JPH0587564A - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
- Publication number
- JPH0587564A JPH0587564A JP27623291A JP27623291A JPH0587564A JP H0587564 A JPH0587564 A JP H0587564A JP 27623291 A JP27623291 A JP 27623291A JP 27623291 A JP27623291 A JP 27623291A JP H0587564 A JPH0587564 A JP H0587564A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transparent film
- boundary surface
- light
- measured
- incident
- Prior art date
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- Pending
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明膜を有する測定対象の表面形状を正確に
測定できる光学式の変位測定装置を提供する。 【構成】 レーザダイオード１からの光は、投光レンズ
２から測定対象５の表面（境界面８）に角度θで入射す
る。反射光は集光レンズ３からポジションセンサ４上に
集光する。境界面８から透明膜６内に屈折した光は、臨
界角ｉ以上の角度で前記境界面８に入射するので空気層
７側に戻ることができない。本装置は、境界面８で反射
した光のみを測定するので、測定対象５の正確な表面形
状が得られる。
測定できる光学式の変位測定装置を提供する。 【構成】 レーザダイオード１からの光は、投光レンズ
２から測定対象５の表面（境界面８）に角度θで入射す
る。反射光は集光レンズ３からポジションセンサ４上に
集光する。境界面８から透明膜６内に屈折した光は、臨
界角ｉ以上の角度で前記境界面８に入射するので空気層
７側に戻ることができない。本装置は、境界面８で反射
した光のみを測定するので、測定対象５の正確な表面形
状が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明膜を有する測定対
象の変位を光学的に非接触で検出できる変位測定装置に
関するものである。
象の変位を光学的に非接触で検出できる変位測定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は非接触式の変位測定装置の基本構
成を例示している。レーザダイオード１００から放射さ
れた光は投光レンズ１０１で絞られて測定対象１０２に
斜めに入射する。測定対象１０２からの反射光は結像レ
ンズ１０３により集光され、ポジションセンサ１０４上
に光スポットの像をつくる。この像は、前記測定対象１
０２が図中上下方向に移動すると、それに応じてポジシ
ョンセンサ１０４上を動く。ポジションセンサ１０４か
らは光スポットの移動に対応した電気信号が取出される
ので、この信号によって前記測定対象１０２の変位を知
ることができる。
成を例示している。レーザダイオード１００から放射さ
れた光は投光レンズ１０１で絞られて測定対象１０２に
斜めに入射する。測定対象１０２からの反射光は結像レ
ンズ１０３により集光され、ポジションセンサ１０４上
に光スポットの像をつくる。この像は、前記測定対象１
０２が図中上下方向に移動すると、それに応じてポジシ
ョンセンサ１０４上を動く。ポジションセンサ１０４か
らは光スポットの移動に対応した電気信号が取出される
ので、この信号によって前記測定対象１０２の変位を知
ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すように、測
定対象１０２が透明膜１０５を有していると、光の一部
は透明膜１０５の表面で反射されて受光レンズ１０３に
入るが、一部は透明膜１０５内に屈折し、透明膜１０５
と測定対象１０２の境界線で反射した後に受光レンズ１
０３に入ってくる。従ってポジションセンサ１０４に
は、測定方向について位置の異なる２つの面から反射さ
れてきた光が入るので、その出力信号は両反射面の中間
的な位置を示すものとなり、透明膜１０５の正確な表面
形状を検出することができなかった。
定対象１０２が透明膜１０５を有していると、光の一部
は透明膜１０５の表面で反射されて受光レンズ１０３に
入るが、一部は透明膜１０５内に屈折し、透明膜１０５
と測定対象１０２の境界線で反射した後に受光レンズ１
０３に入ってくる。従ってポジションセンサ１０４に
は、測定方向について位置の異なる２つの面から反射さ
れてきた光が入るので、その出力信号は両反射面の中間
的な位置を示すものとなり、透明膜１０５の正確な表面
形状を検出することができなかった。
【０００４】本発明は、透明膜を有する測定対象の表面
形状を正確に測定できる光学式の変位測定装置を提供す
ることを目的としている。
形状を正確に測定できる光学式の変位測定装置を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の変位測定装置
は、透明膜を有する測定対象の変位を光学的に検出する
変位測定装置において、境界面から前記透明膜内に屈折
した光の前記境界面に対する入射角が臨界角を越えるよ
うに、前記境界面に入射する光の入射角を設定したこと
を特徴としている。
は、透明膜を有する測定対象の変位を光学的に検出する
変位測定装置において、境界面から前記透明膜内に屈折
した光の前記境界面に対する入射角が臨界角を越えるよ
