(57)【要約】【課題】  被測定対象物の傾き角を測定する角度測定装置において、非平坦面を有する被測定対象物の傾きを正確に測定する。【解決手段】  レーザ光源１０から出射される光を発散レンズ２０により発散させ、発散光のうち光束中心部分の光を開口板３０の光通過孔３０Ａを通過させる。そして、コリメータレンズ４０を通して平行光に変えて環状平面部Ｆを有するレンズＬに照射する。  前記光分岐手段からの方向が前記撮像手段とは別の方向となるように配置されると共に、そのビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光を受光する受光手段１００と、表示手段１１０とを備えており、表示手段１１０は、受光手段１００からの受光信号に基づき、ビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光のビーム径に対応したビーム径情報を表示するように構成されている。【選択図】  図１
2005241607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光手段からの光を光分岐手段を介して透過及び反射のうちの一方により導くと共に、コリメータレンズを介して平行光に変換して、その平行光を被測定対象物に照射し、前記被測定対象物からの反射光を前記光分岐手段を介して透過及び反射のうちの他方により前記投光手段からの光とは別の向きに分岐させて撮像手段の撮像面に集光し、この撮像面における集光スポット位置に応じて出力される前記撮像手段からの撮像信号に基づいて前記被測定対象物の傾きを測定する演算手段を備える角度測定装置であって、
前記投光手段と、前記光分岐手段との間の投光経路において前記光分岐手段より手前側に配置され、かつ、前記コリメータレンズを介して出射される平行光のビーム径を可変するビーム径可変手段と、
前記光分岐手段からの方向が前記撮像手段とは別の方向となるように配置されると共に、そのビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光を直接的に受光する受光手段と、
表示手段とを備え、
前記光分岐手段は、前記投光手段からの光を透過及び反射のうちの前記他方により前記受光手段に導くように構成され、
前記表示手段は、前記受光手段からの受光信号に基づき、ビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光のビーム径に対応したビーム径情報を表示することを特徴とする角度測定装置。
【請求項２】
投光手段からの光を光分岐手段を介して透過及び反射のうちの一方により導くと共に、コリメータレンズを介して平行光に変換して、その平行光を被測定対象物に照射し、前記被測定対象物からの反射光を前記光分岐手段を介して透過及び反射のうちの他方により前記投光手段からの光とは別の向きに分岐させて撮像手段の撮像面に集光し、この撮像面における集光スポット位置に応じて出力される前記撮像手段からの撮像信号に基づいて前記被測定対象物の傾きを測定する演算手段を備える角度測定装置であって、
前記投光手段と、前記光分岐手段との間の投光経路において前記光分岐手段より手前側に配置され、かつ、前記コリメータレンズを介して出射される平行光のビーム径を可変するビーム径可変手段と、
前記ビーム径を設定するビーム径設定手段と、
前記ビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に応じた基準レベルを特定するためのレベル特定情報を記憶する記憶手段と、
前記受光手段からの受光信号と前記レベル特定情報とに基づいて、前記ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準レベルを前記記憶手段にて取得すると共に、この基準レベルと前記受光手段からの受光信号に応じたレベルとが一致するように、前記ビーム径可変手段に対しビーム径を可変させるように制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする角度測定装置。
【請求項３】
前記受光手段は、一列状又は２次元状に配列される複数の素子からなり、
前記基準レベルは、基準ビーム径であり、
前記制御手段は、
