JPH06103169B2 - 非接触形状計測装置 - Google Patents
非接触形状計測装置Info
- Publication number
- JPH06103169B2 JPH06103169B2 JP62167500A JP16750087A JPH06103169B2 JP H06103169 B2 JPH06103169 B2 JP H06103169B2 JP 62167500 A JP62167500 A JP 62167500A JP 16750087 A JP16750087 A JP 16750087A JP H06103169 B2 JPH06103169 B2 JP H06103169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- inspected
- measurement
- parallel
- optical axis
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば鏡面加工された物体の外形形状計測
を行なう非接触形状計測装置に関する。
を行なう非接触形状計測装置に関する。
従来、この種の非接触形状計測装置は、干渉機構とオー
トコリメーシヨン機構とがそれぞれ独立に配置され、か
つ単独で機能するものである。
トコリメーシヨン機構とがそれぞれ独立に配置され、か
つ単独で機能するものである。
このため、実際における測定にあつては、被検物体と各
機構との幾何学的配置、たとえば光軸と被計測面との直
角度及び平行度を定量的に特定して行う必要のあつたも
のである。
機構との幾何学的配置、たとえば光軸と被計測面との直
角度及び平行度を定量的に特定して行う必要のあつたも
のである。
しかし、被検物体と各機構との幾何学的配置は、その操
作に手間がかかり、しかも正確に行ない得ない場合もあ
り、測定精度を低下させるということがあつた。
作に手間がかかり、しかも正確に行ない得ない場合もあ
り、測定精度を低下させるということがあつた。
特に、偏心測定にあつては、被検物体を測定光軸を回転
させて測定しなければならず、この場合においても測定
の定量化が困難であつた。
させて測定しなければならず、この場合においても測定
の定量化が困難であつた。
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであ
り、この目的とするところのものは、被検物体を測定時
に載置るだけで多項目の形状測定が同時にでき、しかも
短時間に測定ができるようにした非接触形状計測装置を
提供するにある。
り、この目的とするところのものは、被検物体を測定時
に載置るだけで多項目の形状測定が同時にでき、しかも
短時間に測定ができるようにした非接触形状計測装置を
提供するにある。
このような目的を達成するために、本発明は、干渉光学
系と、この干渉光学系の光軸と同一の光軸を有するよう
に前記干渉光学系に対して固定配置されたオートコリメ
ーシヨン光学系と、前記干渉光学系とオートコリメーシ
ヨン光学系との間に配置された被検物体載置台とを備
え、前記被検物体載置台は、その被検物体載置台を前記
光軸と平行方向、被検物体載置台に対して垂直方向、及
び前記方向と直角をなす方向に移動し得るステージ機
構、前記被検物体載置台を少なくとも180゜反転し得る
回転機構を備えてなることを特徴とするものである。
系と、この干渉光学系の光軸と同一の光軸を有するよう
に前記干渉光学系に対して固定配置されたオートコリメ
ーシヨン光学系と、前記干渉光学系とオートコリメーシ
ヨン光学系との間に配置された被検物体載置台とを備
え、前記被検物体載置台は、その被検物体載置台を前記
光軸と平行方向、被検物体載置台に対して垂直方向、及
び前記方向と直角をなす方向に移動し得るステージ機
構、前記被検物体載置台を少なくとも180゜反転し得る
回転機構を備えてなることを特徴とするものである。
このようにすれば、被検物体をその載置台に載置させ、
ステージ機構により所定の位置に位置づけ（光軸に対し
て）、たとえば干渉光学系による計測を行い、その後に
おいて、回転機構による180゜反転操作で、オートコリ
メーシヨン光学系による計測ができる。
ステージ機構により所定の位置に位置づけ（光軸に対し
て）、たとえば干渉光学系による計測を行い、その後に
おいて、回転機構による180゜反転操作で、オートコリ
メーシヨン光学系による計測ができる。
第１図は、本発明による非接触形状計測装置の一実施例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
同図において、被検物体１を介し、相対的にオートコリ
メーシヨン光学系30と干渉光学系40とが配置されてい
る。
メーシヨン光学系30と干渉光学系40とが配置されてい
る。
前記干渉光学系40は次に示すようにして構成されてい
る。レーザ発振器12があり、このレーザ発振器12から発
振されて照射されたレーザ光は、集光拡散レンズ13,ピ
