JP2013221811A - Surface profile measuring apparatus and light-transmissive object thickness measuring apparatus - Google Patents

Surface profile measuring apparatus and light-transmissive object thickness measuring apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dispense with a detection of a rotation angle of a disk of an optical path length variable device in which the disk disposed with a reflector rotates, and dispense with high accuracy of a control for uniformizing a rotation speed in an apparatus for measuring a surface profile of an object or thickness of a light-transmissive object by optical coherence tomography.SOLUTION: Before being applied to an inspection object OB, laser light is made to pass through a reference light-transmissive body 23 so as to reflect on a laser light incident surface and a laser light exiting surface of the reference light-transmissive body 23, and a surface of the inspection object OB, so that, when an optical path length is changed by an optical length variable device 40, three peaks are generated on a signal output by a light receiving sensor 15. Consequently, a distance from the reference light-transmissive body 23 to the inspection object OB is calculated from time differences of generations of three peaks, the thickness of the reference light-transmissive body 23, and a reflective index.

Description

本発明は、光コヒーレンストモグラフィー(OCT:Optical Coherence Tomography)により物体の表面プロファイルを測定する装置、および光コヒーレンストモグラフィーにより透光性物体の厚さを測定する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for measuring the surface profile of an object by optical coherence tomography (OCT), and an apparatus for measuring the thickness of a translucent object by optical coherence tomography.

光コヒーレンストモグラフィーは、低コヒーレンス光を2つに分割し、片方を検査対象物に入射させ、他方を光路長を変化させる装置に入射させて双方の反射光を干渉させ、光路長を変化させる装置に入射させた光の光路長を変化させて、光路長の変化量に対する干渉光の状態を測定し、検査対象物を検査する手法である。光コヒーレンストモグラフィーは、人体(特に眼底)の断面方向像を検出することに用いられることが多いが、例えば下記特許文献1に示されているように、2つの反射光を合成した光の強度が大きくなる時点の光路長の変化量を検出して、物体表面のプロファイルを測定することにも用いることができる。また、検査対象物が透光性物体であれば、表面と裏面で光が反射するので、合成した光の強度が大きくなる2つの時点の光路長の変化量を検出すれば、物体の厚さを測定することもできる。この光コヒーレンストモグラフィーにおいて、例えば下記特許文献2に示されているように、光路長を変化させる装置(以下、光路長可変装置という)には、円盤上に90°の角度をなすミラーや90°の角度があるプリズムまたはレトロリフレクタ(以下、総称して三角状反射体という)を配置し、円盤を回転させて光を三角状反射体で反射させる装置がある。この光路長可変装置は、高速掃引が可能であり、バックラッシュなども生じることがないという利点がある。そして、下記特許文献2に示されているように、検査対象物に光を入射させる前に透光体で光を反射させれば、この透光体の面を基準位置として検査対象物の反射位置までの距離を求めることができるため、高い精度で検査対象物を検査することができる。また、この手法を、下記特許文献1に示されているように物体表面のプロファイルを測定することに適用すれば、高い精度で物体表面のプロファイルを測定することができる。また、検査対象物が透光性物体であれば、表面のプロファイルと共に物体の厚さを測定することもできる。 Optical coherence tomography is a device that divides low-coherence light into two, one is incident on the object to be inspected, the other is incident on a device that changes the optical path length, and both reflected lights interfere to change the optical path length. This is a method for inspecting an inspection object by changing the optical path length of the light incident on the surface, measuring the state of the interference light with respect to the amount of change in the optical path length. Optical coherence tomography is often used to detect a cross-sectional image of the human body (especially the fundus). For example, as shown in Patent Document 1 below, the intensity of light obtained by combining two reflected lights is high. It can also be used to measure the profile of the object surface by detecting the amount of change in the optical path length at the time of increase. If the inspection object is a translucent object, light is reflected from the front and back surfaces. Therefore, if the amount of change in the optical path length at two points when the intensity of the combined light increases is detected, the thickness of the object Can also be measured. In this optical coherence tomography, for example, as shown in Patent Document 2 below, a device that changes the optical path length (hereinafter referred to as an optical path length variable device) includes a mirror that forms an angle of 90 ° on a disk, 90 ° There is a device in which a prism or retroreflector (hereinafter collectively referred to as a triangular reflector) having an angle of? Is arranged, and a disk is rotated to reflect light by the triangular reflector. This variable optical path length device has the advantage that high-speed sweeping is possible and backlash does not occur. And if it reflects light with a translucent body before making light inject into a test target object as shown by following patent document 2, reflection of a test target object will be made into the surface of this translucent body as a reference position. Since the distance to the position can be obtained, the inspection object can be inspected with high accuracy. Further, if this method is applied to the measurement of the profile of the object surface as shown in the following Patent Document 1, the profile of the object surface can be measured with high accuracy. If the inspection object is a translucent object, the thickness of the object can be measured together with the surface profile.

特表2003−534540号公報Special table 2003-534540 gazette 特開2004−325286号公報JP 2004-325286 A

しかしながら、前述した光路長可変装置は回転角度に対する光路長の変化量を得ておき、合成した光の強度がピークになる時点の回転角度を検出して光路長の変化量を求める必要があるため、回転角度を検出する機器が必要となり、このため装置のコストがUPするという問題がある。また、円盤の回転が一定の回転速度でされるように制御し、回転モータに内蔵されるエンコーダよりインデックス信号が入力してから経過した時間を計測して回転角度を算出すれば、回転角度を検出する機器を設けないようにすることはできる。しかし、その場合は、精度がよい測定を行うためには、高い精度で円盤の回転速度を一定にする(回転ジッタが微量である)よう制御する機器が必要になり、やはり装置のコストがUPするという問題がある。   However, since the optical path length variable device described above needs to obtain the amount of change in the optical path length with respect to the rotation angle, and detect the amount of change in the optical path length by detecting the rotation angle at the time when the intensity of the synthesized light reaches its peak. However, a device for detecting the rotation angle is required, which increases the cost of the apparatus. In addition, if the rotation angle is calculated by controlling the rotation of the disk at a constant rotation speed, measuring the time elapsed since the index signal was input from the encoder built in the rotation motor, It is possible not to provide a device to detect. However, in that case, in order to perform measurement with high accuracy, it is necessary to have a device that controls the rotation speed of the disk to be constant with high accuracy (rotation jitter is very small), which also increases the cost of the device. There is a problem of doing.

本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、光コヒーレンストモグラフィーにより物体の表面プロファイルを測定する装置および光コヒーレンストモグラフィーにより透光性物体の厚さを測定する装置において、三角状反射体を配置した円盤を回転させる光路長可変装置の円盤の回転角度を検出する機器を設ける必要がなく、前記円盤の回転が一定になるよう制御する機器を高精度にする必要もない、高精度の表面プロファイル測定装置および透光性物体厚さ測定装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve this problem, and the object of the present invention is to provide a triangular shape in an apparatus for measuring the surface profile of an object by optical coherence tomography and an apparatus for measuring the thickness of a transparent object by optical coherence tomography. It is not necessary to provide a device for detecting the rotation angle of the optical path length variable device that rotates the disk on which the reflector is arranged, and it is not necessary to provide a high-precision device for controlling the rotation of the disk to be constant. An object of the present invention is to provide an accurate surface profile measuring device and a translucent object thickness measuring device.

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、表面プロファイル測定装置において、円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を検査対象物に照射させ、光路長可変手段からの戻り光と検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、検査対象物に第2のレーザ光が照射される前に第2のレーザ光が透過するとともに、検査対象物からの反射光が透過する基準透光体であって、物体内でのレーザ光の光路長および屈折率が既知である基準透光体と、受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、検査対象物を、検査対象物に照射される第2のレーザ光に対して移動位置を検出しながら移動させる移動手段と、移動手段によるそれぞれの移動位置において、ピーク点時間検出手段が検出した基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間と、ピーク点時間検出手段が検出した検査対象物の表面に対応するピーク点時間と、基準透光体の物体内でのレーザ光の光路長および屈折率とを用いて、基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から検査対象物までの距離を計算し、移動位置に対する計算した距離から検査対象物の表面プロファイルを計算する表面プロファイル計算手段とを備えたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is that a surface profile measuring device is equipped with a reflector that reflects laser light incident on the surface of a disk and emits laser light in a direction opposite to the incident laser light. Then, by rotating the disk at a constant rotation speed by the rotating means, the optical path length changing means for returning the incident laser light by changing the optical path length, and the low-coherence laser light are split into one laser light. The first laser light is incident on the optical path length variable means, the second laser light, which is the other laser light, is irradiated on the inspection object, and the return light from the optical path length variable means and the reflected light from the inspection object And a reference transmission through which the second laser light is transmitted before the inspection target is irradiated with the second laser light and the reflected light from the inspection target is transmitted. A light body, inside the object A reference translucent body having a known optical path length and refractive index of the laser beam, a peak point time detecting means for detecting a time at a timing when a signal output from the light receiver reaches a peak as a peak point time, and an inspection object Moving means while detecting the moving position with respect to the second laser light irradiated to the inspection object, and the reference translucent body detected by the peak point time detecting means at each moving position by the moving means The peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emitting side surface, the peak point time corresponding to the surface of the inspection object detected by the peak point time detecting means, and the object of the reference translucent body Using the optical path length and refractive index of the laser light at, calculate the distance from the laser light incident side surface or laser light emission side surface of the reference transparent body to the inspection object, and calculate the moving position. In that a surface profile calculating means for calculating the surface profile of the test object from a distance.

これによれば、ピーク点時間検出手段が基準透光体のレーザ光入射側の面に対応するピーク点時間を検出してから、検査対象物の表面に対応するピーク点時間を検出するまでの短い時間帯においては、光路長可変手段の円盤は一定の回転速度で回転していると見なすことができる。そして、光路長可変手段による光路長の変化速度も略一定であると見なすことができる。よって、基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間の時間差と、基準透光体のいずれかの面に対応するピーク点時間と検査対象物の表面に対応するピーク点時間との時間差は、レーザ光の光路長に屈折率を乗算した値に比例する。すなわち、これらのピーク点時間と基準透光体の物体内でのレーザ光の光路長および基準透光体の屈折率とを用いれば、基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から検査対象物までの距離を精度よく計算することができる。そして、移動手段により検査対象物を第2のレーザ光に対して移動させ、それぞれの移動位置ごとに基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から検査対象物までの距離を求めれば、検査対象物の表面プロファイルを精度よく求めることができる。すなわち、光路長可変装置の円盤の回転角度を検出する機器を設ける必要がなく、光路長可変装置の円盤の回転が一定になるよう制御する機器を高精度にする必要もなく、基準透光体の厚さと屈折率を精度よく求めて記憶しておけば、精度よく検査対象物の表面プロファイルを求めることができる。 According to this, from when the peak point time detecting means detects the peak point time corresponding to the laser light incident side surface of the reference translucent body, until the peak point time corresponding to the surface of the inspection object is detected. In a short time zone, the disk of the optical path length varying means can be regarded as rotating at a constant rotational speed. The speed of change of the optical path length by the optical path length varying means can be regarded as substantially constant. Therefore, the time difference between the peak point times corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emitting side surface of the reference light transmitting member, the peak point time corresponding to any surface of the reference light transmitting member, and the inspection object The time difference from the peak point time corresponding to the surface is proportional to the value obtained by multiplying the optical path length of the laser light by the refractive index. That is, if these peak point times, the optical path length of the laser light in the object of the reference light transmitting body, and the refractive index of the reference light transmitting body are used, the laser light incident surface of the reference light transmitting body or the laser light emission The distance from the side surface to the inspection object can be calculated with high accuracy. Then, the moving object is moved with respect to the second laser beam by the moving means, and from the laser light incident side surface or the laser light emitting side surface of the reference light transmitting body to the inspection object for each moving position. If the distance is obtained, the surface profile of the inspection object can be obtained with high accuracy. In other words, it is not necessary to provide a device for detecting the rotation angle of the optical path length variable device disk, and it is not necessary to make the device for controlling the rotation of the optical path length variable device constant so that the reference translucent material is not required. If the thickness and refractive index are accurately obtained and stored, the surface profile of the inspection object can be obtained with high accuracy.

また、本発明の他の特徴は、表面プロファイル測定装置において、円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、回転手段による回転位置が所定の回転位置に来るごとに、回転角度0である基準回転位置を示す信号を出力する基準回転位置検出手段と、低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を検査対象物に照射させ、光路長可変手段からの戻り光と検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、検査対象物に第2のレーザ光が照射される前に第2のレーザ光が透過するとともに、検査対象物からの反射光が透過する基準透光体と、受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、検査対象物を、検査対象物に照射される前記第2のレーザ光に対して移動位置を検出しながら移動させる移動手段と、移動手段によるそれぞれの移動位置において、ピーク点時間検出手段が検出した基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間と、ピーク点時間検出手段が検出した検査対象物の表面に対応するピーク点時間と、予め記憶されている円盤の基準回転位置からの回転角度に対する光路長の変化量と、予め記憶されている基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応した受光器が出力する信号がピークとなるタイミングでの円盤の基準回転位置からの回転角度とを用いて、基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から検査対象物までの距離を計算し、移動位置に対する計算した距離から検査対象物の表面プロファイルを計算する表面プロファイル計算手段とを備えたことにある。 Another feature of the present invention is that in the surface profile measuring apparatus, a reflector that emits laser light in a direction opposite to the incident laser light is mounted by reflecting the laser light incident on the surface of the disk. By rotating the rotating means at a constant rotational speed, the optical path length varying means for returning the incident laser light by changing the optical path length, and the rotation position by the rotating means at a predetermined rotational position, the rotation angle is 0. A reference rotation position detecting means for outputting a signal indicating a certain reference rotation position; a low-coherence laser beam; a first laser beam which is one of the laser beams is incident on the optical path length variable means; An optical system that irradiates the inspection object with the second laser light, and combines the return light from the optical path length varying means and the reflected light from the inspection object, and receives the light with a light receiver; 2 laser light The time at the timing at which the reference light transmitting body through which the second laser light is transmitted before irradiation and the reflected light from the inspection object is transmitted and the signal output from the light receiver peaks is defined as the peak time. Peak point time detecting means for detecting, moving means for moving the inspection object while detecting the movement position with respect to the second laser light irradiated to the inspection object, and at each movement position by the moving means Corresponding to the peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emitting side surface of the reference translucent body detected by the peak point time detecting means and the surface of the inspection object detected by the peak point time detecting means Peak point time, a change amount of the optical path length with respect to the rotation angle from the reference rotation position of the disk stored in advance, a laser light incident side surface of the reference light transmission member stored in advance, and Using the rotation angle from the reference rotation position of the disk at the timing when the signal output from the light receiver corresponding to the surface on the laser light emission side peaks, the laser light incident side surface of the reference translucent body or the laser And a surface profile calculating means for calculating a distance from the light emitting side surface to the inspection object and calculating a surface profile of the inspection object from the calculated distance with respect to the moving position.

