JPH06174413A - Detecting device for relative relation of object face - Google Patents
Detecting device for relative relation of object faceInfo
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- JPH06174413A JPH06174413A JP32914492A JP32914492A JPH06174413A JP H06174413 A JPH06174413 A JP H06174413A JP 32914492 A JP32914492 A JP 32914492A JP 32914492 A JP32914492 A JP 32914492A JP H06174413 A JPH06174413 A JP H06174413A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は一つの物体面上の複数点
或いは複数の物体面の相対変位或いは相対速度を検出す
る装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting a plurality of points on one object surface or relative displacements or relative velocities of a plurality of object surfaces.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光干渉計を用いた複数点の物体面の相対
変位或いは相対速度を検出する装置には、例えば、磁気
ディスク装置の磁気ヘッドスライダとディスクとの間の
相対運動を計測する方法として、実際の磁気ヘッドスラ
イダとガラスディスクを用いて磁気ヘッドスライダとガ
ラスディスク間の光線の微小な光路差によって生じる干
渉縞の動き及び数によって相対運動を計測する方法があ
る。しかしこの方法は実際の磁気ヘッドスライダとディ
スクとの組合せでの計測ではない。一方、ＵＳＰ第4,68
1,447 号では光線を実際の磁気ヘッドスライダ及びディ
スク面，参照面全体に照射し、戻り光と参照光との干渉
によって生じる周波数の変調によって相対運動を検知或
いは計測する方法がある。この方法では戻り光の像を拡
大して計測したい点に検出器を配置することによって所
望の位置の相対運動を検出する。従って、光干渉計の光
源と干渉した光を検出する検出器とが分離しており、装
置構成が複雑である。2. Description of the Related Art An apparatus for detecting relative displacements or relative velocities of object planes at a plurality of points using an optical interferometer is, for example, a method of measuring relative movement between a magnetic head slider and a disk of a magnetic disk apparatus. As a method, there is a method of measuring the relative motion by using the actual magnetic head slider and the glass disk and measuring the movement and the number of interference fringes caused by the minute optical path difference of the light beam between the magnetic head slider and the glass disk. However, this method is not an actual measurement with a combination of a magnetic head slider and a disk. On the other hand, USP No. 4,68
In No. 1,447, there is a method of irradiating an actual magnetic head slider, the entire disk surface, and the entire reference surface, and detecting or measuring the relative motion by modulating the frequency generated by the interference between the return light and the reference light. In this method, a relative motion at a desired position is detected by arranging a detector at a point where the image of the returning light is enlarged and measured. Therefore, the light source of the optical interferometer and the detector for detecting the interfering light are separated, and the device configuration is complicated.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】光学干渉計から出射さ
れる光線を複数点の物体面に照射して物体面の相対変
位、或いは、相対速度を検出しようとした場合、物体面
の小形化及び光線の出射口であるセンサヘッドの配置が
干渉することによって複数本の光線を物体面に近接して
配置するのが困難になってきている。When it is attempted to detect the relative displacement or relative velocity of the object surface by irradiating the object surface of a plurality of points with the light rays emitted from the optical interferometer, the object surface can be downsized and It is becoming difficult to arrange a plurality of light rays close to the object surface due to the interference of the arrangement of the sensor head, which is the light emission port.
【０００４】本発明の目的は、複数点の物体面の微小な
領域に複数本の光線を効率良く配置することが可能な装
置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a device capable of efficiently arranging a plurality of light rays in a minute area of a plurality of object planes.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数本
の光線を物体面の微小領域に集光するための装置が提供
される。また、集光された複数点の光線の光線スポット
位置を検出する装置が提供される。According to the present invention, there is provided an apparatus for focusing a plurality of light rays on a minute area of an object plane. Further, there is provided an apparatus for detecting the light spot positions of the light rays of a plurality of condensed light rays.
