JP2816240B2 - 高さ測定方法 - Google Patents
高さ測定方法Info
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- JP2816240B2 JP2816240B2 JP15753290A JP15753290A JP2816240B2 JP 2816240 B2 JP2816240 B2 JP 2816240B2 JP 15753290 A JP15753290 A JP 15753290A JP 15753290 A JP15753290 A JP 15753290A JP 2816240 B2 JP2816240 B2 JP 2816240B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ビームを利用して三角法の原理を用い被
測定物体の高さを測定する方法に係り、特に被測定物体
が厳密な位置決めがされてなく球面状の被測定物体で表
面状態が安定していない場合の頂点高さ測定方式に関す
る。
測定物体の高さを測定する方法に係り、特に被測定物体
が厳密な位置決めがされてなく球面状の被測定物体で表
面状態が安定していない場合の頂点高さ測定方式に関す
る。
従来、三角法を用いて非接触で物体の高さを測定する
方法は種々知られている。そのうち、被測定物体の厳密
な位置決めがされていない場合、すなわち被測定物体の
頂点が所定の位置にない場合、その高さを知る方法とし
て、X,Y,Zを三次元直交座標として、光ビームの相対的
走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向に行い、上記光ビ
ームの反射光量から後述する方法でその走査線上の変曲
点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査を該
変曲点を含むＹ軸方向に行い、上記光ビームの反射受光
量からその走査線上の変曲点を求め、該変曲点位置を被
測定物体の頂点位置として、該頂点の位置の被測定物体
の高さを測定するものである。
方法は種々知られている。そのうち、被測定物体の厳密
な位置決めがされていない場合、すなわち被測定物体の
頂点が所定の位置にない場合、その高さを知る方法とし
て、X,Y,Zを三次元直交座標として、光ビームの相対的
走査を被測定物体の座標軸のＸ軸方向に行い、上記光ビ
ームの反射光量から後述する方法でその走査線上の変曲
点の位置を求め、ついで上記光ビームの相対的走査を該
変曲点を含むＹ軸方向に行い、上記光ビームの反射受光
量からその走査線上の変曲点を求め、該変曲点位置を被
測定物体の頂点位置として、該頂点の位置の被測定物体
の高さを測定するものである。
この場合の反射受光量から変曲点を求める判定手段
は、反射受光量がある判定レベルを越えた位置と切った
位置との中心位置を変曲点と判定するものである。
は、反射受光量がある判定レベルを越えた位置と切った
位置との中心位置を変曲点と判定するものである。
なおこの種の技術として関連するものには、たとえば
特開昭60−196608号公報に記載の技術等がある。
特開昭60−196608号公報に記載の技術等がある。
上記従来技術は、被測定物体の表面状態についての配
慮がされておらず、被測定物体の表面に変色，凹凸があ
った場合、反射受光量のピークが複数出力され、変曲点
位置を誤判定し頂点高さを高精度に測定できないという
問題があった。
慮がされておらず、被測定物体の表面に変色，凹凸があ
った場合、反射受光量のピークが複数出力され、変曲点
位置を誤判定し頂点高さを高精度に測定できないという
問題があった。
本発明の目的は、被測定物体の表面状態に影響され
ず、高精度に球状被測定物体の頂点高さを測定する方式
を提供することにある。
ず、高精度に球状被測定物体の頂点高さを測定する方式
を提供することにある。
上記目的は、球面状の被測定物体に斜め上方から光ビ
ームを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対
的に走査に、その反射光を位置検出素子で検出し、その
反射光強度の変曲点位置から被測定物体の頂点位置を求
め、高さを測定する方法において、該反射光強度がある
判定レベルを越えた位置と切った位置の距離を調べ、該
距離がある基準値より小さい場合は該判定レベルを下げ
て上記操作を繰り返し行い、該距離が基準値を上まわっ
た時点の該距離の中心位置の走査上の変曲点位置と判定
することにより被測定物体の頂点高さを測定することを
特徴とする高さ判定方式によって達成される。
ームを照射し、上記光ビームを被測定物体に対して相対
的に走査に、その反射光を位置検出素子で検出し、その
反射光強度の変曲点位置から被測定物体の頂点位置を求
め、高さを測定する方法において、該反射光強度がある
判定レベルを越えた位置と切った位置の距離を調べ、該
距離がある基準値より小さい場合は該判定レベルを下げ
て上記操作を繰り返し行い、該距離が基準値を上まわっ
た時点の該距離の中心位置の走査上の変曲点位置と判定
することにより被測定物体の頂点高さを測定することを
特徴とする高さ判定方式によって達成される。
本発明においては、球状被測定物体の表面に変色，凹
凸等があることにより、反射受光量強度のピーク又は変
曲点が複数あった場合でも、前記受光量距離を調べ前記
判定レベルを下げることにより被測定物体の頂点位置を
誤判定することなく高精度に判定可能である。
凸等があることにより、反射受光量強度のピーク又は変
曲点が複数あった場合でも、前記受光量距離を調べ前記
判定レベルを下げることにより被測定物体の頂点位置を
誤判定することなく高精度に判定可能である。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第２図は、本発明を行うための高さ測定装置の構成図
である。半球状の被測定物体８がベース９上に接近して
複数個搭載されている。検出器21は公知の三角法の原理
を用いて高さ測定を行う検出ヘッド部であり、光ビース
