JPH028706A - 表面形状測定装置 - Google Patents
表面形状測定装置Info
- Publication number
- JPH028706A JPH028706A JP24645088A JP24645088A JPH028706A JP H028706 A JPH028706 A JP H028706A JP 24645088 A JP24645088 A JP 24645088A JP 24645088 A JP24645088 A JP 24645088A JP H028706 A JPH028706 A JP H028706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movement amount
- movement
- optical sensor
- signal
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 110
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 53
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 1
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】
く本発明の産業上の利用分野〉
本発明は、光センサを用いて被測定物の表面形状（即ち
表面の凹凸）を広い面積にわたって、極めて高精度に且
つ高速で測定できるようにした表面形状測定装置に関す
る。
表面の凹凸）を広い面積にわたって、極めて高精度に且
つ高速で測定できるようにした表面形状測定装置に関す
る。
〈従来技術〉
従来より、非接触式に被測定物の表面形状（表面の凹凸
）を測定する方法として、特開昭５１−１２４９４４号
公報において光束ビームを被測定物の表面に直交するＸ
−Ｙ方向に移動させつつ照射し、その反射した光点象に
よって測定する方法が提案されている。
）を測定する方法として、特開昭５１−１２４９４４号
公報において光束ビームを被測定物の表面に直交するＸ
−Ｙ方向に移動させつつ照射し、その反射した光点象に
よって測定する方法が提案されている。
また、同一公報には、被測定物の表面の凹凸に合わせて
光照射−受光装置を進退させ、口の進退量を凹凸の吊と
して検出する技術も提案されている。
光照射−受光装置を進退させ、口の進退量を凹凸の吊と
して検出する技術も提案されている。
く本発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、このような従来の方法では、被測定物表
面の凹凸に合わせて、検出装置を進退させ、この進退量
を凹凸の測定値とする方法では、極めて微小なオーダー
で測定したい場合には、この微小な進退量を凹凸に完全
に一致する（即ち、差をゼロにする）ように制御するこ
とは困難であるという問題があった。
面の凹凸に合わせて、検出装置を進退させ、この進退量
を凹凸の測定値とする方法では、極めて微小なオーダー
で測定したい場合には、この微小な進退量を凹凸に完全
に一致する（即ち、差をゼロにする）ように制御するこ
とは困難であるという問題があった。
また、極めて微小なオーダーでの測定値を高精度にｊｑ
るためには、検出装置の感度を極めて高くしなければな
らないため、測定可能な凹凸量（Ｚ方向の距＠）が極め
て狭くなるため、類い距離の凹凸がｉｌＦ＋定できても
、長い距離の凹凸は測定範囲外へはみ出してしまうため
、測定可能な範囲が著しく狭くなるという問題があった
。
るためには、検出装置の感度を極めて高くしなければな
らないため、測定可能な凹凸量（Ｚ方向の距＠）が極め
て狭くなるため、類い距離の凹凸がｉｌＦ＋定できても
、長い距離の凹凸は測定範囲外へはみ出してしまうため
、測定可能な範囲が著しく狭くなるという問題があった
。
本発明は前記問題点を解決した装置を提供することを目
的としている。
的としている。
ぐ前記問題点を解決するための手段〉
前記問題点を解決するために本発明の表面形状測定装置
では （１） 被測定物をＸ方向に移動させるＸ方向移動テー
ブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移＃
Ｊ吊検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移１１Ｊｆｆｉを検出するＹ
方向移動量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによって、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記尤センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直な２方向に移動さ
せるＺ方向移動テーブルと、 前記Ｚ方向移動テーブルの移動量を検出するＺ方向移ｌ