これによれば、ピーク点時間検出手段が基準透光体のレーザ光入射側の面に対応するピーク点時間を検出してから、検査対象物の表面に対応するピーク点時間を検出するまでの短い時間帯においては、光路長可変手段の円盤は一定の回転速度で回転していると見なすことができる。そして、予め、基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面に対応した受光器が出力する信号がピークとなるタイミングでの円盤の回転角度を精度よく測定して記憶しておけば、基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間と検査対象物の表面に対応するピーク点時間から、検査対象物の表面に対応するピークが生じるタイミングにおける円盤の回転角度を精度よく求めることができる。そして、予め、円盤の回転角度に対する光路長の変化量を精度よく測定して記憶しておけば、求めた回転角度から基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面に対応する光路長の変化量と検査対象物の表面に対応する光路長の変化量を精度よく求めることができる。この光路長の変化量の差から、基準透光体のいずれかの面から検査対象物の表面までの距離を計算できるので、基準透光体のいずれかの面から検査対象物の表面までの距離を精度よく求めることができる。そして、移動手段により検査対象物を第2のレーザ光に対して移動させ、それぞれの移動位置ごとに基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から検査対象物までの距離を求めれば、検査対象物の表面プロファイルを精度よく求めることができる。すなわち、光路長可変装置の円盤の回転角度を検出する機器を設ける必要がなく、光路長可変装置の円盤の回転が一定になるよう制御する機器を高精度にする必要もなく、円盤の基準回転位置からの回転角度に対する光路長の変化量と、基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応した受光器が出力する信号がピークとなるタイミングでの円盤の基準回転位置からの回転角度を精度よく測定して記憶しておけば、精度よく検査対象物の表面プロファイルを求めることができる。 According to this, from when the peak point time detecting means detects the peak point time corresponding to the laser light incident side surface of the reference translucent body, until the peak point time corresponding to the surface of the inspection object is detected. In a short time zone, the disk of the optical path length varying means can be regarded as rotating at a constant rotational speed. Then, in advance, the rotation angle of the disk at the timing when the signal output from the light receiver corresponding to the laser light incident side surface or the laser light emission side surface of the reference transparent body reaches a peak is accurately measured and stored. Then, from the peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emitting side surface of the reference transparent body and the peak point time corresponding to the surface of the inspection target object, the surface of the inspection target object is supported. The rotation angle of the disk at the timing when the peak occurs can be obtained with high accuracy. If the change amount of the optical path length with respect to the rotation angle of the disk is accurately measured and stored in advance, the laser light incident side surface or the laser light emission side surface of the reference transparent body is determined from the obtained rotation angle. The corresponding change amount of the optical path length and the change amount of the optical path length corresponding to the surface of the inspection object can be accurately obtained. Since the distance from any surface of the reference transparent body to the surface of the inspection object can be calculated from the difference in the change amount of the optical path length, the distance from any surface of the reference light transmission body to the surface of the inspection object can be calculated. The distance can be obtained with high accuracy. Then, the moving object is moved with respect to the second laser beam by the moving means, and from the laser light incident side surface or the laser light emitting side surface of the reference light transmitting body to the inspection object for each moving position. If the distance is obtained, the surface profile of the inspection object can be obtained with high accuracy. In other words, there is no need to provide a device for detecting the rotation angle of the optical path length variable device, and there is no need to make the device for controlling the rotation of the optical path length variable device constant so that the reference rotation of the disc is high. The amount of change in the optical path length with respect to the rotation angle from the position, and the reference of the disk at the timing when the signal output from the receiver corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference translucent body peaks. If the rotational angle from the rotational position is accurately measured and stored, the surface profile of the inspection object can be obtained with high precision.

また、本発明の他の特徴は、上記表面プロファイル測定装置における発明において、ピーク点時間検出手段は、受光器が出力する信号の瞬時値を設定された時間間隔で検出し、前記検出した信号の瞬時値をデータ処理することにより、ピーク点時間を検出するようにしたことにある。これによれば、A/D変換器を設けるのみで容易に精度よくピーク点時間を検出することができる。 Another feature of the present invention is that in the invention of the surface profile measuring apparatus, the peak point time detecting means detects an instantaneous value of the signal output from the light receiver at a set time interval, and the detected signal The peak point time is detected by data processing of the instantaneous value. According to this, the peak point time can be easily and accurately detected only by providing an A / D converter.

さらに、本発明の実施にあたっては、本発明は、表面プロファイル測定装置における発明に限定されることなく、透光性物体厚さ測定装置における発明にも適用できるものである。すなわち、検査対象物が透光性物体であれば、レーザ光は検査対象物の表面と裏面にて反射するため、検査対象物の表面および裏面に対応するピーク点時間を検出することができ、基準透光体のいずれかの面から検査対象物の表面までの距離および検査対象物の裏面までの距離を求めることができる。これらの距離の差が、検査対象物の厚さである。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the invention in the surface profile measuring apparatus, but can be applied to the invention in the translucent object thickness measuring apparatus. That is, if the inspection object is a translucent object, the laser light is reflected on the front and back surfaces of the inspection object, so that the peak time corresponding to the front and back surfaces of the inspection object can be detected, The distance from any surface of the reference light transmitting body to the surface of the inspection object and the distance to the back surface of the inspection object can be obtained. The difference between these distances is the thickness of the inspection object.

本発明が適用された表面プロファイル測定装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a surface profile measuring apparatus to which the present invention is applied. 光路長に対する2つの反射したレーザ光の干渉による光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the light intensity by interference of two reflected laser beams with respect to optical path length. 表面プロファイル測定装置のデータ処理装置によって実行されるプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program performed by the data processor of a surface profile measuring device. 表面プロファイル測定装置のデータ処理装置によって実行されるプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program performed by the data processor of a surface profile measuring device. 表面プロファイル測定装置のデータ処理装置に記憶される信号の瞬時値データを時系列で並べ視覚的に示した図である。It is the figure which displayed the instantaneous value data of the signal memorize | stored in the data processing apparatus of a surface profile measuring apparatus in time series, and showed visually. 光路長可変装置の円盤を回転させるスピンドルモータの回転角度と光路長変化量の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the rotation angle of the spindle motor which rotates the disk of an optical path length variable apparatus, and optical path length variation | change_quantity. 基準透光体の表面と裏面に対応するピーク点が発生するスピンドルモータの回転角度を検出するための装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus for detecting the rotation angle of the spindle motor which the peak point corresponding to the surface and back surface of a reference | standard light transmission body generate | occur | produces. スピンドルモータの回転角度と光路長変化量の関係を検出するための装置の構成図である。It is a block diagram of the apparatus for detecting the relationship between the rotation angle of a spindle motor and the optical path length change amount.

(第1実施形態)
以下、本発明が適用された表面プロファイル測定装置の第1実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明が適用された表面プロファイル測定装置の全体構成図である。この表面プロファイル測定装置は、ステージ51に載置した検査対象物OBの表面プロファイルを測定する装置である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a surface profile measuring apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a surface profile measuring apparatus to which the present invention is applied. This surface profile measuring device is a device that measures the surface profile of the inspection object OB placed on the stage 51.

表面プロファイル測定装置は、ステージ駆動装置50を備えている。ステージ駆動装置50は、検査対象物OBを載置固定するステージ51と、ステージ51をX方向(図1においては左右方向)に移動させるX方向フィードモータ52と、ステージ51をY方向(図1においては紙面垂直方向)に移動させるY方向フィードモータ53とを備えている。X方向とY方向は、ステージ51の載置面と平行な一つの方向であって、互いに直交する方向である。ステージ駆動装置50は、X方向フィードモータ52の出力軸に連結されたねじ送り機構54、および、Y方向フィードモータ53の出力軸に連結されたねじ送り機構(図示略)により、それぞれのフィードモータ52,53を回転させることによりステージ51をX方向とY方向とに移動させるXYステージである。   The surface profile measuring device includes a stage driving device 50. The stage driving device 50 includes a stage 51 on which the inspection object OB is placed and fixed, an X-direction feed motor 52 that moves the stage 51 in the X direction (left-right direction in FIG. 1), and the stage 51 in the Y direction (FIG. 1). , A Y-direction feed motor 53 that moves in the direction perpendicular to the paper surface is provided. The X direction and the Y direction are one direction parallel to the mounting surface of the stage 51 and are orthogonal to each other. The stage driving device 50 includes a screw feed mechanism 54 connected to the output shaft of the X-direction feed motor 52 and a screw feed mechanism (not shown) connected to the output shaft of the Y-direction feed motor 53, respectively. The XY stage moves the stage 51 in the X direction and the Y direction by rotating 52 and 53.

X方向フィードモータ52内には、同モータ52の回転を検出して、その回転を表す回転信号を出力するエンコーダ52aが組み込まれている。この回転信号は、X方向フィードモータ52が所定の微少角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に切り替えるパルス列信号であって、回転方向を識別するために互いにπ/2だけ位相のずれたA相信号とB相信号とで構成される。回転信号は、X方向フィードモータ制御回路62とX方向位置検出回路64とに出力される。   In the X-direction feed motor 52, an encoder 52a that detects the rotation of the motor 52 and outputs a rotation signal representing the rotation is incorporated. This rotation signal is a pulse train signal that alternately switches between a high level and a low level every time the X-direction feed motor 52 rotates by a predetermined minute angle, and has a phase of π / 2 to identify the rotation direction. It consists of the shifted A phase signal and B phase signal. The rotation signal is output to the X direction feed motor control circuit 62 and the X direction position detection circuit 64.

X方向位置検出回路64は、エンコーダ52aからの回転信号のパルス数をX方向フィードモータ52の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンし、そのカウント値からステージ51のX方向位置を検出し、X方向位置(以下、単にX位置と呼ぶ)を表す信号をコントローラ90に出力する。X位置は、後述する光ヘッド20に対するステージ51のX方向の相対位置を表すため、光ヘッド20から検査対象物OBに照射されるレーザ光の照射位置のX座標値として扱われる。なお、レーザ光の照射位置とは、光ヘッド20がレーザ光を集光して照射できる位置であって、実際にレーザ光が検査対象物OBに照射されているか否かを問うものではない。   The X direction position detection circuit 64 counts up or down the number of pulses of the rotation signal from the encoder 52a in accordance with the rotation direction of the X direction feed motor 52, detects the X direction position of the stage 51 from the count value, A signal representing the directional position (hereinafter simply referred to as the X position) is output to the controller 90. Since the X position represents the relative position of the stage 51 in the X direction with respect to the optical head 20 described later, the X position is treated as an X coordinate value of the irradiation position of the laser beam irradiated from the optical head 20 to the inspection object OB. The irradiation position of the laser beam is a position where the optical head 20 can collect and irradiate the laser beam, and does not ask whether the laser beam is actually irradiated on the inspection object OB.

X方向位置検出回路64におけるカウント値の初期設定は、電源投入時にコントローラ90の指示によって行われる。すなわち、コントローラ90は、電源投入時に、X方向フィードモータ制御回路62にステージ51のX方向限界位置への移動、および、X方向位置検出回路64に初期設定を指示する。この指示により、X方向フィードモータ制御回路62は、X方向フィードモータ52を回転させてステージ51をX方向限界位置に移動させる。このX方向限界位置は、X方向フィードモータ52によって駆動されるステージ51のX方向の駆動限界位置である。X方向位置検出回路64は、このステージ51の移動中、エンコーダ52aからの回転信号を入力し続けている。そして、ステージ51がX方向限界位置まで達してX方向フィードモータ52の回転が停止すると、X方向位置検出回路64はエンコーダ52aからの回転信号の入力停止を検出して、カウント値を「0」にリセットする。このとき、X方向位置検出回路64は、X方向フィードモータ制御回路62に出力停止のための信号を出力し、これにより、X方向フィードモータ制御回路62はX方向フィードモータ52への駆動信号の出力を停止する。その後に、X方向フィードモータ52が駆動された際には、X方向位置検出回路64は、回転信号のパルス数をX方向フィードモータ52の回転方向に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、そのカウント値に基づいてステージ51のX位置を計算し、X位置を表すデジタル信号をX方向フィードモータ制御回路62およびコントローラ90に出力し続ける。   The initial setting of the count value in the X direction position detection circuit 64 is performed by an instruction from the controller 90 when the power is turned on. That is, the controller 90 instructs the X-direction feed motor control circuit 62 to move the stage 51 to the X-direction limit position and the X-direction position detection circuit 64 to perform initial setting when the power is turned on. In response to this instruction, the X direction feed motor control circuit 62 rotates the X direction feed motor 52 to move the stage 51 to the X direction limit position. This X direction limit position is a drive limit position in the X direction of the stage 51 driven by the X direction feed motor 52. The X-direction position detection circuit 64 continues to input the rotation signal from the encoder 52a while the stage 51 is moving. When the stage 51 reaches the X-direction limit position and the rotation of the X-direction feed motor 52 stops, the X-direction position detection circuit 64 detects the stop of the rotation signal input from the encoder 52a and sets the count value to “0”. Reset to. At this time, the X-direction position detection circuit 64 outputs a signal for stopping output to the X-direction feed motor control circuit 62, whereby the X-direction feed motor control circuit 62 outputs a drive signal to the X-direction feed motor 52. Stop output. Thereafter, when the X-direction feed motor 52 is driven, the X-direction position detection circuit 64 counts up or down the number of pulses of the rotation signal in accordance with the rotation direction of the X-direction feed motor 52, and the count value The X position of the stage 51 is calculated based on the above and a digital signal representing the X position is continuously output to the X direction feed motor control circuit 62 and the controller 90.

同様に、Y方向フィードモータ53内にも、同モータ53の回転を検出して、その回転を表す回転信号を出力するエンコーダ53aが組み込まれている。この回転信号は、X方向フィードモータ52内のエンコーダ52aと同様に、Y方向フィードモータ53が所定の微少角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に切り替えるパルス列信号であって、互いにπ/2だけ位相のずれたA相信号とB相信号とで構成される。この回転信号は、Y方向フィードモータ制御回路63とY方向位置検出回路65とに出力される。   Similarly, an encoder 53 a that detects the rotation of the motor 53 and outputs a rotation signal representing the rotation is also incorporated in the Y-direction feed motor 53. Similar to the encoder 52a in the X-direction feed motor 52, this rotation signal is a pulse train signal that alternately switches between a high level and a low level each time the Y-direction feed motor 53 rotates by a predetermined minute angle. It consists of an A-phase signal and a B-phase signal that are out of phase by π / 2. This rotation signal is output to the Y-direction feed motor control circuit 63 and the Y-direction position detection circuit 65.

