JP3230963B2 - 表面形状測定装置 - Google Patents
表面形状測定装置Info
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Description
を有する被検体の被検面凹凸形状を測定する表面形状測
定装置に関するものである。
て、磁気ヘッド材料を細長ブロック状に形成しておき、
これをスライスして磁気ヘッドを切り出す方法が知られ
ている。磁気ヘッドにおいてはそのヘッド表面の面形状
が品質上重要になるが、上記細長ブロックの段階におい
てそのヘッド表面となるべき面が長手方向に波打った凹
凸形状となっているような場合には、この細長ブロック
からの切出しを行っても表面形状に優れた磁気ヘッドを
得ることができない。したがって、上記細長ブロックの
段階においてその表面の凹凸形状を予め測定し、良品に
対してのみ切出しを行うようにすれば、品質の保証され
た磁気ヘッドを製造することが可能となる。
面の凹凸形状を測定する方法として、干渉計を用いて干
渉縞を形成させてその縞模様を観察する方法が考えられ
るが、長手方向の波打ち形状を縞模様から読み取ること
は容易ではなく、特に、磁気ヘッドの製造ラインにおい
て短時間で表面凹凸の有無判定を行うことは困難であ
る。本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
あって、細長形状の被検面を有する被検体の被検面凹凸
形状を容易に測定することができる表面形状測定装置を
提供することを目的とするものである。
定装置は、細長形状の被検面を有する被検体の前記被検
面の凹凸形状を測定する表面形状測定装置であって、前
記被検体を支持する被検体支持手段と、前記被検面に平
行光を照射する平行光照射手段と、前記被検面を結像す
る結像レンズとを備え、前記被検体支持手段による前記
被検体の支持が、前記被検面の長手方向と直交する平面
内において該被検面の法線方向と所定角度をなす方向か
ら該被検面に前記平行光を入射させるように行われてお
り、前記結像レンズが、前記平行光入射方向に配置され
るとともに、該結像レンズにより形成される略平行光束
に球面収差が生じるように構成されていることを特徴と
するものである。
施例について説明する。図1は、本発明に係る表面形状
測定装置の一実施例を示す側面図である。図示のよう
に、この表面形状測定装置10は、細長形状の被検面2
aを有する被検体2(磁気ヘッド材料を細長ブロック状
に形成したもの)の被検面凹凸形状を測定する装置であ
る。すなわち、この表面形状測定装置10は、レーザ装
置12と、発散レンズ14と、ハーフミラー16と、コ
リメータレンズ18と、チルトステージ20と、結像レ
ンズ22と、撮像部24と、モニタ26とを備えてなっ
ている。
ーザ光を発散レンズ14で発散させた後、この発散光を
ハーフミラー16で反射させ、これをコリメータレンズ
18で平行光にしてチルトステージ20上の被検体に入
射させ、このチルトステージ20上の被検体からの反射
光を再びコリメータレンズ18で集束させ、この集束光
をさらに結像レンズ22の集光作用で撮像部24の撮像
面24a上に略平行照射し、これにより得られた被検体
の画像をモニタ26の画面上に表示するようになってい
る。上記表面形状測定装置10は、さらに、コリメータ
レンズ18とチルトステージ20との間の光路上(図中
2点鎖線で示す位置)に、基準板28を配置し得る構成
とされており、この位置に基準板28を配置した状態
で、被検面2aを基準板28に対して水平に配置するこ
とによりフィゾー型干渉計として使用することができる
ようになっている。
20上に支持されるようになっているが、被検体2の被
検面2aの凹凸形状を測定する際には、チルトステージ
20を被検面2aの長手方向の軸線(図示のように座標
系を設定した場合におけるY軸)回りに所定角度回転さ
せて、被検面2aを水平面に対して所定角度傾斜させる
ようになっている。そして、これにより、コリメータレ
ンズ18からの平行光を、ZX平面(上記長手方向の軸
線と直交する平面)内において被検面2aの法線方向と
上記所定角度をなす方向から被検面2aに入射させるよ
うになっている。図2は、チルトステージ20の詳細構
造を示す斜視図である。図示のように、チルトステージ
20は、ベースプレート30の上に、Yステージ32
と、Xステージ34と、チルトステージ本体36とが積
層されてなっている。
ベースプレート30に対してY軸方向に移動可能であ
り、上記Xステージ34は調整ネジ40によりYステー
ジ32に対してX軸方向に移動可能であり、上記チルト
ステージ本体36は調整ネジ42、44によりXステー
ジ34に対して各々Y軸回り、X軸回りに傾動可能であ
る。上記チルトステージ本体36には上記傾動の際の支
点作用を果たすバネ46が設けられている。
のベースプレート30に支持された4本の調整ネジ48
に遮蔽板50が高さ調整可能に取り付けられている。こ
の遮蔽板50には、Y軸方向に延びる細長形状のスリッ
ト50aが形成されており、このスリット50aにより
被検体2の被検面2aの形状を規定するようになってい