ｌＪ吊検出器と、 前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移！ｌＪ吊検出器か
ら出力される移０吊信号が、変化した場合における、該
移！ｌＪｍ信号変化前の前記光センサからの高さ信号を
記憶する記憶装置と、 前記記１装置に記憶された高さ信号と、前記移！ｌＩ吊
信号変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して
、両者の差が零に近づく方向に、前記Ｘ方向移動テーブ
ルを移動させる制御信号を出力するＸ方向移動制６１１
装置と、 前記光センサからの高さ信号と前記Ｚ方向移動場検出器
からの移動中とを加算する加算装置とを備えている。
では （１） 被測定物をＸ方向に移動させるＸ方向移動テー
ブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移＃
Ｊ吊検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移１１Ｊｆｆｉを検出するＹ
方向移動量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによって、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記尤センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直な２方向に移動さ
せるＺ方向移動テーブルと、 前記Ｚ方向移動テーブルの移動量を検出するＺ方向移ｌ
ｌＪ吊検出器と、 前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移！ｌＪ吊検出器か
ら出力される移０吊信号が、変化した場合における、該
移！ｌＪｍ信号変化前の前記光センサからの高さ信号を
記憶する記憶装置と、 前記記１装置に記憶された高さ信号と、前記移！ｌＩ吊
信号変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して
、両者の差が零に近づく方向に、前記Ｘ方向移動テーブ
ルを移動させる制御信号を出力するＸ方向移動制６１１
装置と、 前記光センサからの高さ信号と前記Ｚ方向移動場検出器
からの移動中とを加算する加算装置とを備えている。
また、
（２） 被測定物をＸ方向に移動させるＸ方向移動テー
ブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移′
ｖＪ吊検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移ＩＪｆｆｌを検出づるＹ方
向移動量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによって、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記光センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＸ方向に移動さ
せるＸ方向移動テーブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移ａｌｌ吊を検出するＺ方向
移動量検出器と、 被測定物をオプティカルフラットとした場合における、
曲記Ｘ方向移ｌＪｌ吊検出器及びＹ方向移動量検出器か
ら出力される移動量に対応づけて、前記光センサから出
力される高さ信号が予め記憶設定された移動テーブルず
れ吊設窓装置と、前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移
動量検出器から出力される移１１Ｊｆｆｉ信号が、変化
した場合における、該移動量信号変化前の前記光センサ
からの高さ信号を記憶する記憶装置と、 前記記憶装置に記憶された高さ信号と、前記移動量信号
変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して、両
者の差が零に近づく方向に、前記Ｘ方向移動テーブルを
移動させる制御信号を出力するＺ方向移動制ｍ＋装置と
、 前記光センサからの高さ信号と前記７方向移動量検出器
からの移０吊とを加算し、この加算結果からさらに、前
記移動テーブルずれ量設定装置に設定されたずれ量を、
前記Ｘ方向移１）ｌｆｆｉ検出器及びＹ方向移動量検出
器から出力される移動場に対応づけて、減算する演算装
置と を備えている。
ブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移′
ｖＪ吊検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移ＩＪｆｆｌを検出づるＹ方