Y方向位置検出回路65は、エンコーダ53aからの回転信号のパルス数をY方向フィードモータ53の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンし、そのカウント値からステージ51のY方向位置を検出し、Y方向位置(以下、単にY位置と呼ぶ)を表すデジタル信号をコントローラ90に出力する。Y位置は、光ヘッド20に対するステージ51のY方向の相対位置を表すため、光ヘッド20から検査対象物OBに照射されるレーザ光の照射位置のY座標値として扱われる。   The Y-direction position detection circuit 65 counts up or down the number of pulses of the rotation signal from the encoder 53a according to the rotation direction of the Y-direction feed motor 53, detects the Y-direction position of the stage 51 from the count value, and Y A digital signal representing a directional position (hereinafter simply referred to as a Y position) is output to the controller 90. Since the Y position represents the relative position of the stage 51 in the Y direction with respect to the optical head 20, it is treated as the Y coordinate value of the irradiation position of the laser light irradiated from the optical head 20 onto the inspection object OB.

Y方向位置検出回路65におけるカウント値の初期設定は、X方向位置検出回路64と同様に、電源投入時にコントローラ90の指示によって行われる。すなわち、コントローラ90からの初期設定が指示されると、Y方向フィードモータ制御回路63がY方向フィードモータ53を回転させてステージ51をY方向限界位置に移動させる。そして、Y方向位置検出回路65は、ステージ51がY方向限界位置に達してエンコーダ53aからの回転信号の入力が停止したことを検知すると、カウント値を「0」にリセットするとともに、Y方向フィードモータ制御回路63に出力停止信号を出力する。その後、Y方向位置検出回路65は、回転信号のパルス数をY方向フィードモータ53の回転方向に応じてカウントアップまたはカウントダウンし、そのカウント値に基づいてステージ51のY位置を計算し、Y位置を表す信号をY方向フィードモータ制御回路63およびコントローラ90に出力し続ける。   The initial setting of the count value in the Y-direction position detection circuit 65 is performed by an instruction from the controller 90 when the power is turned on, as in the X-direction position detection circuit 64. That is, when an initial setting is instructed from the controller 90, the Y-direction feed motor control circuit 63 rotates the Y-direction feed motor 53 to move the stage 51 to the Y-direction limit position. When the Y-direction position detection circuit 65 detects that the stage 51 has reached the Y-direction limit position and the input of the rotation signal from the encoder 53a is stopped, the Y-direction position detection circuit 65 resets the count value to “0” and feeds the Y-direction feed. An output stop signal is output to the motor control circuit 63. Thereafter, the Y-direction position detection circuit 65 counts up or down the number of pulses of the rotation signal in accordance with the rotation direction of the Y-direction feed motor 53, calculates the Y position of the stage 51 based on the count value, and calculates the Y position. Is continuously output to the Y-direction feed motor control circuit 63 and the controller 90.

X方向フィードモータ制御回路62は、コントローラ90の指示により、X方向フィードモータ52を駆動制御して、ステージ51を指定X位置へ移動させる。具体的には、X方向フィードモータ制御回路52は、コントローラ90からX位置が入力すると、X方向位置検出回路64から入力するX位置を用いてX方向フィードモータ52の回転を制御し、X方向位置検出回路64から入力するX位置がコントローラ90から入力したX位置に等しくなるまでX方向フィードモータ52を回転させる。Y方向フィードモータ制御回路63も、コントローラ90の指示により、Y方向フィードモータ53を駆動制御して、ステージ51を指定Y位置へ移動させる。具体的には、Y方向フィードモータ制御回路63は、X方向フィードモータ制御回路62と同様に、コントローラ90からY位置が入力すると、Y方向位置検出回路65から入力するY位置がコントローラ90から入力したY位置に等しくなるまでY方向フィードモータ53を回転させる。   The X-direction feed motor control circuit 62 drives and controls the X-direction feed motor 52 according to an instruction from the controller 90 to move the stage 51 to the designated X position. Specifically, when the X position is input from the controller 90, the X direction feed motor control circuit 52 controls the rotation of the X direction feed motor 52 using the X position input from the X direction position detection circuit 64, and the X direction The X-direction feed motor 52 is rotated until the X position input from the position detection circuit 64 becomes equal to the X position input from the controller 90. The Y-direction feed motor control circuit 63 also drives and controls the Y-direction feed motor 53 according to an instruction from the controller 90 to move the stage 51 to the designated Y position. Specifically, the Y-direction feed motor control circuit 63 inputs the Y position input from the Y-direction position detection circuit 65 from the controller 90 when the Y position is input from the controller 90, similarly to the X-direction feed motor control circuit 62. The Y-direction feed motor 53 is rotated until it becomes equal to the Y position.

表面プロファイル測定装置は、測定部10、光ヘッド20および光路長可変装置40を備えている。測定部10は、レーザ光源11、コリメーティングレンズ12、集光レンズ13、光カプラ14及び受光センサ15を有する。レーザ光源11は、スーパールミネセントダイオード(SLD)又はLEDで構成されていて、低コヒーレンスのレーザ光を出射する。この低コヒーレンスのレーザ光は、図2に示すように、2つに分岐されたレーザ光が干渉した際、2つの分岐されたレーザ光の光路長が等しいときにのみ、干渉後のレーザ光の強度が極めて大きくなる特徴を有する。コリメーティングレンズ12は、レーザ光源11からの低コヒーレンスのレーザ光を平行光に変換し、集光レンズ13は、コリメーティングレンズ12からの平行光を集光して光ファイバー16に入射させる。この場合、集光レンズ13の焦点距離は、光ファイバー16内に入射したレーザ光が光ファイバー16内で全反射するように設定されている。光ファイバー16に入射したレーザ光は、光カプラ14に導かれる。   The surface profile measuring device includes a measuring unit 10, an optical head 20, and an optical path length variable device 40. The measurement unit 10 includes a laser light source 11, a collimating lens 12, a condenser lens 13, an optical coupler 14, and a light receiving sensor 15. The laser light source 11 is composed of a super luminescent diode (SLD) or LED, and emits a laser beam with low coherence. As shown in FIG. 2, this low-coherence laser beam is obtained only when the two branched laser beams have the same optical path length when the two branched laser beams interfere with each other. It has the feature that the strength becomes extremely large. The collimating lens 12 converts the low-coherence laser light from the laser light source 11 into parallel light, and the condensing lens 13 condenses the parallel light from the collimating lens 12 and makes it incident on the optical fiber 16. In this case, the focal length of the condenser lens 13 is set so that the laser beam incident on the optical fiber 16 is totally reflected in the optical fiber 16. The laser light incident on the optical fiber 16 is guided to the optical coupler 14.

光カプラ14は、光ファイバー16を介して入射されたレーザ光を2つに分岐させ、一方を光ヘッド20に通じる光ファイバー31に入射させ、他方を後述する光路長可変装置40に通じる光ファイバー32に入射させる。また、光カプラ14は、光ファイバー31を介して光ヘッド20から導かれる反射光、及び光ファイバー32を介して光路長可変装置40から導かれる反射光を、それぞれ2つに分岐させて、それらの各一方を光ファイバー17を介して受光センサ15に導く。なお、本実施形態では、光カプラ14を用いて出射光及び反射光を2つに分岐させているが、出射光及び反射光を断面径の小さな平行光に変換して、ビームスプリッタを用いて2つに分岐させてもよい。 The optical coupler 14 divides the laser light incident through the optical fiber 16 into two, makes one incident on the optical fiber 31 leading to the optical head 20, and the other incident on the optical fiber 32 leading to the optical path length varying device 40 described later. Let The optical coupler 14 branches the reflected light guided from the optical head 20 via the optical fiber 31 and the reflected light guided from the optical path length varying device 40 via the optical fiber 32 into two parts, respectively. One is guided to the light receiving sensor 15 through the optical fiber 17. In this embodiment, the outgoing light and the reflected light are branched into two using the optical coupler 14, but the outgoing light and the reflected light are converted into parallel light having a small cross-sectional diameter, and a beam splitter is used. You may branch into two.

受光センサ15は、受光したレーザ光の強度を表す大きさの信号を出力する。この場合、受光センサ15に入射した2つの反射光は干渉し、レーザ光が低コヒーレンスであるため、受光センサ15から出力される信号は、基準透光体23の反射位置および検査対象物OBの反射位置から光カプラ14までの距離と、光路長可変装置40の反射位置(固定反射体46)から光カプラ14までの距離とが一致したときのみ強度が大きくなる。 The light receiving sensor 15 outputs a signal having a magnitude representing the intensity of the received laser beam. In this case, since the two reflected lights incident on the light receiving sensor 15 interfere and the laser light has low coherence, the signal output from the light receiving sensor 15 is the reflection position of the reference translucent body 23 and the inspection object OB. The intensity increases only when the distance from the reflection position to the optical coupler 14 matches the distance from the reflection position (fixed reflector 46) of the optical path length varying device 40 to the optical coupler 14.

光ヘッド20は、コリメーティングレンズ21、対物レンズ22及び基準透光体23を有する。コリメーティングレンズ21は、光ファイバー31から出射された低コヒーレンスのレーザ光を平行光にして対物レンズ22に導く。対物レンズ22は、コリメーティングレンズ21からの平行光であるレーザ光を集光し、基準透光体23を介して測定対象物である検査対象物OBに照射する。基準透光体23を介することで、レーザ光は基準透光体23の入射面、基準透光体23の出射面及び検査対象物OBの表面の3箇所で反射する。なお、対物レンズ22の開口数は小さく、検査対象物OBの表面に凹凸があっても検査対象物OBの表面は対物レンズ22の焦点深度内にあるようになっている。また、基準透光体23は材質がガラスであり、厚さ(基準透光体23内でのレーザ光の光路長)および屈折率は、高精度の測定器で測定され、後述するデータ処理装置70内のメモリに記憶されている。なお、本実施形態では基準透光体23はガラスを用いたが、光の透過率が高ければ、基準透光体23の材質はガラス以外のものであってもよい。   The optical head 20 includes a collimating lens 21, an objective lens 22, and a reference translucent body 23. The collimating lens 21 guides the low-coherence laser beam emitted from the optical fiber 31 to the objective lens 22 as parallel light. The objective lens 22 condenses the laser light, which is parallel light from the collimating lens 21, and irradiates the inspection object OB, which is the measurement object, via the reference transparent body 23. By passing through the reference light transmitting body 23, the laser light is reflected at three places, that is, the incident surface of the reference light transmitting body 23, the exit surface of the reference light transmitting body 23, and the surface of the inspection object OB. Note that the numerical aperture of the objective lens 22 is small, and the surface of the inspection object OB is within the depth of focus of the objective lens 22 even if the surface of the inspection object OB is uneven. The reference light transmitting body 23 is made of glass, and the thickness (the optical path length of the laser light in the reference light transmitting body 23) and the refractive index are measured by a high-precision measuring instrument, and will be described later. 70 is stored in the memory. In this embodiment, glass is used as the reference light transmitting body 23. However, the material of the reference light transmitting body 23 may be other than glass as long as the light transmittance is high.

光路長可変装置40は、スピンドルモータ44によって回転駆動される円盤状プレート41を有し、円盤状プレート41は4つの三角状反射体42を周方向に90°の間隔で配置している。三角状反射体42は、反射面を90度の角度をもって交差させた2枚の反射体からそれぞれなり、反射面が円盤状プレート41に対して垂直になるように円盤状プレート41にそれぞれ固定されている。そして、各三角状反射体42の各一対の反射面の法線ベクトルの合成ベクトルが円盤状プレート41の回転方向になる向きに設定されている。また、この三角状反射体42は、入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向(入射したレーザ光の光軸と平行であって、入射したレーザ光とは反対方向)にレーザ光を出射するもので、入射するレーザ光の光軸は、2枚の反射体の両反射面に垂直な平面(円盤状プレート41の上面)に対して平行となるように設定されている。 The optical path length varying device 40 includes a disk-like plate 41 that is rotationally driven by a spindle motor 44, and the disk-like plate 41 has four triangular reflectors 42 arranged at intervals of 90 ° in the circumferential direction. Each of the triangular reflectors 42 is composed of two reflectors whose reflecting surfaces intersect each other at an angle of 90 degrees, and is fixed to the disk-shaped plate 41 so that the reflecting surfaces are perpendicular to the disk-shaped plate 41. ing. Then, the combined vector of the normal vectors of each pair of reflecting surfaces of each triangular reflector 42 is set in the direction in which the disk-shaped plate 41 rotates. Further, the triangular reflector 42 reflects the incident laser light and is in a direction opposite to the incident laser light (parallel to the optical axis of the incident laser light and opposite to the incident laser light). The laser beam is emitted, and the optical axis of the incident laser beam is set to be parallel to a plane perpendicular to both reflection surfaces of the two reflectors (the upper surface of the disk-shaped plate 41). .

光ファイバー32から出射された低コヒーレンスのレーザ光は、コリメーティングレンズ43により断面径が微小の平行光になり、光路長可変装置40の三角状反射体42に入射する。レーザ光が入射した三角状反射体42は、その一方の反射面にて入射したレーザ光を反射して他方の反射面に入射させ、他方の反射面では入射したレーザ光を反射して固定反射体46に向けて出射する、すなわち入射したレーザ光を入射したレーザ光とは逆方向に出射する。この固定反射体46に向けて出射されたレーザ光は、固定反射体46の反射面に垂直に入射する。固定反射体46は、入射したレーザ光を反射して、三角状反射体42の他方の反射面に入射させる。三角状反射体42は、その他方の反射面で入射したレーザ光を反射してその一方の反射面に入射させ、その後、その一方の反射面でレーザ光を反射して、コリメーティングレンズ43を介して前記レーザ光の出射された光ファイバー32に入射させる。すなわち、光ファイバー32から出射されたレーザ光は、光路長可変装置40にて光軸位置が同一で進行方向が逆方向のレーザ光となって光ファイバー32に入射する。出射レーザ光と入射レーザ光の光軸位置が同一になるのは、三角状反射体42の2枚の反射体が90°の角度であるとともに、出射レーザ光の光軸が2枚の反射体の両反射面に垂直な平面に対して平行であり、さらに出射レーザ光の光軸が固定反射体46の反射面の法線と平行であるためである。なお、本実施形態においては三角状反射体42を、反射面を90度の角度をもって交差させた2枚の反射体から成るものにしたが、光ファイバー32における出射レーザ光と入射レーザ光の光軸位置が同一になればよく、三角状反射体42には、90°の角度があるプリズムまたはレトロリフレクタを用いてもよい。   The low-coherence laser light emitted from the optical fiber 32 is converted into parallel light having a minute cross-sectional diameter by the collimating lens 43 and is incident on the triangular reflector 42 of the optical path length varying device 40. The triangular reflector 42 on which the laser beam is incident reflects the laser beam incident on one of the reflecting surfaces to be incident on the other reflecting surface, and reflects the incident laser beam on the other reflecting surface for fixed reflection. The laser beam is emitted toward the body 46, that is, the incident laser beam is emitted in the opposite direction to the incident laser beam. The laser light emitted toward the fixed reflector 46 is incident on the reflecting surface of the fixed reflector 46 perpendicularly. The fixed reflector 46 reflects the incident laser light and makes it incident on the other reflecting surface of the triangular reflector 42. The triangular reflector 42 reflects the laser beam incident on the other reflecting surface and makes it incident on one of the reflecting surfaces, and then reflects the laser beam on one reflecting surface to collimate the lens 43. Through the optical fiber 32 from which the laser beam is emitted. That is, the laser light emitted from the optical fiber 32 enters the optical fiber 32 as a laser light having the same optical axis position and a reverse traveling direction in the optical path length varying device 40. The optical axis positions of the outgoing laser light and the incident laser light are the same because the two reflectors of the triangular reflector 42 are at an angle of 90 °, and the optical axis of the outgoing laser light is two reflectors. This is because the optical axis of the emitted laser beam is parallel to the normal line of the reflecting surface of the fixed reflector 46. In the present embodiment, the triangular reflector 42 is composed of two reflectors whose reflecting surfaces intersect each other at an angle of 90 degrees, but the optical axes of the emitted laser light and the incident laser light in the optical fiber 32 are not limited. As long as the positions are the same, a prism or a retroreflector having an angle of 90 ° may be used as the triangular reflector 42.