前記受光手段からの受光信号と前記レベル特定情報とに基づいて、前記ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準ビーム径を取得すると共に、この取得された基準ビーム径と、前記複数の撮像素子からの受光信号から算出されるビーム径とが一致するように、前記ビーム径可変手段によりビーム径を可変させることを特徴とする請求項２に記載の角度測定装置。
【請求項４】
前記ビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に対応した補正係数を特定するための補正係数情報を記憶する補正係数情報記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記受光手段からの受光信号に基づいて前記ビーム径可変手段を可変させるとともに、前記ビーム径設定手段により設定されるビーム径に対応する補正係数を、前記補正係数情報記憶手段に記憶される前記補正係数情報に基づいて取得し、
前記演算手段は、
前記撮像手段の撮像面における集光スポット位置に応じて出力される撮像信号から前記被測定対象物の傾きを演算する際に、この読み出された補正係数により補正演算して前記被測定対象物の傾きを測定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の角度測定装置。
【請求項５】
前記投光手段は、直線偏光の光を出射するように構成され、
前記光分岐手段は、偏光ビームスプリッタからなり、
さらに、前記投光手段を光軸中心に回転可能に支持する投光回転手段と、
ビーム径を調整するビーム径調整モードと、測定を行う測定モードとに切換可能なモード切換手段と、
前記ビーム径調整モードに設定される場合に、前記投光手段から出射される直線偏光の偏光方向を、前記偏光ビームスプリッタを介して前記受光手段に導かれる第１偏光方向となるように、前記投光回転手段を制御し、前記測定モードに設定される場合に、前記偏光方向が、前記第１偏光方向とは異なる、前記偏光ビームスプリッタを介して前記撮像手段に導かれる第２偏光方向となるように制御を行う回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の角度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＤやＤＶＤ等のディスクや板ガラス或いは鏡面体等の被検査体における傾斜角度、平面性、面粗さ等を光学的に測定するための角度測定装置としてオートコリメータと呼ばれるものがある。例えば、特許文献１に示されるようなものでは、光源から出射された光をコリメータレンズで平行光にして被測定対象物の被測定面に投射し、被測定面からの反射光を再度コリメータレンズを通すことで、このコリメータレンズで集光され、その焦点位置付近に配置される撮像手段により、この撮像手段上に結像したスポット像を観察するように構成されている。
【特許文献１】特許第２７４８１７５号公報
【特許文献２】特開２００１−３２４３１４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、従来においては、被測定対象物の大きさに応じてこの被測定面に照射する平行光のビーム径を可変できる機能（いわゆる投光径アパーチャ機能）を持つものが提案されており、例えば、特許文献２に示すようなものがある。しかしながら上記アパーチャ機能を有する構成であっても、オートコリメータの光源に使用される可視波長の半導体レーザの発光量は、作業者からは視認できないような暗い光であるため、照射面上のスポットを見てビーム径を可変することは困難である。
【０００４】
仮に、半導体レーザの発光量を上げるなどして、照射面上のスポットを視認しやすいレベルにしたとしても、結局、作業者がそのスポットを見ながらビーム径を可変しなければならないため、感覚的な作業とならざるをえず、作業性、正確性に問題がある。特にオートコリメータでは、元々のビーム径自体が細いこともあり、作業者の視認レベルで径の違いがわからない場合が多々あるので正確にビーム径の設定・把握が行えなかった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいてなされたものであって、ユーザがビーム径を正確に把握できる構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、投光手段からの光を光分岐手段を介して透過及び反射のうちの一方により導くと共に、コリメータレンズを介して平行光に変換して、その平行光を被測定対象物に照射し、前記被測定対象物からの反射光を前記光分岐手段を介して透過及び反射のうちの他方により前記投光手段からの光とは別の向きに分岐させて撮像手段の撮像面に集光し、この撮像面における集光スポット位置に応じて出力される前記撮像手段からの撮像信号に基づいて前記被測定対象物の傾きを測定する演算手段を備える角度測定装置であって、
