JPS63169510A - 微小角度変位検知装置 - Google Patents
微小角度変位検知装置Info
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- JPS63169510A JPS63169510A JP231987A JP231987A JPS63169510A JP S63169510 A JPS63169510 A JP S63169510A JP 231987 A JP231987 A JP 231987A JP 231987 A JP231987 A JP 231987A JP S63169510 A JPS63169510 A JP S63169510A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 47
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
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- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
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Landscapes
- 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】
〔概 要〕
多角形ミラーの取り付は精度や鏡面の平滑度の。
検査等に利用される微小角度変位検知装置では、被検面
の面方向の変位量を反射光の到達位置変位置として検知
するが、この検知精度を高めるには反射光の光路を長く
取ることが必要である。本発明ではガラスの如き透光性
固体内で繰り返し反射させることによって実効的に反射
光の光路長を延長し、装置の形状を大にすることなく、
被検面の微小な角度変位を検知する。
の面方向の変位量を反射光の到達位置変位置として検知
するが、この検知精度を高めるには反射光の光路を長く
取ることが必要である。本発明ではガラスの如き透光性
固体内で繰り返し反射させることによって実効的に反射
光の光路長を延長し、装置の形状を大にすることなく、
被検面の微小な角度変位を検知する。
本発明は鏡面の方位を検知する装置に関わり、特に鏡面
設置方位の所定方位からの微小な変位を検知する測定装
置に関わるものである０本発明の装置はレーザプリンタ
の光走査に用いられる多角形ミラーのように複数の鏡面
を備えた装置の、各鏡面間の方位ずれを測定検知するの
に利用される。
設置方位の所定方位からの微小な変位を検知する測定装
置に関わるものである０本発明の装置はレーザプリンタ
の光走査に用いられる多角形ミラーのように複数の鏡面
を備えた装置の、各鏡面間の方位ずれを測定検知するの
に利用される。
レーザプリンタの光走査には多角形の回転ミラ−が使用
されているが、その回転軸に対する各鏡面の取り付は角
に倒れ角が含まれると、走査光束の位置ずれを生じ、印
字品質を粗悪なものにする。
されているが、その回転軸に対する各鏡面の取り付は角
に倒れ角が含まれると、走査光束の位置ずれを生じ、印
字品質を粗悪なものにする。
この倒れ角の許容限は±２５Ｘ１０−’ ｒａｄという
微小なものであり、それを検査するには、このように微
小な角度の変位を検知する装置が必要である。
微小なものであり、それを検査するには、このように微
小な角度の変位を検知する装置が必要である。
従来、面の方位を検知する方法として、その面で反射さ
せた光の照射位置を利用することが行われている。これ
は基本的には第５図に示す構成を取るもので、必要な場
合には鏡を貼付する等の処理によって被測定面５４を鏡
面とし、これに細く絞った光を照射した時、被測定面が
入射光軸に対し垂直であれば、反射光の到達点５６は仮
想光源点に一致するが、傾いている場合には到達点が５
６′にずれるので、そのずれ量ｌから傾きの大きさを知
ることが出来るものである。なお、５０は光源、５２は
ハーフミラ−である。
せた光の照射位置を利用することが行われている。これ
は基本的には第５図に示す構成を取るもので、必要な場
合には鏡を貼付する等の処理によって被測定面５４を鏡
面とし、これに細く絞った光を照射した時、被測定面が
入射光軸に対し垂直であれば、反射光の到達点５６は仮
想光源点に一致するが、傾いている場合には到達点が５
６′にずれるので、そのずれ量ｌから傾きの大きさを知
ることが出来るものである。なお、５０は光源、５２は
ハーフミラ−である。
上記方法で検出精度を高めるには、反射面からずれ量測
定位置迄の光路長りを大にすることが有効な手段である
。その他に、被検面での反射回数を増すことによってず
れ角を増倍し、検知する方法もあるが、この方法では光
学系の構成が複雑化するのが難点になる。
定位置迄の光路長りを大にすることが有効な手段である
。その他に、被検面での反射回数を増すことによってず
れ角を増倍し、検知する方法もあるが、この方法では光
