JP3537522B2 - Crucible measurement method - Google Patents

Crucible measurement method

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JP3537522B2
JP3537522B2 JP01829795A JP1829795A JP3537522B2 JP 3537522 B2 JP3537522 B2 JP 3537522B2 JP 01829795 A JP01829795 A JP 01829795A JP 1829795 A JP1829795 A JP 1829795A JP 3537522 B2 JP3537522 B2 JP 3537522B2
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賢吾 杉浦
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコンを溶解
して単結晶シリコンを製造する際等に用いられるルツボ
の内表面からその内部に配される気泡までの石英の透明
層の厚さ寸法を計測するルツボの計測方法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the thickness of a transparent quartz layer from the inner surface of a crucible used for producing single-crystal silicon by dissolving polycrystalline silicon to bubbles disposed inside the crucible. The present invention relates to a crucible measurement method for measuring dimensions.

【0002】[0002]

【従来の技術】単結晶シリコン製造用の石英ルツボとし
ては、一般に、内表面側を気泡含有率の少ない透明ガラ
ス層(以下、透明層という。)とし、外側を気泡含有率
の高い不透明ガラス層(以下、不透明層という。)とす
る2層構造のものが使用されている。かかる2層構造の
ルツボにおいては、その肉厚寸法および透明層、不透明
層の厚さ寸法のバランスによってルツボ壁の熱伝達率が
変化することになり、ルツボの性能に影響がある。した
がって、これらの寸法値を測定し、適正な値にコントロ
ールすることが極めて重要である。
2. Description of the Related Art In general, as a quartz crucible for producing single crystal silicon, a transparent glass layer having a low bubble content (hereinafter referred to as a transparent layer) is provided on the inner surface side, and an opaque glass layer having a high bubble content is provided on the outside. (Hereinafter, referred to as an opaque layer) is used. In such a two-layer crucible, the heat transfer coefficient of the crucible wall changes due to the balance between the thickness of the transparent layer and the thickness of the opaque layer, which affects the performance of the crucible. Therefore, it is extremely important to measure these dimension values and control them to appropriate values.

【0003】従来、ルツボの透明層の厚さ寸法を計測す
る方法としては、ルツボの一部を切り欠いてその断面を
肉眼で観察することにより透明層の厚さを検査する方法
や、超音波探触子をルツボの内表面に接触状態に走査さ
せて透明層の厚さを計測する方法が採用されている。
Conventionally, as a method of measuring the thickness of the transparent layer of a crucible, a method of inspecting the thickness of the transparent layer by notching a part of the crucible and observing a cross section of the crucible with the naked eye, an ultrasonic wave method, or the like. A method of measuring the thickness of a transparent layer by scanning a probe in contact with the inner surface of a crucible has been adopted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法による場合には、ルツボ全体に亙って検査を実施す
ることができないために、透明層全体の厚さ寸法を定量
的に把握することが困難である上に、破壊検査であるた
めに、ルツボの健全性が損われるという不都合がある。
この点、後者の方法は、ルツボ全体を検査することがで
き、しかも、非破壊検査であるために、上記のような不
都合は生じない。しかし、次のような別個の問題点を有
している。
However, in the case of the former method, since the inspection cannot be performed over the entire crucible, the thickness dimension of the entire transparent layer can be quantitatively grasped. In addition to being difficult, the destructive inspection has the disadvantage that the soundness of the crucible is impaired.
In this regard, the latter method can inspect the entire crucible and is a non-destructive inspection, so that the above-described inconvenience does not occur. However, it has the following separate problems.