向移動量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによって、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記光センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＸ方向に移動さ
せるＸ方向移動テーブルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移ａｌｌ吊を検出するＺ方向
移動量検出器と、 被測定物をオプティカルフラットとした場合における、
曲記Ｘ方向移ｌＪｌ吊検出器及びＹ方向移動量検出器か
ら出力される移動量に対応づけて、前記光センサから出
力される高さ信号が予め記憶設定された移動テーブルず
れ吊設窓装置と、前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移
動量検出器から出力される移１１Ｊｆｆｉ信号が、変化
した場合における、該移動量信号変化前の前記光センサ
からの高さ信号を記憶する記憶装置と、 前記記憶装置に記憶された高さ信号と、前記移動量信号
変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して、両
者の差が零に近づく方向に、前記Ｘ方向移動テーブルを
移動させる制御信号を出力するＺ方向移動制ｍ＋装置と
、 前記光センサからの高さ信号と前記７方向移動量検出器
からの移０吊とを加算し、この加算結果からさらに、前
記移動テーブルずれ量設定装置に設定されたずれ量を、
前記Ｘ方向移１）ｌｆｆｉ検出器及びＹ方向移動量検出
器から出力される移動場に対応づけて、減算する演算装
置と を備えている。
く作用〉
このようにしたため、
前記（１）では、被測定物の表面の凹凸に追随するよう
に７方向に光センサが移動制御され、このＺ方向移！１
ｌｆｆｉと光センサ出力とが加算されるから、光センサ
の追随移動が被測定物表面の凹凸に完全に一致しなくて
も、この不一致分が加算されることになるから、正確に
出力される。
に７方向に光センサが移動制御され、このＺ方向移！１
ｌｆｆｉと光センサ出力とが加算されるから、光センサ
の追随移動が被測定物表面の凹凸に完全に一致しなくて
も、この不一致分が加算されることになるから、正確に
出力される。
また前記（２）では、Ｘ−Ｙ方向移！Ｉｌ誤差及びＺ方
向追随移動ｙ４差の双方がなくなる。
向追随移動ｙ４差の双方がなくなる。
く本発明の実施例〉
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第１〜５図は本発明の一実施例を示している。
図において、１は被測定物Ｗを据え付ける平板状の基台
であって、この基台１は×方向８１１Ｊテーブル２上を
水平方向（Ｘ軸方向）にパルスモータ３によって移動可
能になっており、このＸ方向移動テーブル２はＸ方向と
直交するＹ方向移動テーブル４上を鉛直方向（Ｙ軸方向
）にパルスモータ５によって移動可能になっている。
であって、この基台１は×方向８１１Ｊテーブル２上を
水平方向（Ｘ軸方向）にパルスモータ３によって移動可
能になっており、このＸ方向移動テーブル２はＸ方向と
直交するＹ方向移動テーブル４上を鉛直方向（Ｙ軸方向
）にパルスモータ５によって移動可能になっている。
これらの基台１、Ｘ方向移動テーブル２、Ｘ方向移動テ
ーブル４は鉛直に設定されているため、被測定物Ｗは基
台１の表面に鉛直状態で据え付けられる。
ーブル４は鉛直に設定されているため、被測定物Ｗは基
台１の表面に鉛直状態で据え付けられる。
基台１の前方には光センサ６が固定台７上に固定設置さ
れている。
れている。
光センサ６は、第２図に示すように、
指向性の良い光束ビームを発する光源６１と、この光束
を絞って被測定物Ｗの表面に照射する照射レンズ６２と
、 光軸が照射レンズ６２の光軸からある角度でずれ、被測
定物Ｗの表面の光点からの反射光束を絞って受光素子６
４の受光面６４ａに反射光点の像を結像させる結像レン
ズ６３と、 反射光点が被測定物Ｗの表面の７方向＜Ｘ−Ｙ平面に直
交する方向）の変位によって変化する場合の軌跡に受光
面６４ａが一致するように配置され、受光面６４ａにお
ける反射光点の像の位置に応じた二つの信号ｉ１、ｉｚ
を出力する受光素子６４と、 受光素子６４の二つの出力ｊｌ、１２から被測定物Ｗの
表面の高さの変化ｚ１を として演算する演算器６５と によって構成されている。
を絞って被測定物Ｗの表面に照射する照射レンズ６２と
、 光軸が照射レンズ６２の光軸からある角度でずれ、被測
定物Ｗの表面の光点からの反射光束を絞って受光素子６
４の受光面６４ａに反射光点の像を結像させる結像レン
ズ６３と、 反射光点が被測定物Ｗの表面の７方向＜Ｘ−Ｙ平面に直
交する方向）の変位によって変化する場合の軌跡に受光
面６４ａが一致するように配置され、受光面６４ａにお
ける反射光点の像の位置に応じた二つの信号ｉ１、ｉｚ
を出力する受光素子６４と、 受光素子６４の二つの出力ｊｌ、１２から被測定物Ｗの
