためのモータである。
５は、はぼ平行な光束を出射する光源、例えばＨｅ −
Ｎ ｅレーザあるいは半導体レーザである。光源５から
出た平行光束は、偏光プリズム６で反射し、円板１の面
２にほぼ垂直な方向に向けられてλ／４板７を通って、
面２の点１０に入射する。点１０における面の方向に従
ってわずかに向きをかえられた反射光束は、λ／４板７
、偏向プリズム６を通って光点位置検出器８に入射する
。光点位置検出器８は、反射光束２００の位置９に応じ
て出力端子２ＯＡ、２０Ｂに電流が流れ、抵抗Ｒによっ
て電圧が発生する。
Ｎ ｅレーザあるいは半導体レーザである。光源５から
出た平行光束は、偏光プリズム６で反射し、円板１の面
２にほぼ垂直な方向に向けられてλ／４板７を通って、
面２の点１０に入射する。点１０における面の方向に従
ってわずかに向きをかえられた反射光束は、λ／４板７
、偏向プリズム６を通って光点位置検出器８に入射する
。光点位置検出器８は、反射光束２００の位置９に応じ
て出力端子２ＯＡ、２０Ｂに電流が流れ、抵抗Ｒによっ
て電圧が発生する。
常、光点位置検器８の中心でＸ＝Ｏ）、光点位置検出器
８の電流感度をαとすると となる。光ビーム２００の変位量Ｘは、光ビーム２００
のふれ角をθ （第１図の定義による）、測定点１０か
ら光点位置検出器８までの距離を悲とすれば、Ｏが充分
小さい時は ｘ＝Ｑ θ となる。
８の電流感度をαとすると となる。光ビーム２００の変位量Ｘは、光ビーム２００
のふれ角をθ （第１図の定義による）、測定点１０か
ら光点位置検出器８までの距離を悲とすれば、Ｏが充分
小さい時は ｘ＝Ｑ θ となる。
測定円板の回転数をω、測定点１０の半径ｒ′とすれば
、先に述べた原理によって、この円板の測定面２の上下
振れ量２の時間微分は ｄｔ、２ １１Ｒα 流成分を持っており、単純に積分すると、時間と発生さ
せる原因は、入射ビーム１００のわずかな傾むきゃ光点
位置検出器８の位置調整のわずかなずれなどによってお
り、完全に、直流成分をＯＫすることは、はとんど不可
能に近い。このようなのみを取り出すようにする必要が
ある。
、先に述べた原理によって、この円板の測定面２の上下
振れ量２の時間微分は ｄｔ、２ １１Ｒα 流成分を持っており、単純に積分すると、時間と発生さ
せる原因は、入射ビーム１００のわずかな傾むきゃ光点
位置検出器８の位置調整のわずかなずれなどによってお
り、完全に、直流成分をＯＫすることは、はとんど不可
能に近い。このようなのみを取り出すようにする必要が
ある。
第３図に、光点位置検出器８の出力から、上下振れ量、
および上下振れ加速度を検出する回路構成を示す。第３
図において２１は差動増巾器で、先に述べたＶ を発生
させる回路である。２２゜２３は、コンデンサーと抵抗
で、直流成分をカットすることが目的であり、いわゆる
微分回路であるが、その時定数１／ＲＣは、測定円板の
回転周期より充分大きく取る必要がある。この出力３０
Ａは、上下振れ量の速度変動を表わしている。
および上下振れ加速度を検出する回路構成を示す。第３
図において２１は差動増巾器で、先に述べたＶ を発生
させる回路である。２２゜２３は、コンデンサーと抵抗
で、直流成分をカットすることが目的であり、いわゆる
微分回路であるが、その時定数１／ＲＣは、測定円板の
回転周期より充分大きく取る必要がある。この出力３０
Ａは、上下振れ量の速度変動を表わしている。
２４および２５は、それぞれ積分回路、および微分回路
であり、３０Ｂおよび３０Ｃは、上下振れ量および上下
振れ加速度に比例した出力が得られる。それぞれの比例
定数は、ｒ、ω、Ｑ、Ｒ，α。
であり、３０Ｂおよび３０Ｃは、上下振れ量および上下
振れ加速度に比例した出力が得られる。それぞれの比例
定数は、ｒ、ω、Ｑ、Ｒ，α。
および回転定数など、全て既知の量からめりことかでき
る。すなわち９本実施例によれば、上下振れ量および上
下振れ加速度の絶対値の測定が容易に行なえる。
る。すなわち９本実施例によれば、上下振れ量および上
下振れ加速度の絶対値の測定が容易に行なえる。
さもに、測定面２の反射率のムラや光源５の強度の変動
などの影響をなくすために、第４図に示した回路を用い
る。すなわち、第４図は２０Ａ、２０Ｂの出力電圧Ｖ、
２ ｏ 、 Ｖ’２ｏ （７）差ＶＡ 白 ＡＢ と和■１を、差動増巾器２１と加算回路２６によＶ＋に
比例する出力Ｖを端子Ｄｕより取り出す回路であり、第
３図功差動増巾器２１のかわりに用いる。■＋は、光位
置検出器８の特性により、光ビーム２００の光量に比例
しているから、反射率のむらや光源の強度変化などの影
響を全く受どけなくなる。また、このようにすると被測
定面２の蒸着膜の種類が異なるような円板の上下振れを
測定するような場合でも、反射率の違いによる測定値の