【0005】すなわち、超音波探触子による計測は、探
触子をルツボ内表面に接触させて行う接触式計測方法で
あるために、ルツボ内表面を汚染したり傷つけたりする
可能性がある。また、検査の自動化を図ることが困難で
あるという問題点もある。つまり、ルツボの内面形状
は、ルツボごとに微妙に相違するものであるとともに、
その内面形状を予め厳密に把握することができないの
で、計測に際して超音波探触子がルツボ内表面から離れ
あるいはルツボ内表面に過大な力で押圧されて、計測誤
差が増大したり、ルツボ自体や超音波探触子の健全性が
損われたりすることになる。また、超音波探触子による
計測においては、エコーの発生によって計測が不正確な
ものとなるおそれもある。
That is, since the measurement by the ultrasonic probe is a contact-type measurement method in which the probe is brought into contact with the inner surface of the crucible, the inner surface of the crucible may be contaminated or damaged. Another problem is that it is difficult to automate the inspection. In other words, the inner shape of the crucible is slightly different for each crucible,
Because the inner surface shape cannot be accurately grasped in advance, the ultrasonic probe is separated from the inner surface of the crucible or pressed against the inner surface of the crucible with an excessive force during measurement, and the measurement error increases, or the crucible itself or The soundness of the ultrasonic probe may be impaired. Further, in the measurement by the ultrasonic probe, the measurement may be inaccurate due to the generation of an echo.

【0006】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであって、ルツボ内表面に接触することなく透明層の
厚さ寸法を精度良く計測し得るとともに、計測の自動化
を容易に図ることができるルツボの計測方法を提供する
ことを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to accurately measure the thickness of a transparent layer without contacting the inner surface of a crucible, and to easily automate the measurement. An object of the present invention is to provide a crucible measurement method that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザ光を出射するレーザ光源とルツボ
内部の気泡におけるレーザ光の反射光を撮像する撮像手
段とを搭載してなる計測ヘッドをルツボの内側に挿入
し、レーザ光源から出射されたレーザ光のルツボ内表面
における入射位置の間隔寸法を所定寸法となるように計
測ヘッドを移動させることにより該計測ヘッドの撮像手
段をルツボ内表面から所定の距離離間した位置にその軸
線をルツボ内表面の法線に一致させて位置決めした後
に、前記撮像手段の軸線に対して所定角度傾斜させられ
た方向からルツボ表面に向けてレーザ光を出射し、気泡
において反射させられ撮像手段に撮像された反射光の位
置に基づいてルツボ内面の透明層の厚さ寸法を計測する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is provided with a laser light source for emitting laser light and an image pickup means for picking up reflected light of laser light from bubbles inside a crucible. Insert the measuring head inside the crucible, and the inner surface of the crucible of the laser light emitted from the laser light source
The distance between the incident positions at
After moving the measuring head to position the imaging means of the measuring head at a position separated from the inner surface of the crucible by a predetermined distance so as to match the axis of the measuring head with the normal of the inner surface of the crucible, Laser light is emitted from the direction inclined at a predetermined angle toward the crucible surface and bubbles are emitted.
Measuring the thickness dimension of the transparent layer on the inner surface of the crucible based on the position of the reflected light reflected by the imaging means.

【0008】上記計測方法においては、計測ヘッドをル
ツボの内側に挿入する前に、ルツボ外面の輪郭を計測
し、該ルツボ外面の輪郭に基づいて推定されるルツボ内
表面に干渉しない計測ヘッドの位置決め位置を設定する
こととすれば、ルツボや計測ヘッドの健全性を確実に確
保できるので効果的である。
In the above measuring method, before inserting the measuring head inside the crucible, the contour of the outer surface of the crucible is measured, and the positioning of the measuring head which does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is determined. Setting the position is effective because the soundness of the crucible and the measuring head can be reliably ensured.

【0009】また、ルツボ外面の輪郭を計測する方法
を、ルツボの中心線に直交するように軸線を配した輪郭
計測用撮像手段をルツボの中心線に平行に移動させつつ
作動させ、該中心線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸
線に垂直な平面内におけるルツボ外面の2次元的位置を
計測するものとすれば、回転体としてのルツボの対称性
を利用して簡易かつ正確にルツボ外面の輪郭を計測し得
るので効果的である。
A method for measuring the contour of the outer surface of the crucible is activated while moving the contour measuring image pickup means having an axis perpendicular to the center line of the crucible in parallel with the center line of the crucible. If the two-dimensional position of the crucible outer surface in a plane perpendicular to the axis of the contour measuring imaging means is to be measured, the crucible outer surface can be easily and accurately adjusted using the symmetry of the crucible as a rotating body. This is effective because the contour can be measured.

