JPH0769152B2 - Shape measuring device - Google Patents
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- JPH0769152B2 JPH0769152B2 JP2071422A JP7142290A JPH0769152B2 JP H0769152 B2 JPH0769152 B2 JP H0769152B2 JP 2071422 A JP2071422 A JP 2071422A JP 7142290 A JP7142290 A JP 7142290A JP H0769152 B2 JPH0769152 B2 JP H0769152B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜本発明の産業上の利用分野＞ 本発明は、被測定物に照射したビーム光の照射点位置を
受光検出する光変位センサを、被測定物に対して相対移
動して、被測定物の形状を測定する形状測定装置に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application of the Present Invention> The present invention relates to an optical displacement sensor that receives and detects an irradiation point position of a beam of light that irradiates an object to be measured relative to the object to be measured. In addition, the present invention relates to a shape measuring device for measuring the shape of an object to be measured.
＜従来技術＞ 物体の形状を測定する装置として、物体表面に直接セン
サを接触させて物体表面に傷を付ける恐れのある接触式
の装置に代わって、光ビームを物体の表面に照射してそ
の照射点の位置変化を受光検出する非接触式の装置が近
年多く用いられている。<Prior Art> As a device for measuring the shape of an object, instead of a contact-type device that may damage the surface of the object by directly contacting the sensor with the surface of the object, the surface of the object is irradiated with a light beam In recent years, a non-contact type device that receives and detects a change in the position of an irradiation point has been widely used.
第10図はこの形状測定装置の構成を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of this shape measuring apparatus.
第10図において、１は第１の基台、２は第１の基台１上
を矢印Ｙ方向に移動可能なＹステージ、３はＹステージ
２の移動量を検出するＹ移動量検出器、４はＹステージ
２を移動するための駆動装置である。In FIG. 10, 1 is a first base, 2 is a Y stage movable on the first base 1 in the arrow Y direction, 3 is a Y movement amount detector for detecting the movement amount of the Y stage 2, Reference numeral 4 is a drive device for moving the Y stage 2.
５はＹステージ２上を矢印Ｙと直交する矢印Ｘ方向に移
動可能なＸステージ、６はＸステージ５の移動量を検出
するＸ移動量検出器、７はＸステージ５を移動するため
の駆動装置である。Reference numeral 5 denotes an X stage that can move on the Y stage 2 in the arrow X direction orthogonal to the arrow Y, 6 denotes an X movement amount detector that detects the movement amount of the X stage 5, and 7 denotes a drive for moving the X stage 5. It is a device.
８は第１の基台１上に立設された第２の基台であり、第
１の基台１と直交する面8aには、矢印Ｘ、Ｙと直交する
矢印Ｚ方向に移動可能なＺステージ９が設けられてい
る。Reference numeral 8 is a second base that is erected on the first base 1, and can move in a direction Z that is orthogonal to the arrows X and Y on a surface 8a that is orthogonal to the first base 1. A Z stage 9 is provided.
10はＺステージ９の移動量を検出するＺ移動量検出器、
11はＺステージ９を移動するための駆動装置である。10 is a Z movement amount detector for detecting the movement amount of the Z stage 9,
Reference numeral 11 is a drive device for moving the Z stage 9.
このＺステージ９には光変位センサ20が取付けられてい
る。An optical displacement sensor 20 is attached to this Z stage 9.
この光変位センサ20はＸステージ５上に載置された被測
定物Ｗの表面Waに光ビームを照射し、照射点からの反射
光を受光することにより照射点の変位を検出する。The optical displacement sensor 20 irradiates the surface Wa of the object to be measured W mounted on the X stage 5 with a light beam and receives the reflected light from the irradiation point to detect the displacement of the irradiation point.
第11図はこの光変位センサ20の変位検出の原理を示す図
である。FIG. 11 is a diagram showing the principle of displacement detection of the optical displacement sensor 20.
光源21から放射された光ビームは投光レンズ22で絞られ
て光変位センサ20の端部20aから所定距離l0の被測定物
表面に照射され、基準位置Ｐで照射点をつくる。The light beam emitted from the light source 21 is focused by the light projecting lens 22 and irradiated on the surface of the object to be measured at a predetermined distance l 0 from the end 20a of the optical displacement sensor 20 to form an irradiation point at the reference position P.
この照射点から反射または散乱した光ビームは結像レン
ズ23で集光され、光検出素子24上の位置Ｋに照射点の像
をつくる。The light beam reflected or scattered from this irradiation point is condensed by the imaging lens 23 and forms an image of the irradiation point at the position K on the photodetector 24.
この像は被測定物が上下に移動すると光検出素子24上を
移動し、この移動量に対応した変位信号が光検出素子24
から出力される。This image moves on the photodetector element 24 when the object to be measured moves up and down, and a displacement signal corresponding to this amount of movement causes the photodetector element 24 to
Is output from.
即ち、光ビームの照射点位置が基準位置ＰよりΔｌだけ
高い位置Ｑにあるときはこの変位距離（＋Δｌ）に対応
した信号を出力し、照射点位置が基準位置ＰよりΔｌだ
け低い位置Ｒにあるときはこの変位距離（−Δｌ）に対
応した信号を出力する。That is, when the irradiation point position of the light beam is at a position Q higher than the reference position P by Δl, a signal corresponding to this displacement distance (+ Δl) is output, and the irradiation point position is set to a position R lower than the reference position P by Δl. At some time, a signal corresponding to this displacement distance (-Δl) is output.
したがって、光変位センサ20の変位出力が所定値（例え
ばゼロ）となるある位置を、Ｙステージ２、Ｘステージ
５およびＺステージ９の原点座標に設定すれば、Ｘ、Ｙ
ステージの移動にともなう被測定物の表面Waの照射点の
位置変化を各移動量検出器３、６、10および光変位セン
サ20の変位出力から座標データとして求めることがき
る。Therefore, if a position where the displacement output of the optical displacement sensor 20 reaches a predetermined value (for example, zero) is set as the origin coordinates of the Y stage 2, the X stage 5, and the Z stage 9, X, Y
The position change of the irradiation point on the surface Wa of the object to be measured due to the movement of the stage can be obtained as coordinate data from the displacement outputs of the movement amount detectors 3, 6, 10 and the optical displacement sensor 20.
なお第11図において、25は光変位センサ20内に設けられ
たテレビカメラであり、照射点を含む測定表面の所定領
域をモニタテレビに表示させて実際の照射点位置を視認
できるようにしている。In FIG. 11, reference numeral 25 is a television camera provided in the optical displacement sensor 20, and a predetermined area of the measurement surface including the irradiation point is displayed on the monitor television so that the actual irradiation point position can be visually recognized. .