【０００６】[0006]
【作用】本発明により、複数点の物体面の微小領域に複
数の光線を同時に照射することが可能となり、複数点の
物体面間の相対変位或いは相対速度を同時に検出できる
ようになる。According to the present invention, it becomes possible to irradiate a plurality of light rays onto a minute area of an object surface of a plurality of points at the same time, and it is possible to detect a relative displacement or a relative velocity between the object surfaces of a plurality of points at the same time.
【０００７】[0007]
（実施例１）以下、本発明の一実施例を添付図面により
説明する。図１は光学干渉計を用いた物体面の相対関係
を検出する装置の斜視図を示す。図１において光学的に
非接触で物体面の相対変位或いは相対速度を検出する光
学干渉計２１から出射された複数本の光線は光ファイバ
ーケーブル２２によって支柱５に固定されたセンサヘッ
ド部１１へ伝送される。センサヘッド部１１に設けられ
た絞り機構によってセンサヘッド部１１へ伝送された光
線は絞られつつ、複数本の光線群１３を成す。光線群１
３は微小領域集光装置１２によって、例えば、支持台４
に取り付けられたスピンドル３によって回転している円
板２上或いはヘッド支持系６０に取り付けられているス
ライダ上に照射される。微小領域集光装置１２を通過し
た光線群１３は円板２或いはヘッド支持系６０に取り付
けられているスライダ表面で反射し、入射した経路と同
じ経路を通って光学干渉計２１に戻り、光学干渉計２１
は複数点の物体面間の相対変位或いは相対速度を示す電
気信号を出力する。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a perspective view of an apparatus for detecting a relative relationship between object planes using an optical interferometer. In FIG. 1, a plurality of light beams emitted from an optical interferometer 21 that optically detects the relative displacement or relative velocity of the object surface in a non-contact manner is transmitted to a sensor head portion 11 fixed to a column 5 by an optical fiber cable 22. It The light beam transmitted to the sensor head unit 11 is narrowed by the diaphragm mechanism provided in the sensor head unit 11 and forms a plurality of light beam groups 13. Ray group 1
3 is a micro-region condensing device 12, for example, a support base 4
Irradiation is performed on the disk 2 rotating by the spindle 3 mounted on the slider or on the slider mounted on the head support system 60. The light beam group 13 that has passed through the minute region condensing device 12 is reflected by the disk 2 or the slider surface attached to the head support system 60, and returns to the optical interferometer 21 through the same path as the incident path to cause optical interference. 21 in total
Outputs an electrical signal indicating relative displacement or relative velocity between object surfaces at a plurality of points.
【０００８】図２に装置のブロック図を示す。図２にお
いて光学干渉計部２０の光学干渉計２１より出射された
複数本の光線は光ファイバーケーブル２２によって光線
誘導光学系部１０のセンサヘッド部１１に伝送され、セ
ンサヘッド部１１に設けられた絞り機構によって光線群
１３のそれぞれの光線は絞られつつ、微小領域集光装置
１２によって、物体面１に対して垂直に照射される。物
体面１に照射された光線群１３は物体面１で反射し、微
小領域集光装置１２を通り、同一のセンサヘッド部１１
に受光される。さらに複数の光線は光ファイバーケーブ
ル２２によって光学干渉計２１に伝送され、物体面間の
相対変位或いは相対速度を示す電気信号として出力され
る。物体面間の相対変位或いは相対速度を示す電気信号
は信号ケーブル群３５によって、信号処理部３０の中の
特定の周波数成分の信号を排除するフィルタ３１を通
り、電気信号のゲインを調整するアンプ３２を通り、ア
ナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器に
入力される。ディジタル信号に変換された変位或いは速
度の電気信号は信号ケーブル３６により信号処理装置３
４に伝送され、信号処理装置３４によって演算処理され
実変位或いは実速度として出力される。FIG. 2 shows a block diagram of the apparatus. In FIG. 2, a plurality of light beams emitted from the optical interferometer 21 of the optical interferometer unit 20 are transmitted to the sensor head unit 11 of the light guide optical system unit 10 by the optical fiber cable 22, and the diaphragm provided in the sensor head unit 11 is transmitted. Each light beam of the light beam group 13 is focused by the mechanism, and is radiated perpendicularly to the object plane 1 by the minute region condensing device 12. The light ray group 13 irradiated on the object plane 1 is reflected by the object plane 1, passes through the microscopic area condensing device 12, and passes through the same sensor head unit 11
Is received by. Further, the plurality of light beams are transmitted to the optical interferometer 21 by the optical fiber cable 22 and output as an electric signal indicating relative displacement or relative velocity between the object planes. An electric signal indicating a relative displacement or a relative speed between the object planes is passed by a signal cable group 35 through a filter 31 for eliminating a signal of a specific frequency component in the signal processing unit 30, and an amplifier 32 for adjusting the gain of the electric signal. And is input to an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal. The displacement or velocity electric signal converted into the digital signal is supplied to the signal processing device 3 by the signal cable 36.