【0010】さらに、輪郭計測用撮像手段による計測を
その軸線に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇
所において実施するとともに、当該計測された複数の2
次元的位置データに基づいて直線および曲率の異なる2
種類の円弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得
ることとすれば、計測の迅速性を向上させ得る点におい
て効果的である。
Further, the measurement by the contour measuring image pickup means is performed at a plurality of positions in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis thereof, and the plurality of measured two or more are measured.
2 different in straight line and curvature based on dimensional position data
If the contour of the outer surface of the crucible is obtained by approximating the type of arc, it is effective in that the speed of measurement can be improved.

【0011】[0011]

【作用】本発明に係るルツボの計測方法によれば、計測
ヘッドをルツボの内側に挿入し、該計測ヘッドを、撮像
手段の軸線がルツボ内表面の法線に一致しかつルツボ内
表面から所定の距離離間させられる位置に位置決めした
状態で、レーザ光源からレーザ光を出射することによ
り、レーザ光が所定の傾斜角度でルツボ内表面に入射さ
せられる。ルツボ内表面から透明層に入射したレーザ光
は、当該内表面において屈折した後に内部の気泡まで進
行し、該気泡において反射させられて再度ルツボ内表面
から出射させられて撮像手段によって撮像される。
According to the method for measuring a crucible according to the present invention, a measuring head is inserted into the inside of the crucible, and the measuring head is moved so that the axis of the imaging means coincides with the normal of the inner surface of the crucible and the predetermined distance from the inner surface of the crucible. The laser light is emitted from the laser light source in a state where the laser light is positioned at a position separated by a distance of, so that the laser light is incident on the inner surface of the crucible at a predetermined inclination angle. The laser light incident on the transparent layer from the inner surface of the crucible is refracted on the inner surface and then travels to the bubbles inside, is reflected by the bubbles, is emitted again from the inner surface of the crucible, and is imaged by the imaging means.

【0012】この場合に、ルツボ内表面からのレーザ光
の出射角度は気泡の位置に応じて変化させられるので、
この出射角度を撮像されたレーザ光の位置に基づいて求
めることにより透明層の厚さ寸法が計測されることにな
る。したがって、上記ルツボの計測方法によれば、計測
ヘッドをルツボの内表面に対して非接触の状態に維持し
たまま、透明層の厚さ寸法を計測することが可能とな
る。
In this case, the emission angle of the laser beam from the inner surface of the crucible can be changed according to the position of the bubble.
By calculating the emission angle based on the position of the imaged laser beam, the thickness of the transparent layer is measured. Therefore, according to the crucible measuring method, it is possible to measure the thickness of the transparent layer while keeping the measuring head in a state of non-contact with the inner surface of the crucible.

【0013】上記計測方法において、計測ヘッドをルツ
ボの内側に挿入する前に、ルツボ外面の輪郭を計測し、
該ルツボ外面の輪郭に基づいて推定されるルツボ内表面
に干渉しない計測ヘッドの位置決め位置を設定すること
とすれば、ルツボの内側に挿入された計測ヘッドとルツ
ボ内表面との接触が回避されてルツボや計測ヘッドの健
全性が保持される。しかも、計測ヘッドをルツボの内側
に挿入する際に、設定された位置決め位置に直接移動す
ることができるので、計測ヘッドとルツボ内表面との干
渉を回避し得る位置を探索しながら位置決め位置を決定
する場合と比較して、飛躍的に計測の迅速性を向上する
ことが可能となる。
In the above measuring method, the contour of the outer surface of the crucible is measured before inserting the measuring head inside the crucible,
If the positioning position of the measuring head that does not interfere with the crucible inner surface estimated based on the contour of the crucible outer surface is set, contact between the measuring head inserted inside the crucible and the crucible inner surface is avoided. The soundness of the crucible and measuring head is maintained. Moreover, when the measuring head is inserted inside the crucible, it can be moved directly to the set positioning position, so the positioning position is determined while searching for a position that can avoid interference between the measuring head and the inner surface of the crucible. It is possible to dramatically improve the speed of measurement as compared with the case where the measurement is performed.

