(57)【要約】【課題】  安価に早く精度よく干渉縞の角度測定が可能な干渉縞角度計測方法を提供する。【解決手段】  干渉縞（１１）をなす線（１１Ａ）の所定長さ部分（Ｌ）でこの線と交差する第１ライン（Ａ１）を設定し、このラインに沿って線の輝度分布（Ｋｖ１）を求めるステップと、この輝度分布にて所定輝度となる第１ライン上の位置（ＴｖＬ１，ＴｖＲ１）を求め、この位置の平均位置を基に第１ラインの第１中心位置（Ｔｃｆ１）を求める第２ステップとを有し、両ステップを組ステップとして線（１１Ａ）と交差する第１ラインと平行なｋ−１本のラインについてこれを実行して第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）を求め、この第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）から求めた回帰直線（Ｌｆ）と基準線（ＲＲ）とが成す角度を干渉縞角度（θ）とする。【選択図】      図２
2005049295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シアリング干渉計により得られる干渉縞を成す線が所定の基準線と成す角度を干渉縞角度として計測する干渉縞の角度計測方法において、
前記線の所定の長さの部分において前記線と交差する第１ラインを設定し前記第１ラインに沿って前記線の輝度分布を求める第１ステップと、
求めた前記輝度分布において、所定の輝度となる前記第１ライン上の所定輝度位置を求め、前記所定輝度位置の平均位置をもとに前記第１ラインの第１中心位置を求める第２ステップとを有し、
前記第１ステップと前記第２ステップとを組ステップとし、前記線の所定の長さの部分において前記線と交差する前記第１ラインと平行なｋ−１本のラインについて前記組ステップを順次実行して第１〜第ｋ中心位置を求め、
得られた前記第１〜第ｋ中心位置を少なくとも用いて回帰直線を求め、
該回帰直線と前記基準線とが成す角度を前記干渉縞角度とすることを特徴とする干渉縞の角度計測方法。
【請求項２】
シアリング干渉計により得られる干渉縞を成す線が所定の基準線と成す角度を干渉縞角度として計測する干渉縞の角度計測方法において、
前記線の所定の長さの部分において前記線と交差する第１ラインを設定し前記第１ラインに沿って前記線の輝度変化率分布を求める第１ステップと、
求めた前記輝度変化率分布において、所定の輝度変化率となる前記第１ライン上の所定輝度変化率位置を求め、前記所定輝度変化率位置の平均位置をもとに前記第１ラインの第１中心位置を求める第２ステップとを有し、
前記第１ステップと前記第２ステップとを組ステップとし、前記線の所定の長さの部分において前記線と交差する前記第１ラインと平行なｋ−１本のラインについて前記組ステップを順次実行して第１〜第ｋ中心位置を求め、
得られた前記第１〜第ｋ中心位置を少なくとも用いて回帰直線を求め、
該回帰直線と前記基準線とが成す角度を前記干渉縞角度とすることを特徴とする干渉縞の角度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シアリング干渉計により得られる干渉縞の角度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定物の表面の形状や傾斜等を測定する方法としてシアリング干渉計を用いた方法が知られている。この方法は、シアリング干渉計により得られる被測定物の表面形状や傾斜等に応じた干渉縞を解析することで、その形状や傾斜等を知る方法である。（特許文献１参照）
一方、光ピックアップの組立工程においてもこのシアリング干渉計が用いられる。例えば、光ピックアップユニットには拡散光を平行光に変換するためのコリメーションレンズが搭載されるが、そのコリメーションレンズを光ピックアップユニットに取り付ける工程において、このコリメーションレンズの光軸周りの取り付け角度を最適化するためにシアリング干渉計により得られる干渉縞が基準線となす角度を利用している。
具体的には、シアリング干渉計によりコリメーションレンズの光軸周りの角度に応じた角度を有する縞模様（干渉縞）が得られるので、基準線に対するその干渉縞の角度が所定の角度になるようにコリメーションレンズを光軸周りに回動させ最適な位置で固定するという方法である。
【特許文献１】特開昭６３−１８４０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
シアリング干渉計で得られる干渉縞を解析する専用ソフトには、この角度を測定する機能が含まれていない。角度測定機能を盛り込むようにソフトを改造しても、基本的に解析ソフトは研究用に設計されているので、これを量産製造現場で使用する場合には、操作が難しかったり、解析処理に時間がかかる等の不具合があった。