を斜め方向に発する光源と、反射光の位置検出素子を有
する。測定器本体15よりメモリ16及び判定手段12を有す
る制御手段17に反射光量及び高さ信号が送られる。ベー
ス９はＸステージ10,Yステージ11によりＸ方向,Y方向に
移動可能な構成となっている。
である。半球状の被測定物体８がベース９上に接近して
複数個搭載されている。検出器21は公知の三角法の原理
を用いて高さ測定を行う検出ヘッド部であり、光ビース
を斜め方向に発する光源と、反射光の位置検出素子を有
する。測定器本体15よりメモリ16及び判定手段12を有す
る制御手段17に反射光量及び高さ信号が送られる。ベー
ス９はＸステージ10,Yステージ11によりＸ方向,Y方向に
移動可能な構成となっている。
第１図は、本発明の測定方式の原理を説明する説明図
である。また第３図は、本発明の測定方式の動作を説明
する説明図である。
である。また第３図は、本発明の測定方式の動作を説明
する説明図である。
以下、表面が変色した一個の被測定物体８の頂点高さ
を測定する場合について第３図の動作フローに従い説明
する。被測定物体８の頂点位置の周辺をＹ方向に光ビー
ムが走査するように制御手段17によりＹステージ11を定
速で移動させながら反射受光量及び高さ信号を検出し、
第１図に示す反射受光量１及び高さ信号２が検出され
る。この場合の反射受光量１は表面が変色しているため
に波形の一部が欠けた信号となる。判定手段12は、反射
受光量１がある値に初期設定された判定レベル３を越え
た位置４と切った位置５との差を求め受光量幅W7とし、
判定定数テーブル20に設定された基準受光量幅範囲18以
内にあるかどうか比較する。この場合は範囲内にないと
判断し判定レベルを一定量下げる。この時、判定レベル
が事前に設定した判定レベル下限値19を下まわった場合
は被測定物体が異常と判断して測定を終了する。以上の
動作を受光量幅W7が基準受光量幅範囲18に入るまで繰り
返し行い範囲に入ったら、その時の受光量幅W7の中心位
置を被測定物体のＹ方向変曲点とする。つぎに、制御手
段17により、初期位置が上記Ｙ方向変曲点上にくるよう
にＹステージ11を移動した後Ｘステージ10を定速移動さ
せながら反射受光量及び高さを検出する。この反射受光
量から前述と同じ方法で中心位置を判定する。この中心
位置が被測定物体８の頂点位置であるため、この位置の
高さが求める頂点位置の高さとなる。
を測定する場合について第３図の動作フローに従い説明
する。被測定物体８の頂点位置の周辺をＹ方向に光ビー
ムが走査するように制御手段17によりＹステージ11を定
速で移動させながら反射受光量及び高さ信号を検出し、
第１図に示す反射受光量１及び高さ信号２が検出され
る。この場合の反射受光量１は表面が変色しているため
に波形の一部が欠けた信号となる。判定手段12は、反射
受光量１がある値に初期設定された判定レベル３を越え
た位置４と切った位置５との差を求め受光量幅W7とし、
判定定数テーブル20に設定された基準受光量幅範囲18以
内にあるかどうか比較する。この場合は範囲内にないと
判断し判定レベルを一定量下げる。この時、判定レベル
が事前に設定した判定レベル下限値19を下まわった場合
は被測定物体が異常と判断して測定を終了する。以上の
動作を受光量幅W7が基準受光量幅範囲18に入るまで繰り
返し行い範囲に入ったら、その時の受光量幅W7の中心位
置を被測定物体のＹ方向変曲点とする。つぎに、制御手
段17により、初期位置が上記Ｙ方向変曲点上にくるよう
にＹステージ11を移動した後Ｘステージ10を定速移動さ
せながら反射受光量及び高さを検出する。この反射受光
量から前述と同じ方法で中心位置を判定する。この中心
位置が被測定物体８の頂点位置であるため、この位置の
高さが求める頂点位置の高さとなる。
上述の判定手段で述べた判定定数テーブル20の基準受
光量幅範囲18は、球状被測定物体の曲率半径に応じて決
定する定数である。また判定手段の基準受光量幅との繰
り返し比較動作は、判定手段内のメモリ16に記憶された
信号に対して繰り返し比較すればよく、毎回走査ステー
ジを動作させる必要はない。
光量幅範囲18は、球状被測定物体の曲率半径に応じて決
定する定数である。また判定手段の基準受光量幅との繰
り返し比較動作は、判定手段内のメモリ16に記憶された
信号に対して繰り返し比較すればよく、毎回走査ステー
ジを動作させる必要はない。
以上述べた実施例によれば、球状被測定物体の頂点位
置を誤判定することなく検出できるので高精度に頂点高
さを測定することが可能である。
置を誤判定することなく検出できるので高精度に頂点高
さを測定することが可能である。
本発明によれば、球状被測定物体の表面の影響を受け
ることなく高精度に高さ計測をすることができる。
ることなく高精度に高さ計測をすることができる。
第１図は本発明の測定方法の判定手段を説明する説明
図、第２図は本発明を実施するための高さ測定装置の一
実施例の構成を示す構成図、第３図は本発明を行うため
の高さ測定装置の一実施例の動作を説明する動作フロー
チャートである。 １……反射受光量、２……高さ信号、 ３……判定レベル、4,5,6……位置、 ７……受光量幅Ｗ、８……被測定物体、 ９……ベース、10……Ｘステージ、 11……Ｙステージ、12……判定手段、 16……メモリ、17……制御手段、 18……基準受光量幅範囲、19……判定レベル下限値、 20……判定定数テーブル。
図、第２図は本発明を実施するための高さ測定装置の一
実施例の構成を示す構成図、第３図は本発明を行うため
の高さ測定装置の一実施例の動作を説明する動作フロー
チャートである。 １……反射受光量、２……高さ信号、 ３……判定レベル、4,5,6……位置、 ７……受光量幅Ｗ、８……被測定物体、 ９……ベース、10……Ｘステージ、 11……Ｙステージ、12……判定手段、 16……メモリ、17……制御手段、 18……基準受光量幅範囲、19……判定レベル下限値、 20……判定定数テーブル。