4 and is processed by the signal processing device 34 and output as an actual displacement or an actual velocity.
【０００９】図３は図２の微小領域集光装置１２を詳細
に説明するための微小領域集光装置の説明図である。光
学レンズ４１は光学レンズ微動装置４２に固定されてお
り、微動調整することが可能である。さらに光学レンズ
４１の光学レンズ光軸４３は物体面１に対して垂直に配
置されている。光ファイバーケーブル２２によって伝送
された光線はセンサヘッド部１１に設けられた絞り機構
によって光学レンズ４１の焦点４４で焦点を結ぶように
絞られる。焦点４４を通過した光線群１３は光学レンズ
４１を透過すると、光学レンズ光軸４３に平行な光線と
なり物体面１の微小な領域に照射される。かつ、物体面
１に照射された光線群１３は反射して入射した時と同経
路で戻る。FIG. 3 is an explanatory view of the minute area light condensing device for explaining the minute area light condensing device 12 of FIG. 2 in detail. The optical lens 41 is fixed to the optical lens fine movement device 42, and fine movement adjustment is possible. Further, the optical lens optical axis 43 of the optical lens 41 is arranged perpendicular to the object plane 1. The light beam transmitted by the optical fiber cable 22 is focused by a diaphragm mechanism provided in the sensor head unit 11 so as to be focused at the focal point 44 of the optical lens 41. After passing through the optical lens 41, the light ray group 13 that has passed through the focal point 44 becomes a light ray parallel to the optical lens optical axis 43 and is applied to a minute area of the object plane 1. Moreover, the light ray group 13 radiated to the object plane 1 returns along the same route as when it was reflected and entered.
【００１０】（実施例２）図４に本発明を利用した第２
の実施例を示す。図４は装置ブロック図である。図４に
おいて光学干渉計部２０の光学干渉計２１より出射され
た複数の光線は光ファイバーケーブル２２によって光線
誘導光学系部１０ａのセンサヘッド部１１に伝送され、
センサヘッド部１１に設けられた絞り機構によって光線
群１３のそれぞれの光線は絞られつつ、微小領域集光装
置１２によって、物体面１に対して垂直にかつそれぞれ
の光線は互いに平行に照射される。物体面１に照射され
た光線群１３のスポット位置を検出するための光線スポ
ット位置検出装置１４は微小領域集光装置１２と物体面
１の間に挿入される。物体面１に照射された光線群１３
は物体面１で反射し、微小領域集光装置１２を通り、同
一のセンサヘッド部１１に受光される。さらに複数の光
線は光ファイバーケーブル２２によって光学干渉計２１
に伝送され、変位或いは速度の電気信号として出力され
る。変位或いは速度の電気信号は信号ケーブル群３５に
よって、信号処理部３０の中の特定の周波数成分の信号
を排除するフィルタ３１を通り、電気信号のゲインを調
整するアンプ３２を通り、アナログ信号をディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器に入力される。ディジタル信
号に変換された変位、或いは、速度の電気信号は信号ケ
ーブル３６により信号処理装置３４に伝送され、信号処
理装置３４によって演算処理され実変位、或いは、実速
度として出力される。(Embodiment 2) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
An example of is shown. FIG. 4 is a device block diagram. In FIG. 4, a plurality of light beams emitted from the optical interferometer 21 of the optical interferometer unit 20 are transmitted to the sensor head unit 11 of the light beam guiding optical system unit 10a by the optical fiber cable 22,
While each light beam of the light beam group 13 is narrowed down by the diaphragm mechanism provided in the sensor head unit 11, the minute region condensing device 12 irradiates the light beam perpendicularly to the object plane 1 and parallel to each other. . A light beam spot position detection device 14 for detecting the spot position of the light beam group 13 applied to the object plane 1 is inserted between the minute area condensing device 12 and the object plane 1. Ray group 13 radiated on the object plane 1
Is reflected by the object surface 1, passes through the minute area light condensing device 12, and is received by the same sensor head portion 11. Further, a plurality of light beams are transmitted by the optical fiber cable 22 to the optical interferometer 21.