学系の構成が複雑化するのが難点になる。
前記光路長りを単純に延長したのでは、これも装置の大
型化を招来することになる。また、長大な光路を大気中
に設けろと、温度分布不均一等に起因する空気のゆらぎ
の影響を受けやす（なる。
型化を招来することになる。また、長大な光路を大気中
に設けろと、温度分布不均一等に起因する空気のゆらぎ
の影響を受けやす（なる。
装置の大型化を避け、空気のゆらぎの影響を受けること
なく光路を延長するため、本発明では被検面からの反射
光を、相対位置が固定された複数の反射面で操り返し反
射させる構成を採っており、更に、該繰り返し反射によ
る光軸の変転量は固定されたものとなっている。
なく光路を延長するため、本発明では被検面からの反射
光を、相対位置が固定された複数の反射面で操り返し反
射させる構成を採っており、更に、該繰り返し反射によ
る光軸の変転量は固定されたものとなっている。
本発明の構成では、光路の延長は反射回数を増すことに
より格別の困難なしに実現する。また、光路の大半は中
実或いは中空の閉空間領域内に設けられるので、空気の
ゆらぎの影響を受けることがなく、装置が大型化するこ
ともない。
より格別の困難なしに実現する。また、光路の大半は中
実或いは中空の閉空間領域内に設けられるので、空気の
ゆらぎの影響を受けることがなく、装置が大型化するこ
ともない。
第１図に本発明の第１の実施例が模式的に示されており
、該図面を参照しながら本実施例を説明する。なお、図
中及び以下の説明では光路は被測定面の傾きの無い場合
が代表的に示される。
、該図面を参照しながら本実施例を説明する。なお、図
中及び以下の説明では光路は被測定面の傾きの無い場合
が代表的に示される。
本実施例では半導体レーザ１０を光源として使用してお
り、測定光の波長は７８０開である。光源から放射され
た光はコリメート光学系１１によって１ｍｕｍφ程度の
平行光線に変換され、偏光ビームスプリッタ（Ｐ Ｂ
５）１２によって光路を転じ、λ／４板１板金３て被測
定面１４に投射される。ＰＢＳめ機能は、周知の如く、
特定方向の偏光を反射し且つこれと直交する方向の偏光
を透過するものである。
り、測定光の波長は７８０開である。光源から放射され
た光はコリメート光学系１１によって１ｍｕｍφ程度の
平行光線に変換され、偏光ビームスプリッタ（Ｐ Ｂ
５）１２によって光路を転じ、λ／４板１板金３て被測
定面１４に投射される。ＰＢＳめ機能は、周知の如く、
特定方向の偏光を反射し且つこれと直交する方向の偏光
を透過するものである。
被測定面が基準面と一致していれば、投射された光は１
８０度方向を転じ、入射光路と一致した反射光路を取り
、再度λ／４板を経由してＰＢＳに至る。λ／４板を往
復通過することによって偏光方向は９０度回転しており
、反射光はＰＢＳを透過してガラスブロック１５に入射
する。
８０度方向を転じ、入射光路と一致した反射光路を取り
、再度λ／４板を経由してＰＢＳに至る。λ／４板を往
復通過することによって偏光方向は９０度回転しており
、反射光はＰＢＳを透過してガラスブロック１５に入射
する。
機能的には光路延伸装置であるガラスブロック１５は第
２図にその斜視図が示される構造であり、−組の平行面
である前反射面２１および後反射面２２を有する。咳面
には蒸着等の方法によってＣｕ膜が被着形成されている
。このＣｕは前記７８０ｎｍの測定光を効率よく反射す
る材料として選択されたもので、光源がＨａ−Ｎｅレー
ザであればＡＩ。
２図にその斜視図が示される構造であり、−組の平行面
である前反射面２１および後反射面２２を有する。咳面
には蒸着等の方法によってＣｕ膜が被着形成されている
。このＣｕは前記７８０ｎｍの測定光を効率よく反射す
る材料として選択されたもので、光源がＨａ−Ｎｅレー
ザであればＡＩ。
Ａｇ等が適当である。前反射面２１の両端部分にはＣｕ
膜は被着されず、この部分が反射光の入射窓２３、射出
窓２４となる。
膜は被着されず、この部分が反射光の入射窓２３、射出
窓２４となる。
前記両反射面はガラスブロックの対向する二表面であり
正確に平行とすることは容易であって、該両反射面間で
繰り返し反射した後も入射光と射出光との間には後反射
面２２で１回だけ反射したのと同じ方位関係が保たれる
。なお、本実施例では該ブロック内の光路長は８００ｆ
ｉに設定されている。
正確に平行とすることは容易であって、該両反射面間で
繰り返し反射した後も入射光と射出光との間には後反射
面２２で１回だけ反射したのと同じ方位関係が保たれる
。なお、本実施例では該ブロック内の光路長は８００ｆ
ｉに設定されている。
再び第１図に戻り、ガラスブロック１５から射出された
光は検知器である受光素子１６に入射する。
光は検知器である受光素子１６に入射する。
該受光素子は、コンパクトディスクの読み取り等に用い
られるのと同様の、受光面が４分割された型のものであ
る。
られるのと同様の、受光面が４分割された型のものであ
る。
この４分割受光面の対向する２個を一組にし、その出力