また、第10図において26は照射点近傍を通り、Ｚ軸に沿
った回転軸で光変位センサ20を回転させる回転装置、27
はその回転角を検出する角度検出器である。Further, in FIG. 10, reference numeral 26 denotes a rotating device that rotates the optical displacement sensor 20 on a rotation axis passing through the vicinity of the irradiation point and along the Z axis, and 27.
Is an angle detector for detecting the rotation angle.
第12図はこの形状測定装置の制御部の構成を示してい
る。FIG. 12 shows the configuration of the control unit of this shape measuring apparatus.
第12図において30は測定制御手段であり、予め測定ルー
ト、測定ピッチや測定移動速度等の測定条件を設定し
て、その設定した条件に対応した制御信号を出力する。In FIG. 12, reference numeral 30 denotes a measurement control means, which sets measurement conditions such as a measurement route, a measurement pitch and a measurement moving speed in advance, and outputs a control signal corresponding to the set conditions.
31は測定制御手段30からの制御信号に応じてXYステージ
の移動制御を行なうステージ制御手段、32、33はステー
ジ制御手段31からの信号によってそれぞれＸステージ
５、Ｙステージ２を駆動する駆動回路である。Reference numeral 31 is a stage control means for controlling the movement of the XY stage in response to a control signal from the measurement control means 30, and 32 and 33 are drive circuits for driving the X stage 5 and the Y stage 2 in response to signals from the stage control means 31, respectively. is there.
34は光変位センサ20からの変位出力Δｌが所定範囲内か
ら逸脱したとき、駆動回路35によって変位出力Δｌがゼ
ロに近づく方向にＺステージ９を駆動させるオートフォ
ーカス回路である。Reference numeral 34 is an autofocus circuit that drives the Z stage 9 in a direction in which the displacement output Δl approaches zero by the drive circuit 35 when the displacement output Δl from the optical displacement sensor 20 deviates from a predetermined range.
37はＺ移動量検出器10の出力と光変位センサ20からの変
位出力とを加算する演算器、38は、Ｙ移動量検出器３、
Ｘ移動量検出器６および演算器37からの出力を１つの３
次元座標データとして順次記憶する形状データ記憶手段
である。37 is an arithmetic unit for adding the output of the Z movement amount detector 10 and the displacement output from the optical displacement sensor 20, 38 is the Y movement amount detector 3,
The output from the X movement amount detector 6 and the computing unit 37 is converted into one 3
A shape data storage means for sequentially storing as dimensional coordinate data.
39は、記憶された形状データから、被測定物の表面Wa全
体の形状や、測定表面Waの輪郭形状等を演算抽出するデ
ータ処理手段であり、測定された座標データや演算抽出
された輪郭形状等を表示装置40にグラフィック表示させ
る。Reference numeral 39 is a data processing means for calculating and extracting the shape of the entire surface Wa of the object to be measured and the contour shape of the measuring surface Wa from the stored shape data. And the like are displayed graphically on the display device 40.
41はXYステージを手動キー操作でそれぞれ移動させるた
めの手動ステージ操作手段、42は回転駆動回路43を介し
て光変位センサ20を任意に手動回転させる手動回転操作
手段である。Reference numeral 41 is a manual stage operation means for moving the XY stage by manual key operation, and 42 is a manual rotation operation means for arbitrarily manually rotating the optical displacement sensor 20 via a rotation drive circuit 43.
44は光変位センサ20内のテレビカメラ25からの影像信号
を受けて、照射点近傍の測定表面を表示するモニタテレ
ビである。Reference numeral 44 denotes a monitor television that receives a image signal from the television camera 25 in the optical displacement sensor 20 and displays the measurement surface near the irradiation point.
したがって、例えば第13図に示すように測定表面Waを平
行に走る測定ルートを予め設定すれば、この測定ルート
に沿った照射点の座標データが順次記憶され、このデー
タから表面Waの平坦度等を知ることができる。Therefore, for example, if a measurement route that runs in parallel on the measurement surface Wa is set in advance as shown in FIG. 13, coordinate data of irradiation points along this measurement route are sequentially stored, and the flatness of the surface Wa and the like from this data is stored. You can know.
また、第14図に示すように測定表面Waのエッジを横切る
ように測定すれば、この測定表面Waの輪郭形状を知るこ
とができる。Further, as shown in FIG. 14, if the measurement is performed so as to cross the edge of the measurement surface Wa, the contour shape of the measurement surface Wa can be known.
なお、この輪郭測定の場合、測定表面Waからステージ面
に移動した照射点の反射光を確実に受光するために、測
定表面Waの端辺に光変位センサ20の投光軸と受光軸とで
形成される面（以下、投受光面と記す）がほぼ平行にな
るように光変位センサ20を手動回転させて測定する。In the case of this contour measurement, in order to reliably receive the reflected light of the irradiation point moved from the measurement surface Wa to the stage surface, the projection axis and the light receiving axis of the optical displacement sensor 20 are provided at the edge of the measurement surface Wa. Measurement is performed by manually rotating the optical displacement sensor 20 so that the formed surface (hereinafter referred to as the light emitting / receiving surface) is substantially parallel.
＜解決しようとする課題＞ しかしながら、このような構成の従来装置では次のよう
な解決すべき課題があった。<Problems to be Solved> However, the conventional device having such a configuration has the following problems to be solved.
（１）モニタテレビ44の画面を見ながら手動操作によっ
てXYステージを動かし、照射点の位置を所望する位置
（例えば画面上で上方の位置）に移動しようとしても、
光変位センサ20が基準の回転位置（第10図の回転位置）
に対して所定角度回転していると、照射点の測定表面に
対する相対移動方向は画面上でその所定角度分だけ異な
る方向へずれてしまう。(1) Even if the XY stage is moved by a manual operation while looking at the screen of the monitor TV 44 to move the position of the irradiation point to a desired position (for example, an upper position on the screen),
Optical displacement sensor 20 is the reference rotation position (rotation position in Fig. 10)
On the other hand, when the irradiation point is rotated by a predetermined angle, the relative movement direction of the irradiation point with respect to the measurement surface shifts to a different direction on the screen by the predetermined angle.
このため、光変位センサ20の角度を基準角に一度戻して
から照射点の位置決めを行なうか、Ｘ方向およびＹ方向
の手動操作を小刻みに行なって所望する位置に照射点を
移動するという非常に煩雑な作業が必要となる。For this reason, the irradiation point is moved to a desired position by returning the angle of the optical displacement sensor 20 to the reference angle and then positioning the irradiation point, or by manually performing manual operation in the X and Y directions. Complicated work is required.