スピンドルモータ44は、スピンドルモータ制御回路47により駆動制御されて、円盤状プレート41を一定の回転速度で回転させる。スピンドルモータ44内には、同モータ44すなわち円盤状プレート41の回転を検出して、同回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ44aが組み込まれている。この回転検出信号は、円盤状プレート41の回転位置が基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号Indexと、所定の微小な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰返すとともに互いにπ/2だけ位相のずれた1対のパルス列信号φA,φBとからなる。スピンドルモータ制御回路47は、コントローラ90の指令により作動開始し、エンコーダ44aからのパルス列信号φA,φBの単位時間あたりのパルス数が予め設定されている値になるようスピンドルモータ44を回転制御する。これにより、円盤状プレート41は設定された回転速度で回転する。また、エンコーダ44aから発生するインデックス信号Indexは、後述するデータ処理装置70の距離計算回路73に入力する。   The spindle motor 44 is driven and controlled by the spindle motor control circuit 47 to rotate the disk-like plate 41 at a constant rotational speed. The spindle motor 44 incorporates an encoder 44a that detects the rotation of the motor 44, that is, the disk-shaped plate 41, and outputs a rotation detection signal representing the rotation. This rotation detection signal repeats an index signal Index generated every time the rotation position of the disk-like plate 41 reaches the reference rotation position, and a high level and a low level by a predetermined minute rotation angle, and is mutually phased by π / 2. It is composed of a pair of pulse train signals φA and φB which are shifted from each other. The spindle motor control circuit 47 starts to operate in response to a command from the controller 90, and controls the rotation of the spindle motor 44 so that the number of pulses per unit time of the pulse train signals φA and φB from the encoder 44a becomes a preset value. Thereby, the disk-shaped plate 41 rotates at the set rotational speed. Further, the index signal Index generated from the encoder 44a is input to the distance calculation circuit 73 of the data processing device 70 described later.

円盤状プレート41が回転すると三角状反射体42でレーザ光が反射する位置は変化するが、光ファイバー32における出射レーザ光と入射レーザ光の光軸位置は同一のままである。しかし、光ファイバー32から出射してから入射するまでのレーザ光の光路長は変化する。これにより、受光センサ15が出力する受光強度に相当する信号は、1つの三角状反射体42において円盤状プレート41がある回転位置にあるときに、基準透光体23の反射位置または検査対象物OBの反射位置から光カプラ14までの距離と、光路長可変装置40の反射位置(固定反射体46)から光カプラ14までの距離とが一致してピークとなる。この場合、検査対象物OBに照射されたレーザ光は、基準透光体23の入射面、基準透光体23の出射面及び検査対象物OBの表面の3箇所で反射するので、受光センサ15が出力する信号は、1つの三角状反射体42において円盤状プレート41が3つの回転位置にあるときにピークとなる。   When the disk-shaped plate 41 rotates, the position of the laser beam reflected by the triangular reflector 42 changes, but the optical axis positions of the outgoing laser light and the incident laser light in the optical fiber 32 remain the same. However, the optical path length of the laser light from the exit from the optical fiber 32 to the incidence changes. As a result, when the signal corresponding to the received light intensity output from the light receiving sensor 15 is located at the rotational position where the disk-like plate 41 is located in one triangular reflector 42, the reflection position of the reference translucent body 23 or the inspection object is detected. The distance from the reflection position of OB to the optical coupler 14 and the distance from the reflection position (fixed reflector 46) of the optical path length varying device 40 to the optical coupler 14 become a peak. In this case, the laser light irradiated onto the inspection object OB is reflected at three places, that is, the incident surface of the reference light transmitting body 23, the exit surface of the reference light transmitting body 23, and the surface of the inspection object OB. The signal output from the peak is obtained when the disc-like plate 41 is in three rotational positions in one triangular reflector 42.

表面プロファイル測定装置は、レーザ駆動回路30とデータ処理装置50とを備えている。レーザ駆動回路30は、コントローラ90からレーザ照射開始の指令が入力すると、レーザ光源11から設定された強度のレーザ光が出射するよう、設定された強度の電圧および電流をレーザ光源11に供給する。   The surface profile measuring device includes a laser driving circuit 30 and a data processing device 50. When a laser irradiation start command is input from the controller 90, the laser driving circuit 30 supplies the laser light source 11 with a voltage and current having a set intensity so that laser light having the set intensity is emitted from the laser light source 11.

データ処理装置70は、増幅回路71、A/D変換器72及び距離計算回路73を備えている。増幅回路71は、受光センサ15が出力する受光強度に相当する強度の信号を入力し、設定された増幅率で増幅し、A/D変換器72へ出力する。A/D変換器72は、距離計算回路73からA/D変換開始の指令が入力すると、増幅回路71から入力する信号を設定された時間間隔でA/D変換し、信号の瞬時値であるデジタルデータを距離計算回路73に出力する。また、距離計算回路73からA/D変換終了の指令が入力すると、A/D変換を停止する。距離計算回路73はメモリを内蔵し、A/D変換器72から入力したデジタルデータを記憶する。また、予め、基準透光体23の厚さ(基準透光体23内のレーザ光の光路長)、基準透光体23の屈折率、A/D変換器72から入力するデジタルデータの記憶を開始する時間、および入力するデジタルデータの記憶を停止する時間が記憶されている。また、距離計算回路73はマイクロコンピュータを内蔵し、後述するプログラムを実行することでA/D変換器72から入力するデジタルデータを記憶し、記憶したデジタルデータを処理して、基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBまでの距離を算出し、そのデジタルデータをコントローラ90に出力する。 The data processing device 70 includes an amplification circuit 71, an A / D converter 72, and a distance calculation circuit 73. The amplification circuit 71 receives a signal having an intensity corresponding to the received light intensity output from the light receiving sensor 15, amplifies the signal with a set amplification factor, and outputs the amplified signal to the A / D converter 72. When an A / D conversion start command is input from the distance calculation circuit 73, the A / D converter 72 performs A / D conversion on a signal input from the amplifier circuit 71 at a set time interval, and is an instantaneous value of the signal. The digital data is output to the distance calculation circuit 73. When an A / D conversion end command is input from the distance calculation circuit 73, the A / D conversion is stopped. The distance calculation circuit 73 has a built-in memory and stores digital data input from the A / D converter 72. In addition, the thickness of the reference light transmitting body 23 (the optical path length of the laser light in the reference light transmitting body 23), the refractive index of the reference light transmitting body 23, and the digital data input from the A / D converter 72 are stored in advance. The time to start and the time to stop storing the input digital data are stored. The distance calculation circuit 73 has a built-in microcomputer, stores digital data input from the A / D converter 72 by executing a program to be described later, processes the stored digital data, and transmits the reference light transmitting body 23. The distance from the laser beam exit surface to the inspection object OB is calculated, and the digital data is output to the controller 90.

以下、表面プロファイル測定装置の電源を入れ、ステージ51に検査対象物OBを載置した後、コントローラ90が実行するプログラムと距離計算回路73が実行するプログラムに沿って説明する。作業者はステージ51に検査対象物OBを載置した後、入力装置92から検査対象物OBにおける測定位置であるX位置とY位置を入力し、測定開始の指令を入力する。なお、コントローラ90のメモリに記憶されている測定位置をそのまま使用するときは、X位置とY位置の入力は不要である。コントローラ90は入力装置92から測定開始の指令が入力すると、図示しないプログラムをスタートさせ、X方向フィードモータ制御回路62とY方向フィードモータ制御回路63に最初の測定位置であるX位置とY位置を出力し、レーザ駆動回路30、スピンドルモータ制御回路47に作動開始の指令を出力する。これにより、検査対象物OBの最初の測定位置にレーザ光が照射され、光路長可変装置40は入射するレーザ光の光路長を変化させて元に戻し、受光センサ15が出力する信号は、円盤状プレート41がある回転位置にあるときにピークが発生する信号になる。 Hereinafter, description will be made along the program executed by the controller 90 and the program executed by the distance calculation circuit 73 after the surface profile measuring device is turned on and the inspection object OB is placed on the stage 51. After placing the inspection object OB on the stage 51, the operator inputs the X position and the Y position, which are measurement positions on the inspection object OB, from the input device 92, and inputs a measurement start command. Note that when the measurement position stored in the memory of the controller 90 is used as it is, it is not necessary to input the X position and the Y position. When a measurement start command is input from the input device 92, the controller 90 starts a program (not shown), and sets the X and Y positions, which are the first measurement positions, to the X direction feed motor control circuit 62 and the Y direction feed motor control circuit 63. And outputs an operation start command to the laser drive circuit 30 and the spindle motor control circuit 47. As a result, the first measurement position of the inspection object OB is irradiated with laser light, the optical path length varying device 40 changes the optical path length of the incident laser light and returns it to the original, and the signal output from the light receiving sensor 15 is a disk. When the plate-like plate 41 is at a certain rotational position, a signal is generated in which a peak occurs.

次にコントローラ90は、距離計算回路73に作動開始の指令を出力する。この指令が入力すると、距離計算回路73は図3のフローチャートが示すプログラムと図4のフローチャートが示すプログラムを同時にスタートさせる。以下、図3のフローチャートに沿って説明する。距離計算回路73はステップS100にてプログラムをスタートさせると、ステップS102にて変数nと変数kを1に設定する。変数nは、予め記憶しているA/D変換器72から入力するデータの記憶を開始する時間および終了する時間を指定するものである。また、変数kは、円盤状プレート41の回転回数を示すものである。 Next, the controller 90 outputs an operation start command to the distance calculation circuit 73. When this command is input, the distance calculation circuit 73 simultaneously starts the program shown in the flowchart of FIG. 3 and the program shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, it demonstrates along the flowchart of FIG. When the distance calculation circuit 73 starts the program in step S100, the variable n and the variable k are set to 1 in step S102. The variable n designates the time for starting and ending the storage of data input from the A / D converter 72 stored in advance. The variable k indicates the number of rotations of the disk-like plate 41.

次に距離計算回路73はステップS104にて、A/D変換器72にA/D変換開始の指令を出力する。これによりA/D変換器72はA/D変換を開始し、設定された時間間隔で信号の瞬時値であるデジタルデータが距離計算回路73に入力するようになる。次に距離計算回路73はステップS106にて時間計測を開始し、ステップS108にてスピンドルモータ44に内臓されるエンコーダ44aからインデックス信号が入力するのを待って、インデックス信号が入力するとステップS110にて時間をリセットする(値=0にする)。 Next, the distance calculation circuit 73 outputs an A / D conversion start command to the A / D converter 72 in step S104. As a result, the A / D converter 72 starts A / D conversion, and digital data that is an instantaneous value of a signal is input to the distance calculation circuit 73 at a set time interval. Next, the distance calculation circuit 73 starts time measurement in step S106, waits for the index signal to be input from the encoder 44a built in the spindle motor 44 in step S108, and when the index signal is input, in step S110. Reset time (set value = 0).

次に距離計算回路73はステップS112にて、計測している時間が予め記憶している時間t(1)以上になったか判定することを繰り返し、計測している時間が時間t(1)以上になると「Yes」と判定してステップS114に進み、ステップS114にて、A/D変換器72から入力するデジタルデータの記憶を開始する。そして、ステップS116にて、計測している時間が予め記憶している時間t(2)以上になったか判定することを繰り返し、計測している時間が時間t(2)以上になると「Yes」と判定してステップS118に進み、ステップS118にて、A/D変換器72から入力するデジタルデータの記憶を停止する。 Next, in step S112, the distance calculation circuit 73 repeatedly determines whether the measured time is equal to or longer than the previously stored time t (1), and the measured time is equal to or longer than the time t (1). Then, “Yes” is determined, and the process proceeds to step S114. In step S114, storage of digital data input from the A / D converter 72 is started. In step S116, it is repeatedly determined whether the measured time is equal to or longer than the time t (2) stored in advance. If the measured time is equal to or longer than the time t (2), “Yes” is determined. In step S118, the storage of digital data input from the A / D converter 72 is stopped.

次に距離計算回路73はステップS120にて、変数nが7になったか判定する、現段階ではnは1であるので、「No」と判定して、ステップS122に進み、ステップS122にて変数nに2を加算して3にし、ステップS112に戻る。そして、前述したステップS112〜ステップS118の処理を行う。この場合、変数nは3になっているので、計測している時間が時間t(3)から時間t(4)の間、A/D変換器72から入力するデジタルデータを記憶する。そして、ステップS120にて、変数nが7になったかの判定で「No」と判定して、ステップS122にて変数nに2を加算して5にし、ステップS112に戻る。この処理を変数nが7になるまで行う。これにより、距離計算回路73には、計測している時間が時間t(1)から時間t(2)の間、時間t(3)から時間t(4)の間、時間t(5)から時間t(6)の間および時間t(7)から時間t(8)の間にA/D変換器72から入力したデジタルデータが記憶される。 Next, the distance calculation circuit 73 determines in step S120 whether or not the variable n has become 7. Since n is 1 at this stage, the determination is “No”, the process proceeds to step S122, and the variable is determined in step S122. 2 is added to n to make 3, and the process returns to step S112. And the process of step S112-step S118 mentioned above is performed. In this case, since the variable n is 3, the digital data input from the A / D converter 72 is stored during the measurement time from the time t (3) to the time t (4). In step S120, it is determined that the variable n has become “7”, and “No” is determined. In step S122, 2 is added to the variable n to set it to 5, and the process returns to step S112. This process is performed until the variable n becomes 7. As a result, the distance calculation circuit 73 has the measured time from time t (1) to time t (2), from time t (3) to time t (4), from time t (5). The digital data input from the A / D converter 72 is stored between time t (6) and between time t (7) and time t (8).