And is output as an electric signal of displacement or velocity. The displacement or velocity electric signal passes through a signal cable group 35, a filter 31 for eliminating a signal having a specific frequency component in the signal processing unit 30, an amplifier 32 for adjusting the gain of the electric signal, and a digital analog signal. It is input to the A / D converter that converts the signal. The displacement or velocity electric signal converted into a digital signal is transmitted to the signal processing device 34 by the signal cable 36, is arithmetically processed by the signal processing device 34, and is output as actual displacement or actual velocity.
【００１１】図５は図４にある光線スポット位置検出装
置１４の説明図である。光源５６から発せられる光はミ
ラー５５でその方向を変更され、ビームスプリッタ５５
ｂでさらにその方向を変更される。その後、光はフォー
カス用レンズによって絞られて光の方向が物体面１に対
して垂直になるようにビームスプリッタ５５ａに入射す
る。物体面１より反射した光はビームスプリッタ５５
ａ，フォーカス用レンズ５２，ビームスプリッタ５５ｂ
さらに特定の波長の光のみを取り出すための干渉フィル
タ５３を通過後、撮像装置５４にて像を結ぶ。この構成
によって光学レンズ光軸４３の方向より光学レンズ微動
装置４２を備えた光学レンズ４１を透過した光線群が物
体面１上に結ぶ像を観察する。FIG. 5 is an explanatory view of the light beam spot position detecting device 14 shown in FIG. The direction of the light emitted from the light source 56 is changed by the mirror 55, and the beam splitter 55
The direction is further changed with b. After that, the light is focused by the focusing lens and enters the beam splitter 55a so that the direction of the light becomes perpendicular to the object plane 1. The light reflected from the object plane 1 is beam splitter 55.
a, focusing lens 52, beam splitter 55b
Further, after passing through an interference filter 53 for extracting only light of a specific wavelength, an image is formed by an image pickup device 54. With this configuration, an image formed by the group of light rays transmitted through the optical lens 41 having the optical lens fine movement device 42 on the object plane 1 in the direction of the optical lens optical axis 43 is observed.