（２）測定ルートのXY座標は、光変位センサ20の変位出
力がゼロとなる照射点の基準位置で設定されるが、前述
した光変位センサ20の検出原理（第11図）から所定の測
定範囲内では、測定ルート上のXY座標に対して照射点の
XY座標が僅かながらずれることになる。(2) The XY coordinate of the measurement route is set at the reference position of the irradiation point where the displacement output of the optical displacement sensor 20 becomes zero, but it is a predetermined measurement from the detection principle of the optical displacement sensor 20 (Fig. 11) described above. Within the range, the irradiation point
The XY coordinates will shift slightly.
このずれ量は、非常に小さいため、測定に要求される精
度によっては無視することもできるが、光変位センサ20
の回転軸が基準位置Ｐより離れていると、光変位センサ
20が回転したときに照射点の位置は設定された座標に対
して無視できない程大きな回転半径で移動してしまい、
測定精度が著しく低下してしまう。This displacement amount is very small and can be ignored depending on the accuracy required for measurement.
If the rotation axis of is away from the reference position P, the optical displacement sensor
When 20 rotates, the position of the irradiation point moves with a large radius of rotation that cannot be ignored with respect to the set coordinates,
The measurement accuracy will be significantly reduced.
このため、光変位センサ20および回転装置26の回転に対
する機械精度を非常に高くしなければならず高価でまた
困難な調整が必要となる。For this reason, the mechanical accuracy of the rotation of the optical displacement sensor 20 and the rotation device 26 must be made extremely high, and expensive and difficult adjustment is required.
（３）また、前述のように光変位センサ20の回転操作を
手動で行なっていたのでは、曲線状の輪郭を有する被測
定物の輪郭測定の際に何度も回転操作を行なわければな
らず非常に非能率的であった。(3) Further, as described above, since the rotation operation of the optical displacement sensor 20 is manually performed, it is necessary to perform the rotation operation many times when measuring the contour of the object having a curved contour. It was very inefficient.
（４）照射点のＺ軸方向の変位が光変位センサ20の所定
の測定範囲を越えようとすると、Ｚステージ９がこれに
追従して照射点と光変位センサ20との距離を所定距離に
戻すようにオートフォーカス回路34が作動するが、この
戻し動作には一定の時間が必要であるため、XYステージ
の移動速度が高速でその測定ルートのＺ方向の変位が大
きい場合、オートフォーカスの動作が追従できなくなる
恐れがある。(4) When the displacement of the irradiation point in the Z-axis direction exceeds the predetermined measurement range of the optical displacement sensor 20, the Z stage 9 follows this and sets the distance between the irradiation point and the optical displacement sensor 20 to the predetermined distance. The autofocus circuit 34 operates to return it, but this return operation requires a certain time. Therefore, when the moving speed of the XY stage is high and the displacement of the measurement route in the Z direction is large, the operation of the autofocus is performed. May not be able to follow.
このため、オートフォーカス回路34にはXYステージの考
えられる最高移動速度に対して追従可能な最大幅のしき
い値が設定されており、このしきい値の範囲を越えると
オートフォーカス動作が行なわれている。Therefore, the autofocus circuit 34 is set with a threshold of the maximum width that can follow the maximum possible moving speed of the XY stage, and if the range of this threshold is exceeded, the autofocus operation is performed. ing.
ところが、精密な測定を行なう場合、前記のように大き
なしきい値でXYステージを移動させると、前述した測定
ルートと実際の照射点とのXY座標のずれ量が無視できな
くなる。このずれ量は光変位センサ20の投光軸の角度と
変位出力から得られ、そのXY座標を補正することも可能
であるが、得られた結果は所望する測定ルート座標から
離れたものとなってしまう。However, when performing an accurate measurement, if the XY stage is moved with a large threshold value as described above, the amount of XY coordinate deviation between the measurement route and the actual irradiation point cannot be ignored. This shift amount is obtained from the angle of the projection axis of the optical displacement sensor 20 and the displacement output, and it is possible to correct the XY coordinate thereof, but the obtained result is far from the desired measurement route coordinate. Will end up.
（５）前述した外表面の輪郭測定において、測定表面の
コーナＲを測定する場合、従来は、ステージ上の位置決
めガイドに合わせて載置した被測定物のコーナを横切る
３つの測定ルートによりコーナ線上の３点の座標を求
め、その座標からコーナＲの中心座標を得る３点測定方
法で行なっていた。(5) In measuring the corner R of the measurement surface in the contour measurement of the outer surface described above, conventionally, on the corner line, there are three measurement routes that cross the corner of the object to be measured placed in accordance with the positioning guide on the stage. The three-point measuring method is used to obtain the coordinates of the three points and obtain the center coordinates of the corner R from the coordinates.
ところが、コーナＲが非常に小さい場合、前記３点測定
では誤差が大きくなり、しかも物品の位置の僅かなずれ
や、物品個々の外形寸法の違いによって予め設定した３
つの測定ルートのうちのいずれかあるいは全てが物品の
コーナ部分を横切らず、正しい測定が行なえなかった。However, when the corner R is very small, the error becomes large in the above-mentioned three-point measurement, and further, it is set in advance by a slight deviation of the position of the article or a difference in the outer dimension of each article.
Any or all of the two measurement routes did not cross the corners of the article and could not be measured correctly.
本発明はこれらの課題を解決した形状測定装置を提供す
ることを目的としている。An object of the present invention is to provide a shape measuring device that solves these problems.
＜課題を解決するための手段＞ 前記課題を解決するために本発明の形状測定装置は、 （１）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 手動キー操作を受けて、前記移動手段に移動信号を送出
する手動操作手段と、 モニタテレビと、 前記光変位センサに固定され、該光変位センサの照射点
を含む測定表面の画像を前記モニタテレビに表示させる
テレビカメラと、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記手動操作手段からの移動信号を、前記回転手段によ
る前記光変位センサの回転角で座標変換して前記移動手
段に送出し、前記モニタテレビの画像の移動方向と前記
手動操作手段による操作方向とを一致させる座標変換手
段とを備えている。<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the shape measuring apparatus of the present invention includes (1) irradiating a surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space with a light beam, and irradiating the surface with the light beam. An optical displacement sensor that is integrally formed so as to receive light from a point and detects the displacement of the irradiation point in the direction of the predetermined coordinate axis by the light receiving position; and the relative position between the optical displacement sensor and the object to be measured is the predetermined coordinate axis. Moving means for varying along a direction orthogonal to, manual operating means for sending a moving signal to the moving means in response to a manual key operation, a monitor television, and the optical displacement sensor fixed to the optical displacement sensor A television camera for displaying an image of the measurement surface including the irradiation points on the monitor television, and the optical displacement sensor, a rotation axis passing through the vicinity of a measurement reference point at which the displacement output has a predetermined value and parallel to the predetermined coordinate axis. And a moving signal from the manual operating means are converted into coordinates by the rotation angle of the optical displacement sensor by the rotating means and sent to the moving means, and the moving direction of the image on the monitor television and the moving direction. Coordinate conversion means for matching the operation direction of the manual operation means.