前記投光手段と、前記光分岐手段との間の投光経路において前記光分岐手段より手前側に配置され、かつ、前記コリメータレンズを介して出射される平行光のビーム径を可変するビーム径可変手段と、
前記光分岐手段からの方向が前記撮像手段とは別の方向となるように配置されると共に、そのビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光を直接的に受光する受光手段と、
表示手段とを備え、
前記光分岐手段は、前記投光手段からの光を透過及び反射のうちの前記他方により前記受光手段に導くように構成され、
前記表示手段は、前記受光手段からの受光信号に基づき、ビーム径可変手段によりビーム径が変更された後の光のビーム径に対応したビーム径情報を表示することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、投光手段からの光を光分岐手段を介して透過及び反射のうちの一方により導くと共に、コリメータレンズを介して平行光に変換して、その平行光を被測定対象物に照射し、前記被測定対象物からの反射光を前記光分岐手段を介して透過及び反射のうちの他方により前記投光手段からの光とは別の向きに分岐させて撮像手段の撮像面に集光し、この撮像面における集光スポット位置に応じて出力される前記撮像手段からの撮像信号に基づいて前記被測定対象物の傾きを測定する演算手段を備える角度測定装置であって、
前記投光手段と、前記光分岐手段との間の投光経路において前記光分岐手段より手前側に配置され、かつ、前記コリメータレンズを介して出射される平行光のビーム径を可変するビーム径可変手段と、
前記ビーム径を設定するビーム径設定手段と、
前記ビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に応じた基準レベルを特定するためのレベル特定情報を記憶する記憶手段と、
前記受光手段からの受光信号と前記レベル特定情報とに基づいて、前記ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準レベルを取得すると共に、この基準レベルと前記受光手段からの受光信号に応じたレベルとが一致するように、前記ビーム径可変手段に対しビーム径を可変させるように制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の角度測定装置において、前記受光手段は、一列状又は２次元状に配列される複数の素子からなり、
前記基準レベルは、基準ビーム径であり、
前記制御手段は、
前記受光手段からの受光信号と前記レベル特定情報とに基づいて、前記ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準ビーム径を取得すると共に、この取得された基準ビーム径と、前記複数の撮像素子からの受光信号から算出されるビーム径とが一致するように、前記ビーム径可変手段によりビーム径を可変させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の角度測定装置において、前記ビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に対応した補正係数をを特定するための補正係数情報を記憶する補正係数情報記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記受光手段からの受光信号に基づいて前記ビーム径可変手段を可変させるとともに、前記設定手段により設定されるビーム径に対応する補正係数を、前記補正係数情報記憶手段に記憶される前記補正係数情報に基づいて取得し、
前記演算手段は、