る。上記遮蔽板50は、上記チルトステージ20のYス
テージ32、Xステージ34およびチルトステージ本体
36により位置および傾斜角度が設定された被検体2に
対して、上記4本の調整ネジ48の調整によりその被検
面2aとなるべき表面近傍に配置されるようになってい
る。
22は、該結像レンズ22により形成される被検体の像
に球面収差が生じるように構成されている。この球面収
差は、図3(b)に示すように、チルトステージ本体3
6からの反射光がZ軸(光軸)となす角度を横軸にと
り、撮像部24の撮像面上における像高ズレ量を縦軸に
とったとき、高次関数的に角度が大きくなるほど収差の
増加量が大きくなるように設定されている。
被検体2が、図4(a)に示すようなY軸方向に波打っ
た凹凸形状の被検面2aを有するものとする。本実施例
においては、この被検体2を上記チルトステージ20に
よりY軸回りに所定角度傾斜させるようになっている
が、そのときのチルトステージ本体36の傾斜角度をθ
とすると、被検面2aは図4(b)に示すようになる。
被検面2aにこのような傾斜角度を持たせることによ
り、コリメータレンズ18からの平行光はチルトステー
ジ本体36に対して入射角θで入射することとなる。
対して傾斜していないとすれば、チルトステージ本体3
6からの反射光は、Z軸(光軸)方向に平行なビームと
なるため、コリメータレンズ18を経て結像レンズ22
で集束される際には、図3(a)にAで示すように近軸
光線となる。したがって、チルトステージ本体36に載
置された被検体2の被検面2aの各部位からの反射光
が、該被検面2aの波打ち凹凸形状によりZ軸(光軸)
方向に対して異なる角度を有していても、図3(b)の
Aから明らかなように、その角度変化に対する像高の変
化がほとんどないため、モニタ26上に被検面2aの波
打ち凹凸形状を映し出すことはできない。
ステージ本体36が水平面に対して角度θ傾斜している
ので、チルトステージ本体36からの反射光は、Z軸
(光軸)に対して2θの角度をなす方向へのビームとな
る。このため、コリメータレンズ18を経て結像レンズ
22で集束される際には、図3(a)にBで示すように
周縁光線となり、したがって、チルトステージ本体36
に載置された被検体2の被検面2aの各部位からの反射
光が、該被検面2aの波打ち凹凸形状によりZ軸(光
軸)方向に対して異なる角度を有していれば、図3
(b)のBから明らかなように、その角度変化に対して
像高が大きく変化するため、撮像部24で撮像される、
被検面2aの波打ち凹凸形状をモニタ26上に鮮明に映
し出すことができる。
10により得られたモニタ26上の被検面2aの像であ
って、同図(a)は、被検面2aに大きな波打ち凹凸形
状がない良品を示し、同図(b)は、被検面2aに大き
な波打ち凹凸形状がある不良品を示す図である。なお、
モニタ26上の各像からこのような良否判定がなされる
のは、以下の理由による。すなわち、本実施例における
被検体2は磁気ヘッド材料を細長ブロック状に形成した
ものであり、これを長手直交方向にスライスすることに
より磁気ヘッドが切り出されることから、たとえ被検面
2aに波打ち凹凸形状があったとしても、これが図5
(a)に示すような長周期の波であれば、切り出された
磁気ヘッドの表面に上記波打ち凹凸形状の影響が残存せ
ず、磁気ヘッドとしての性能上特に問題は生じない。一
方、図5(b)に示すような短周期の波の場合には、切
り出された磁気ヘッドの表面に上記波打ち凹凸形状の影
響が残存するため、磁気ヘッドとしての性能上問題が生
じることになる。
は、チルトステージ本体36を水平面に対して角度θ傾
斜させることにより、チルトステージ本体36からの反
射光を結像レンズ22に対して周縁光線として入射させ
るようになっており、かつ、結像レンズ22として球面
収差を有するレンズが用いられているので、チルトステ
ージ本体36に載置された被検体2の被検面2aに波打
ち凹凸形状があり、このため該被検面2aの各部位から
の反射光がZ軸方向に対して異なる角度を有していれ
ば、その角度変化に対して像高が大きく変化し、これに
よりモニタ26上に被検面2aの波打ち凹凸形状を鮮明
に映し出すことができる。したがって、本実施例によれ
ば、磁気ヘッドの製造ラインにおいて、該磁気ヘッドと
なるべき細長ブロックの表面凹凸の有無判定を短時間で
容易に行うことが可能となる。
ーザ装置を用いているので、チルトステージ本体36か
らの反射光も指向性が強いビームとなる。このため、図
3(a)にBで示す周縁光線のみが撮像面に入射するこ
ととなり、これにより撮像面24a上に被検面2aの波
打ち凹凸形状をより一層鮮明に映し出すことができる。
ジ20に取り付けられた遮蔽板50のスリット50aに
より被検体2の被検面2aの形状を規定するようになっ
ているので、常に同一の基準で被検面2aの波打ち凹凸
形状を映し出すことができ、その観察評価が容易とな
る。さらに、調整ネジ40によりXステージ34をX軸
方向に移動させるようにすれば、被検体2が幅広い表面
を有するような場合であっても、これを細長形状の被検
面2aに区切ってその波打ち凹凸形状を順次観察するこ