（２）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサの測定基準点の座標で規定される測定
ルート座標に対して、測定表面の照射点が、前記回転手
段により前記光変位センサの回転軸を中心にして移動し
たとき、該移動量分だけ前記測定ルート座標を補正する
回転補正手段とを備えている。(2) The surface of the object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to emit a light beam and receive light from the irradiation point, and the displacement of the irradiation point in the predetermined coordinate axis direction is measured. An optical displacement sensor that detects the light receiving position, a moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and the object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, and the displacement output of the optical displacement sensor is predetermined. Rotating means for rotating on a rotation axis parallel to the predetermined coordinate axis passing near the measurement reference point having a value, and irradiation of the measurement surface with respect to the measurement route coordinates defined by the coordinates of the measurement reference point of the optical displacement sensor. When the point moves about the rotation axis of the optical displacement sensor by the rotating means, the rotation correcting means corrects the measurement route coordinates by the moving amount.
（３）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサと被測定物の最新の相対移動方向を検
知し、前記光変位センサの投光軸と受光軸とで形成され
る面が前記最新の相対移動方向に対して直交するように
前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えている。(3) A surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to irradiate a light beam and receive light from the irradiation point, and the displacement of the irradiation point in the predetermined coordinate axis direction is determined. An optical displacement sensor that detects the light receiving position, a moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and the object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, and the displacement output of the optical displacement sensor is predetermined. Rotating means for rotating on a rotation axis parallel to the predetermined coordinate axis passing near the measurement reference point having a value, and detecting the latest relative movement direction of the optical displacement sensor and the measured object, and projecting the light by the optical displacement sensor. Rotation control means for controlling the rotation means such that a surface formed by the axis and the light receiving axis is orthogonal to the latest relative movement direction.
（４）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する第１の移動手段
と、 前記光変位センサと被測定物との距離を前記所定座標軸
に沿った方向で可変する第２の移動手段と、 前記光変位センサからの変位出力が所定しきい値範囲を
越えるとき、該変位出力が前記しきい値範囲内になる方
向に前記第２の移動手段を常に制御するオートフォーカ
ス手段と、 前記第１の移動手段による前記光変位センサと被測定物
との相対移動速度を検知し、前記オートフォーカス手段
のしきい値を前記相対移動速度に応じて可変するしきい
値可変手段とを備えている。(4) The surface of the object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to emit a light beam and receive light from the irradiation point, and the displacement of the irradiation point in the predetermined coordinate axis direction is measured. An optical displacement sensor that detects the light receiving position, a first moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and the object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, the optical displacement sensor and the object to be measured. Second moving means for varying the distance between the displacement distance and the distance in the direction along the predetermined coordinate axis, and when the displacement output from the optical displacement sensor exceeds a predetermined threshold range, the displacement output falls within the threshold range. The auto-moving means for always controlling the second moving means in the following direction, the relative moving speed of the optical displacement sensor and the object to be measured by the first moving means is detected, and the threshold value of the auto-focusing means is detected. The relative transfer And a threshold value changing means that changes according to the moving speed.
（５）所定の測定座標空間に置かれた被測定物の表面に
光ビームを照射し、該照射点からの光を受光するように
一体に形成され、前記照射点の所定座標軸方向の変位を
受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変する移動手段と、 図形表示手段と、 少なくとも前記光変位センサの変位出力と前記移動手段
の移動量に基づいて得られる測定表面の座標データから
前記光変位センサ側から見た測定表面の輪郭を前記図形
表示手段に表示させる輪郭表示手段と、 前記輪郭の図形データと被測定物の設計値に基づいて、
該輪郭のコーナの中心を通り該コーナを横切る測定ルー
トを算出するコーナ測定ルート算出手段と、 前記コーナ測定ルート算出手段によって算出された測定
ルートに沿って前記移動手段を制御し、この移動によっ
て得られる照射点の座標データから該コーナの曲率半径
を算出する曲率半径算出手段とを備えている。(5) The surface of the object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to irradiate a light beam and receive light from the irradiation point, and the displacement of the irradiation point in the predetermined coordinate axis direction is determined. An optical displacement sensor that detects the light receiving position, a moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and the object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, a graphic display unit, and at least the optical displacement sensor. Contour display means for displaying the contour of the measurement surface viewed from the optical displacement sensor side on the graphic display means from the coordinate data of the measurement surface obtained based on the displacement output and the movement amount of the moving means, and the graphic data of the contour. And based on the design value of the DUT,
A corner measurement route calculating means for calculating a measurement route passing through the center of the corner of the contour and crossing the corner; and a means for controlling the moving means along the measurement route calculated by the corner measurement route calculating means, which is obtained by this movement. And a radius-of-curvature calculating means for calculating the radius of curvature of the corner from the coordinate data of the irradiated point.
＜作用＞ したがって、（１）モニタテレビの画像は、光変位セン
サの回転角と無関係にその画面上で任意の方向に手動移
動することができる。<Operation> Therefore, (1) the image on the monitor television can be manually moved in an arbitrary direction on the screen regardless of the rotation angle of the optical displacement sensor.
（２）光変位センサの回転による照射点の位置ずれは、
測定基準点に対して補正される。(2) The displacement of the irradiation point due to the rotation of the optical displacement sensor
Corrected to the measurement reference point.
（３）光変位センサの投受光面は測定ルート方向に対し
て直交するように常に制御される。(3) The light emitting / receiving surface of the optical displacement sensor is always controlled so as to be orthogonal to the measurement route direction.
（４）オートフォーカスのしきい値は、ステージの移動
速度に追従して可変される。(4) The threshold value for autofocus is changed according to the moving speed of the stage.