ンホールによつて拡げられ、ハーフミラー15,コリメー
タレンズ16を介して基準レンズ17に照射されるようにな
つている。そして、この基準レンズ17を通過したレーザ
光は前記被検物体１側の任意の一点で集光するようにな
つており、この集光点と前記被検物体１の曲率中心が一
致した場合、前記レーザ光は被検物体１の測定面で反射
し、再び前記基準レンズ17に戻るようになつている。
る。レーザ発振器12があり、このレーザ発振器12から発
振されて照射されたレーザ光は、集光拡散レンズ13,ピ
ンホールによつて拡げられ、ハーフミラー15,コリメー
タレンズ16を介して基準レンズ17に照射されるようにな
つている。そして、この基準レンズ17を通過したレーザ
光は前記被検物体１側の任意の一点で集光するようにな
つており、この集光点と前記被検物体１の曲率中心が一
致した場合、前記レーザ光は被検物体１の測定面で反射
し、再び前記基準レンズ17に戻るようになつている。
これにより、測定面に到達する前の光と上記反射してき
た光の重ね合わせにより、干渉縞が生じ、この干渉縞は
ハーフミラー15,結像レンズ18、および撮像管19を介し
てTVモニタ20によつて観察されるようになつている。
た光の重ね合わせにより、干渉縞が生じ、この干渉縞は
ハーフミラー15,結像レンズ18、および撮像管19を介し
てTVモニタ20によつて観察されるようになつている。
前記オートコリメーシヨン光学系30は次に示すようにし
て構成されている。たとえばハロゲンランプからなる光
源２があり、この光源２から出た光はコリメータレンズ
３を介して色ガラスフイルター４で特定の波長の光のみ
を通過するようになつている。前記色ガラスフイルター
４は、レーザ光の波長と同波長を有する光をカツトする
ようになつており、前記干渉光学系40側に影響を与えな
いようになつている。この色ガラスフイルター４を通過
して光は、集光レンズ5,投光チヤート６を介してコリメ
ータレンズ８に到達し平行光を得るようになつている。
この平行光は平面を持つ被検物体１に照射されそれによ
る反射光は再びコリメータレンズ８に入射され往路を逆
行して進みハーフミラー７で撮像管10の方向に曲げら
れ、前記投光チヤート６と共役な位置に結像されるよう
になつている。また、この像は撮像管10を介してTVモニ
タ11で観測されるようになつている。
て構成されている。たとえばハロゲンランプからなる光
源２があり、この光源２から出た光はコリメータレンズ
３を介して色ガラスフイルター４で特定の波長の光のみ
を通過するようになつている。前記色ガラスフイルター
４は、レーザ光の波長と同波長を有する光をカツトする
ようになつており、前記干渉光学系40側に影響を与えな
いようになつている。この色ガラスフイルター４を通過
して光は、集光レンズ5,投光チヤート６を介してコリメ
ータレンズ８に到達し平行光を得るようになつている。
この平行光は平面を持つ被検物体１に照射されそれによ
る反射光は再びコリメータレンズ８に入射され往路を逆
行して進みハーフミラー７で撮像管10の方向に曲げら
れ、前記投光チヤート６と共役な位置に結像されるよう
になつている。また、この像は撮像管10を介してTVモニ
タ11で観測されるようになつている。
さらに、前記被検物体１とコリメータレンズ８との間に
は、顕微コリメータレンズ９が配置され、この顕微コリ
メータレンズ９により被検物体１側に焦点を結ぶように
なつており、この焦点が曲率をもつた被検物体１の曲率
中心と一致すると、焦光光は被検面で反射し再び顕微コ
リメータ9,コリメータレンズ8,ハーフミラー７を介し撮
影管10上に結像されるようになつている。
は、顕微コリメータレンズ９が配置され、この顕微コリ
メータレンズ９により被検物体１側に焦点を結ぶように
なつており、この焦点が曲率をもつた被検物体１の曲率
中心と一致すると、焦光光は被検面で反射し再び顕微コ
リメータ9,コリメータレンズ8,ハーフミラー７を介し撮
影管10上に結像されるようになつている。
次に、前記被検物体１が載置される保持移動部について
説明する。この保持移動部は前記被検物体１を直接載置
するホルダ22,このホルダ22下に設けられた反転機構23,
さらにこの反転機構23下に設けられたステージ機構24と
から構成されている。前記ホルダ22の上面には前記被検
物体１を置くためのＶ溝が形成されており、このＶ溝は
前記オートコリメーシヨン光学系30と干渉光学系40の共
通する光軸と平行になつている。また、前記ホルダ22の
測面には前記Ｖ溝と直交してかつ互いに平行となるよう
２つの平行平板21が設けられている。さらに前記ホルダ
22は前記光軸に対し垂直な軸を中心軸として前記反転機
構23により180゜反転できるようになつている。また、
前記ステージ機構24は前記光軸と平行する一軸を直角座
標の一軸とした場合３軸方向に移動できるようになつて
いる。この各軸の移動は図示しないマイクロメータヘツ
ドにより行なうようになつており、この際の３軸方向の