を比較することで特定方向への傾き量を知ることが出来
、更に他の一組の出力を比較することで、これと直交す
る方向への傾き量を知ることが出来る。４分割型受光素
子の代わりにプリズムと２個のフォトデテクタから成る
検出系を２組使用してもよい。
を比較することで特定方向への傾き量を知ることが出来
、更に他の一組の出力を比較することで、これと直交す
る方向への傾き量を知ることが出来る。４分割型受光素
子の代わりにプリズムと２個のフォトデテクタから成る
検出系を２組使用してもよい。
第３図は本発明の第２の実施例を模式的に示す図面であ
り、以下、該図面を参照しながら第２の実施例を説明す
る。
り、以下、該図面を参照しながら第２の実施例を説明す
る。
該実施例では半導体レーザ１０から出た光が被検面１４
で反射し、ＰＢＳ１２を透過するところまでは第１の実
施例と同じであるが、ＰＢＳ１２とガラスブロック３５
の間にもλ／４仮１３′が挿入されている点が異なって
おり、更にガラスブロックも第１の実施例に用いられた
ものとは異なっている。
で反射し、ＰＢＳ１２を透過するところまでは第１の実
施例と同じであるが、ＰＢＳ１２とガラスブロック３５
の間にもλ／４仮１３′が挿入されている点が異なって
おり、更にガラスブロックも第１の実施例に用いられた
ものとは異なっている。
即ち、本実施例では、ガラスブロック３５内の光路の終
端は正反射面３４になっており、該面で反射した光は再
び繰り返し反射した後、入射窓から射出され、第２のλ
／４板１３′を経由し、ＰＢＳ１２で −光路を転じ
受光素子１６に入射する。
端は正反射面３４になっており、該面で反射した光は再
び繰り返し反射した後、入射窓から射出され、第２のλ
／４板１３′を経由し、ＰＢＳ１２で −光路を転じ
受光素子１６に入射する。
このような構成を採れば、第１の実施例に比べ、ガラス
ブロック内の光路長は２倍になるので、より高精度の角
度変位測定が可能になる。
ブロック内の光路長は２倍になるので、より高精度の角
度変位測定が可能になる。
第４図（ａｌ及び山）は、前記第１の実施例のガラスブ
ロックに代えて使用される光路延伸装置の例で、（８１
図はガラスプリズムを組み合わせて構成したもの、ｆｂ
１図は例えば熱可塑性樹脂の如き材料を螺旋型細円柱に
成型したものであって、共に高屈折率材料の全反射を利
用して光路を変転せしめるものである。これ等の光路延
伸装置は、外力による変形が容易に起こらないように形
成されているので、入射光の光軸と射出光の光軸との間
には固定された角度関係が保たれる。
ロックに代えて使用される光路延伸装置の例で、（８１
図はガラスプリズムを組み合わせて構成したもの、ｆｂ
１図は例えば熱可塑性樹脂の如き材料を螺旋型細円柱に
成型したものであって、共に高屈折率材料の全反射を利
用して光路を変転せしめるものである。これ等の光路延
伸装置は、外力による変形が容易に起こらないように形
成されているので、入射光の光軸と射出光の光軸との間
には固定された角度関係が保たれる。
以上の実施例では光路延伸装置は全て中実体であったが
、これは必ずしも中実体である必要は無く、反射鏡面を
持つ中空体であっても良い。その場合、外気の影響を軽
減するために中空部分は封止されていることが望ましい
。
、これは必ずしも中実体である必要は無く、反射鏡面を
持つ中空体であっても良い。その場合、外気の影響を軽
減するために中空部分は封止されていることが望ましい
。
本発明の実施例は以上のように構成されるが、これに部
分的にＭｍした構成を持つ発明として特開昭６１−１１
８０８が挙げられる。これは被検体の平行な位置変化を
測定する装置であって、剛体内に繰り返し反射の行われ
る光路を持つ点が類似するものであるが、該公知技術で
は剛体内光路は平行に変位した測定光の射出位置を移転
させるのに使用されており、光路長の延伸を目的とする
ものではない。
分的にＭｍした構成を持つ発明として特開昭６１−１１
８０８が挙げられる。これは被検体の平行な位置変化を
測定する装置であって、剛体内に繰り返し反射の行われ
る光路を持つ点が類似するものであるが、該公知技術で
は剛体内光路は平行に変位した測定光の射出位置を移転
させるのに使用されており、光路長の延伸を目的とする
ものではない。
以上説明したように本発明の装置では、その長さを大と
することが必要な光路を全反射を繰り返す光路延伸装置
内にたたみ込んであるので、長い光路を小型に形成する
ことが可能になり、更に、空気のゆらぎの影響を受ける
こともない。
することが必要な光路を全反射を繰り返す光路延伸装置
内にたたみ込んであるので、長い光路を小型に形成する
ことが可能になり、更に、空気のゆらぎの影響を受ける
こともない。
第１図は第１の実施例の構成を示す図、第２図は光路延
伸装置の構造を示す図、第３図は第２の実施例の構成を
示す図、第４図は他の光路延伸装置の構造を示す図、第