ここでデータ記憶開始の時間t(1)、t(3)、t(5)、t(7)およびデータ記憶停止の時間t(2)、t(4)、t(6)、t(8)について説明する。前述のように、これらの時間は予め距離計算回路73に記憶されているが、この時間は、以下のようにして設定すればよい。任意の検査対象物OBを測定した際の、インデックス信号が入力してから光路長可変装置40の円盤状プレート41が1回転するまでの間(次のインデックス信号が入力するまでの間)に、A/D変換器72から入力するデジタルデータを記憶する。円盤状プレート41には4つの三角状反射体42が配置されているので、記憶した信号の瞬時値であるデジタルデータを時系列で並べると、図5に示すように3つのピークが得られる箇所は4つある。図5のピークAは基準透光体23のレーザ光入射面(図1の上側の面)に対応するピークであり、ピークBは基準透光体23のレーザ光出射面(図1の下側の面)に対応するピークであり、ピークCは検査対象物OBの表面に対応するピークである。光カプラ14から基準透光体23までの距離は一定であるので、ピークAおよびピークBが生じる時間4つは一定である。データ記憶開始の時間t(1)、t(3)、t(5)、t(7)は、ピークAが生じる時間より微小時間手前の時間で設定する。この時間は、ピークAの時間を必ず得ることができ余計なデータを記憶させないようにする時間である。この時間は、デジタルデータの記憶が開始されてからデータに番号をつけ、ピークAとなるデータの番号にA/D変換器72がA/D変換を行う時間間隔を乗算して求めた時間から、微小時間を減算して求めればよい。 Here, data storage start times t (1), t (3), t (5), t (7) and data storage stop times t (2), t (4), t (6), t (8 ). As described above, these times are stored in the distance calculation circuit 73 in advance, but this time may be set as follows. When an arbitrary inspection object OB is measured, during the period from when the index signal is input until the disk-like plate 41 of the optical path length varying device 40 rotates once (until the next index signal is input), The digital data input from the A / D converter 72 is stored. Since four triangular reflectors 42 are arranged on the disc-shaped plate 41, when digital data that is instantaneous values of stored signals are arranged in time series, three peaks are obtained as shown in FIG. There are four. 5 is a peak corresponding to the laser light incident surface (upper surface in FIG. 1) of the reference light transmitting body 23, and the peak B is a laser light emitting surface (lower side in FIG. 1) of the reference light transmitting body 23. The peak C corresponds to the surface of the inspection object OB. Since the distance from the optical coupler 14 to the reference translucent body 23 is constant, the four times when the peak A and the peak B occur are constant. The data storage start times t (1), t (3), t (5), and t (7) are set to a time slightly before the time when the peak A occurs. This time is a time at which the time of peak A can be obtained without any unnecessary data being stored. This time is based on the time obtained by numbering the data after the start of digital data storage and by multiplying the number of the data to be peak A by the time interval at which the A / D converter 72 performs A / D conversion. Subtract the minute time and find out.

そして、データ記憶停止の時間t(2)、t(4)、t(6)、t(8)は、データの値のレベル(信号強度のレベル)が急激に減少する時間より微小時間手前の時間で設定する。これは、ピークCは検査対象物OBにより発生する時間が異なるので、ピークCを得ることができる最大の時間である。別の言い方をすると、データが有効になる最大の時間である。円盤状プレート41には4つの三角状反射体42が配置されているが、光路長可変装置40に入射したレーザ光は常に三角状反射体42にて反射されるわけではなく、ある三角状反射体42で反射した後、次の三角状反射体42で反射するには円盤状プレート41はある程度回転しなければならない。よって円盤状プレート41が1回転する間に、光路長可変装置40からレーザ光が戻ってこない期間が存在し、この期間は受光センサ15には基準透光体23と検査対象物OBで反射した光しか受光されないため、受光センサ15が出力する信号のレベルは急激に減少する。すなわち、データの値のレベルが小さくなる期間はデータが無効になる期間である。よって、この期間になる手前でデータ記憶停止の時間を設定する。この時間も、デジタルデータの記憶が開始されてからデータに番号をつけ、値のレベルが急激に減少するデータ群の最初のデータの番号に、A/D変換器72がA/D変換を行う時間間隔を乗算して求めた時間から、微小時間を減算して求めればよい。 The data storage stop times t (2), t (4), t (6), and t (8) are slightly shorter than the time when the data value level (signal intensity level) decreases rapidly. Set by time. This is the maximum time during which peak C can be obtained because peak C differs depending on the inspection object OB. In other words, it is the maximum time that the data is valid. Four triangular reflectors 42 are arranged on the disk-like plate 41, but the laser light incident on the optical path length varying device 40 is not always reflected by the triangular reflector 42, but a certain triangular reflection. After being reflected by the body 42, the disc-like plate 41 must be rotated to some extent in order to be reflected by the next triangular reflector 42. Therefore, there is a period in which the laser beam does not return from the optical path length varying device 40 during one rotation of the disk-shaped plate 41. During this period, the light receiving sensor 15 is reflected by the reference translucent body 23 and the inspection object OB. Since only light is received, the level of the signal output from the light receiving sensor 15 decreases rapidly. That is, the period during which the data value level is low is a period during which the data is invalid. Therefore, the data storage stop time is set before this period. Also during this time, the data is numbered after the digital data storage is started, and the A / D converter 72 performs the A / D conversion on the first data number of the data group in which the value level rapidly decreases. What is necessary is just to subtract minute time from the time calculated by multiplying the time interval.

時間t(7)から時間t(8)の間にA/D変換器72から入力したデジタルデータが記憶されると、変数nは7になっているので、ステップS120にて「Yes」と判定してステップS124に進む。この時点では4つのデータ群を記憶しているので、時系列で並べると図5に示すようにピークA,B,Cが存在するデータ群が4つある。距離計算回路73はステップS124にて、変数kが設定値Mになったかを判定する。前述のように変数kは、円盤状プレート41の回転回数を示すものであり、この判定は設定された回転回数であるMだけ円盤状プレート41が回転したかを判定する処理である。設定値Mは適切な値を設定すればよく、例えば3である。変数kはこの段階では1であるので設定値Mを1で設定していない限り「No」と判定して、ステップS126へ進み、ステップS126にて変数kをインクリメントし、ステップS128にて変数nを1にして、再びステップS108〜ステップS124の処理を行う。これにより、ピークA,B,Cが存在するデータ群がさらに4つ記憶される。そして、ステップS108〜ステップS124の処理は円盤状プレート41の回転回数を示す変数kが設定値Mに等しくなるまで実施され、ステップS124にて変数kが設定値Mに等しくなり、「Yes」と判定されたときには、ピークA,B,Cが存在するデータ群が4×M個記憶されている。 If the digital data input from the A / D converter 72 is stored between the time t (7) and the time t (8), the variable n is 7, so that “Yes” is determined in step S120. Then, the process proceeds to step S124. Since four data groups are stored at this time, when arranged in time series, there are four data groups having peaks A, B, and C as shown in FIG. The distance calculation circuit 73 determines whether or not the variable k has reached the set value M in step S124. As described above, the variable k indicates the number of rotations of the disk-shaped plate 41, and this determination is a process for determining whether the disk-shaped plate 41 has rotated by M, which is the set number of rotations. An appropriate value may be set as the setting value M, for example, 3. Since the variable k is 1 at this stage, it is determined as “No” unless the setting value M is set to 1, and the process proceeds to step S126. In step S126, the variable k is incremented, and in step S128, the variable n And step S108 to step S124 are performed again. As a result, four more data groups having peaks A, B, and C are stored. The processing from step S108 to step S124 is performed until the variable k indicating the number of rotations of the disc-like plate 41 becomes equal to the set value M. In step S124, the variable k becomes equal to the set value M, and “Yes” is obtained. When the determination is made, 4 × M data groups in which peaks A, B, and C exist are stored.

距離計算回路73はステップS124にて「Yes」と判定してステップS130に進むと、ステップS130にてA/D変換器72にA/D変換終了の指令を出力する。これによりA/D変換器72はA/D変換を停止する。次に、距離計算回路73はステップS132にて時間計測を停止し、ステップS134にてプログラムの実行を終了する。 When the distance calculation circuit 73 determines “Yes” in step S124 and proceeds to step S130, it outputs an A / D conversion end command to the A / D converter 72 in step S130. As a result, the A / D converter 72 stops the A / D conversion. Next, the distance calculation circuit 73 stops time measurement in step S132, and ends the execution of the program in step S134.

前述のように、距離計算回路73は図3のフローチャートが示すプログラムをスタートさせると同時に、図4のフローチャートが示すプログラムもスタートさせている。以下、図4のフローチャートが示すプログラムに沿って説明する。距離計算回路73はステップS200にてプログラムをスタートさせると、ステップS202にて変数pを1に設定する。変数pは、計算された基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの表面までの距離に、計算されるごとに付加される番号である。 As described above, the distance calculation circuit 73 starts the program shown in the flowchart of FIG. 3 simultaneously with the program shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, description will be given along the program shown in the flowchart of FIG. When the distance calculation circuit 73 starts the program in step S200, it sets the variable p to 1 in step S202. The variable p is a number added to the calculated distance from the laser light emitting surface of the reference transparent body 23 to the surface of the inspection object OB every time it is calculated.

次に距離計算回路73はステップS204にて、図3のフローチャートが示すプログラムが実行されることによりA/D変換器72から入力し、記憶したデータ群が有るか否かを判定する。図4のフローチャートが示すプログラムがスタートした時点ではデータ群は存在しないが、ある程度の微少時間が経過すると、図3のフローチャートが示すプログラムが実行されることによりデータ群がメモリに記憶されるので「Yes」と判定されてステップS206へ進む。 Next, in step S204, the distance calculation circuit 73 determines whether or not there is a data group input from the A / D converter 72 by executing the program shown in the flowchart of FIG. The data group does not exist at the time when the program shown in the flowchart of FIG. 4 is started, but when a certain amount of time has passed, the data group is stored in the memory by executing the program shown in the flowchart of FIG. The process proceeds to step S206.

距離計算回路73はステップS206に進むと、ステップS206にてデータ群を時系列で並べ、図5に示すピークAが発生する時間を、時間Aとして設定する。同様に、ステップS208にて図5に示すピークBが発生する時間を、時間Bとして設定し、ステップS210にて図5に示すピークCが発生する時間を、時間Cとして設定する。そしてステップS212にて、時間A,B,Cと予め記憶している基準透光体23の厚さtと、基準透光体23の屈折率nを用いて以下の数1により基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの表面までの距離dを計算する。
(数1)
d = t×n×(C−B)/(B−A)
この式は、光路長の変化の速さは、時間A〜時間Cまでは一定であるとした場合に成り立つ式である。円盤状プレート41の回転角度に対する光路長変化量CHは、理論的には以下の数2によるため、厳密には円盤状プレート41の回転速度が一定でも光路長変化の速さは一定にはならない。
(数2)
CH = 4・{r・sinΘ + di・(1−cosΘ)}
di:三角状反射体42の2つの反射面の交点aからの回転方向のラインと円盤状プレート41の半径ラインとの交点bと交点aの間の距離
r:円盤状プレート41の中心から交点bまでの距離
Θ:交点aからの回転方向のラインが入射するレーザ光の光軸と平行である場合を0°としたときの円盤状プレート41の回転角度
しかし、数2に基づいて回転角度に対する光路長の変化量のグラフを作成すると、図6に示すようにほぼ比例の関係が得られるため、時間Aから時間Cまでの短い時間内では光路長変化の速さは回転速度一定であれば一定とみなしてよい。また、スピンドルモータ制御回路47によりスピンドルモータ44が回転速度一定で回転するよう制御しても回転速度にはジッタがあるが、時間Aから時間Cまでの短い時間内では回転速度は一定とみなしてよい。よって、数1により基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの表面までの距離を精度よく求めることができる。
When the distance calculation circuit 73 proceeds to step S206, the data groups are arranged in time series in step S206, and the time when the peak A shown in FIG. Similarly, the time at which peak B shown in FIG. 5 occurs is set as time B in step S208, and the time at which peak C shown in FIG. In step S212, the time A, B, and C, the thickness t of the reference light transmission body 23 stored in advance, and the refractive index n of the reference light transmission body 23 are used, and the reference light transmission body is expressed by the following formula 1. The distance d from the laser light emission surface 23 to the surface of the inspection object OB is calculated.
(Equation 1)
d = t × n × (C−B) / (B−A)
This equation is valid when the speed of change of the optical path length is constant from time A to time C. Since the optical path length change amount CH with respect to the rotation angle of the disk-shaped plate 41 is theoretically expressed by the following formula 2, strictly speaking, even if the rotation speed of the disk-shaped plate 41 is constant, the speed of the optical path length change is not constant. .
(Equation 2)
CH = 4 · {r · sinΘ + di · (1-cosΘ)}
di: distance between the intersection point b of the rotation direction line from the intersection point a of the two reflecting surfaces of the triangular reflector 42 and the radius line of the disc-like plate 41 and the intersection point a r: intersection point from the center of the disc-like plate 41 Distance to b Θ: Rotation angle of the disk-like plate 41 when the rotation direction line from the intersection point a is parallel to the optical axis of the incident laser beam is 0 ° However, the rotation angle based on Equation 2 When the graph of the amount of change in the optical path length with respect to is obtained, a substantially proportional relationship is obtained as shown in FIG. 6, and therefore the speed of the change in the optical path length is constant within a short time from time A to time C. Can be considered constant. Even if the spindle motor control circuit 47 controls the spindle motor 44 to rotate at a constant rotational speed, the rotational speed has jitter, but the rotational speed is considered to be constant within a short time from time A to time C. Good. Therefore, the distance from the laser light emitting surface of the reference translucent body 23 to the surface of the inspection object OB can be obtained with high accuracy using Equation 1.

ステップS212にて計算される距離dは、ピークA,B,Cが存在する4×M個のデータ群ごとに得られるため、距離dが得られるごとに変数pによる番号を対応させ、d(p)として記憶する。そして、ステップS214にて変数pが4×Mになったか、すなわち、距離d(p)が4×M個揃ったかが判定され、変数pが4×Mになるまで、ステップS216にて変数pをインクリメントしてステップS204からステップS214までの処理が繰り返される。これにより、距離d(p)が4×M個揃うので、ステップS214にて「Yes」と判定されてステップS218へ進む。 Since the distance d calculated in step S212 is obtained for each 4 × M data group in which the peaks A, B, and C exist, each time the distance d is obtained, the number by the variable p is associated, and d ( p). Then, in step S214, it is determined whether the variable p is 4 × M, that is, whether the distance d (p) is 4 × M, and the variable p is set in step S216 until the variable p becomes 4 × M. The process from step S204 to step S214 is repeated with increment. Accordingly, since 4 × M distances d (p) are obtained, “Yes” is determined in step S214, and the process proceeds to step S218.