前記撮像手段の撮像面における集光スポット位置に応じて出力される撮像信号から前記被測定対象物の傾きを演算する際に、この読み出された補正係数により補正演算して前記被測定対象物の傾きを測定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の角度測定装置において、
前記投光手段は、直線偏光の光を出射するように構成され、
前記光分岐手段は、偏光ビームスプリッタからなり、
さらに、前記投光手段を光軸中心に回転可能に支持する投光回転手段と、
ビーム径を調整するビーム径調整モードと、測定を行う測定モードとに切換可能なモード切換手段と、
前記ビーム径調整モードに設定される場合に、前記投光手段から出射される直線偏光の偏光方向を、前記偏光ビームスプリッタを介して前記受光手段に導かれる第１偏光方向となるように、前記投光回転手段を制御し、前記測定モードに設定される場合に、前記偏光方向が、前記第１偏光方向とは異なる、前記偏光ビームスプリッタを介して前記撮像手段に導かれる第２偏光方向となるように制御を行う回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
＜請求項１の発明＞
請求項１の構成によれば、作業者がビーム幅を正確に把握できることとなる。したがって、例えば調整作業時において作業者は表示されるビーム幅の情報を見て正確なビーム幅を絶えず把握しながら調整を行うことができることとなり、調整作業の作業性、利便性を高めることができる。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
請求項２の構成によれば、自動的に所望のビーム幅に正確に設定することができ、利便性をより向上することができる。
【００１３】
＜請求項３の発明＞
請求項３の構成によれば、ビーム径を測定することで、受光量から間接的に求める場合に比べて、正確にビーム径を微調整することができる。
【００１４】
＜請求項４の発明＞
請求項４の構成によれば、ビーム径に応じて受光スポットのプロファイルが変化するような場合であっても適切に処理することができる。
【００１５】
＜請求項５の発明＞
請求項５の構成によれば、測定モードと、ビーム径調整モードの各々において各モードに応じた適切な制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜実施形態１＞
本発明に係る角度測定装置１の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。この角度測定装置は、レーザ光源１０（レーザ光源１０は特許請求の範囲でいう投光手段に相当する）、発散レンズ２０、光通過孔３０Ａを有する開口板３０（開口板は、ビーム径可変手段に相当するものであり、具体的にはピンホール板やスリット板などによって構成できる）、コリメータレンズ４０、ビームスプリッタ５０（ビームスプリッタ５０は特許請求の範囲でいう光分岐手段に相当する）、収束レンズ６０、２次元ＣＣＤ７０（二次元ＣＣＤ７０は特許請求の範囲でいう撮像手段に相当する）及びＣＰＵ８０を備えている。
【００１７】
レーザ光源１０から出射された光は発散レンズ２０により発散光とされ、この発散光の一部が開口板３０の光通過孔３０Ａを通過してコリメータレンズ４０により平行光とされる。そして、この平行光はビームスプリッタ５０で反射して装置外部に出射し、ワークＷ（ワークＷが特許請求の範囲でいう被測定対象物に相当する）に照射される。ワークＷからの反射光は装置内部に入射し、ビームスプリッタ５０を介して収束レンズ６０により集光されてＣＣＤ７０の撮像面に受光スポットを形成する。ＣＣＤ７０は撮像面を構成する各画素の受光量に基づいたディジタル信号列からなる撮像信号をＣＰＵ８０に出力している。尚、コリメータレンズ４０からの平行光のビーム径がワークＷのうち光が照射される面よりも大きくされるように、例えば開口板３０とコリメータレンズ４０との距離が調整されている。
【００１８】