そこで、従来は、汎用のレーザービームプロファイル（レーザ光の強度分布）解析ソフトを流用し、干渉縞の角度計測用に手動で解析を行うエリアを設定して
レーザ光の強度分布の体積重心解析結果から手動計算により角度を算出していた。
【０００４】
しかしながら、この方法でも角度判定に時間がかかり、また、自動計測ができないことから量産製造現場で使用するには不具合が多いという問題があった。
また、いずれの場合も、評価機器が極めて高価であり、製造現場に多数導入するのが困難であるという問題があった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、安価に、より早く、より精度よく干渉縞の角度測定が可能な干渉縞角度計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、シアリング干渉計（２）により得られる干渉縞（１１）を成す線（１１Ａ）が所定の基準線（ＲＲ）と成す角度を干渉縞角度（θ）として計測する干渉縞の角度計測方法において、
前記線（１１Ａ）の所定の長さの部分（Ｌ）において前記線（１１Ａ）と交差する第１ライン（Ａ１）を設定し前記第１ライン（Ａ１）に沿って前記線（１１Ａ）の輝度分布（Ｋｖ１）を求める第１ステップと、求めた前記輝度分布（Ｋｖ１）において、所定の輝度となる前記第１ライン（Ａ１）上の所定輝度位置（ＴｖＬ１，ＴｖＲ１）を求め、前記所定輝度位置（ＴｖＬ１，ＴｖＲ１）の平均位置をもとに前記第１ライン（１Ａ）の第１中心位置（Ｔｃｆ１）を求める第２ステップとを有し、前記第１ステップと前記第２ステップとを組ステップとし、前記線の所定の長さの部分において前記線（１１Ａ）と交差する前記第１ライン（Ａ１）と平行なｋ−１本のラインについて前記組ステップを順次実行して第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）を求め、得られた前記第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）を少なくとも用いて回帰直線（Ｌｆ）を求め、該回帰直線（Ｌｆ）と前記基準線（ＲＲ）とが成す角度を前記干渉縞角度（θ）とすることを特徴とする干渉縞の角度計測方法であり、
請求項２に係る発明は、シアリング干渉計（２）により得られる干渉縞（１１）を成す線（１１Ａ）が所定の基準線（ＲＲ）と成す角度を干渉縞角度（θ）として計測する干渉縞の角度計測方法において、
前記線（１１Ａ）の所定の長さの部分（Ｌ）において前記線（１１Ａ）と交差する第１ライン（Ａ１）を設定し前記第１ライン（Ａ１）に沿って前記線（１１Ａ）の輝度変化率分布（Ｋａ１）を求める第１ステップと、求めた前記輝度変化率分布（Ｋａ１）において、所定の輝度変化率（Ｋａ１１，−Ｋａ１１）となる前記第１ライン（Ａ１）上の所定輝度変化率位置（ＴａＬ１，ＴａＲ１）を求め、前記所定輝度変化率位置の平均位置をもとに前記第１ライン（Ａ１）の第１中心位置（Ｔｃｆ１）を求める第２ステップとを有し、前記第１ステップと前記第２ステップとを組ステップとし、前記線の所定の長さの部分（Ｌ）において前記線（１１Ａ）と交差する前記第１ライン（Ａ１）と平行なｋ−１本のライン（Ａ２〜Ａｋ）について前記組ステップを順次実行して第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）を求め、得られた前記第１〜第ｋ中心位置（Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ）を少なくとも用いて回帰直線（Ｌｆ）を求め、該回帰直線（Ｌｆ）と前記基準線（ＲＲ）とが成す角度を前記干渉縞角度（θ）とすることを特徴とする干渉縞の角度計測方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、干渉縞の角度をより早くより精度よく測定でき、その角度測定が安価な測定装置で可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の干渉縞の角度計測方法を用いた角度測定装置の例を示す図であり、
図２は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための干渉縞を示す図であり
図３は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための輝度分布を示す図であり、
図４は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、輝度分布から中心位置を求める過程を示す図であり、