距離計算回路73はステップS218に進むと、ステップS218にて4×M個ある距離d(p)の平均値daveを計算して、ステップS220にて距離daveをコントローラ90へ出力する。そしてステップS222にてプログラムの実行を終了する。 In step S218, the distance calculation circuit 73 calculates an average value “dave” of 4 × M distances d (p) in step S218, and outputs the distance “dave” to the controller 90 in step S220. In step S222, execution of the program ends.

コントローラ90は距離計算回路73から距離daveのデジタルデータが入力すると、X方向フィードモータ制御回路62とY方向フィードモータ制御回路63に次の測定位置であるX位置とY位置を出力し、検査対象物OBに照射されるレーザ光の位置を次の測定位置にする。そして、距離計算回路73に作動開始の指令を出力する。この指令が入力すると、距離計算回路73は上述したプログラムを実行し、次の測定位置における距離daveを算出してコントローラ90へ出力する。このコントローラ90と距離計算回路73の処理は、コントローラ90に設定されている測定位置すべてにおいて距離daveが取得されるまで続けられ、測定位置すべてにおいて距離daveが取得されると、コントローラ90は図示しないプログラムの実行により、レーザ駆動回路30およびスピンドルモータ制御回路47に作動停止の指令を出力する。これにより、光ヘッド20から検査対象物OBへレーザ光が照射されなくなり、光路長可変装置40は円盤状プレート41の回転が停止する。 When the digital data of the distance dave is input from the distance calculation circuit 73, the controller 90 outputs the X position and the Y position as the next measurement positions to the X direction feed motor control circuit 62 and the Y direction feed motor control circuit 63, and the inspection target. The position of the laser beam irradiated on the object OB is set to the next measurement position. Then, an operation start command is output to the distance calculation circuit 73. When this command is input, the distance calculation circuit 73 executes the above-described program, calculates the distance “dave” at the next measurement position, and outputs it to the controller 90. The processing of the controller 90 and the distance calculation circuit 73 is continued until the distance “dave” is acquired at all the measurement positions set in the controller 90. When the distance “dave” is acquired at all the measurement positions, the controller 90 is not shown. By executing the program, an operation stop command is output to the laser drive circuit 30 and the spindle motor control circuit 47. As a result, the laser beam is no longer irradiated from the optical head 20 to the inspection object OB, and the optical path length varying device 40 stops the rotation of the disk-shaped plate 41.

次にコントローラ90は図示しないプログラムの実行により、測定位置ごとに得られた距離daveを用いて検査対象物OBの表面プロファイルの画像データを作成し、この画像データを表示装置94へ出力して、表示装置94に検査対象物OBの表面プロファイルの画像を表示させる。この画像は立体図であっても断面図であってもよい。また、必要であれば、コントローラ90が表面プロファイルから凹凸の度合いを示す値を計算するようにし、表示装置94に計算した値を表示させてもよい。そして、作業者は、次に測定したい検査対象物OBがあるときは、ステージ51から検査対象物OBを取り除き、次の検査対象物OBをステージ51に載置して、入力装置92から測定位置の入力と測定開始の指示を入力すれば、上述の説明と同様に検査対象物OBの表面プロファイルが測定される。 Next, the controller 90 creates image data of the surface profile of the inspection object OB by using the distance dave obtained for each measurement position by executing a program (not shown), and outputs the image data to the display device 94. An image of the surface profile of the inspection object OB is displayed on the display device 94. This image may be a three-dimensional view or a cross-sectional view. Further, if necessary, the controller 90 may calculate a value indicating the degree of unevenness from the surface profile, and display the calculated value on the display device 94. Then, when there is an inspection object OB to be measured next, the operator removes the inspection object OB from the stage 51, places the next inspection object OB on the stage 51, and measures the measurement position from the input device 92. And the measurement start instruction are input, the surface profile of the inspection object OB is measured in the same manner as described above.

上記のように動作する表面プロファイル測定装置の実施形態によれば、データ処理装置70の距離計算回路73が、基準透光体23のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間である時間Aと時間Bとの時間差と、時間Bと検査対象物OBの表面に対応するピーク点時間である時間Cとの時間差は、レーザ光の光路長に屈折率を乗算した値に比例することを基に、時間A、時間B、時間Cおよび基準透光体23の厚さ(物体内でのレーザ光の光路長)と基準透光体の屈折率とを用いて、基準透光体23のレーザ光出射側の面から検査対象物OBまでの距離を精度よく計算する。そして、X方向フィードモータ52とY方向フィードモータ53を駆動させることで検査対象物OBを光ヘッド20から照射されるレーザ光に対して移動させ、それぞれの移動位置ごとに基準透光体23のレーザ光出射側の面から検査対象物OBまでの距離を求めることで、検査対象物の表面プロファイルを精度よく求めることができる。すなわち、光路長可変装置40の円盤プレート41の回転角度を検出する機器を設ける必要がなく、光路長可変装置40の円盤プレート41の回転が一定になるよう制御する機器を高精度にする必要もなく、基準透光体23の厚さと屈折率を精度よく求めて記憶しておけば、精度よく検査対象物OBの表面プロファイルを求めることができる。また、上記のように動作する表面プロファイル測定装置の実施形態によれば、A/D変換器72を設けるのみで容易にピーク点時間である時間A,B,Cを精度よく検出することができる。 According to the embodiment of the surface profile measuring device that operates as described above, the distance calculation circuit 73 of the data processing device 70 corresponds to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference light transmitting body 23. The time difference between time A, which is the peak point time, and time B, and the time difference between time B, which is the peak point time corresponding to the surface of the inspection object OB, is obtained by multiplying the optical path length of the laser light by the refractive index. Based on being proportional to the value, using time A, time B, time C, the thickness of the reference light transmitting body 23 (the optical path length of the laser light in the object), and the refractive index of the reference light transmitting body, The distance from the surface on the laser light emission side of the reference translucent body 23 to the inspection object OB is accurately calculated. Then, by driving the X-direction feed motor 52 and the Y-direction feed motor 53, the inspection object OB is moved with respect to the laser light irradiated from the optical head 20, and the reference translucent body 23 is moved for each movement position. By obtaining the distance from the laser light emitting side surface to the inspection object OB, the surface profile of the inspection object can be obtained with high accuracy. That is, it is not necessary to provide a device for detecting the rotation angle of the disk plate 41 of the optical path length varying device 40, and it is also necessary to provide a device for controlling the rotation of the disk plate 41 of the optical path length varying device 40 so as to have high accuracy. If the thickness and refractive index of the reference translucent body 23 are accurately obtained and stored, the surface profile of the inspection object OB can be obtained with high accuracy. Further, according to the embodiment of the surface profile measuring apparatus that operates as described above, it is possible to easily detect the time points A, B, and C, which are peak point times, simply by providing the A / D converter 72. .

(第2実施形態)
次に、本発明が適用された表面プロファイル測定装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態における表面プロファイル測定装置が第1実施形態における表面プロファイル測定装置と異なっている点は、基準透光体23のレーザ光出射側の面から検査対象物OBの表面までの距離dの計算方法である。すなわち、距離計算回路73が実行する図4のフローチャートが示すプログラムにおけるステップS212の計算方法のみが異なる。第1実施形態の計算方法との違いを端的に言うと、第1実施形態においては光路長の変化の速さは、時間A〜時間Cまでは一定であるとして計算を行ったが、基準透光体23から検査対象物OBまでの距離が大きい場合などは、光路長の変化の速さの変化の度合が大きくなり、測定精度が悪くなる可能性がある。そこで、第2実施形態では、時間A〜時間Cまでの間、光路長の変化の速さは変わるが、光路長可変装置40の円盤プレート41の回転速度は一定であるとして計算を行うようにしている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the surface profile measuring apparatus to which the present invention is applied will be described. The surface profile measuring apparatus in the second embodiment is different from the surface profile measuring apparatus in the first embodiment in that the distance d from the surface on the laser light emitting side of the reference light transmitting body 23 to the surface of the inspection object OB is different. It is a calculation method. That is, only the calculation method of step S212 in the program shown in the flowchart of FIG. 4 executed by the distance calculation circuit 73 is different. In short, the difference from the calculation method of the first embodiment is that the speed of change of the optical path length is constant from time A to time C in the first embodiment. When the distance from the light body 23 to the inspection object OB is large, the degree of change in the speed of change in the optical path length increases, and the measurement accuracy may deteriorate. Therefore, in the second embodiment, the speed of change of the optical path length changes from time A to time C, but the calculation is performed on the assumption that the rotational speed of the disk plate 41 of the optical path length variable device 40 is constant. ing.

第2実施形態における距離dの計算方法を具体的に言うと、基準透光体23の厚さ(物体内のレーザ光の光路長)と基準透光体23の屈折率の代わりに、受光センサ15が出力する信号に基準透光体23のレーザ光入射面に対応するピークが発生するときの円盤プレート41の回転角度Θ(2n−1)、基準透光体23のレーザ光出射面に対応するピークが発生するときの回転角度Θ(2n)(n=1〜4)を予め記憶し、さらに円盤プレート41の回転角度と光路長変化量の関係を予め距離計算回路73に記憶しておく。そして、図4のフローチャートが示すプログラムの実行で得られる、ピーク点時間である時間A,B,Cと、予め記憶しているこれらのデータとを用いて基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの表面までの距離dを計算する。 More specifically, the calculation method of the distance d in the second embodiment is described by using a light receiving sensor instead of the thickness of the reference light transmitting body 23 (the optical path length of the laser light in the object) and the refractive index of the reference light transmitting body 23. 15 corresponds to the rotation angle Θ (2n−1) of the disc plate 41 when a peak corresponding to the laser light incident surface of the reference light transmitting member 23 is generated in the signal output from the reference light transmitting member 23, and the laser light emitting surface of the reference light transmitting member 23. The rotation angle Θ (2n) (n = 1 to 4) when the peak to occur is stored in advance, and the relationship between the rotation angle of the disk plate 41 and the optical path length variation is stored in the distance calculation circuit 73 in advance. . Then, the laser light emission surface of the reference translucent body 23 using the times A, B, and C, which are peak point times, obtained by executing the program shown in the flowchart of FIG. 4 and these data stored in advance. The distance d from the surface to the surface of the inspection object OB is calculated.

距離dの詳細な計算方法を説明する前に、基準透光体23のレーザ光入射面に対応するピークが発生するときとレーザ光出射面に対応するピークが発生するときの、円盤プレート41の回転角度Θ(2n−1)、Θ(2n)(n=1〜4)を取得する方法について説明する。図7に示すように、表面プロファイル測定装置にカウント回路80を追加し、データ処理装置70におけるA/D変換器72がデータをコントローラ90に出力する装置を作製する。カウント回路80は、スピンドルモータ44のエンコーダ44aからインデックス信号が入力してからエンコーダのパルス信号をカウントしてカウント値をコントローラ90に出力する。カウント値のコントローラ90への出力間隔はA/D変換器72のデータ出力間隔と同一である。そして、エンコーダ44aからインデックス信号が入力するとカウント値を0にする。360°×(カウント値/最大カウント値)は回転角度であるので。カウント値は回転角度に相当する。 Before explaining the detailed calculation method of the distance d, the disk plate 41 is used when the peak corresponding to the laser light incident surface of the reference light transmitting member 23 occurs and when the peak corresponding to the laser light emitting surface occurs. A method for obtaining the rotation angles Θ (2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) will be described. As shown in FIG. 7, a count circuit 80 is added to the surface profile measuring device, and an A / D converter 72 in the data processing device 70 produces a device that outputs data to the controller 90. The count circuit 80 counts the pulse signal of the encoder after the index signal is input from the encoder 44 a of the spindle motor 44 and outputs the count value to the controller 90. The output interval of the count value to the controller 90 is the same as the data output interval of the A / D converter 72. When the index signal is input from the encoder 44a, the count value is set to zero. 360 ° × (count value / maximum count value) is the rotation angle. The count value corresponds to the rotation angle.

このようにした装置で、コントローラ90からの指令で光路長可変装置40の円盤プレート41を設定された回転速度で回転させ、光源11からレーザ光を出射させ、A/D変換器72を作動開始させた後、インデックス信号がコントローラ90に入力してから次のインデックス信号が入力するまで、A/D変換器72からのデジタルデータ(信号の瞬時値)とカウント回路80からのカウント値(回転角度)をコントローラ90に記憶させる。記憶したデータから回転角度に対する信号の瞬時値のデータを作成すると、図5のような波形が得られる箇所が4つある。このときの横軸は回転角度である。そして、回転角度が小さい順にピークAとピークBにおける回転角度をΘ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)として記憶する。この操作を複数回繰り返して、複数のΘ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)を記憶し、記憶した値をそれぞれ平均して計算に使用するΘ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)を取得する。 In the apparatus as described above, the disk plate 41 of the optical path length varying device 40 is rotated at a set rotational speed by a command from the controller 90, the laser light is emitted from the light source 11, and the A / D converter 72 is started to operate. After the index signal is input to the controller 90, the digital data (the instantaneous value of the signal) from the A / D converter 72 and the count value (the rotation angle) from the A / D converter 72 until the next index signal is input. ) Is stored in the controller 90. When the data of the instantaneous value of the signal with respect to the rotation angle is created from the stored data, there are four places where a waveform as shown in FIG. 5 is obtained. The horizontal axis at this time is the rotation angle. Then, the rotation angles at peak A and peak B are stored as Θ (2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) in ascending order of rotation angle. By repeating this operation a plurality of times, a plurality of Θ (2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) are stored, and the stored values are averaged and used for the calculation Θ (2n−1) , Θ (2n) (n = 1 to 4).