（５）測定データから測定表面の輪郭線が図形表示さ
れ、入力設定値とこの図形データによりコーナの中心を
通る測定ルート座標が算出される。(5) The contour line of the measurement surface is graphically displayed from the measurement data, and the measurement route coordinates passing through the center of the corner are calculated based on the input set value and this graphical data.
＜本発明の実施例＞（第１〜９図） 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。<Embodiment of the present invention> (FIGS. 1 to 9) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は一実施例の制御部の構成を示すブロック図であ
り、前述（第12図）した従来装置と同一のものには同一
図番を付して説明を省略する。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control unit of one embodiment, and the same parts as those of the conventional device described above (FIG. 12) are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
第１図において、50は光変位センサ20の回転によるXY座
標の補正を行なう回転補正手段であり、予め測定された
光変位センサ20の投光角αおよび回転中心から光変位セ
ンサ20の基準位置までの距離ΔＬに基づいて、回転角θ
に対するXY座標の補正を行なう。In FIG. 1, reference numeral 50 is a rotation correction means for correcting the XY coordinates by the rotation of the optical displacement sensor 20, which is a light emitting angle α of the optical displacement sensor 20 measured in advance and the reference position of the optical displacement sensor 20 from the rotation center. Based on the distance ΔL to
Correct the XY coordinates for.
第２図は回転によるXY座標の位置ずれを示す図であり、
点線で示した測定ルートに対して、実際の照射点の位置
ＮがＸ軸方向にΔｒだけずれた状態で、光変位センサ20
がＺ軸に平行で基準位置ＰよりΔＬだけ離れた点Ｃを通
り線を回転軸としてθだけ回転して照射点の位置がＳに
移動したとする。FIG. 2 is a diagram showing the displacement of the XY coordinates due to rotation,
When the position N of the actual irradiation point is displaced by Δr in the X-axis direction with respect to the measurement route shown by the dotted line, the optical displacement sensor 20
Is passing through a point C parallel to the Z axis and separated from the reference position P by .DELTA.L, and is rotated by .theta. About a line as a rotation axis to move the position of the irradiation point to S.
回転補正手段50はＸ移動量検出器６およびＹ移動量検出
器３から得られる測定すべき測定ルート上の点Ｍの座標
（X0、Y0）即ち、光変位センサ20の基準位置ＰのXY座標
を、Ｓ点の座標（Ｘ′、Ｙ′）に次式の演算で補正す
る。The rotation correction means 50 detects the coordinates (X 0 , Y 0 ) of the point M on the measurement route to be measured obtained from the X movement amount detector 6 and the Y movement amount detector 3, that is, the reference position P of the optical displacement sensor 20. The XY coordinates are corrected to the coordinates (X ', Y') of the S point by the calculation of the following formula.
Ｘ′＝X0−ΔＬ＋R cosθ Ｙ′＝Y0＋R sinθ ただしＲ＝ΔＬ＋Δｒであり、Δｒは変位出力Δｌと投
光角αからΔｌ・tanαで得られるが、前述したように
Δｒが測定精度に影響を与えない程小さいとすればΔｒ
を無視してＲ＝ΔＬとする。X ′ = X 0 −ΔL + R cos θ Y ′ = Y 0 + R sin θ where R = ΔL + Δr, and Δr can be obtained from the displacement output Δl and the projection angle α as Δl · tanα. If it is small enough not to affect, Δr
Is ignored and R = ΔL.
このようにして補正された照射点のXY座標と加算器37か
らのＺ座標とは１組の３次元座標データとして形状デー
タ記憶手段38に記憶される。The XY coordinates of the irradiation point thus corrected and the Z coordinates from the adder 37 are stored in the shape data storage means 38 as a set of three-dimensional coordinate data.
51はスイッチ52のオン操作あるいは測定制御手段30から
の指令信号を受けて、形状データ記憶手段38に記憶され
た最も新しい２つの座標データより、測定ルートのXY座
標上の向きを検出し、光変位センサ20の投受光面がこの
向きと直交するために必要な駆動角Δθを算出して、こ
のΔθに対応した信号を出力する回転制御手段である。51 receives an ON operation of the switch 52 or receives a command signal from the measurement control means 30, detects the direction on the XY coordinate of the measurement route from the two newest coordinate data stored in the shape data storage means 38, and outputs the light. The rotation control means calculates a drive angle Δθ required for the light emitting / receiving surface of the displacement sensor 20 to be orthogonal to this direction, and outputs a signal corresponding to this Δθ.
第３図はこの回転制御手段51によって光変位センサ20の
回転角が変化する様子を示す図であり、最新の連続する
２つの測定点Sn、Sn+1のXY座標からその実際の測定ルー
トの方向角βが算出され、このときの光変位センサ20の
回転角θ（角度検出器25からの出力）と方向角βとによ
ってΔθを次式 Δθ＝（π/2）−θ−β で求め、このΔθに対応した信号を回転駆動回路43に出
力して、測定ルートの方向角βと光変位センサ20の投受
光面とが直交するように回転させる。FIG. 3 is a diagram showing how the rotation angle of the optical displacement sensor 20 is changed by the rotation control means 51, and the actual measurement is performed from the XY coordinates of the latest two consecutive measurement points S n and S n + 1. The direction angle β of the route is calculated, and Δθ is calculated by the following expression Δθ = (π / 2) −θ−β based on the rotation angle θ (output from the angle detector 25) of the optical displacement sensor 20 and the direction angle β at this time. Then, a signal corresponding to this Δθ is output to the rotation drive circuit 43 and rotated so that the direction angle β of the measurement route and the light emitting / receiving surface of the optical displacement sensor 20 are orthogonal to each other.
したがって、例えば手動操作によって曲線状の輪郭を測
定する場合に、測定したい方向に照射点を僅かに移動す
るだけで、光変位センサ20はこの方向に対応した向きに
自動的に回転して測定ルートに投受光面が直交する。Therefore, for example, when measuring a curved contour by manual operation, the optical displacement sensor 20 automatically rotates in a direction corresponding to this direction by simply moving the irradiation point slightly in the direction to be measured, and the measurement route. The light emitting and receiving surfaces are orthogonal to each other.
53は手動ステージ操作手段41からのXY移動信号を光変位
センサ20の回転角によって座標変換して、XYステージを
駆動させ、モニタテレビ44の画像の動きを、光変位セン
サ20の回転角に無関係に手動キーに対応させる座標変換
手段である。Reference numeral 53 is a coordinate conversion of the XY movement signal from the manual stage operating means 41 according to the rotation angle of the optical displacement sensor 20 to drive the XY stage, and the movement of the image on the monitor TV 44 is independent of the rotation angle of the optical displacement sensor 20. Is a coordinate conversion means corresponding to the manual key.