【0014】また、上記計測方法において、ルツボ外面
の輪郭を計測する方法を、ルツボの中心線に直交するよ
うに軸線を配した輪郭計測用撮像手段をルツボの中心線
に平行に移動させつつ作動させ、その中心線を含みかつ
輪郭計測用撮像手段の軸線に垂直な平面内におけるルツ
ボ外面の2次元的位置を計測するものとすれば、上記平
面内に投影されたルツボ外面の輪郭が正確に計測される
ことになる。また、ルツボは、ほぼ正確な回転体である
ため、一平面について輪郭の計測を行えば、ルツボ全体
についてほぼ正確な3次元形状を把握することが可能と
なる。
In the above measuring method, the method for measuring the contour of the outer surface of the crucible is operated while moving the contour measuring imaging means having an axis perpendicular to the center line of the crucible in parallel with the center line of the crucible. If the two-dimensional position of the outer surface of the crucible is measured in a plane including the center line and perpendicular to the axis of the imager for contour measurement, the contour of the outer surface of the crucible projected on the plane can be accurately measured. Will be measured. Further, since the crucible is a substantially accurate rotating body, it is possible to grasp a substantially accurate three-dimensional shape of the entire crucible by measuring the contour on one plane.

【0015】さらに、輪郭計測用撮像手段による計測を
その軸線に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇
所において実施するとともに、計測された複数の2次元
的位置データに基づいて直線および曲率の異なる2種類
の円弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得るこ
ととすれば、計測数を最小限に抑制して、計測の迅速性
を向上させることが可能となる。
Further, the measurement by the contour measuring image pickup means is performed at a plurality of positions in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis thereof, and a straight line and a curvature are calculated based on the plurality of measured two-dimensional position data. If the contour of the outer surface of the crucible is obtained by approximating two types of arcs different from each other, it is possible to minimize the number of measurements and improve the speed of measurement.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明に係るルツボの計測方法の一実
施例について、図1から図10を参照して説明する。本
実施例に係るルツボの計測方法は、図1に示すように、
ルツボ1の外面の輪郭を計測する第1のステップ(STEP
1)と、その計測結果に基づいて推定されるルツボ1の
内表面の形状から後述する計測ヘッドを配置する複数の
計測ポイントを設定する第2のステップ(STEP 2)と、
ルツボ1の内面に計測ヘッドを位置決めしつつ透明層の
厚さ寸法を計測する第3のステップ(STEP 3)とを具備
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method for measuring a crucible according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The method of measuring a crucible according to the present embodiment, as shown in FIG.
First step of measuring the outer contour of crucible 1 (STEP
1) and a second step (STEP 2) of setting a plurality of measurement points for arranging a measurement head to be described later from the shape of the inner surface of the crucible 1 estimated based on the measurement result,
And a third step (STEP 3) of measuring the thickness of the transparent layer while positioning the measuring head on the inner surface of the crucible 1.

【0017】第1のステップ(STEP 1)は、適当な処理
により得られたルツボ1各部の背景との境界と予め設定
された計測原点からの偏差dxを計測する。そして、そ
の際の外部計測装置3の位置座標から実際のルツボ1の
輪郭形状を把握するようになっている。また、偏差dx
は、予め適当な記憶手段に格納された標準的なルツボ1
の輪郭(標準寸法)を参照した場合のルツボ1各部の標
準寸法からの偏差としてもよい。
In a first step (STEP 1), a deviation dx from a predetermined measurement origin and a boundary between the background of each portion of the crucible 1 and a predetermined origin obtained by appropriate processing are measured. Then, the actual contour shape of the crucible 1 is grasped from the position coordinates of the external measuring device 3 at that time. Also, the deviation dx
Is a standard crucible 1 previously stored in a suitable storage means.
May be a deviation from the standard size of each part of the crucible 1 when referring to the outline (standard size).

【0018】ルツボ1の輪郭は、図2に示すように、ル
ツボ1の高さ寸法H、外径寸法Dおよび底面の曲率半径
1・R2により把握される。すなわち、ルツボ1は、ほ
ぼ正確な回転体の形状をなしているため、上記各寸法を
中心線1aを通る1つの垂直面C0内において実施すれ
ば、ルツボ1全体の輪郭を把握することができるように
なっている。
As shown in FIG. 2, the outline of the crucible 1 is grasped by the height H, the outer diameter D, and the radii of curvature R 1 and R 2 of the bottom surface of the crucible 1. That is, the crucible 1, since the shape of a substantially accurate rotary body, if carried out in one vertical plane C 0 through the center line 1a of the above dimensions, to grasp the outline of the entire crucible 1 I can do it.