補正を行なう必要がなく、どのような円板であってもつ
ねに上下振れ量、および上下振れ加速度の絶対値を得る
ことができる。
などの影響をなくすために、第４図に示した回路を用い
る。すなわち、第４図は２０Ａ、２０Ｂの出力電圧Ｖ、
２ ｏ 、 Ｖ’２ｏ （７）差ＶＡ 白 ＡＢ と和■１を、差動増巾器２１と加算回路２６によＶ＋に
比例する出力Ｖを端子Ｄｕより取り出す回路であり、第
３図功差動増巾器２１のかわりに用いる。■＋は、光位
置検出器８の特性により、光ビーム２００の光量に比例
しているから、反射率のむらや光源の強度変化などの影
響を全く受どけなくなる。また、このようにすると被測
定面２の蒸着膜の種類が異なるような円板の上下振れを
測定するような場合でも、反射率の違いによる測定値の
補正を行なう必要がなく、どのような円板であってもつ
ねに上下振れ量、および上下振れ加速度の絶対値を得る
ことができる。
以上の如く本発明によれば、光を用いて回転円板の面振
れを測定するので被測定面の材料に対する制約が少なく
、しがも検出器出方の交流成分を用いるので、入射光速
の傾むきゃ光点位置検出器の位置ずれに強く、調整が容
易な装置で信頼度の高い面振れ測定を行なえる。
れを測定するので被測定面の材料に対する制約が少なく
、しがも検出器出方の交流成分を用いるので、入射光速
の傾むきゃ光点位置検出器の位置ずれに強く、調整が容
易な装置で信頼度の高い面振れ測定を行なえる。
第１図は、本発明の詳細な説明するための図、第２図は
、本発明の一実施例の構成図、第３図は、第２図に示し
た実施例の装置から、上下振れ：におよび上下振れ加速
度を算出する回路を示す構成図。 第４図は、被測定面の反射率のムラや光源の光量変化な
どの影響を取り除く回路を示す構成図である。 第 １ 回
、本発明の一実施例の構成図、第３図は、第２図に示し
た実施例の装置から、上下振れ：におよび上下振れ加速
度を算出する回路を示す構成図。 第４図は、被測定面の反射率のムラや光源の光量変化な
どの影響を取り除く回路を示す構成図である。 第 １ 回
Claims (1)
- ■、はぼ平行な光束を出射する光源と、入射光束の照付
位置に応じた信号を出力する光点位置検出器と、該平行
光束を回転円板の被測定面にほぼ垂直に入射し、該被測
定面からの反射光束を上記光点位置検出器に導く光学系
と、上記光点位置の検出器の出力の交流成分を取り出す
回路と、該交流成分の積分値および／または微分値を取
り出す回路とを具備したことを特徴とする回転“円板の
面振れ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091085A JPS60227105A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 面振れ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7091085A JPS60227105A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 面振れ測定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP791086A Division JPS61228306A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 面振れ測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227105A true JPS60227105A (ja) | 1985-11-12 |
| JPS6149604B2 JPS6149604B2 (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=13445139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7091085A Granted JPS60227105A (ja) | 1985-04-05 | 1985-04-05 | 面振れ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227105A (ja) |
-
1985
- 1985-04-05 JP JP7091085A patent/JPS60227105A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6149604B2 (ja) | 1986-10-30 |
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