この座標変換手段53は、例えば第４図に示すようにテレ
ビモニタ44の画面に測定表面Waがθだけ傾いて表示され
ているとき、照射点Ｓの位置を画面上でＳ′（ｘ、ｙ）
に移動させるための移動信号（ｘ、ｙ）を手動ステージ
操作手段41から受けると、次式の座標変換 Ｘ＝x cosθ−y sinθ Ｙ＝x sinθ＋y cosθ を行なってステージ制御手段31に出力する。これによっ
て、照射点の位置Ｓはテレビモニタ44の画面上でＳ′に
向って一直線に相対移動することになる。The coordinate converting means 53 displays the position of the irradiation point S on the screen S ′ (x, y) when the measurement surface Wa is inclined by θ on the screen of the television monitor 44 as shown in FIG. 4, for example. )
When the movement signal (x, y) for moving to (1) is received from the manual stage operation means 41, the coordinate conversion X = x cos θ−y sin θ Y = x sin θ + y cos θ of the following equation is performed and output to the stage control means 31. As a result, the position S of the irradiation point moves in a straight line relative to S'on the screen of the television monitor 44.
54は、測定制御手段30からステージ制御手段31に対して
指定されるXYステージの移動速度を検出し、オートフォ
ーカス回路34のしきい値を速度に応じて可変させるしき
い値可変手段である。Reference numeral 54 is a threshold variable means for detecting the moving speed of the XY stage designated by the measurement control means 30 to the stage control means 31, and changing the threshold value of the autofocus circuit 34 according to the speed.
このしきい値可変手段54は、オートフォーカス回路34に
対してXYステージの移動速度が速い場合は、大きな幅の
しきい値を自動設定し、移動速度が遅い場合には、小さ
な幅のしきい値を自動設定する。This threshold value changing means 54 automatically sets a large width threshold value when the moving speed of the XY stage with respect to the autofocus circuit 34 is fast, and a small width threshold value when the moving speed is slow. The value is set automatically.
したがって、例えば第５図のようにXYステージに対して
一定の傾きを有する測定表面Waを点線で示す測定ルート
に従って測定する場合、高速測定のときは、第６図の
（ａ）に示すように、測定ルートに対して実線で示した
実際の照射点のルートは大きな蛇行幅で移動する。これ
に対して低速測定のときは、第６図の（ｂ）に示すよう
に、小さな蛇行幅で照射点のルートが移動することにな
り、高精度な測定が行なえる。Therefore, for example, when the measurement surface Wa having a constant inclination with respect to the XY stage is measured according to the measurement route indicated by the dotted line as shown in FIG. 5, during high-speed measurement, as shown in FIG. The actual irradiation point route indicated by the solid line with respect to the measurement route moves with a large meandering width. On the other hand, during low speed measurement, as shown in FIG. 6 (b), the route of the irradiation point moves with a small meandering width, so that highly accurate measurement can be performed.
データ処理手段55は前記同様に測定によって得られる形
状データの判定や予め指定された他の処理を測定制御手
段30の指示によって行ないその結果を表示装置40に表示
する。Similarly to the above, the data processing means 55 performs the determination of the shape data obtained by the measurement and other predesignated processing according to the instruction of the measurement control means 30, and displays the result on the display device 40.
ここで、このデータ処理手段55の輪郭測定の処理につい
て説明する。Here, the contour measuring process of the data processing means 55 will be described.
例えば第７図のように４辺ａ、ｂ、ｃ、ｄで構成される
ほぼ長方形の輪郭を有する被測定物の場合、各辺を横切
る複数の測定ルートを指示すれば測定ルートと交わる被
測定物表面Waのエッジの点（例えばa1、a2、……）が得
られ、この座標から各辺の輪郭データを求めることがで
きる。For example, in the case of an object to be measured having a substantially rectangular contour composed of four sides a, b, c, and d as shown in FIG. 7, if a plurality of measuring routes crossing each side are designated, the object to be measured intersecting the measuring route. Edge points (for example, a 1 , a 2 , ...) Of the object surface Wa are obtained, and the contour data of each side can be obtained from these coordinates.
コーナＲを測定する場合は、第８図に示すフローチャー
トに従って測定が行なわれる。When measuring the corner R, the measurement is performed according to the flowchart shown in FIG.
予め各辺ａ、ｂ、ｃ、ｄの輪郭データが得られていると
し、コーナＲの測定が指示されるとこの輪郭データから
各辺の輪郭線の式が演算され、表示装置40に図形表示さ
れる（ステップ１、２）。Assuming that the contour data of each side a, b, c, d has been obtained in advance, when the measurement of the corner R is instructed, the formula of the contour line of each side is calculated from this contour data, and the graphic display is performed on the display device 40. (Steps 1 and 2).
ここで測定したいコーナをはさむ２辺（例えばａ、ｂ）
が指示され、設計上のコーナＲの値Ｊと測定ルート長Ｕ
とが入力指示されると、第９図に示すように、辺ａ、ｂ
ではさまれる角を２等分する直線Ｅが算出される（ステ
ップ３〜７）。Two sides (eg a, b) that sandwich the corner you want to measure here
Is instructed, the value J of the corner R in the design and the measurement route length U
When and are input, as shown in FIG. 9, sides a, b
A straight line E that divides the angle between the two is calculated (steps 3 to 7).
次に線Ｅ上に中心を有し、半径Ｊで辺ａ、ｂに内接する
円弧と線Ｅとの交点Ｆ（即ち、設計上のコーナ中央のエ
ッジ点）の座標が算出され、この点Ｆによって測定ルー
ト長Ｕが２分される測定ルートの測定開始点U1と測定終
了点U2の座標が算出される（ステップ８、９）。Next, the coordinates of an intersection F (that is, an edge point at the corner of the design) of an arc having a center on the line E and inscribed in the sides a and b with a radius J and the line E is calculated. The coordinates of the measurement start point U 1 and the measurement end point U 2 of the measurement route that divides the measurement route length U into two are calculated (steps 8 and 9).
この測定ルートの座標データはステージ制御手段31に送
出され、照射点が点U1から点U2へ移動するようにXYステ
ージの駆動がなされ、この測定データは形状データ記憶
手段38に記憶される（ステップ10、11）。The coordinate data of this measurement route is sent to the stage control means 31, the XY stage is driven so that the irradiation point moves from the point U 1 to the point U 2 , and this measurement data is stored in the shape data storage means 38. (Steps 10 and 11).