各移動量は図示しない変位センサで読み取られ、表示器
25に１μｍオーダでデイジタル表示されるようになつて
いる。また表示器25はOFFセツトできるもので、任意の
点からの移動量をも判るようになつている。
説明する。この保持移動部は前記被検物体１を直接載置
するホルダ22,このホルダ22下に設けられた反転機構23,
さらにこの反転機構23下に設けられたステージ機構24と
から構成されている。前記ホルダ22の上面には前記被検
物体１を置くためのＶ溝が形成されており、このＶ溝は
前記オートコリメーシヨン光学系30と干渉光学系40の共
通する光軸と平行になつている。また、前記ホルダ22の
測面には前記Ｖ溝と直交してかつ互いに平行となるよう
２つの平行平板21が設けられている。さらに前記ホルダ
22は前記光軸に対し垂直な軸を中心軸として前記反転機
構23により180゜反転できるようになつている。また、
前記ステージ機構24は前記光軸と平行する一軸を直角座
標の一軸とした場合３軸方向に移動できるようになつて
いる。この各軸の移動は図示しないマイクロメータヘツ
ドにより行なうようになつており、この際の３軸方向の
各移動量は図示しない変位センサで読み取られ、表示器
25に１μｍオーダでデイジタル表示されるようになつて
いる。また表示器25はOFFセツトできるもので、任意の
点からの移動量をも判るようになつている。
このように構成した非接触形状計測装置においては、被
検物体１を介し、相対的に、干渉光学系40と特殊なオー
トコリメーシヨン光学系30が可及的に一線上になる様に
配置してある。また、被検物体１と三次元的に移動し、
その時の移動量を測定できるステージ機構24と、被検物
体１を光軸に垂直な任意の一軸を中心に反転できる反転
機構を備えている。被検物体１の保持は、ステージ上に
設置されたホルダーで行なつている。このホルダーはＶ
溝になつており各面と測定光軸が可及的に平行にしてあ
り、被検物体１を置いたときに被検物体１の外周が測定
光軸に平行になるようになつている。ここで干渉光学系
40と特守なオートコリメーシヨン光学系30の光軸とホル
ダーのＶ溝との平行は、予め、別の手段で調整してあ
る。更にステージ機構は、直角座標の一軸を測定光軸に
可及的に平行になるように配置しており、三軸は独自に
移動可能になつている。また、両光学系30,41はお互い
の影響をなくすため測定光の波長を変えており、光学系
の切替操作は不用で同時使用が可能である。測定項目に
より使用光学系を決定するが、主に、面精度，曲率半
径，被検物体の厚さの測定は干渉光学系40側を使用し、
偏心，直角度の測定は、特殊なオートコリメーシヨン光
学系30側を使用している。
検物体１を介し、相対的に、干渉光学系40と特殊なオー
トコリメーシヨン光学系30が可及的に一線上になる様に
配置してある。また、被検物体１と三次元的に移動し、
その時の移動量を測定できるステージ機構24と、被検物
体１を光軸に垂直な任意の一軸を中心に反転できる反転
機構を備えている。被検物体１の保持は、ステージ上に
設置されたホルダーで行なつている。このホルダーはＶ
溝になつており各面と測定光軸が可及的に平行にしてあ
り、被検物体１を置いたときに被検物体１の外周が測定
光軸に平行になるようになつている。ここで干渉光学系
40と特守なオートコリメーシヨン光学系30の光軸とホル
ダーのＶ溝との平行は、予め、別の手段で調整してあ
る。更にステージ機構は、直角座標の一軸を測定光軸に
可及的に平行になるように配置しており、三軸は独自に
移動可能になつている。また、両光学系30,41はお互い
の影響をなくすため測定光の波長を変えており、光学系
の切替操作は不用で同時使用が可能である。測定項目に
より使用光学系を決定するが、主に、面精度，曲率半
径，被検物体の厚さの測定は干渉光学系40側を使用し、
偏心，直角度の測定は、特殊なオートコリメーシヨン光
学系30側を使用している。
実際の測定では、被検物体をホルダー上に任意に置くだ
けで、後は、ステージを各測定項目の測定手順に従つて
操作すれば、上記測定項目を短時間で測定でき、被検物
体の測定機へのセツテイングの手間を一切省くことがで
きるようになる。
けで、後は、ステージを各測定項目の測定手順に従つて
操作すれば、上記測定項目を短時間で測定でき、被検物
体の測定機へのセツテイングの手間を一切省くことがで
きるようになる。
また、オートコリメーシヨン光学系30と被検物体１との
間の平行光路内に顕微コリメータレンズ９を平行光線と
共存させて配置している。オートコリメーシヨン光学系
30を出た平行光線の一部は、直接ホルダーの側面に設置
された平行平板31に届く。この平平板21は、測定光軸に
垂直な回転軸を挟んで二つ設けてあり、お互いに平行を
維持し、しかも、ホルダーの被検物体取り付け面と垂直
に配置してある。また、反転機構23は、回転軸を中心に
被検物体１を含むホルダー、平行平板21が180゜反転で
きるようになつている。平行光路内の顕微コリメータレ
ンズ９から出射した光は、任意の一点で集光する。この