表面の高さの変化ｚ１を として演算する演算器６５と によって構成されている。
第３図に示すように、被測定物Ｗの表面に７方向（Ｘ−
Ｙ平面に直交する方向）の変位（即ち表面の凹凸）が存
在すると、照射レンズ６２からの光束が表面で反射され
、結像レンズ６３によって結像される反射光点のｆｌｌ
ＱはＺ方向の変位に対応してＺ一方向に変位する。
Ｙ平面に直交する方向）の変位（即ち表面の凹凸）が存
在すると、照射レンズ６２からの光束が表面で反射され
、結像レンズ６３によって結像される反射光点のｆｌｌ
ＱはＺ方向の変位に対応してＺ一方向に変位する。
この２′方向の反射光点のＩＱの変位を検出するために
、前記したように、受光素子６４の受光面６４ａはＺ′
力方向即ら、反射光点の像Ｑの軌跡に一致させである。
、前記したように、受光素子６４の受光面６４ａはＺ′
力方向即ら、反射光点の像Ｑの軌跡に一致させである。
受光素子６４としては、例えば第４図に示すように、Ｚ
一方向の変位を電気信号に変換する一次元の拡散型ＰＩ
Ｎダイオードが用いられる。この受光素子６４は２′方
向の両端に設けた端子６４ｂ、６４ｃにそれぞれ接続し
た負荷抵抗器Ｒ，Ｒに流れる受光電流ｉ＋、ｉｚの比が
、反射光点の９０の２一方向の位置変化に応じて変化す
るもので、中心線ノ０から光点の像Ｑの７一方向の距離
Ｚｏは として求められる。
一方向の変位を電気信号に変換する一次元の拡散型ＰＩ
Ｎダイオードが用いられる。この受光素子６４は２′方
向の両端に設けた端子６４ｂ、６４ｃにそれぞれ接続し
た負荷抵抗器Ｒ，Ｒに流れる受光電流ｉ＋、ｉｚの比が
、反射光点の９０の２一方向の位置変化に応じて変化す
るもので、中心線ノ０から光点の像Ｑの７一方向の距離
Ｚｏは として求められる。
なお、第３図に示された光センサ６は、被測定物Ｗが散
乱面である場合の測定に用いられるタイプの光学系を示
したものであり、被測定物Ｗが鏡面の場合には、鏡面反
射をするので、照射光束と反射光束が、被測定物Ｗの表
面の法線に対して対称になるようなタイプの光センサが
用いられる。
乱面である場合の測定に用いられるタイプの光学系を示
したものであり、被測定物Ｗが鏡面の場合には、鏡面反
射をするので、照射光束と反射光束が、被測定物Ｗの表
面の法線に対して対称になるようなタイプの光センサが
用いられる。
Ｘ方向移動テーブル２、Ｙ方向移動テーブル４によるＸ
方向、Ｙ方向の８移動量Ｘ、Ｙは、それぞれパルスモー
タ３．５を駆動するＸドライバ８、Ｙドライバ９の駆動
出力を受領するＸ方向移動量検出器１０、Ｙ方向移動量
検出器１１によって検出される。
方向、Ｙ方向の８移動量Ｘ、Ｙは、それぞれパルスモー
タ３．５を駆動するＸドライバ８、Ｙドライバ９の駆動
出力を受領するＸ方向移動量検出器１０、Ｙ方向移動量
検出器１１によって検出される。
信号処理器１２は、第５図の如く構成されている。
１２１は、被測定物をオプティカルフラットとした場合
における、前記Ｘ方向移動量検出器１０及びＹ方向移ｖ
Ｊ量検出器１１から出力される移動ｆｆ１Ｘ、Ｙに対応
づけて、前記光センサ６から出力される高さ＠号ｚ１が
予め記憶設定された移動テーブルずれ吊設定装置である
。
における、前記Ｘ方向移動量検出器１０及びＹ方向移ｖ
Ｊ量検出器１１から出力される移動ｆｆ１Ｘ、Ｙに対応
づけて、前記光センサ６から出力される高さ＠号ｚ１が
予め記憶設定された移動テーブルずれ吊設定装置である
。
即ち、オプティカルフラットを測定した場合の光センサ
６の出力はＸ、Ｙテーブル移動における各移動位置ごと
の７方向のずれ吊を示している。
６の出力はＸ、Ｙテーブル移動における各移動位置ごと
の７方向のずれ吊を示している。
このずれ吊がＸ−Ｙ平面の全体について、予め設定しで
ある。
ある。
１２２は、前記光センサ６からの高さ信号Ｚ１から、前
記移動テーブルずれ吊設定Ｋ＠１２に設定されたずれ量
を、前記Ｘ方向移動量検出器１０及びＹ方向移動量検出
器１１から出力される移動量に対応づけて、減算する減
算装置である。
記移動テーブルずれ吊設定Ｋ＠１２に設定されたずれ量
を、前記Ｘ方向移動量検出器１０及びＹ方向移動量検出
器１１から出力される移動量に対応づけて、減算する減
算装置である。
１２３は、この移動テーブルずれ示設定装＠１２１への
設定ｖノ作、減算装＠１２２の動作、及びＸ、Ｙドライ
バー８．９の動作を制御する制御ｌ装置である。
設定ｖノ作、減算装＠１２２の動作、及びＸ、Ｙドライ
バー８．９の動作を制御する制御ｌ装置である。
上記の如く表面形状測定装置は構成されているので、被
測定！Ｉｌｌ！ＩＷを基台１上に据え付け、Ｘ方向移Ｖ
ノテーブル２及びＹ方向移動テーブル４によって、基台
１をＸ−Ｙ平面で移動しつつ、光センサ６の光源６１の
光ビームを被測定物Ｗの表面に照９Ａする。
測定！Ｉｌｌ！ＩＷを基台１上に据え付け、Ｘ方向移Ｖ
ノテーブル２及びＹ方向移動テーブル４によって、基台
１をＸ−Ｙ平面で移動しつつ、光センサ６の光源６１の