次に、円盤プレート41の回転角度と光路長変化量の関係を取得する方法について説明する。図8に示すように、表面プロファイル測定装置を図7のようにした装置から光ヘッド20を取り除き、コリメーティングレンズ87を介して微小断面径のレーザ光が精密移動装置85の反射部86aの表面に垂直に入射させるようにする。精密移動装置85はコントローラ90から指示された移動量だけ移動部86を精密に移動させることができる装置である。または、精密移動装置85はコントローラ90から移動指令がある間だけ移動部86を移動させ、移動量を精度よく表示する装置でもよい。そして、精密移動装置85の移動部86を移動させるごとにコントローラ90からの指令で光路長可変装置40の円盤プレート41を設定された回転速度で回転させ、光源11からレーザ光を出射させ、A/D変換器72を作動開始させた後、インデックス信号がコントローラ90に入力してから次のインデックス信号が入力するまで、A/D変換器72からのデジタルデータ(信号の瞬時値)とカウント回路80からのカウント値(回転角度)をコントローラ90に記憶させる。このとき図5のピークCが得られる箇所が4つある。このピークCの回転角度4つを移動部86の移動量に対応させて記憶する。前述のように、この操作を複数回繰り返して、4つの回転角度を複数得て、平均してもよい。精密移動装置85の移動部86を移動させるごとにこの操作を行うことで、円盤プレート41の回転角度と移動部86の移動量との関係が得られる。そして、ピークCが得られる移動部86の最大の移動量または最小の移動量を基準(移動量0)としたときの移動量を計算し、この移動量を2倍した値を光路長変化量とする。これにより、円盤プレート41の回転角度と光路長変化量の関係を取得することができる。この関係は図6のグラフで示された関係が4つあるものであり、数2により理論的に取得することもできるが、三角状反射体42の円盤プレート41への取り付け誤差等により、数2から理論的に導き出される値と実際の値にはずれがあるので、精度のよい測定を行うためには上記のように取得することが好ましい。 Next, a method for acquiring the relationship between the rotation angle of the disk plate 41 and the optical path length change amount will be described. As shown in FIG. 8, the optical head 20 is removed from the surface profile measuring device as shown in FIG. 7, and a laser beam having a small cross-sectional diameter is reflected on the reflecting portion 86 a of the precision moving device 85 via the collimating lens 87. Incidently incident on the surface. The precision moving device 85 is a device that can precisely move the moving unit 86 by the amount of movement instructed from the controller 90. Alternatively, the precision moving device 85 may be a device that moves the moving unit 86 only while there is a movement command from the controller 90 and displays the movement amount with high accuracy. Then, each time the moving unit 86 of the precision moving device 85 is moved, the disk plate 41 of the optical path length varying device 40 is rotated at a set rotational speed by a command from the controller 90, and laser light is emitted from the light source 11. The digital data (instantaneous value of the signal) from the A / D converter 72 and the count circuit until the next index signal is input after the index signal is input to the controller 90 after starting the operation of the / D converter 72 The count value (rotation angle) from 80 is stored in the controller 90. At this time, there are four places where the peak C in FIG. 5 is obtained. The four rotation angles of peak C are stored in correspondence with the movement amount of the moving unit 86. As described above, this operation may be repeated a plurality of times to obtain a plurality of four rotation angles and average them. By performing this operation each time the moving unit 86 of the precision moving device 85 is moved, a relationship between the rotation angle of the disk plate 41 and the moving amount of the moving unit 86 is obtained. Then, the movement amount when the maximum movement amount or the minimum movement amount of the movement unit 86 from which the peak C is obtained is used as a reference (movement amount 0) is calculated, and a value obtained by doubling the movement amount is an optical path length change amount. And Thereby, the relationship between the rotation angle of the disc plate 41 and the optical path length change amount can be acquired. This relationship has four relationships shown in the graph of FIG. 6 and can be theoretically obtained by Equation 2. However, due to an attachment error of the triangular reflector 42 to the disk plate 41, etc. Since there is a discrepancy between the value theoretically derived from 2 and the actual value, it is preferable to acquire as described above in order to perform accurate measurement.

上記のように、基準透光体23のレーザ光入射面と出射面に対応するピークが発生するときの円盤プレート41の回転角度Θ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)と円盤プレート41の回転角度と光路長変化量の関係を取得し、距離計算回路73に記憶した上で、図4のフローチャートが示すプログラムのステップS212における距離dの計算は、以下の数3、数4により行われる。なお、A,B,Cは、ステップS206〜ステップS210で得られるピークA,B,Cの時間である。
(数3)
ピークCの回転角度 = {Θ(2n)−Θ(2n−1)}×(C−B)/(B−A)
(数4)
d = {(ピークCの回転角度に対応した光路長変化量)−(ピークBの回転角度に対応した光路長変化量)}/2
この場合、回転角度Θ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)は、最初のデータ群においては、n=1のものを用い、次のデータ群にはn=2のものを用い、次のデータ群にはn=3のものを用いる。そして、次のデータ群にn=4のものを用いた後、次のデータ群には、再びn=1のものを用いる。これは、図3のフローチャートが示すように、インデックス信号が発生した後にデータの記憶が開始され、図7,図8の装置においてはインデックス信号が発生した時点で回転角度が0であり、Θ(2n−1),Θ(2n)(n=1〜4)は、値が小さい順に記憶されているからである。
As described above, the rotation angles Θ (2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) of the disk plate 41 when the peaks corresponding to the laser light incident surface and the light emitting surface of the reference light transmitting member 23 are generated. ) And the rotation angle of the disk plate 41 and the optical path length change amount are acquired and stored in the distance calculation circuit 73, and the calculation of the distance d in step S212 of the program shown in the flowchart of FIG. , Performed according to equation (4). A, B, and C are the times of peaks A, B, and C obtained in steps S206 to S210.
(Equation 3)
Rotation angle of peak C = {Θ (2n) −Θ (2n−1)} × (C−B) / (B−A)
(Equation 4)
d = {(the optical path length change amount corresponding to the rotation angle of the peak C) − (the optical path length change amount corresponding to the rotation angle of the peak B)} / 2
In this case, the rotation angles Θ (2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) are n = 1 in the first data group, and n = 2 in the next data group. The next data group uses n = 3. Then, after n = 4 is used for the next data group, n = 1 is again used for the next data group. As shown in the flowchart of FIG. 3, the storage of data is started after the index signal is generated. In the apparatus of FIGS. 7 and 8, the rotation angle is 0 when the index signal is generated, and Θ ( This is because 2n−1) and Θ (2n) (n = 1 to 4) are stored in ascending order of values.

数3、数4による計算は、回転速度がピークAの発生時間からピークCの発生時間までは一定であるとした式である。前述のように、回転速度一定で制御されても回転速度にはジッタがあるが、ピークAの発生時間からピークCの発生時間までの短い時間内では回転速度は一定とみなすことができる。 The calculations according to Equations 3 and 4 are equations assuming that the rotation speed is constant from the time when Peak A occurs to the time when Peak C occurs. As described above, even if controlled at a constant rotational speed, there is jitter in the rotational speed, but the rotational speed can be considered constant within a short time from the time when peak A occurs to the time when peak C occurs.

上記のように動作する表面プロファイル測定装置の実施形態によれば、データ処理装置70の距離計算回路73が、基準透光体23のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応するピーク点時間である時間Aと時間Bとの時間差と、時間Bと検査対象物OBの表面に対応するピーク点時間である時間Cとの時間差との比率は、ピークAとピークBが発生するときの円盤プレート41の回転角度の差と、ピークBとピークCが発生するときの円盤プレート41の回転角度の差とのに比率と等しいことを基に、時間A、時間B、時間Cおよび予め精度よく測定して記憶してあるピークAとピークBが発生するときの円盤プレート41の回転角度を用いて、ピークCが発生するときの円盤プレート41の回転角度を計算する。さらに、予め精度よく測定して記憶してある円盤プレート41の回転角度と光路長変化量の関係を用いて、計算したピークCが発生するときの回転角度に対応する光路長変化量と、記憶されているピークBが発生するときの回転角度に対応する光路長変化量とを計算し、これらの光路長変化量から基準透光体23のレーザ光出射側の面から検査対象物OBまでの距離を精度よく計算する。そして、X方向フィードモータ52とY方向フィードモータ53を駆動させることで検査対象物OBを光ヘッド20から照射されるレーザ光に対して移動させ、それぞれの移動位置ごとに基準透光体23のレーザ光出射側の面から検査対象物OBまでの距離を求めることで、検査対象物の表面プロファイルを精度よく求めることができる。すなわち、光路長可変装置40の円盤プレート41の回転角度を検出する機器を設ける必要がなく、光路長可変装置40の円盤プレート41の回転が一定になるよう制御する機器を高精度にする必要もなく、円盤プレート41の基準回転位置からの回転角度に対する光路長の変化量と、基準透光体23のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応した受光センサ15が出力する信号がピークとなるタイミングでの円盤の基準回転位置からの回転角度とを精度よく測定して記憶しておけば、精度よく検査対象物OBの表面プロファイルを求めることができる。また、上記のように動作する表面プロファイル測定装置の実施形態によれば、A/D変換器72を設けるのみで容易にピーク点時間である時間A,B,Cを精度よく検出することができる。 According to the embodiment of the surface profile measuring device that operates as described above, the distance calculation circuit 73 of the data processing device 70 corresponds to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference light transmitting body 23. The ratio between the time difference between time A, which is the peak point time, and time B, and the time difference between time B, which is the peak point time corresponding to the surface of the inspection object OB, is peak A and peak B. The time A, the time B, the time C, and the time A, the time B, the time C, and the difference between the rotation angle difference of the disk plate 41 and the difference of the rotation angle of the disk plate 41 when the peak B and the peak C occur The rotation angle of the disk plate 41 when the peak C occurs is calculated using the rotation angle of the disk plate 41 when the peak A and peak B that have been measured and stored in advance with accuracy are generated. Furthermore, using the relationship between the rotation angle of the disc plate 41 and the optical path length variation that has been measured and stored in advance with accuracy, the optical path length variation corresponding to the rotation angle when the calculated peak C is generated and stored. The optical path length change amount corresponding to the rotation angle when the peak B is generated is calculated, and from these optical path length change amounts to the inspection object OB from the surface on the laser light emission side of the reference translucent body 23. Calculate distance accurately. Then, by driving the X-direction feed motor 52 and the Y-direction feed motor 53, the inspection object OB is moved with respect to the laser light irradiated from the optical head 20, and the reference translucent body 23 is moved for each movement position. By obtaining the distance from the laser light emitting side surface to the inspection object OB, the surface profile of the inspection object can be obtained with high accuracy. That is, it is not necessary to provide a device for detecting the rotation angle of the disk plate 41 of the optical path length varying device 40, and it is also necessary to provide a device for controlling the rotation of the disk plate 41 of the optical path length varying device 40 so as to have high accuracy. Rather, the amount of change in the optical path length with respect to the rotation angle from the reference rotation position of the disk plate 41 and the signal output by the light receiving sensor 15 corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference translucent body 23. If the rotation angle from the reference rotation position of the disk at the timing when becomes a peak is accurately measured and stored, the surface profile of the inspection object OB can be determined with high precision. Further, according to the embodiment of the surface profile measuring apparatus that operates as described above, it is possible to easily detect the time points A, B, and C, which are peak point times, simply by providing the A / D converter 72. .

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

上記第1実施形態および第2実施形態では、本発明を検査対象物OBの表面プロファイルを測定する装置に適用した形態を示したが、検査対象物OBがガラス板のような透光性物体であれば、本発明を検査対象物OBの厚さを測定する装置に適用してもよい。この場合は図5に示すピークCの後に検査対象物OBの裏面に対応したピークdが発生するので、本実施形態と同様の計算で基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの裏面までの距離を計算し、この値から検査対象物OBの表面までの距離を減算すればよい。 In the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, although the form which applied this invention to the apparatus which measures the surface profile of the test object OB was shown, the test object OB is a translucent object like a glass plate. If present, the present invention may be applied to an apparatus for measuring the thickness of the inspection object OB. In this case, since the peak d corresponding to the back surface of the inspection object OB is generated after the peak C shown in FIG. 5, the inspection object OB is detected from the laser light emitting surface of the reference translucent body 23 by the same calculation as in the present embodiment. The distance to the back surface of the inspection object OB may be calculated and the distance to the surface of the inspection object OB may be subtracted from this value.

また、上記第1実施形態および第2実施形態では、基準透光体23のレーザ光出射面から検査対象物OBの表面までの距離を計算したが、検査対象物OBの表面プロファイルを取得できればよいので、基準透光体23のレーザ光入射面から検査対象物OBの表面までの距離を計算するようにしてもよい。また、基準透光体23のレーザ光出射面とレーザ光入射面から定まる点から検査対象物OBの表面までの距離を計算するようにしてもよい。 Moreover, in the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, although the distance from the laser beam emission surface of the reference | standard light transmission body 23 to the surface of the test object OB was calculated, it is sufficient if the surface profile of the test object OB can be acquired. Therefore, the distance from the laser light incident surface of the reference translucent body 23 to the surface of the inspection object OB may be calculated. Further, the distance from the point determined from the laser light emitting surface and the laser light incident surface of the reference light transmitting body 23 to the surface of the inspection object OB may be calculated.

また、上記第1実施形態および第2実施形態では、受光センサ15が出力する信号の瞬時値を設定された時間間隔で得ることでデータ処理によりピークが発生する時間を検出したが、高精度での測定の必要性がなければ、ピークが発生する時間を別の方法を用いることで得るようにしてもよい。例えば、基準電圧を定めておき、受光センサ15が出力する信号がこの基準電圧をスライスしたときに信号が発生するようにし、信号が発生したときの時間を計測して、ピーク付近で得られる2つの時間を平均した時間をピークの時間とするようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the time at which a peak occurs due to data processing is detected by obtaining the instantaneous value of the signal output from the light receiving sensor 15 at a set time interval. If there is no need for measurement of the above, the time at which the peak occurs may be obtained by using another method. For example, a reference voltage is determined, a signal is generated when the signal output from the light receiving sensor 15 slices the reference voltage, and the time when the signal is generated is measured to obtain 2 near the peak. A time obtained by averaging two times may be used as a peak time.

また、上記第1実施形態および第2実施形態においては、受光センサ15が出力する信号がピークになる時間を検出した。しかし、受光センサ15が出力する信号は、図2に示すように変化する。すなわち、検査対象物OBの表面で反射されたレーザ光と、光路長可変装置40で反射されたレーザ光とが干渉したレーザ光は、ピークの両側にボトムを有する。このボトムは、前記反射された両レーザ光の光路長において、前記反射された両レーザ光の位相がπに対応した光路長だけずれている位置に対応している。このボトム位置は、前記反射された両レーザ光の光路長が一致する位置に極めて近いと同時に、検査対象物OBの表面までの距離dの計算においては、時間A,B,Cの差を用いる。したがって、前記ピークが発生する時間に代えてボトムが発生する時間を検出し、検出した時間の差を計算することにより、検査対象物OBの表面までの距離dを計算することもできる。また第2実施形態においては、ボトムが発生するタイミングにおける円盤プレート41の回転角度を記憶しておけばよい。この場合、両ボトムによる計算結果の平均値を採用してもよいし、一方のボトム(小さいほうのボトムが好ましい)による計算結果を採用してもよい。なお、請求項において、ピーク点時間、ピークとなるタイミング、と記載されている語句は、ここで説明したボトムが発生する時間、ボトムが発生するタイミングも含むものとする。 Moreover, in the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the time when the signal which the light reception sensor 15 outputs becomes a peak was detected. However, the signal output from the light receiving sensor 15 changes as shown in FIG. That is, the laser beam that is reflected by the laser beam reflected by the surface of the inspection object OB and the laser beam reflected by the optical path length varying device 40 has bottoms on both sides of the peak. The bottom corresponds to a position where the phases of the reflected laser beams are shifted by an optical path length corresponding to π in the optical path lengths of the reflected laser beams. This bottom position is very close to the position where the optical path lengths of the reflected laser beams coincide with each other, and at the same time, the difference between times A, B, and C is used in calculating the distance d to the surface of the inspection object OB. . Therefore, the distance d to the surface of the inspection object OB can be calculated by detecting the time when the bottom occurs instead of the time when the peak occurs and calculating the difference between the detected times. In the second embodiment, the rotation angle of the disk plate 41 at the timing when the bottom occurs may be stored. In this case, an average value of calculation results by both bottoms may be adopted, or a calculation result by one bottom (a smaller bottom is preferable) may be adopted. In the claims, the terms “peak point time” and “peak timing” include the time when the bottom described here occurs and the timing when the bottom occurs.