【0019】この第1のステップ(STEP 1)は、具体的
には、図3に示す計測装置2のうち、外部計測装置3に
より上記偏差dxとその位置データとを対応づけたデー
タセットを採取し、演算手段4によって上記各寸法H・
D・R1・R2を算出することにより行われるようになっ
ている。
In the first step (STEP 1), specifically, a data set in which the deviation dx and the position data thereof are associated with each other by the external measuring device 3 among the measuring devices 2 shown in FIG. Then, the above-mentioned respective dimensions H.
The calculation is performed by calculating D · R 1 · R 2 .

【0020】前記外部計測装置3は、ルツボ1外面の輪
郭形状を把握するためのデータ、すなわちルツボ1の各
部における偏差dxをその位置と対応づけて計測する装
置であって、開口部を鉛直下方に向けて立設状態に支持
されるルツボ1の外部側方に配置されている。この外部
計測装置3は、水平方向に軸線6aを配するCCDカメ
ラ6(輪郭計測用撮像手段)と、該CCDカメラ6を鉛
直方向に平行移動させる垂直移動機構7と、該垂直移動
機構7およびCCDカメラ6を水平方向に平行移動させ
る水平移動機構8とを具備している。
The external measuring device 3 is a device for measuring data for grasping the contour of the outer surface of the crucible 1, that is, the deviation dx in each part of the crucible 1 in association with its position. Is disposed outside the crucible 1 supported in an upright state. The external measuring device 3 includes a CCD camera 6 (contour measurement imaging means) having an axis 6a arranged in a horizontal direction, a vertical movement mechanism 7 for moving the CCD camera 6 in a vertical direction, a vertical movement mechanism 7, A horizontal movement mechanism 8 for horizontally moving the CCD camera 6 in parallel.

【0021】前記垂直移動機構7および水平移動機構8
は、例えば、モータ7a・8aと、該モータ7a・8a
によって軸線回りに回転させられるボールネジ(図示
略)と、該ボールネジに螺合するナット(図示略)に固
定され、垂直方向(Z方向)または水平方向(X方向)
に移動させられるスライダ7b・8bとから構成される
一般的な直線移動機構でよい。水平移動機構8のスライ
ダ8bには、垂直移動機構7のベース7cが固定され、
水平移動機構8の作動によって移動するスライダ8bと
ともに垂直移動機構7自体が水平方向に平行移動させら
れるようになっている。また、垂直移動機構7のスライ
ダ7aには前記CCDカメラ6が搭載されており、垂直
移動機構7の作動によってCCDカメラ6が垂直方向に
平行移動させられるようになっている。
The vertical moving mechanism 7 and the horizontal moving mechanism 8
Are, for example, motors 7a and 8a and motors 7a and 8a
A ball screw (not shown) rotated around the axis by a nut and a nut (not shown) screwed to the ball screw, and fixed in a vertical direction (Z direction) or a horizontal direction (X direction).
A general linear moving mechanism composed of the sliders 7b and 8b which are moved to the right and left may be used. The base 7c of the vertical movement mechanism 7 is fixed to the slider 8b of the horizontal movement mechanism 8,
The vertical movement mechanism 7 itself can be translated in the horizontal direction together with the slider 8b that is moved by the operation of the horizontal movement mechanism 8. The CCD camera 6 is mounted on a slider 7a of the vertical movement mechanism 7, and the vertical movement mechanism 7 allows the CCD camera 6 to be translated in the vertical direction.

【0022】また、垂直移動機構7および水平移動機構
8には、それぞれ図示しない位置検出手段が設けられて
いる。位置検出手段としては、マグネットスケールのよ
うな直接検出方法によるものやエンコーダのようなモー
タ7a・8aの回転角度を検出するもの等、任意の検出
方法のものを採用することができる。
The vertical moving mechanism 7 and the horizontal moving mechanism 8 are provided with position detecting means (not shown). As the position detection means, any detection method such as a method using a direct detection method such as a magnet scale or a method for detecting the rotation angles of the motors 7a and 8a such as an encoder can be adopted.