光ビームを被測定物Ｗの表面に照９Ａする。
受光素子６４からは信号ｉ１、ｉｚが出力され、演算器
６５は信号ｉ１、ｉｚを受領して被測定物Ｗの表面の７
方向の高さＺｌを演算する。これは減算装置１２２へ出
力される。
６５は信号ｉ１、ｉｚを受領して被測定物Ｗの表面の７
方向の高さＺｌを演算する。これは減算装置１２２へ出
力される。
光センサ６の出力Ｚ１及びＸ、Ｙ方向移動量検出器１０
．１１からのＸ、Ｙ方向の移ｉｌＪ吊Ｘ、Ｙは設定装置
１２１及び減算装置１２２へ出力される。
．１１からのＸ、Ｙ方向の移ｉｌＪ吊Ｘ、Ｙは設定装置
１２１及び減算装置１２２へ出力される。
ｉ！ｉ制御装置１２３に制御されて、移動テーブルずれ
争設定菰＠１２１に設定されたＸ−Ｙ平面の位置に対応
したずれ吊が、光センサ６の出力から減算される。この
結果、Ｘ−Ｙ方向移動による誤差のない表面測定がなさ
れる。
争設定菰＠１２１に設定されたＸ−Ｙ平面の位置に対応
したずれ吊が、光センサ６の出力から減算される。この
結果、Ｘ−Ｙ方向移動による誤差のない表面測定がなさ
れる。
第６．７図ｔよ、前記光センサ６が７方向移動テーブル
１３上をモータ１４によってＸ−Ｙ平面と直交するＺ軸
方向に移動可能に設置された場合を示している。このＺ
方向移動テーブル１３による光センサ６の７方向移ｖＪ
ｆｆｉＺは、周波数安定化されていないｌ−１１３−Ｎ
ｅレーザを使用した光センサ６の移動を検出する干渉α
１艮器から成るＺ方向移ｌｌＪ吊検出器１５によって行
なわれる。
１３上をモータ１４によってＸ−Ｙ平面と直交するＺ軸
方向に移動可能に設置された場合を示している。このＺ
方向移動テーブル１３による光センサ６の７方向移ｖＪ
ｆｆｉＺは、周波数安定化されていないｌ−１１３−Ｎ
ｅレーザを使用した光センサ６の移動を検出する干渉α
１艮器から成るＺ方向移ｌｌＪ吊検出器１５によって行
なわれる。
第７図の信号処理器１２は第８図の如く構成されている
。
。
第８図において、１２４は、Ｘ方向移り吊検出器１０及
びＹ方向移動量検出器１１から出力される移動量イ８号
が、変化した場合における、移ｅｆｆｉ信号変化前の光
センサ６からの高さ信号を記憶する記憶装置である。
びＹ方向移動量検出器１１から出力される移動量イ８号
が、変化した場合における、移ｅｆｆｉ信号変化前の光
センサ６からの高さ信号を記憶する記憶装置である。
１２５は、記憶装置１２４に記憶された高さ信号と、前
記移り１ｆｆｉ信号変化後の光センサ６からの高さ信号
とを比較して、両者の差が零に近づく方向に、前記Ｚ方
向移動テーブル１３を移動させる制御信号を出力するＺ
方向移動制ｔＳ装置である。
記移り１ｆｆｉ信号変化後の光センサ６からの高さ信号
とを比較して、両者の差が零に近づく方向に、前記Ｚ方
向移動テーブル１３を移動させる制御信号を出力するＺ
方向移動制ｔＳ装置である。
１２６は、光センサ６からの高さ信号と７方向移動量検
出器１５からの移動部とを加算する加算装置である。
出器１５からの移動部とを加算する加算装置である。
１２７はこれらの各初春を制御する制御装置である。
このように構成されているので、被測定物体のＸ−Ｙ方
向への移動によって表面の高さが変化すると、光ヒンサ
６の高さ信号Ｚ１は変化するが、この変化が前のある時
点で記憶装置１２４に記憶された高さ信号と２方向移動
制御装＠１２５で比較され、両者の差がゼロに近づくよ
うに７ドライバー１６へ制御信号が出力される。この結
果、光センサ６は表面の凹凸に追随する方向へ７テーブ
ル１３によって移動される。（このため、第４図の受光
素子６４の受光面６４ａの中心線Ｊ！Ｏ近傍に常に反射
光点の像Ｑが近づくようにされる。）この時の２検出器
１５からの７方向移動量と光センサ６からの高さとが加
算８置１２６で加算される。
向への移動によって表面の高さが変化すると、光ヒンサ
６の高さ信号Ｚ１は変化するが、この変化が前のある時
点で記憶装置１２４に記憶された高さ信号と２方向移動
制御装＠１２５で比較され、両者の差がゼロに近づくよ
うに７ドライバー１６へ制御信号が出力される。この結
果、光センサ６は表面の凹凸に追随する方向へ７テーブ
ル１３によって移動される。（このため、第４図の受光
素子６４の受光面６４ａの中心線Ｊ！Ｏ近傍に常に反射
光点の像Ｑが近づくようにされる。）この時の２検出器
１５からの７方向移動量と光センサ６からの高さとが加
算８置１２６で加算される。
従って、凹凸に対する追随が完全に一致しなくても、こ
の加算によって、正確に測定されるから、橿めて高精度
に測定でき、また、このように加算で補なうから高速α
ｊ定が可能となる。しかも、表面の凹凸の変化量が大き
くても、常にＰＩＮダイオードの中央１０近くへ光像を
近づけるように制■しているから、測定ｆｉ囲からはみ
だすことがないため、測定範囲も著しく拡大する。
の加算によって、正確に測定されるから、橿めて高精度
に測定でき、また、このように加算で補なうから高速α
ｊ定が可能となる。しかも、表面の凹凸の変化量が大き