記憶された測定データから、コーナ中央の実際のエッジ
点の座標が得られ、実際のコーナＲが算出される（ステ
ップ12）。From the stored measurement data, the coordinates of the actual edge point at the center of the corner are obtained, and the actual corner R is calculated (step 12).
＜本発明の効果＞ 本発明の形状測定装置は以上のように構成されているた
め、以下に述べる効果がある。<Effects of the Present Invention> Since the shape measuring apparatus of the present invention is configured as described above, it has the effects described below.
（１）光変位センサが基準角に対して任意の角度回転し
ていても、座標変換手段により光変位センサに固定され
たテレビカメラからテレビモニタに表示される照射点近
傍の映像画面上で所望する任意の位置に照射点を相対移
動することができ、照射点の位置決め作業が格段に容易
になる。(1) Even if the optical displacement sensor is rotated by an arbitrary angle with respect to the reference angle, it is desired on the video screen near the irradiation point displayed on the television monitor from the television camera fixed to the optical displacement sensor by the coordinate conversion means. The irradiation point can be moved relative to any desired position, and positioning work of the irradiation point becomes much easier.
（２）光変位センサの回転による照射点の位置ずれは、
回転補正手段によって座標補正されるため、測定された
座標データの誤差を格段に小さくすることができる。(2) The displacement of the irradiation point due to the rotation of the optical displacement sensor
Since the coordinates are corrected by the rotation correction means, the error in the measured coordinate data can be significantly reduced.
（３）回転制御手段により、測定ルートの方向に対して
最も有利な回転角（光変位センサの投受光面が測定ルー
トに直交する角度）で光変位センサを自動的に回転駆動
することができ、曲線状の輪郭測定等の作業が格段に能
率的になる。(3) The rotation control means can automatically drive the optical displacement sensor to rotate at the most advantageous rotation angle (angle at which the light emitting / receiving surface of the optical displacement sensor is orthogonal to the measurement route) with respect to the direction of the measurement route. , Work such as curved contour measurement becomes much more efficient.
（４）しきい値可変手段によりオートフォーカス回路の
しきい値をステージ移動速度に対応した値に自動可変で
きるようにしているため、低速時に測定ルートと実際の
照射点の移動座標との差の少ない精密な測定を行なうこ
とができる。(4) Since the threshold value of the autofocus circuit can be automatically changed by the threshold value changing means to a value corresponding to the stage moving speed, the difference between the moving coordinate of the measurement route and the actual moving point of the irradiation point can be calculated at low speed. A few precise measurements can be performed.
（５）測定座標データから測定表面の輪郭線を表示装置
に図形表示し、その図形データと入力設定値からコーナ
の中心を通る測定ルート座標を算出するコーナ測定ルー
ト算出手段を備えているため、被測定物の位置ずれや個
々の外形差によらず、容易に輪郭測定を行なえる。(5) Since the contour line of the measurement surface is graphically displayed on the display device from the measurement coordinate data and the corner measurement route calculating means for calculating the measurement route coordinates passing through the center of the corner from the graphic data and the input set value is provided, The contour can be easily measured without depending on the positional deviation of the object to be measured or individual difference in outer shape.
第１図は本発明の一実施例の制御部の構成を示すブロッ
ク図、第２図、第３図および第４図は一実施例の要部の
動作の説明図、第５図は被測定物と測定ルートの一例を
示す斜視図、第６図は第５図の測定ルートに対する一実
施例の動作を説明する平面図である。 第７図は一実施例の要部の動作の説明図、第８図は一実
施例の要部の処理手順を示すフローチャート図、第９図
は第８図の処理手順の説明図である。 第10図は従来装置の機構部を示す斜視図、第11図は従来
装置の要部の変位検出原理を説明するための図、第12図
は従来装置の制御部の構成を示すブロック図、第13図お
よび第14図は従来装置の測定動作を説明するための図で
ある。 ２……Ｙステージ、５……Ｘステージ、９……Ｚステー
ジ、20……光変位センサ、25……テレビカメラ、26……
回転装置、27……角度検出器、30……測定制御手段、31
……ステージ制御手段、34……オートフォーカス回路、
38……形状データ記憶手段、40……表示装置、41……手
動ステージ操作手段、42……手動回転操作手段、44……
モニタテレビ、50……回転補正手段、51……回転制御手
段、53……座標変換手段、54……しきい値可変手段、55
……データ処理手段。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a control unit of an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 3, and 4 are explanatory views of the operation of the main part of the embodiment, and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing an example of an object and a measurement route, and FIG. 6 is a plan view for explaining the operation of the embodiment with respect to the measurement route of FIG. FIG. 7 is an explanatory view of the operation of the main part of one embodiment, FIG. 8 is a flow chart showing the processing procedure of the main part of the one embodiment, and FIG. 9 is an explanatory view of the processing procedure of FIG. FIG. 10 is a perspective view showing a mechanism unit of a conventional device, FIG. 11 is a diagram for explaining a displacement detection principle of a main part of the conventional device, and FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a control unit of the conventional device, 13 and 14 are diagrams for explaining the measurement operation of the conventional device. 2 ... Y stage, 5 ... X stage, 9 ... Z stage, 20 ... Optical displacement sensor, 25 ... TV camera, 26 ...
Rotating device, 27 …… Angle detector, 30 …… Measurement control means, 31
...... Stage control means, 34 …… Auto focus circuit,
38 …… Shape data storage means, 40 …… Display device, 41 …… Manual stage operation means, 42 …… Manual rotation operation means, 44 ……
Monitor TV, 50 ... Rotation correction means, 51 ... Rotation control means, 53 ... Coordinate conversion means, 54 ... Threshold value changing means, 55
...... Data processing means.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−47209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−218007（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−67807（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-47209 (JP, A) JP-A-60-218007 (JP, A) JP-A-60-67807 (JP, A)
Claims (5)
表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 手動キー操作を受けて、前記移動手段に移動信号を送出
する手動操作手段と、 モニタテレビと、 前記光変位センサに固定され、該光変位センサの照射点
を含む測定表面の画像を前記モニタテレビに表示させる
テレビカメラと、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記手動操作手段からの移動信号を、前記回転手段によ
る前記光変位センサの回転角で座標変換して前記移動手
段に送出し、前記モニタテレビの画像の移動方向と前記
手動操作手段による操作方向とを一致させる座標変換手
段とを備えた形状測定装置。1. A surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to irradiate a light beam and receive light from the irradiation point. An optical displacement sensor that detects a displacement by a light receiving position, a moving unit that changes a relative position of the optical displacement sensor and an object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, and a manual key operation to perform the movement. A manual operation means for sending a movement signal to the means; a monitor television; a television camera fixed to the optical displacement sensor for displaying an image of a measurement surface including an irradiation point of the optical displacement sensor on the monitor television; Rotation means for rotating the displacement sensor on a rotation axis parallel to the predetermined coordinate axis passing near the measurement reference point where the displacement output has a predetermined value, and a movement signal from the manual operation means to the rotation means. The shape measuring device including coordinate conversion means for converting the coordinate with the rotation angle of the optical displacement sensor and sending the coordinate to the moving means so as to match the moving direction of the image on the monitor television with the operating direction by the manual operating means. .