ＣＰＵ８０は、ＣＣＤ７０から受けた撮像信号に基づいてワークＷの傾き角を検出する。具体的な検出方法としては、例えばワークＷに傾きが無いとするときの撮像面における集光スポット位置を基準位置（撮像面の中央とするのが望ましい。）にして測定時の集光スポット位置と基準位置との距離から傾き角を検出する。ところで、受光スポットは複数画素に亘って構成されるのが一般的であるから、実際には受光スポットを構成する画素のうち１つの画素を代表して受光スポットの中心として決定し、上記の方法で傾き角を測定している。上記受光スポットの中心の決定方法としては、撮像面上における面積重心位置又は体積重心位置を求め、この重心位置に相当する画素を受光スポットの中心とする方法と、最大受光量とされる画素を受光スポットの中心として決定する方法とがあり、どちらの方法を用いても良い。なお、上記のように重心位置に相当する画素を受光スポットの中心とする方法、或いは、最大受光量とされる画素を受光スポットの中心として決定する方法に換えて、重心位置を幾何学的に算出してもよい。即ち、撮像面上における面積重心位置又は体積重心位置を求めその位置をそのまま受光スポットの中心として決定（即ち、重心位置に近似する画素の位置を受光スポットの中心として決定するのではなく、算出された面積重心位置又は体積重心位置の値をそのまま採用）してもよい。
【００１９】
上記レーザ光源１０、発散レンズ２０、開口板３０及びコリメータレンズ４０は次のように配置されている。即ち、レーザ光源１０から出射される光の光軸と、発散レンズ２０の中心軸と、光通過孔３０Ａの中心軸と、コリメータレンズ４０の中心軸とがが一致するように配置されているとともに、レーザ光源１０は出射される光の光軸が、前記中心軸に一致するように配されている。
【００２０】
本実施形態では、レーザ光源１０（投光手段）と、ビームスプリッタ５０（光分岐手段）との間の投光経路においてビームスプリッタ５０より手前側（レーザ光源１０側）に配置され、かつ、コリメータレンズ４０を介して出射される平行光のビーム径を開口板３０によって可変できるようになっている。即ち、孔径の異なる開口板３０を交換することによって結果的に平行光のビーム径が変更されるようになっている。
【００２１】
さらに本実施形態では、ビームスプリッタ５０からの方向が撮像手段７０とは別の方向となるように受光手段１００が配置されると共に、その開口板３０（ビーム径可変手段）によりビーム径が変更された後の光を受光するように構成されている。ビームスプリッタ５０は、レーザ光源１０からの光を透過により受光手段１００に導くように構成され、受光手段１００からの受光信号に基づき、開口板３０（ビーム径可変手段）によりビーム径が変更された後の光のビーム径に対応したビーム径情報を表示手段１１０にて表示するように構成されている。ビーム径情報としてはビーム径の値を表示するようにしてもよく、ビーム径に対応したレベルを表示するようにしてもよい。
【００２２】
また、本実施形態においては、ビーム径設定手段を設け、制御によってビーム径を可変するようなこともできる。例えば、作業者からの入力に基づき複数の開口板３０を自動的に変更させるような機構（例えば、ＣＰＵ８０に接続される図示しない入力手段からの入力に基づき、アクチュエータを駆動して複数の開口板３０を自動的に変更するような機構（或いは同一の板に径の異なる複数の孔を設け、アクチュエータによる駆動によって当該板を変位させて使用する孔を変更するような機構）を構成した場合、入力手段がビーム径設定手段に相当する。また、図７（後述）のようにレンズを移動させてビーム径を設定する構成においては、レンズの移動量（あるいはそれに対応した情報）を入力するための入力手段（例えば、図７のＣＰＵ８０に接続される入力手段）がビーム径設定手段に相当する。さらに、角度測定装置１は、ビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に対応した補正係数を特定するための補正係数情報を記憶する補正係数情報記憶手段（例えば、ＣＰＵ８０に接続される図示しないＲＯＭ等）を有し、制御手段たるＣＰＵ８０は、上記のようなビーム径設定手段により設定されるビーム径に対応する補正係数を、補正係数情報記憶手段に記憶される補正係数情報に基づいて取得し、演算手段たるＣＰＵ８０は、撮像手段７０の撮像面における集光スポット位置に応じて出力される撮像信号から被測定対象物の傾きを演算する際に、この読み出された補正係数により補正演算して被測定対象物の傾きを測定するように構成されている。
【００２３】