とが可能となる。なお、被検体2の被検面2aとなるべ
き表面の輪郭自体が細長い形状である場合には、上記の
ような遮蔽板50を用いることなく被検体2の表面全体
を被検面2aとして表面形状測定を行うようにしてもよ
いことはもちろんである。
出された波打ち形状から定性的に被検面2a上の凹凸状
態を判断しているが、この波打ち形状の振幅量を測定す
ることにより、上記結像レンズの球面収差量に基づき被
検面2aの凹凸量を定量的に検出することが可能であ
る。なお、本発明の表面形状測定装置としては上記実施
例のものに限られるものではなく、その他種々の態様の
変更が可能である。
て被検体を傾斜配置することにより、その被検面長手方
向と直交する平面内において該被検面の法線方向と所定
角度をなす方向から該被検面に平行光を入射させるよう
に構成されており、また、この平行光を照射された被検
面からの反射光を集束させる結像レンズが、平行光入射
方向に配置されるとともに該結像レンズにより形成され
る集束ビームに球面収差が生じるように構成されている
ので、細長形状の被検面を有する被検体の被検面凹凸形
状を容易に測定することができる。
す側面図
図
Claims (4)
- 【請求項1】 細長形状の被検面を有する被検体の前記
被検面の凹凸形状を測定する表面形状測定装置であっ
て、 前記被検体を支持する被検体支持手段と、前記被検面に
平行光を照射する平行光照射手段と、前記被検面を結像
する結像レンズとを備え、 前記被検体支持手段による前記被検体の支持が、前記被
検面の長手方向と直交する平面内において該被検面の法
線方向と所定角度をなす方向から該被検面に前記平行光
を入射させるように行われており、 前記結像レンズが、前記平行光入射方向に配置されると
ともに、該結像レンズにより形成される略平行光束に球
面収差が生じるように構成されていることを特徴とする
表面形状測定装置。 - 【請求項2】 前記被検面となるべき前記被検体の表面
近傍に、前記被検面の細長形状と同一形状のスリットが
形成された遮蔽板が配置されていることを特徴とする請
求項1記載の表面形状測定装置。 - 【請求項3】 前記被検体支持手段による前記被検体の
支持が、該被検体を前記遮蔽板に対して前記スリットの
長手方向と直交する前記被検面に沿った方向に相対移動
させ得るように行われていることを特徴とする請求項2
記載の表面形状測定装置。 - 【請求項4】 前記平行光の光束内の所定位置に、干渉
縞形成用の基準板を配置し得るように構成されているこ
とを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の表面形状測
定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27486495A JP3230963B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 表面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27486495A JP3230963B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 表面形状測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0996514A JPH0996514A (ja) | 1997-04-08 |
JP3230963B2 true JP3230963B2 (ja) | 2001-11-19 |
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ID=17547638
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP27486495A Expired - Fee Related JP3230963B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 表面形状測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3230963B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
SG98388A1 (en) * | 2000-05-13 | 2003-09-19 | Univ Nanyang | Testing of aspheric surfaces with a magneto-optic active compensator |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP27486495A patent/JP3230963B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0996514A (ja) | 1997-04-08 |
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