集光点に被検物体１の測定曲率中心が合致するようにス
テージ機構24を移動する。この時の被検物体１の表面か
らの反転光と、平行平板21からの反転光は再び往路を逆
光し、ハーフミラー７で撮像管10側に曲げられ、撮像管
上の結像点で集光する。ここで、予め、真球によりモニ
タを観測しながら測定光軸座標を決めておき、その後、
外形を計つておいた被検物体の反射光のずれ量を測定す
ることで、被検物体を測定光軸を中心に回転させること
なく、偏心が容易に計れる。
間の平行光路内に顕微コリメータレンズ９を平行光線と
共存させて配置している。オートコリメーシヨン光学系
30を出た平行光線の一部は、直接ホルダーの側面に設置
された平行平板31に届く。この平平板21は、測定光軸に
垂直な回転軸を挟んで二つ設けてあり、お互いに平行を
維持し、しかも、ホルダーの被検物体取り付け面と垂直
に配置してある。また、反転機構23は、回転軸を中心に
被検物体１を含むホルダー、平行平板21が180゜反転で
きるようになつている。平行光路内の顕微コリメータレ
ンズ９から出射した光は、任意の一点で集光する。この
集光点に被検物体１の測定曲率中心が合致するようにス
テージ機構24を移動する。この時の被検物体１の表面か
らの反転光と、平行平板21からの反転光は再び往路を逆
光し、ハーフミラー７で撮像管10側に曲げられ、撮像管
上の結像点で集光する。ここで、予め、真球によりモニ
タを観測しながら測定光軸座標を決めておき、その後、
外形を計つておいた被検物体の反射光のずれ量を測定す
ることで、被検物体を測定光軸を中心に回転させること
なく、偏心が容易に計れる。
更に、平行平板を設けたことで、ステージが測定光軸に
対して平行に移動しているか、また、反転したとき確実
に180゜回転したかを確認することができるようにな
る。例えば、ステージの光軸方向移動が測定光軸に対し
平行でないと、ステージの移動につれ平行平板からの反
射光の集光点がズレを生じる。また、反転したときのそ
れぞれの平行平板からの反射光が同一点で集光するかを
見れば、180゜反転が確実に行われたか確認することが
でき、これにより測定機の自己校正が測定と同時に簡単
にできるようになる。
対して平行に移動しているか、また、反転したとき確実
に180゜回転したかを確認することができるようにな
る。例えば、ステージの光軸方向移動が測定光軸に対し
平行でないと、ステージの移動につれ平行平板からの反
射光の集光点がズレを生じる。また、反転したときのそ
れぞれの平行平板からの反射光が同一点で集光するかを
見れば、180゜反転が確実に行われたか確認することが
でき、これにより測定機の自己校正が測定と同時に簡単
にできるようになる。
以上説明したことから明らかなように、本発明による光
接触形状計測装置によれば、被検物体を測定機に載置す
るだけで多項目の形状測定が同時にでき、しかも短時間
に測定ができるようになる。
接触形状計測装置によれば、被検物体を測定機に載置す
るだけで多項目の形状測定が同時にでき、しかも短時間
に測定ができるようになる。
第１図は、本発明による非接触形状計測装置の一実施例
を示す構成図である。 １……被検物体、２……光源、３……コリメータレン
ズ、４……色ガラスフイルター、５……集光レンズ、６
……投光チヤート、７……ハーフミラー、８……コリメ
ータレンズ、９……顕微コリメータレンズ、10……撮像
管、11……TVモニタ、12……レーザ発振器、13……集光
拡散レンズ、14……ピンホール、15……ハーフミラー、
16……コリメータレンズ、17……基準レンズ、18……結
像レンズ、19……撮像管、20……TVモニタ、21……平行
平板、22……ホルダー、23……反転機構、24……ステー
ジ機構、25……表示器、30……オートコリメーシヨン光
学系、40……干渉光学系。
を示す構成図である。 １……被検物体、２……光源、３……コリメータレン
ズ、４……色ガラスフイルター、５……集光レンズ、６
……投光チヤート、７……ハーフミラー、８……コリメ
ータレンズ、９……顕微コリメータレンズ、10……撮像
管、11……TVモニタ、12……レーザ発振器、13……集光
拡散レンズ、14……ピンホール、15……ハーフミラー、
16……コリメータレンズ、17……基準レンズ、18……結
像レンズ、19……撮像管、20……TVモニタ、21……平行
平板、22……ホルダー、23……反転機構、24……ステー
ジ機構、25……表示器、30……オートコリメーシヨン光
学系、40……干渉光学系。
Claims (1)
- 【請求項１】干渉光学系と、この干渉光学系の光軸と同
一の光軸を有するように前記干渉光学系に対して固定配
置されたオートコリメーシヨン光学系と、前記干渉光学
系とオートコリメーシヨン光学系との間に配置された被
検物体載置台とを備え、前記被検物体載置台は、その被
検物体載置台を前記光軸と平行方向被検物体載置台に対
して垂直方向、及び前記各方向と直角をなす方向に移動
し得るステージ機構、前記被検物体載置台を少なくとも