表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサの測定基準点の座標で規定される測定
ルート座標に対して、測定表面の照射点が、前記回転手
段により前記光変位センサの回転軸を中心にして移動し
たとき、該移動量分だけ前記測定ルート座標を補正する
回転補正手段とを備えた形状測定装置。2. A surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to emit a light beam and receive light from the irradiation point. An optical displacement sensor that detects a displacement by a light receiving position, a moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and an object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, and the optical displacement sensor that outputs displacement thereof. Rotating means for rotating on a rotation axis parallel to the predetermined coordinate axis passing near the measurement reference point having a predetermined value, and a measurement surface for the measurement root coordinate defined by the coordinates of the measurement reference point of the optical displacement sensor. When the irradiation point is moved by the rotating means about the rotation axis of the optical displacement sensor, the shape measuring device is provided with a rotation correcting means for correcting the measurement route coordinates by the moving amount.
表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 前記光変位センサを、その変位出力が所定値となる測定
基準点の近傍を通り前記所定座標軸に平行な回転軸で回
転させる回転手段と、 前記光変位センサと被測定物の最新の相対移動方向を検
知し、前記光変位センサの投光軸と受光軸とで形成され
る面が前記最新の相対移動方向に対して直交するように
前記回転手段を制御する回転制御手段とを備えた形状測
定装置。3. A surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to irradiate a light beam and receive light from the irradiation point. An optical displacement sensor that detects a displacement by a light receiving position, a moving unit that changes the relative position of the optical displacement sensor and an object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, and the optical displacement sensor that outputs displacement thereof. Rotating means for rotating on a rotation axis parallel to the predetermined coordinate axis passing near the measurement reference point where is a predetermined value, and detecting the latest relative movement direction of the optical displacement sensor and the measured object, A shape measuring device comprising: a rotation control unit that controls the rotating unit so that a surface formed by a light projecting axis and a light receiving axis is orthogonal to the latest relative movement direction.
表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる第１の移動手段
と、 前記光変位センサと被測定物との距離を前記所定座標軸
に沿った方向で可変する第２の移動手段と、 前記光変位センサからの変位出力が所定しきい値範囲を
越えるとき、該変位出力が前記しきい値範囲内になる方
向に前記第２の移動手段を常に制御するオートフォーカ
ス手段と、 前記第１の移動手段による前記光変位センサと被測定物
との相対移動速度を検知し、前記オートフォーカス手段
のしきい値を前記相対移動速度に応じて可変するしきい
値可変手段とを備えた形状測定装置。4. A light beam is applied to the surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space, and is integrally formed so as to receive light from the irradiation point, and the irradiation point has a predetermined coordinate axis direction. An optical displacement sensor that detects a displacement based on a light receiving position, a first moving unit that changes a relative position between the optical displacement sensor and an object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, the optical displacement sensor and an object to be measured. Second moving means for varying the distance to the object to be measured in a direction along the predetermined coordinate axis; and when the displacement output from the optical displacement sensor exceeds a predetermined threshold range, the displacement output is in the threshold range. An auto-focusing unit that constantly controls the second moving unit in an inward direction, and a relative moving speed of the optical displacement sensor and the object to be measured by the first moving unit, The threshold A shape measuring apparatus comprising: a threshold varying unit that varies according to a relative moving speed.
表面に光ビームを照射し、該照射点からの光を受光する
ように一体に形成され、該照射点の所定座標軸方向の変
位を受光位置によって検出する光変位センサと、 前記光変位センサと被測定物との相対位置を前記所定座
標軸に直交する方向に沿って可変させる移動手段と、 図形表示手段と、 少なくとも前記光変位センサの変位出力と前記移動手段
の移動量に基づいて得られる測定表面の座標データから
前記光変位センサ側から見た測定表面の輪郭を前記図形
表示手段に表示させる輪郭表示手段と、 前記輪郭の図形データと被測定物の設計値に基づいて、
該輪郭のコーナの中心を通り該コーナを横切る測定ルー
トを算出するコーナ測定ルート算出手段と、 前記コーナ測定ルート算出手段によって算出された測定
ルートに沿って前記移動手段を制御し、この移動によっ
て得られる照射点の座標データから該コーナの曲率半径
を算出する曲率半径算出手段とを備えた形状測定装置。5. A surface of an object to be measured placed in a predetermined measurement coordinate space is integrally formed so as to emit a light beam and receive light from the irradiation point. An optical displacement sensor for detecting a displacement by a light receiving position, a moving means for varying the relative position of the optical displacement sensor and the object to be measured along a direction orthogonal to the predetermined coordinate axes, a graphic display means, and at least the optical displacement Contour display means for displaying the contour of the measurement surface viewed from the optical displacement sensor side on the graphic display means from the coordinate data of the measurement surface obtained based on the displacement output of the sensor and the movement amount of the movement means, Based on the figure data and the design value of the DUT,
A corner measurement route calculating means for calculating a measurement route passing through the center of the corner of the contour and crossing the corner; and a means for controlling the moving means along the measurement route calculated by the corner measurement route calculating means, which is obtained by this movement. And a curvature radius calculating means for calculating the curvature radius of the corner from the coordinate data of the irradiated point.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2071422A JPH0769152B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Shape measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2071422A JPH0769152B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Shape measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03269308A JPH03269308A (en) | 1991-11-29 |
| JPH0769152B2 true JPH0769152B2 (en) | 1995-07-26 |
Family
ID=13460059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2071422A Expired - Lifetime JPH0769152B2 (en) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Shape measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769152B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847209A (en) * | 1981-09-15 | 1983-03-18 | Anritsu Corp | Device for measuring surface configuration |
| JPS60218007A (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Hitachi Ltd | Non-contact scanning measurement method of object shape |
-
1990
- 1990-03-20 JP JP2071422A patent/JPH0769152B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03269308A (en) | 1991-11-29 |
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