例えば、図３に示すように、補正係数としてビーム径設定手段にて設定可能となる径の範囲に応じたスレッショルドレベルの情報を補正係数情報として用意しておき、撮像信号から傾きを演算する際に受光信号に応じた適切な閾値レベルを用いて演算を行うようにすることができる。また、図３（ｂ）に示すように補正係数として径の範囲に応じた（即ち設定される径の範囲に対応した）検出領域のサイズを用意しておき、受光信号に応じた適切な検出領域のサイズを用いて演算を行うようにすることができる。なお、ここでは、径の範囲に応じたスレッショルドレベルや検出領域のサイズなどの補正係数情報をテーブルとして記憶する例を示しており、ビーム径に応じた補正係数情報を補正係数情報記憶手段（ＲＯＭ等）にて取得する構成を例示しているが、補正係数情報は径に応じた補正係数を特定可能な情報であれば別の情報でもよい。例えば、ビーム径をパラメータとする、補正係数を算出する補正式（例えば、ビーム径に応じてスレッショルドレベルを算出する補正式、或いはビーム径に応じて検出領域のサイズを算出する補正式）を補正係数情報として記憶手段に記憶しておき、ビーム径に基づいて補正係数を算出するような構成であってもよい。
【００２４】
本実施形態の構成は以上であり、以下その作用について説明する。
レーザ光源１０から出射された光は上述したように平行光とされてワークＷに照射され、その反射光がビームスプリッタ５０及び集光レンズ６０を介してＣＣＤ７０の撮像面に照射されて、受光スポットを形成する。そして、ＣＰＵ８０はＣＣＤ７０からの撮像信号に基づいてワークＷの傾き角の測定を行なう。
【００２５】
さて、ワークＷに照射される平行光のうちＡ軸（光軸ＬＣと直交する軸）上における光強度Ｉの分布（以下、光強度分布という）は図１の下部に示すように略均一とされている。これは、レーザ光源１０からの光を発散レンズ２０により発散させ、発散光のうち光軸部分の光（光束中心部分の光）を光通過孔３０Ａに通したことで実現されており、以下に平行光の光強度分布が均一とされるまでの過程を示す。
【００２６】
レーザ光源１０から出射される光の強度分布は図２に示すように一般にガウシアンである。レーザ光源１０からの光が発散レンズにより発散されたことで、光強度分布は光軸ＬＣに対して直交方向に引き伸ばされて光強度Ｉのピーク領域が広がる（図１中（1）の部分、図２（Ａ）参照）。この発散光のうち、光強度Ｉがピークとされている光（図中Ａに示す領域）のみを光通過孔３０Ａに通しているから、これを通過した光の強度分布は略均一とされる（図１中（2）の部分、図２（Ｂ）参照）。従って、この発散光をコリメータレンズ４０に通しても光強度Ｉの均一性は保たれたままで平行光とされる（図１中（3）の部分、図２（Ｃ）参照）。
尚、本実施形態では、開口板３０によりレーザ光源１０（投光素子）からの光のうち光軸部分の光（光束中心部分の光）を光通過孔３０Ａに通過させるとともにコリメータレンズ４０へ入射させ、それ以外の光は開口板３０で遮断してコリメータレンズへの入射を禁止している。これは、光軸部分の光（光束中心部分に光）以外の光がコリメータレンズ４０に入射すると出射される平行光の光強度分布に偏りが生じるからであり、これを防止するために開口板３０により光軸部分の光以外の光を遮断することが必要とされる。
【００２７】
ここで、ワークＷを従来技術の説明で示した光ピックアップレンズＬとした場合、装置から出射された平行光は環状平面部Ｆを有するレンズＬの全体に照射され、環状平面部Ｆからの反射光によりＣＣＤ７０の撮像面上に受光スポットが形成される。このとき、平行光の光軸ＬＣとレンズＬの中心軸とが一致しているか否かに関係無く環状平面部Ｆの各部には均等に光が照射される。従って、レンズＬが水平状態であれば、撮像面の基準位置にある画素が受光スポットに決定されるから、傾き角が０°と判断される。また、レンズＬが傾いている場合には、撮像面上の受光スポットが基準位置からずれるから、そのずれ量に基づいて傾き角が測定される。
【００２８】
なお、受光手段１００によってビーム径の情報を得るためには、図１のように集光レンズを介さず、受光手段１００に入射する光の幅情報或いは受光量情報によってビーム径を得るようにしてもよく、図４のように集光レンズ１０２を介して受光手段１００に入射させるように構成し、受光量レベルに基づいてビーム径を得るようにしてもよい。
【００２９】
＜実施形態２＞
次に、図５及び図６を参照して実施形態２について説明する。