うに、前記境界面に入射する光の入射角を設定したこと
を特徴としている。
【０００６】
【作用】境界面から透明膜内に屈折した光は、透明膜内
で反射して前記境界面に入射するが、その角度が臨界角
を越えているので、全反射してほとんど装置側へは戻ら
ない。透明膜の表面で反射した光は装置側に戻るので、
測定対象の表面である透明膜の表面の変位が正確に測定
される。
で反射して前記境界面に入射するが、その角度が臨界角
を越えているので、全反射してほとんど装置側へは戻ら
ない。透明膜の表面で反射した光は装置側に戻るので、
測定対象の表面である透明膜の表面の変位が正確に測定
される。
【０００７】
【実施例】一実施例の変位測定装置を図１により説明す
る。同図において、１は光源としてのレーザダイオー
ド、２は投光レンズ、３は集光レンズ、４はポジション
センサである。レーザダイオード１からの光は集光レン
ズ２で収束されて測定対象５に所定の入射角度θで入射
するように角度が調整されている。この入射角度θは、
透明膜６内に屈折した光が、透明膜６と空気層７の境界
面８で全反射して装置側に戻らないように設定された角
度である。
る。同図において、１は光源としてのレーザダイオー
ド、２は投光レンズ、３は集光レンズ、４はポジション
センサである。レーザダイオード１からの光は集光レン
ズ２で収束されて測定対象５に所定の入射角度θで入射
するように角度が調整されている。この入射角度θは、
透明膜６内に屈折した光が、透明膜６と空気層７の境界
面８で全反射して装置側に戻らないように設定された角
度である。
【０００８】透明膜６内から空気層７側へ入射する光の
入射角ｉが臨界角を越えていれば、この光は境界面８で
全反射して空気層７側へは戻らない。空気層７及び透明
膜６の屈折率をそれぞれｎ1 ，ｎ2 とすれば、sin ｉ＝
ｎ1 ／ｎ2 が成り立つ。従って前記入射角θは、次式で
表わされる。 θ＝sin -1（ｎ2 sin ｉ）
入射角ｉが臨界角を越えていれば、この光は境界面８で
全反射して空気層７側へは戻らない。空気層７及び透明
膜６の屈折率をそれぞれｎ1 ，ｎ2 とすれば、sin ｉ＝
ｎ1 ／ｎ2 が成り立つ。従って前記入射角θは、次式で
表わされる。 θ＝sin -1（ｎ2 sin ｉ）
【０００９】例えば、ｎ1 ＝１．０，ｎ2 ＝１．５とす
れば、ｉ＝４１．８°，θ＝６２．９°となる。ここで
前記装置から境界面８への入射角を６２．９°以上に設
定しておけば、境界面８で反射した光だけが装置に戻っ
て測定に供され、透明膜６内に屈折し、透明膜６の下面
で反射してきた光は透明膜６内からほとんど出られなく
なる。従って本装置は、測定対象５の表面、即ち透明膜
６の表面の変位を検出でき、これによってその正確な表
面形状を得ることができる。
れば、ｉ＝４１．８°，θ＝６２．９°となる。ここで
前記装置から境界面８への入射角を６２．９°以上に設
定しておけば、境界面８で反射した光だけが装置に戻っ
て測定に供され、透明膜６内に屈折し、透明膜６の下面
で反射してきた光は透明膜６内からほとんど出られなく
なる。従って本装置は、測定対象５の表面、即ち透明膜
６の表面の変位を検出でき、これによってその正確な表
面形状を得ることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明の変位測定装置によれば、測定対
象の表面にある透明膜内に屈折した光が膜内で全反射し
て装置側に戻ってこないように投光側の光軸を設定した
ので、表面に透明膜を有する測定対象の正確な表面形状
を測定することができる。
象の表面にある透明膜内に屈折した光が膜内で全反射し
て装置側に戻ってこないように投光側の光軸を設定した
ので、表面に透明膜を有する測定対象の正確な表面形状
を測定することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】従来の変位測定装置とその問題点を示す図であ
る。
る。
５ 測定対象 ６ 透明膜 ８ 境界面
Claims (1)
- 【請求項１】 透明膜を有する測定対象の変位を光学的
に検出する変位測定装置において、境界面から前記透明
膜内に屈折した光の前記境界面に対する入射角が臨界角
を越えるように、前記境界面に入射する光の入射角を設
定したことを特徴とする変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27623291A JPH0587564A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27623291A JPH0587564A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 変位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587564A true JPH0587564A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17566540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27623291A Pending JPH0587564A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0587564A (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP27623291A patent/JPH0587564A/ja active Pending
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