５図は公知の角度変位測定法を示す図である。 図に於いて、 １０ は半導体レーザ、 １１ はコリメート光学系、 １２ はＰＢＳ。 １３．１３’はλ／４板、 １４ は被測定面、 １４′は基準面、 １５ はガラスブロック、 １６ は受光素子、 ２１ は前反射面、 ２２ は後反射面、 ２３ は入射窓、 ２４ は射出窓、 ３４ は正反射面 ３５ はガラスブロック、 ５０ は光源、 ５２ はハーフミラ−５ ５４は被測定面、 ５６．５６’は反射光到達点、 である。
伸装置の構造を示す図、第３図は第２の実施例の構成を
示す図、第４図は他の光路延伸装置の構造を示す図、第
５図は公知の角度変位測定法を示す図である。 図に於いて、 １０ は半導体レーザ、 １１ はコリメート光学系、 １２ はＰＢＳ。 １３．１３’はλ／４板、 １４ は被測定面、 １４′は基準面、 １５ はガラスブロック、 １６ は受光素子、 ２１ は前反射面、 ２２ は後反射面、 ２３ は入射窓、 ２４ は射出窓、 ３４ は正反射面 ３５ はガラスブロック、 ５０ は光源、 ５２ はハーフミラ−５ ５４は被測定面、 ５６．５６’は反射光到達点、 である。
Claims (2)
- （１）被検体である全反射鏡面の面方位を測定するため
に、コリメートされた光束を前記被検体に入射せしめる
光学系及び前記被検体からの反射光の到達位置を検出す
る受光系を備えて成る微小角度変位検知装置であって、 前記反射光の光路内に、相対位置が固定された複数の反
射面を有する光路延伸装置が設けられ、前記反射光の該
光路延伸装置への入射角と該光路延伸装置からの射出角
との関係は固定されたものとなっていることを特徴とす
る微小角度変位検知装置。 - （２）前記光路延伸装置が１組の平行反射面を持つガラ
スブロックであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の微小角度変位検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP231987A JPS63169510A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 微小角度変位検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP231987A JPS63169510A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 微小角度変位検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169510A true JPS63169510A (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=11526004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP231987A Pending JPS63169510A (ja) | 1987-01-08 | 1987-01-08 | 微小角度変位検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63169510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287007A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 傾き検出ヘッド |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106165A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-14 | Nec Corp | Meter for apex angle of prism |
| JPS5987309A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 面傾き測定装置 |
-
1987
- 1987-01-08 JP JP231987A patent/JPS63169510A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53106165A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-14 | Nec Corp | Meter for apex angle of prism |
| JPS5987309A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 面傾き測定装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0287007A (ja) * | 1988-09-22 | 1990-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 傾き検出ヘッド |
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