図５は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための輝度分布の変化率を示す図であり、
図６は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、輝度分布変化率から中心位置を求める過程を示す図であり、
図７は、本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、回帰直線を示す図である。
【０００８】
例えば、被測定物が光記録再生装置に用いられる光ピックアップユニットのコリメーションレンズの場合、このコリメーションレンズを光ピックアップユニットに装着する角度を正確に調整することが必要であり、その角度をシアリング干渉計で測定する。
図１は、このシアリング干渉計を用いた測定装置全体を示す図である。
【０００９】
図１において、シアリング干渉計２は、調整ステージ１にセットされた被測定物１Ａ（例えばＤＶＤピックアップユニットに内蔵されたコリメーションレンズ）に対して、この調整ステージ１に設けられた角度調整つまみ１Ｃにより被測定物１Ａ（コリメーションレンズ）の角度を微調整することができるように構成されている。
このシアリング干渉計２は、レーザ光８をプリズム１Ｂを介して被測定物１Ａに照射し、被測定物１Ａで反射して同経路で戻ってきたレーザ光を基に被測定物の反射面の角度に応じた縞模様（干渉縞）１１をスクリーン２Ｂ上に結像する。
この結像した干渉縞１１においては、被測定物の中心を回動中心としたときのその回動角度に応じて縞の角度θが決まるので、干渉縞１１の角度θを測定することで被測定物１Ａの回動方向の角度を知ることができる。
【００１０】
このスクリーン２Ｂの結像は、シアリング干渉計２の上部に設置したビデオカメラ３により画像情報として取り込まれ、ビデオ信号Ｓ１として出力される。
出力されたビデオ信号Ｓ１は、パーソナルコンピュータ４に備えられた画像キャプチャーボード５に入力されて画像データ化され、この画像データは、同じくパーソナルコンピュータ４に備えられた画像処理部６により後述する所定の処理に利用される。得られた画像情報等は画像表示装置７に表示される。
【００１１】
次に、干渉縞１１の角度θを、この干渉縞１１の画像データを基に得る画像データ処理方法について詳述する。
図２は、シアリング干渉計２により得られた干渉縞１１であり、スクリーン上に投影された像をビデオカメラ３により取り込まれた拡大画像として示している。
この干渉縞１１は、所定の基準線ＲＲに対して概ねある角度θをなす略平行の複数の線１１Ａとして示される。この線１１Ａのそれぞれは、線１１Ａの幅方向Ｄにおいて、中央の輝度が高く両端側に向かうに従って輝度が低くなる輝度分布Ｋｖを有している。
【００１２】
例えば、この干渉縞１１を成す線１１Ａの図２における断面Ａ１ラインでの輝度分布は、図３に示される輝度分布Ｋｖ１になっている。このＡ１ラインは、線１１Ａの長手方向に概ね直交する方向のラインとして設定するのがよい。
この分布Ｋｖ１は、断面として設定するラインの縦方向（Ｖ方向）の位置によって異なる分布となるが、その輝度分布のピークＰの位置は、干渉縞１１のそれぞれ線１１Ａの中心線ＣＬ上にある。
【００１３】
まず、この輝度分布Ｋｖ１において、所定の輝度Ｋｖ１１となる２つの横方向（Ｈ方向）位置ＴｖＬ１，ＴｖＲ１とこれらの平均位置である中心位置Ｔｖｃ１とを求める（図４参照）。
次に、輝度Ｋｖ１１とは異なる輝度Ｋｖ１２となる２つの横方向位置ＴｖＬ２，ＴｖＲ２とこれらの平均位置である中心位置Ｔｖｃ２とを求める。
以下同様に、異なる輝度をｎ個設定してｎ個の中心位置Ｔｖｃ１〜Ｔｖｃｎを求める。
【００１４】
一方、図３の輝度分布Ｋｖにおける輝度変化率分布は図５に示されるような分布Ｋａになっている。
この輝度変化率分布Ｋａにおいて、所定の輝度変化率Ｋａ１１とそれの負数−Ｋａ１１となる２つの横方向位置ＴａＬ１，ＴａＲ１とこれらの平均位置である中心位置Ｔａｃ１とを求める（図６参照）。
次に、輝度変化率Ｋａ１とは異なる輝度変化率Ｋａ２となる２つの横方向位置ＴａＬ２，ＴａＲ２とこれらの中心位置Ｔａｃ２とを求める（図示せず）。
以下同様に、異なる輝度変化率をｍ個設定してｍ個の中心位置Ｔａｃ１〜Ｔａｃｍを求める。
【００１５】
輝度分布の中心位置Ｔｖｃ１〜Ｔｖｃｎから偏差ｄｖを求める。
また、輝度分布変化率の中心位置Ｔａｃ１〜Ｔａｃｍから偏差ｄａを求める。
求めたそれぞれの偏差ｄｖ，ｄａの最大値が所定のしきい値以上であればこれを除外して再度それぞれの偏差を求める。この所定のしきい値は異常値を除外できるように任意に設定できる。