実施形態２では、投光手段たるレーザ光源１０は、直線偏光の光を出射するように構成され、光分岐手段は、偏光ビームスプリッタ８０にて構成されている。そして、レーザ光源１０を光軸ＬＣを中心に回転可能に支持する投光回転手段Ｍ（例えばステッピングモータ等）を備えている。本構成では、例えばユーザの入力に基づいて、ビーム径を調整するビーム径調整モードと、測定を行う測定モードとに切換可能に構成されている。本実施形態では、ＣＰＵ８０に接続される図示しない入力手段によってＣＰＵ８０がモード切り替えを行うようになっており、ＣＰＵ８０がモード切換手段に相当する。
【００３０】
そして、ビーム径調整モードに設定される場合に、レーザ光源１０から出射される直線偏光の偏光方向を、偏光ビームスプリッタ８０を介して受光手段１００に導かれる第１偏光方向となるように（図６参照）、投光回転手段Ｍを制御し、測定モードに設定される場合に、偏光方向が、第１偏光方向とは異なる、偏光ビームスプリッタ８０を介して撮像手段７０に導かれる第２偏光方向となるように（図５参照）制御を行う。ＣＰＵ８０は特許請求の範囲でいう回転制御手段に相当する。偏光ビームスプリッタ８０とワークＷの間には１／４波長板８２が設けられ、円偏光に変えられて例えば鏡面体のワークＷに照射されるようになっている。
【００３１】
＜実施形態３＞
次に、図７を参照して実施形態３について説明する。
実施形態３では、レーザ光源１０と、ビームスプリッタ５０との間の投光経路においてビームスプリッタ５０より手前側に配置され、かつ、コリメータレンズ（集光レンズ９２）を介して出射される平行光のビーム径を可変するビーム径可変手段として集光レンズ９１、９２が設けられており、いずれか一方、若しくは双方が光軸方向に変位可能に構成されている。なお、変位するレンズがビーム径可変手段に相当しており、集光レンズ９１が変位する場合にはこの集光レンズ９１ビーム径可変手段に相当し、集光レンズ９２が変位する場合にはこれがビーム径可変手段に相当する。双方のレンズ９１，９２が片にする場合には双方のレンズ９１，９２がビーム径可変手段に相当する。また、集光レンズ９２は特許請求の範囲でいうコリメータレンズに相当する。
【００３２】
そして、ビーム径設定手段（例えば図示しない入力手段）によってビーム径が設定可能になっている。ここではレンズの移動量（あるいはそれに対応した情報）を入力するための入力手段（例えば、図７のＣＰＵ８０に接続される図示しない入力手段）がビーム径設定手段に相当する。このビーム径設定手段にて設定可能となるビーム径に応じた基準レベルを特定するためのレベル特定情報を記憶する記憶手段（ＣＰＵ８０に接続される図示しないＲＯＭ等）が設けられている。
【００３３】
本実施形態では、受光手段１００からの受光信号とレベル特定情報と基づいて、ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準レベルを取得すると共に、この基準レベルと受光手段１００からの受光信号に応じたレベルとが一致するようにビーム径可変手段（レンズ９１及び／又は９２）に対しビーム径を可変させるように制御を行う。即ち、集光レンズ９１、９２のいずれか一方、又は双方の駆動制御を行う。
【００３４】
本実施形態では、受光手段１００は、一列状又は２次元状に配列される複数の素子（例えば、一次元ＣＣＤ、又は２次元ＣＣＤ等）からなり、上記基準レベルとしては基準ビーム径が採用されている。具体的には、受光手段１００からの受光信号とレベル特定情報とに基づいて、ビーム径設定手段により設定されるビーム径に応じた基準ビーム径を取得すると共に、この取得された基準ビーム径と、複数の撮像素子からの受光信号から算出されるビーム径とが一致するように、ビーム径可変手段によりビーム径を可変させることとなる。なお、図８では、ビーム径に対応して基準ビーム径（ビーム径可変の際の基準となるビーム径であり、基準レベルに相当する）を定める情報がレベル特定情報として、テーブルとして記憶される例を示している。なお、図８では、ビーム径に応じた基準ビーム径を記憶手段（ＲＯＭ等）にて取得する構成を例示しているが、レベル特定情報は径に応じた基準レベルを特定可能な情報であれば別の情報でもよい。例えば、ビーム径をパラメータとする、基準レベルを算出する補正式（例えば、設定されるビーム径に応じて基準ビーム径を算出する補正式、或いは設定されるビーム径に応じて基準受光量を算出する補正式）を基準レベル情報として記憶手段に記憶しておき、ビーム径に基づいて基準レベルを算出するような構成であってもよい。