また、上記第1実施形態および第2実施形態においては、円盤プレート41に4つの三角状反射体42を配置し、円盤プレート41の1回転で4つのデータが得られるようにした。しかし、円盤プレート41に配置する三角状反射体42の数は、測定速度と装置のコストを考慮して適宜変更してよい。ただし、7個以上配置すると、ある三角状反射体42に照射されるレーザ光を別の三角状反射体42が遮断してしまうので、三角状反射体42の数は6個以下が望ましい。 In the first embodiment and the second embodiment, four triangular reflectors 42 are arranged on the disk plate 41 so that four data can be obtained by one rotation of the disk plate 41. However, the number of triangular reflectors 42 arranged on the disk plate 41 may be changed as appropriate in consideration of the measurement speed and the cost of the apparatus. However, when seven or more are arranged, another triangular reflector 42 blocks the laser light applied to a certain triangular reflector 42, so the number of triangular reflectors 42 is preferably six or less.

また、上記第1実施形態および第2実施形態においては、光路長可変装置40の円盤プレート41を時計回りに回転させて、光路長を小さい側から大きい側に変化させて、時計回りに回転させて図5に示す信号波形が得られるようにしたが、円盤プレート41を反時計回りに回転させて、光路長を大きい側から小さい側に変化させても、図5に示す信号波形は逆向きに発生するだけであり、本実施形態で示した計算方法は変わらず用いることができるので、円盤プレート41は反時計回りに回転するようにしてもよい。 In the first and second embodiments, the disk plate 41 of the optical path length varying device 40 is rotated clockwise to change the optical path length from the small side to the large side and rotate clockwise. 5 is obtained, but the signal waveform shown in FIG. 5 is reversed even if the disk plate 41 is rotated counterclockwise to change the optical path length from the larger side to the smaller side. Since the calculation method shown in this embodiment can be used without change, the disk plate 41 may be rotated counterclockwise.

10…測定部、11…レーザ光源、14…光カプラ、15…受光センサ、16,17,31,32…光ファイバー、20…光ヘッド、40…光路長可変装置、41…円盤プレート、42…三角状反射体、44…スピンドルモータ、46…固定反射体、70…データ処理装置、72…A/D変換器、73…距離計算回路、80…カウント回路、85…精密移動装置、90…コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Measuring part, 11 ... Laser light source, 14 ... Optical coupler, 15 ... Light receiving sensor, 16, 17, 31, 32 ... Optical fiber, 20 ... Optical head, 40 ... Optical path length variable device, 41 ... Disc plate, 42 ... Triangle -Shaped reflector, 44 ... spindle motor, 46 ... fixed reflector, 70 ... data processing device, 72 ... A / D converter, 73 ... distance calculation circuit, 80 ... count circuit, 85 ... precision movement device, 90 ... controller

Claims (6)

円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、前記円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、前記入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、
低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を前記光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を検査対象物に照射させ、前記光路長可変手段からの戻り光と前記検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、
前記検査対象物に前記第2のレーザ光が照射される前に前記第2のレーザ光が透過するとともに、前記検査対象物からの反射光が透過する基準透光体であって、物体内でのレーザ光の光路長および屈折率が既知である基準透光体と、
前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、
前記検査対象物を、前記検査対象物に照射される前記第2のレーザ光に対して移動位置を検出しながら移動させる移動手段と、
前記移動手段によるそれぞれの移動位置において、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応する前記ピーク点時間と、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記検査対象物の表面に対応するピーク点時間と、前記基準透光体の物体内でのレーザ光の光路長および屈折率とを用いて、前記基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から前記検査対象物までの距離を計算し、前記移動位置に対する前記計算した距離から検査対象物の表面プロファイルを計算する表面プロファイル計算手段とを備えたことを特徴とする表面プロファイル測定装置。
A reflector that emits laser light in the direction opposite to the incident laser light by reflecting the laser light incident on the surface of the disk is mounted, and the disk is rotated at a constant rotational speed by a rotating means, thereby allowing the incident light to enter the disk. Optical path length variable means for returning the laser beam by changing the optical path length;
The low-coherence laser beam is branched, the first laser beam, which is one of the laser beams, is incident on the optical path length varying means, the second laser beam, which is the other laser beam, is irradiated on the inspection object, An optical system for synthesizing the return light from the optical path length varying means and the reflected light from the inspection object and receiving the light with a light receiver;
A reference translucent body that transmits the second laser light before the second laser light is irradiated onto the inspection object, and transmits reflected light from the inspection object. A reference translucent body having a known optical path length and refractive index of the laser beam;
A peak point time detecting means for detecting a time at a timing when the signal output from the light receiver becomes a peak, as a peak point time;
Moving means for moving the inspection object while detecting a movement position with respect to the second laser light irradiated on the inspection object;
The peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference light transmitting body detected by the peak point time detecting unit at each moving position by the moving unit, and the peak point Using the peak point time corresponding to the surface of the inspection object detected by the time detection means and the optical path length and refractive index of the laser light in the object of the reference light transmitting body, the laser of the reference light transmitting body Surface profile calculating means for calculating a distance from the light incident side surface or the laser light emitting side surface to the inspection object and calculating a surface profile of the inspection object from the calculated distance with respect to the moving position; A surface profile measuring apparatus.
円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、前記円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、前記入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、
前記回転手段による回転位置が所定の回転位置に来るごとに、回転角度0である基準回転位置を示す信号を出力する基準回転位置検出手段と、
低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を前記光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を検査対象物に照射させ、前記光路長可変手段からの戻り光と前記検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、
前記検査対象物に前記第2のレーザ光が照射される前に前記第2のレーザ光が透過するとともに、前記検査対象物からの反射光が透過する基準透光体と、
前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、
前記検査対象物を、前記検査対象物に照射される前記第2のレーザ光に対して移動位置を検出しながら移動させる移動手段と、
前記移動手段によるそれぞれの移動位置において、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応する前記ピーク点時間と、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記検査対象物の表面に対応するピーク点時間と、予め記憶されている前記円盤の基準回転位置からの回転角度に対する光路長の変化量と、予め記憶されている前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応した前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングでの前記円盤の基準回転位置からの回転角度とを用いて、前記基準透光体のレーザ光入射側の面またはレーザ光出射側の面から前記検査対象物までの距離を計算し、前記移動位置に対する前記計算した距離から検査対象物の表面プロファイルを計算する表面プロファイル計算手段とを備えたことを特徴とする表面プロファイル測定装置。
A reflector that emits laser light in the direction opposite to the incident laser light by reflecting the laser light incident on the surface of the disk is mounted, and the disk is rotated at a constant rotational speed by a rotating means, thereby allowing the incident light to enter the disk. Optical path length variable means for returning the laser beam by changing the optical path length;
Reference rotation position detection means for outputting a signal indicating a reference rotation position having a rotation angle of 0 each time the rotation position by the rotation means reaches a predetermined rotation position;
The low-coherence laser beam is branched, the first laser beam, which is one of the laser beams, is incident on the optical path length varying means, the second laser beam, which is the other laser beam, is irradiated on the inspection object, An optical system for synthesizing the return light from the optical path length varying means and the reflected light from the inspection object and receiving the light with a light receiver;
A reference translucent body through which the second laser light is transmitted before the second laser light is irradiated onto the inspection object, and a reflected light from the inspection object is transmitted;
A peak point time detecting means for detecting a time at a timing when the signal output from the light receiver becomes a peak, as a peak point time;
Moving means for moving the inspection object while detecting a movement position with respect to the second laser light irradiated on the inspection object;
The peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference light transmitting body detected by the peak point time detecting unit at each moving position by the moving unit, and the peak point The peak point time corresponding to the surface of the inspection object detected by the time detection means, the change amount of the optical path length with respect to the rotation angle from the reference rotation position of the disk stored in advance, and the reference stored in advance Using the rotation angle from the reference rotation position of the disk at the timing when the signal output from the light receiver corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the translucent body becomes a peak, The distance from the surface on the laser light incident side or the surface on the laser light emission side of the reference light transmitting body to the inspection object is calculated, and the surface of the inspection object is calculated from the calculated distance with respect to the moving position. Surface profile measuring apparatus being characterized in that a surface profile calculating means for calculating a profile.
前記ピーク点時間検出手段は、前記受光器が出力する信号の瞬時値を設定された時間間隔で検出し、前記検出した信号の瞬時値をデータ処理することにより、ピーク点時間を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表面プロファイル測定装置。 The peak point time detecting means detects an instantaneous value of a signal output from the light receiver at a set time interval, and detects a peak point time by processing the instantaneous value of the detected signal. The surface profile measuring device according to claim 1 or 2, characterized by the above. 円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、前記円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、前記入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、
低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を前記光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を透光性物体である検査対象物に照射させ、前記光路長可変手段からの戻り光と前記検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、
前記検査対象物に前記第2のレーザ光が照射される前に前記第2のレーザ光が透過するとともに、前記検査対象物からの反射光が透過する基準透光体であって、物体内でのレーザ光の光路長および屈折率が既知である基準透光体と、
前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、
前記ピーク点時間検出手段が検出した前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応する前記ピーク点時間と、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記検査対象物の表面および裏面に対応する前記ピーク点時間と、前記基準透光体の物体内でのレーザ光の光路長および屈折率とを用いて、前記検査対象物の厚さを計算する厚さ計算手段とを備えたことを特徴とする透光性物体厚さ測定装置。
A reflector that emits laser light in the direction opposite to the incident laser light by reflecting the laser light incident on the surface of the disk is mounted, and the disk is rotated at a constant rotational speed by a rotating means, thereby allowing the incident light to enter the disk. Optical path length variable means for returning the laser beam by changing the optical path length;
A low-coherence laser beam is branched, a first laser beam, which is one of the laser beams, is incident on the optical path length varying means, and a second laser beam, which is the other laser beam, is an inspection object that is a translucent object. An optical system that irradiates an object, combines the return light from the optical path length variable means and the reflected light from the inspection object, and receives the light with a light receiver;
A reference translucent body that transmits the second laser light before the second laser light is irradiated onto the inspection object, and transmits reflected light from the inspection object. A reference translucent body having a known optical path length and refractive index of the laser beam;
A peak point time detecting means for detecting a time at a timing when the signal output from the light receiver becomes a peak, as a peak point time;
The peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference transparent body detected by the peak point time detection unit, and the inspection object detected by the peak point time detection unit Thickness calculating means for calculating the thickness of the object to be inspected using the peak point times corresponding to the front and back surfaces and the optical path length and refractive index of the laser light in the object of the reference light transmitting body And a translucent object thickness measuring device.
円盤の表面に入射したレーザ光を反射して入射したレーザ光とは逆方向にレーザ光を出射する反射体を搭載し、前記円盤を回転手段により一定の回転速度で回転させることで、前記入射したレーザ光を光路長を変化させて戻す光路長可変手段と、
前記回転手段による回転位置が所定の回転位置に来るごとに、回転角度0である基準回転位置を示す信号を出力する基準回転位置検出手段と、
低コヒーレンスのレーザ光を分岐して片方のレーザ光である第1のレーザ光を前記光路長可変手段に入射させ、他方のレーザ光である第2のレーザ光を透光性物体である検査対象物に照射させ、前記光路長可変手段からの戻り光と前記検査対象物からの反射光とを合成して受光器で受光させる光学系と、
前記検査対象物に前記第2のレーザ光が照射される前に前記第2のレーザ光が透過するとともに、前記検査対象物からの反射光が透過する基準透光体と、
前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングにおける時間を、ピーク点時間として検出するピーク点時間検出手段と、
前記ピーク点時間検出手段が検出した前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応する前記ピーク点時間と、前記ピーク点時間検出手段が検出した前記検査対象物の表面および裏面に対応する前記ピーク点時間と、予め記憶されている前記円盤の基準回転位置からの回転角度に対する光路長の変化量と、予め記憶されている前記基準透光体のレーザ光入射側の面およびレーザ光出射側の面に対応した前記受光器が出力する信号がピークとなるタイミングでの前記円盤の基準回転位置からの回転角度とを用いて、前記検査対象物の厚さを計算する厚さ計算手段とを備えたことを特徴とする透光性物体厚さ測定装置。
A reflector that emits laser light in the direction opposite to the incident laser light by reflecting the laser light incident on the surface of the disk is mounted, and the disk is rotated at a constant rotational speed by a rotating means, thereby allowing the incident light to enter the disk. Optical path length variable means for returning the laser beam by changing the optical path length;
Reference rotation position detection means for outputting a signal indicating a reference rotation position having a rotation angle of 0 each time the rotation position by the rotation means reaches a predetermined rotation position;
A low-coherence laser beam is branched, a first laser beam, which is one of the laser beams, is incident on the optical path length varying means, and a second laser beam, which is the other laser beam, is an inspection object that is a translucent object. An optical system that irradiates an object, combines the return light from the optical path length variable means and the reflected light from the inspection object, and receives the light with a light receiver;
A reference translucent body through which the second laser light is transmitted before the second laser light is irradiated onto the inspection object, and a reflected light from the inspection object is transmitted;
A peak point time detecting means for detecting a time at a timing when the signal output from the light receiver becomes a peak, as a peak point time;
The peak point time corresponding to the laser light incident side surface and the laser light emission side surface of the reference transparent body detected by the peak point time detection unit, and the inspection object detected by the peak point time detection unit The peak point times corresponding to the front and back surfaces of the disk, the change amount of the optical path length with respect to the rotation angle from the reference rotation position of the disk stored in advance, and the laser light incidence of the reference light transmitter stored in advance The rotation angle from the reference rotation position of the disk at the timing when the signal output from the light receiver corresponding to the surface on the side and the surface on the laser light emission side peaks, and the thickness of the inspection object is determined. A translucent object thickness measuring apparatus comprising a thickness calculating means for calculating.
前記ピーク点時間検出手段は、前記受光器が出力する信号の瞬時値を設定された時間間隔で検出し、前記検出した信号の瞬時値をデータ処理することにより、ピーク点時間を検出することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の透光性物体厚さ測定装置。
The peak point time detecting means detects an instantaneous value of a signal output from the light receiver at a set time interval, and detects a peak point time by processing the instantaneous value of the detected signal. The translucent object thickness measuring apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that
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