【００１２】（実施例３）図６は本発明を利用した第３
の実施例を示すものである。実施例１或いは実施例２に
よって計測される運動の対象となるものが磁気ヘッドを
搭載したスライダ６４を保持するジンバル６２と、剛体
部をばね部から一体的に形成され、ジンバル６２を一端
で保持する支持ばねと、他端をガイドアームに接続した
磁気ヘッド支持系の中のスライダ６４である場合を示
す。スライダ６４の大きさがジンバル６２より小さくて
も、スライダ６４の表面が見えるように設けられた複数
個の切欠き或いは孔６３があるために光線群を照射する
ことが可能であり、実施例１或いは実施例２によってス
ライダ６４の運動を計測可能である。(Embodiment 3) FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. The object of the movement measured according to the first or second embodiment is a gimbal 62 that holds a slider 64 on which a magnetic head is mounted, and a rigid portion is integrally formed from a spring portion, and the gimbal 62 is held at one end. And a slider 64 in the magnetic head support system having the other end connected to the guide arm. Even if the size of the slider 64 is smaller than that of the gimbal 62, it is possible to irradiate the light beam group because of the plurality of notches or holes 63 provided so that the surface of the slider 64 can be seen. Alternatively, the movement of the slider 64 can be measured by the second embodiment.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明によって複数の光線を物体面の微
小領域に集光させることが可能であり、従って光学的に
非接触で複数点の物体面間の相対変位或いは相対速度を
検出する光学干渉計によって物体面の相対変位或いは相
対速度を検出できる。また、物体面上の光線群の位置を
観察する光線スポット位置検出装置を備えているので物
体面の所望の位置に光線を照射することができる。According to the present invention, it is possible to focus a plurality of light rays on a minute area of an object surface, and thus to optically detect relative displacement or relative velocity between object surfaces at a plurality of points without contact. The interferometer can detect the relative displacement or relative velocity of the object plane. Further, since the light beam spot position detecting device for observing the position of the light ray group on the object surface is provided, the light rays can be applied to a desired position on the object surface.
【図１】光学干渉計を用いた物体面の相対関係の検出装
置の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for detecting a relative relationship between object planes using an optical interferometer.
【図２】実施例１の装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the device according to the first embodiment.
【図３】微小領域集光装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a minute area light collecting device.
【図４】実施例２を説明する装置のブロック図。FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for explaining a second embodiment.
【図５】光線スポット位置検出装置の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a light beam spot position detection device.
【図６】ヘッド支持系の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a head support system.
２…円板、３…スピンドル、４…支持台、５…支柱、１
１…センサヘッド部、１２…微小領域集光装置、１３…
光線群、２１…光学干渉計、２２…光ファイバーケーブ
ル、６０…ヘッド支持系。2 ... Disc, 3 ... Spindle, 4 ... Support base, 5 ... Support post, 1
1 ... Sensor head part, 12 ... Micro area condensing device, 13 ...
Ray group, 21 ... Optical interferometer, 22 ... Optical fiber cable, 60 ... Head support system.
Claims (1)
検出する光学干渉計部と、前記光学干渉計部から出射さ
れる複数本の光線を所望の物体表面に導く光線誘導光学
系部と、前記光学干渉計部から出力される物体の相対変
位或いは相対速度を示す電気信号を処理する信号処理部
とを有する光学干渉計を用いた複数点の物体面の相対変
位或いは相対速度を検出する装置において、 前記光学干渉計部から出射された複数本の光線を複数点
の物体面の微小領域に同時に集光させ、複数点の物体面
からの反射光を入射光と同経路を通り、前記光学干渉計
部に受光させるように構成した微小領域集光装置を備え
たことを特徴とする物体面の相対関係の検出装置。1. An optical interferometer section for optically detecting a relative displacement or a relative velocity of an object, and a ray guiding optical system section for guiding a plurality of rays emitted from the optical interferometer section to a desired object surface. Detecting relative displacements or relative velocities of object planes at a plurality of points using an optical interferometer having a signal processing unit for processing an electrical signal indicating the relative displacement or relative velocity of the object output from the optical interferometer unit In the device, a plurality of light beams emitted from the optical interferometer section are simultaneously focused on a minute area of a plurality of object planes, and reflected light from a plurality of object planes passes through the same path as incident light, and An apparatus for detecting a relative relationship between object planes, comprising a minute area light condensing device configured to cause an optical interferometer section to receive light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32914492A JPH06174413A (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Detecting device for relative relation of object face |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32914492A JPH06174413A (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Detecting device for relative relation of object face |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174413A true JPH06174413A (en) | 1994-06-24 |
Family
ID=18218132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32914492A Pending JPH06174413A (en) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | Detecting device for relative relation of object face |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06174413A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190633A (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Mitsutoyo Corp | Measurement system and interferometer |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP32914492A patent/JPH06174413A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190633A (en) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Mitsutoyo Corp | Measurement system and interferometer |
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