くても、常にＰＩＮダイオードの中央１０近くへ光像を
近づけるように制■しているから、測定ｆｉ囲からはみ
だすことがないため、測定範囲も著しく拡大する。
なお第５図に示したＸ−Ｙ方向移動によるずれ吊の減算
を、この第８図の構成に追加すれば、第５図と第８図の
双方の利点を加重でき、−層高精度となる。
を、この第８図の構成に追加すれば、第５図と第８図の
双方の利点を加重でき、−層高精度となる。
なお、被測定物を基台１に固定した場合、その鉛直固定
位置から、ずれる場合がある。
位置から、ずれる場合がある。
このため、信号処理器１２で被１１！１定物Ｗの表面の
三点の２方向の高さを光センサ６の出力によって記憶し
、この三点の７方向の高さが等しい値となるように被測
定物Ｗを仮想的に置き変えた場合の、他の任意の点の７
方向高さを出力するように演算するように）Ｉ４成すれ
ば、さらに高精度となる。
三点の２方向の高さを光センサ６の出力によって記憶し
、この三点の７方向の高さが等しい値となるように被測
定物Ｗを仮想的に置き変えた場合の、他の任意の点の７
方向高さを出力するように演算するように）Ｉ４成すれ
ば、さらに高精度となる。
なお、Ｚ方向の高さから７方向の等高線の位置を出力す
るように構成することもできる。
るように構成することもできる。
く本発明の効果〉
以上説明したように本発明では、極めて高’Ｉｉｉ度に
、高速に、微小なオーダーでの表面形状の測定が可能と
なる。
、高速に、微小なオーダーでの表面形状の測定が可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例の表面形状測定装置の門構部
を示す斜視図、第２図はその回路部のブロック図、第３
図は光セン丈による測定原理を示す図、第４図は受光束
子の一例を示す説明図、第５図は第２図の信号処理器の
具体的構成を示すブロック図である。第６図は本発明の
他の実施例を示す斜視図、第７図はその回路部のブロッ
ク図、第８図はその信号処理部の具体的構成を示すブロ
ック図である。 Ｗ・・・・・・被測定物、１・・・・・・基台、２・・
・・・・Ｘ方向移動テーブル、４・・・・・・Ｙ方向移
動テーブル、６・・・・・・光センサ、１０・・・・・
・Ｘ方向移動量検出器、１１・・・・・・Ｙ方向移ｖＪ
ｆｆｉ検出器、１２・・・・・・信号処理器、１３・・
・・・・Ｚ方向移動テーブル、１５・・・・・・２方向
移仙吊検出器。 特許出願人 アンリツ株式会社
を示す斜視図、第２図はその回路部のブロック図、第３
図は光セン丈による測定原理を示す図、第４図は受光束
子の一例を示す説明図、第５図は第２図の信号処理器の
具体的構成を示すブロック図である。第６図は本発明の
他の実施例を示す斜視図、第７図はその回路部のブロッ
ク図、第８図はその信号処理部の具体的構成を示すブロ
ック図である。 Ｗ・・・・・・被測定物、１・・・・・・基台、２・・
・・・・Ｘ方向移動テーブル、４・・・・・・Ｙ方向移
動テーブル、６・・・・・・光センサ、１０・・・・・
・Ｘ方向移動量検出器、１１・・・・・・Ｙ方向移ｖＪ
ｆｆｉ検出器、１２・・・・・・信号処理器、１３・・
・・・・Ｚ方向移動テーブル、１５・・・・・・２方向
移仙吊検出器。 特許出願人 アンリツ株式会社
Claims (2)
- （１）被測定物をＸ方向に移動させるＸ方向移動テーブ
ルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移動
量検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移動量を検出するＹ方向移動
量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによつて、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記光センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に移動さ
せるＺ方向移動テーブルと、 前記Ｚ方向移動テーブルの移動量を検出するＺ方向移動
量検出器と、 前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移動量検出器から出
力される移動量信号が、変化した場合における、該移動
量信号変化前の前記光センサからの高さ信号を記憶する
記憶装置と、 前記記憶装置に記憶された高さ信号と、前記移動量信号
変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して、両
者の差が零に近づく方向に、前記Ｚ方向移動テーブルを
移動させる制御信号を出力するＺ方向移動制御装置と、 前記光センサからの高さ信号と前記Ｚ方向移動量検出器
からの移動量とを加算する加算装置とを備えた表面形状
測定装置。 - （２）被測定物をＸ方向に移動させるＸ方向移動テーブ
ルと、 前記Ｘ方向移動テーブルの移動量を検出するＸ方向移動