180゜反転し得る回転機構を備えてなることを特徴とす
る非接触形状計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167500A JPH06103169B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 非接触形状計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167500A JPH06103169B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 非接触形状計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6412211A JPS6412211A (en) | 1989-01-17 |
| JPH06103169B2 true JPH06103169B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=15850835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167500A Expired - Lifetime JPH06103169B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 非接触形状計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103169B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020071060A (ja) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置 |
| CN109579736B (zh) * | 2018-12-14 | 2025-03-14 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 精密工件的圆柱度非接触式测量装置及方法 |
-
1987
- 1987-07-03 JP JP62167500A patent/JPH06103169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6412211A (en) | 1989-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5059022A (en) | Device for measuring radius of curvature and a method thereof | |
| JP2771546B2 (ja) | 孔内面測定装置 | |
| JP3354675B2 (ja) | 円周面形状測定方法 | |
| JP4751156B2 (ja) | オートコリメータ及びそれを用いた角度測定装置 | |
| JPH06103169B2 (ja) | 非接触形状計測装置 | |
| JPS62502421A (ja) | 二次元の対象物を整向、検査及び／または測定するための装置 | |
| JPS62106310A (ja) | 平行平面板の平行度測定装置 | |
| JP2672718B2 (ja) | 屈折率測定方法及び装置 | |
| JP2000205998A (ja) | 反射偏芯測定装置 | |
| JPH0814854A (ja) | 計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測 方法 | |
| KR910007629Y1 (ko) | 렌즈 초점거리 측정장치 | |
| JPH08166209A (ja) | 多面鏡評価装置 | |
| JP2000230883A (ja) | 偏芯測定装置及びその調整方法 | |
| JP2527176B2 (ja) | 縞走査シアリング干渉測定装置 | |
| JPS6052371B2 (ja) | 焦点位置測定装置 | |
| US3799673A (en) | Scatterplate interferometer | |
| JP2678473B2 (ja) | アナモフィックレンズの測定装置 | |
| JPH08304721A (ja) | 走査光学装置 | |
| JP3618995B2 (ja) | 偏心測定方法及び偏心測定装置 | |
| JPH08122238A (ja) | ビッカース硬さ試験機 | |
| JPS6110164Y2 (ja) | ||
| JP2657405B2 (ja) | アナモフィックレンズの測定方法 | |
| JP2671479B2 (ja) | 面形状測定装置 | |
| JP3282296B2 (ja) | シリンドリカル光学素子測定用ホログラム干渉計装置 | |
| JPH0315127B2 (ja) |