【0023】前記演算手段4では、外部計測装置3によ
って計測された計測原点Oからの偏差dx、およびその
垂直面C内における位置データPx・Pzを用いて、ル
ツボ1の高さ寸法H、外径寸法Dおよび底面の曲率半径
1・R2を計算するのであるが、曲率半径R1・R2につ
いては、得られたデータセットを元に、最小二乗近似等
の近似計算を実施して算出する。
The arithmetic means 4 uses the deviation dx from the measurement origin O measured by the external measuring device 3 and the position data Px and Pz in the vertical plane C to calculate the height H of the crucible 1 The radius D and the radius of curvature R 1 · R 2 of the bottom surface are calculated. For the radius of curvature R 1 · R 2 , an approximate calculation such as least square approximation is performed based on the obtained data set. calculate.

【0024】この場合に、各曲率半径R1・R2の算出の
基礎となるデータセットが重複することにないように領
域を分けて計測し、その領域ごとのデータセットの集合
に基づいて各曲率半径R1・R2を計測するようにしてい
る。
In this case, the measurement is performed by dividing the area so that the data sets on which the curvature radii R 1 and R 2 are calculated do not overlap, and each data area is determined based on the set of data sets for each area. The curvature radii R 1 and R 2 are measured.

【0025】この第1のステップ(STEP 1)を実施する
場合には、まず、記憶手段に格納されている標準的なル
ツボ1の外径寸法D等に基づいて、CCDカメラ6を配
置すべき座標(Px,Pz)の駆動スケジュールを作成
する。この駆動スケジュールの作成は、演算手段4によ
り実施されることとしてもよく、また、標準寸法ととも
に予め作成したものを格納しておいてもよい。
When carrying out the first step (STEP 1), first, the CCD camera 6 should be arranged based on the standard outer diameter D of the crucible 1 stored in the storage means. A driving schedule of coordinates (Px, Pz) is created. The creation of the drive schedule may be performed by the calculating means 4 or may be stored in advance together with the standard dimensions.

【0026】次いで、駆動スケジュールに基づいて垂直
移動機構7および水平移動機構8を作動させる。これに
より、CCDカメラ6は軸線6aを水平状態に保持され
たまま、図3に示すように、ルツボ1の中心線1aに平
行な垂直面内において2次元的に移動させられ、その位
置は位置検出手段によって正確に把握されることにな
る。そして、その移動の間にCCDカメラ6を作動させ
ることにより、ルツボ1が一方向から撮像されることに
なる。
Next, the vertical movement mechanism 7 and the horizontal movement mechanism 8 are operated based on the driving schedule. Thus, the CCD camera 6 is moved two-dimensionally in a vertical plane parallel to the center line 1a of the crucible 1, as shown in FIG. 3, while the axis 6a is kept horizontal. It will be accurately grasped by the detecting means. By operating the CCD camera 6 during the movement, the crucible 1 is imaged from one direction.

【0027】その結果、CCDカメラ6をルツボ1の外
形に沿って移動させつつ撮像を繰り返すことにより、ル
ツボ1を垂直面Cに投影した輪郭形状がCCDカメラ6
によって把握されるようになっている。この際、CCD
カメラ6による計測は、ルツボ1の側壁部の高さ方向に
数箇所、小曲率半径R2部分について数箇所、大曲率半
径R1部分について数箇所、それぞれ領域を分けて実施
されるようになっている。
As a result, by repeating the imaging while moving the CCD camera 6 along the outer shape of the crucible 1, the contour shape of the crucible 1 projected on the vertical plane C is changed.
Is to be grasped. At this time, CCD
Measurement by the camera 6, several places in the height direction of the side wall portion of the crucible 1, several points for small curvature radius R 2 moieties, several positions for large curvature radius R 1 moiety, so as to be carried by each divided area ing.