量検出器と、 被測定物を前記Ｘ方向と直交するＹ方向に移動させるＹ
方向移動テーブルと、 前記Ｙ方向移動テーブルの移動量を検出するＹ方向移動
量検出器と、 被測定物表面に光ビームを照射し、その反射光点の位置
を検出することによつて、被測定物表面の高さ信号を出
力する光センサと、 前記光センサを前記Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ方向に移動さ
せるＺ方向移動テーブルと、 前記Ｚ方向移動テーブルの移動量を検出するＺ方向移動
量検出器と、 被測定物をオプティカルフラットとした場合における、
前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移動量検出器から出
力される移動量に対応づけて、前記光センサから出力さ
れる高さ信号が予め記憶設定された移動テーブルずれ量
設定装置と、 前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移動量検出器から出
力される移動量信号が、変化した場合における、該移動
量信号変化前の前記光センサからの高さ信号を記憶する
記憶装置と、 前記記憶装置に記憶された高さ信号と、前記移動量信号
変化後の前記光センサからの高さ信号とを比較して、両
者の差が零に近づく方向に、前記Ｚ方向移動テーブルを
移動させる制御信号を出力するＺ方向移動制御装置と、 前記光センサからの高さ信号と前記Ｚ方向移動量検出器
からの移動量とを加算し、この加算結果からさらに、前
記移動テーブルずれ量設定装置に設定されたずれ量を、
前記Ｘ方向移動量検出器及びＹ方向移動量検出器から出
力される移動量に対応づけて、減算する演算装置と を備えた表面形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246450A JPH0726824B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 表面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63246450A JPH0726824B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 表面形状測定装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14489181A Division JPS5847209A (ja) | 1981-09-15 | 1981-09-15 | 表面形状測定装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28426094A Division JP2511809B2 (ja) | 1994-10-25 | 1994-10-25 | 表面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH028706A true JPH028706A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0726824B2 JPH0726824B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17148619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63246450A Expired - Lifetime JPH0726824B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 表面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726824B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002250618A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Fotonikusu:Kk | 運動テーブル制御方法およびその装置、並びに３次元表面形状測定方法およびその装置 |
| CN113805529A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-17 | 傲深实验室科技(杭州)有限公司 | 一种基于数控设备测高组件的测高方法与系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5098864A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-08-06 | ||