各偏差がしきい値以内に収まったところでの平均値をＡ１ラインにおける干渉縞の線の中心位置Ｔｃｆ１とする。この中心位置Ｔｃｆ１を求める際のしきい値による異常値の除外を行うか否かは、適宜設定してよいものである。
【００１６】
上述した輝度分布の中心位置を求める処理を、同様にＡ１以外のＡ２〜Ａｋのラインにおいて行い（図２参照）、それぞれのラインにおいて得られた中心位置Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋから回帰直線Ｌｆを求め、その回帰直線Ｌｆの傾きを干渉縞の線の傾きθと設定する（図７参照）。
【００１７】
以上説明した方法で干渉縞の角度θを求めることにより、短時間で精度よく干渉縞の角度を計測することができるので、コリメーションレンズの取り付けをより早く精度よく行うことができ、生産効率を大幅に向上することができる。
例えば、ＶＤＲ用のピックアップユニットの組立においてコリメーションレンズの取り付け角度を９０°±１°の範囲に精度よく収めることができることが確認されている。
また、上述した方法に使用する装置は、市販の汎用品で構成することが可能であり、極めて安価に構成することができる。
【００１８】
さて、本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいものである。
干渉縞はシアリング干渉計によって得られるものに限らない。本発明は、オプチカルフラットやオプチカルパラレル、あるいはその他の光学要素によって得られる干渉縞に対して適用可能な方法である。
この方法を用いた測定装置は、実施例の構成（図１）に限るものではないことは言うまでもない。
また、上述した実施例は干渉縞が略直線の場合を示しているが、曲線の場合は、中心位置Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋから得られる近似曲線を縞の中心線とすることで角度を評価することができる。
【００１９】
また、上述した実施例は、輝度分布から得られた第１〜第ｎ中心位置Ｔｖｃ１〜Ｔｖｃｎと輝度変化率分布から得られた第１〜第ｍ中心位置Ｔａｃ１〜Ｔａｃｍの両方を合わせたデータから回帰直線を得ているが、少なくともどちらか一方の中心位置を用いて回帰直線を求める方法であればよく、その場合においても十分な精度でより短い処理時間で干渉縞の角度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の干渉縞の角度計測方法を用いた角度測定装置の例を示す図である。
【図２】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための干渉縞を示す図である。
【図３】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための輝度分布を示す図である。
【図４】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、輝度分布から中心位置を求める過程を示す図である。
【図５】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための輝度分布の変化率を示す図である。
【図６】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、輝度分布変化率から中心位置を求める過程を示す図である。
【図７】本発明の干渉縞の角度計測方法を説明するための、回帰直線を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  調整ステージ
１Ａ  被測定物（コリメーションレンズ）
１Ｂ  プリズム
１Ｃ  調整つまみ
２  シアリング干渉計
２Ａ  ステージ
２Ｂ  スクリーン
３  ビデオカメラ
４  パーソナルコンピュータ
５  画像キャプチャーボード
６  画像処理部
７  画像表示装置
８  レーザ光
１１  干渉縞
１１Ａ  線
Ａ１〜Ａｋ  ライン
ＣＬ  中心線
Ｄ  幅方向
ｄａ，ｄｖ  偏差
Ｋａ  輝度変化率分布
Ｋａ１１，Ｋａ１２  輝度変化率
Ｋｖ  輝度分布
Ｋｖ１１，Ｋｖ１２  輝度
Ｌｆ  回帰直線
Ｓ１  ビデオ信号
ＴａＬ１，ＴａＲ１  （横方向）位置
Ｔａｃ１〜Ｔａｃｍ  中心位置
Ｔｃｆ１〜Ｔｃｆｋ  中心位置
ＴｖＬ１，ＴｖＲ１  （横方向）位置
Ｔｖｃ１〜Ｔｖｃｎ  中心位置
Ｖ  縦方向
θ  角度
【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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