また、本実施形態においても、実施形態１と同様に図３に示すように、補正係数としてビーム径設定手段にて設定される径の範囲に応じたスレッショルドレベルの情報を補正係数情報として用意しておき、撮像信号から傾きを演算する際に受光信号に応じた適切な閾値レベルを用いて演算を行うようにすることができる。また、図３（ｂ）に示すように補正係数として設定される径の範囲に応じた検出領域のサイズを用意しておき、受光信号に応じた適切な検出領域のサイズを用いて演算を行うようにすることができる。なお、ここでは、径の範囲に応じたスレッショルドレベルや検出領域のサイズなどの補正係数情報をテーブルとして記憶する例を示しており、ビーム径に応じた補正係数情報を補正係数情報記憶手段（ＲＯＭ等）にて取得する構成を例示しているが、補正係数情報は径に応じた補正係数を特定可能な情報であれば別の情報でもよい。例えば、ビーム径をパラメータとする、補正係数を算出する補正式（例えば、ビーム径に応じてスレッショルドレベルを算出する補正式、或いはビーム径に応じて検出領域のサイズを算出する補正式）を補正係数情報として記憶手段に記憶しておき、ビーム径に基づいて補正係数を算出するような構成であってもよい。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、光ピックアップ装置の光ピックアップレンズの傾き測定に適用した例を示したが、これ以外のものの傾きを測定するために使用することもできる。
【００３６】
（２）実施形態１では開口板によってビーム径を変更するようにしていたが、例えばアイリス絞り構造をなすビーム径変更手段を用いてもよい。
【００３７】
（３）なお、実施形態１では、ビーム径可変手段たる開口板３０がコリメータレンズ３０よりも手前側（投光経路において投光素子側）に配置されていたが、図９のようにコリメータレンズ４０を手前側に配置し、平行光とした後にビーム径を可変させるような構成であってもよい。
（４）なお、実施形態１では、投光経路においてレーザ光源１０とビームスプリッタ５０との間にコリメータレンズ４０を配置したが、図１０のようにビームスプリッタから反射された光を平行光とするようにコリメータレンズ４０を配置してもよい。図１０では、ビーム径可変手段により径が設定された後の光がビームスプリッタ５０にて反射されてコリメータレンズ４０に入射し、平行光とされた後にワークに入射されるようになっている。ワークから反射される光は同じくコリメータレンズ４０に入射し、当該コリメータレンズ４０によって集光されて撮像手段７０に入射するようになっている。一方、ビーム径可変手段によって可変され、ビームスプリッタ５０を透過する光は、集光レンズ１０４を介し、ビーム径可変手段にて可変されたビーム径に応じた幅の平行光にて受光手段１０に入射される。なお、集光レンズ１０４と受光手段１００の間にさらに集光レンズを設、集光した光を受光手段１００に入射させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態１に係る角度測定装置を概念的に例示する概念図
【図２】（Ａ）開口板に照射された光の光強度分布を示した図  （Ｂ）光通過孔を通過した光の光強度分布を示した図  （Ｃ）コリメータレンズを透過した光の光強度分布を示した図
【図３】補正記憶手段の構成を概念的に例示する説明図
【図４】本発明の実施形態２に係る角度測定装置を概念的に例示する概念図
【図５】本発明の実施形態３に係る角度測定装置を概念的に例示する概念図
【図６】偏光方向を変更したときの状態を示す図
【図７】本発明の実施形態４に係る角度測定装置を概念的に例示する概念図
【図８】記憶手段の記憶構成を概念的に説明する説明図
【図９】コリメータレンズにて平行光にしてからビーム径を可変させる例を示す図
【図１０】図１、図４に対しコリメータレンズと光分岐手段の位置関係を異ならせた構成を例示する図
【符号の説明】
【００３９】
１…角度測定装置
１０…レーザ光源（投光手段）
３０…開口板（ビーム径可変手段）
４０…コリメータレンズ
５０…ビームスプリッタ（光分岐手段）
７０…ＣＣＤ（撮像手段）
８０…ＣＰＵ（演算手段、制御手段）
１００…受光手段
１１０…表示手段
Ｗ…ワーク（被測定対象物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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