| JPS51124944A (en) * | 1975-04-25 | 1976-10-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Device to detect a tangent line of contour line on a three dimentional object |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246450A patent/JPH0726824B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5098864A (ja) * | 1973-12-27 | 1975-08-06 | ||
| JPS51124944A (en) * | 1975-04-25 | 1976-10-30 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Device to detect a tangent line of contour line on a three dimentional object |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002250618A (ja) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Fotonikusu:Kk | 運動テーブル制御方法およびその装置、並びに３次元表面形状測定方法およびその装置 |
| CN113805529A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-12-17 | 傲深实验室科技(杭州)有限公司 | 一种基于数控设备测高组件的测高方法与系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726824B2 (ja) | 1995-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4691446A (en) | Three-dimensional position measuring apparatus | |
| JP3511450B2 (ja) | 光学式測定装置の位置校正方法 | |
| EP0282549A1 (en) | Laser probe | |
| US4498776A (en) | Electro-optical method and apparatus for measuring the fit of adjacent surfaces | |
| JP2000230818A (ja) | 車輪アライメント特性の非接触式測定方法とその測定装置 | |
| JPS63292005A (ja) | 走り誤差補正をなした移動量検出装置 | |
| EP0316624A2 (en) | Improved imaging and inspection apparatus and method | |
| JPH0123041B2 (ja) | ||
| JPH028706A (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPH0769151B2 (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPH11190616A (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPH07253304A (ja) | 多軸位置決めユニットおよびこれにおける測長方法 | |
| US4856902A (en) | Imaging and inspection apparatus and method | |
| JP2001165629A (ja) | 形状測定装置及び形状測定方法 | |
| CN113029614B (zh) | 高铁轮对测量机几何误差补偿方法及装置 | |
| JPH08304020A (ja) | 移動精度測定装置 | |
| JP2511809B2 (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JP2000018914A (ja) | 光学式丸孔測定方法 | |
| JP3149570B2 (ja) | 非接触式形状測定装置 | |
| JP3192461B2 (ja) | 光学的測定装置 | |
| JPH08327336A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPH0599620A (ja) | エツジ検出装置 | |
| JPH08304040A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPH04319614A (ja) | 薄板の厚さ測定装置 | |
| JP2754791B2 (ja) | 歪測定器 |