フロントページの続き (72)発明者 黒田 武志 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立コンピュータエレクトロニクス内 (56)参考文献 特開 平２−80905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−129888（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (3)
- 【請求項１】球面状の被測定物体に斜め上方から光ビー
ムを照射しながら、前記光ビームを前記被測定物体に対
して相対的に走査し、その反射光を位置検出素子で検出
することにより前記被測定物体の前記光ビーム照射位置
の受光量を計測し、前記受光量を演算することにより前
記被測定物体の頂点位置を判定し、該頂点位置に基づき
頂点高さを判定する高さ測定方法において、 前記受光量がある判定レベル以上得られる走査距離を受
光量幅とし、前記受光量幅が予め設定された基準受光量
幅の範囲内にあるかを判定し、前記基準受光量幅の範囲
内に入っているときは、前記受光量幅の中心位置に基づ
き頂点高さを判定することを特徴とする高さ測定方法。 - 【請求項２】請求項１記載の高さ測定方法において、前
記受光量幅が前記基準受光量幅の範囲内にないときは、
前記判定レベルを一定量下げ、受光量幅が前記基準受光
量幅の範囲内に入ったときは、該受光量幅の中心位置に
基づき頂点高さを判定することを特徴とする高さ測定方
法。 - 【請求項３】球面状の被測定物体に斜め上方から光ビー
ムを照射し、その反射光を位置検出素子で検出する検出
部と、該検出部を前記被測定物体に対して相対的に走査
し、前記被測定物体の前記光ビーム照射位置の受光量を
計測する測定部と、前記受光量を記憶し、前記受光量を
演算することにより前記被測定物の頂点位置を求める制
御部を備える高さ測定装置において、 予め設定された基準受光量幅を記憶する記憶部と、前記
受光量がある判定レベル以上得られる走査距離を受光量
幅とし、前記受光量幅が前記基準受光量幅の範囲内にあ
るかを判定し、前記基準受光量幅の範囲内に入っている
ときは、前記受光量幅の中心位置に基づき頂点高さを判
定する判定部を備えることを特徴とする高さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15753290A JP2816240B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 高さ測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15753290A JP2816240B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 高さ測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448204A JPH0448204A (ja) | 1992-02-18 |
| JP2816240B2 true JP2816240B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15651734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15753290A Expired - Lifetime JP2816240B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 高さ測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816240B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033451A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Mitsubishi Materials Corp | 突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4648665B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2011-03-09 | 株式会社キーエンス | 光学式変位計 |
| JP5153466B2 (ja) * | 2008-06-11 | 2013-02-27 | 日本発條株式会社 | ディンプル位置検出方法 |
| JP5580031B2 (ja) * | 2009-12-21 | 2014-08-27 | 株式会社Ｋｅｃ | 自動機による位置出し方法及び自動機の位置出し装置 |
| JP5417517B2 (ja) * | 2012-10-15 | 2014-02-19 | 日本発條株式会社 | ディンプル位置検出装置 |
| CN109631771B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-01-16 | 西安联创兴科测控科技有限公司 | 基于多靶标图像处理的裂缝动态变化传感器及裂缝测量方法 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP15753290A patent/JP2816240B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011033451A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Mitsubishi Materials Corp | 突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448204A (ja) | 1992-02-18 |
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