【0028】ここで、偏差dxは、図4および図5に示
すように、座標(Px,Pz)で与えられるCCDカメ
ラ6の位置を、ルツボ1の輪郭上を移動するように垂直
移動機構7および水平移動機構8を動作させた際に撮像
したルツボ1の背景との境界(面)と、CCDカメラ6
の計測原点Oからのずれ量として採取するようになって
いる。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the deviation dx is used to move the position of the CCD camera 6 given by the coordinates (Px, Pz) on the contour of the crucible 1 so that the vertical movement mechanism 7 moves. And the boundary (surface) between the background of the crucible 1 imaged when the horizontal moving mechanism 8 is operated and the CCD camera 6
Is sampled as the amount of deviation from the measurement origin O.

【0029】そして、このようにして計測された偏差d
xは、対応する計測位置座標データ(Px,Pz)とと
もに演算手段4に転送され、ルツボ1の輪郭を決定する
高さ寸法H、外径寸法Dおよび曲率半径R1・R2が算出
される。これにより、中心線1aを含む一の垂直面Cで
ルツボ1を切断した場合の切断面の輪郭形状が把握さ
れ、この切断面の輪郭を中心線1a回りに回転させた形
状として、3次元的なルツボ1の輪郭形状全体を把握す
ることができることになる。
Then, the deviation d thus measured is
x is transferred to the calculating means 4 together with the corresponding measurement position coordinate data (Px, Pz), and the height H, the outer diameter D, and the radii of curvature R 1 and R 2 that determine the contour of the crucible 1 are calculated. . Thereby, the contour shape of the cut surface when the crucible 1 is cut along one vertical plane C including the center line 1a is grasped, and the shape of the cut surface is rotated around the center line 1a to obtain a three-dimensional shape. The whole contour shape of the crucible 1 can be grasped.

【0030】第2のステップ(STEP 2)は、このように
して把握されたルツボ1の輪郭形状に基づいて、後述す
る内部計測装置における計測ヘッドによる概略の計測ポ
イントを設定する。すなわち、ルツボ1外面の輪郭形状
が把握されると、標準的な肉厚寸法を元にしてルツボ1
内面の形状を推定することができ、さらに、計測ヘッド
の外形寸法および回転半径等を考慮すれば、計測ヘッド
とルツボ1内面との干渉を回避することができる位置、
すなわち計測ヘッドの可動領域Rを推定することができ
る。
In the second step (STEP 2), based on the outline shape of the crucible 1 grasped in this way, a rough measuring point is set by a measuring head in an internal measuring device described later. That is, when the contour of the outer surface of the crucible 1 is grasped, the crucible 1 is determined based on the standard thickness.
It is possible to estimate the shape of the inner surface, and further, considering the outer dimensions and the radius of gyration of the measuring head, a position where interference between the measuring head and the inner surface of the crucible 1 can be avoided,
That is, the movable region R of the measuring head can be estimated.

【0031】本実施例では、上記条件を満たす可動領域
Rを、図2に示すように、ルツボ1外面の輪郭からのオ
フセット量Δとして規定しておき、ルツボ1外面の輪郭
からオフセット量Δだけ内側にオフセットした可動領域
R内に計測ヘッドが配されるような複数の計測ポイント
を設定することとしている。例えば、位置決めのための
基準位置を、計測ヘッドの先端点に設定しておき、その
先端点がルツボ1外面をオフセット量Δだけ内側にオフ
セットさせた位置に配されるような計測ポイントを適宜
設定していくこととすればよい。
In the present embodiment, the movable region R satisfying the above condition is defined as an offset amount Δ from the contour of the outer surface of the crucible 1 as shown in FIG. A plurality of measurement points are set such that the measurement head is arranged in the movable area R offset inward. For example, a reference position for positioning is set at the tip of the measuring head, and a measuring point is appropriately set such that the tip is offset from the outer surface of the crucible 1 by an offset amount Δ inward. What should be done.

【0032】上記オフセット量Δについては、ルツボ1
各部において一定の値を有するものとして記憶手段に格
納しておけばよい。また、この計測ポイントに配される
計測ヘッドの姿勢についても、測定されたルツボ1外面
の輪郭から推定される各計測ポイントにおけるルツボ1
内面の法線n方向に一致させるように設定すればよい。
For the offset amount Δ, the crucible 1
What is necessary is just to store in a memory | storage means as what has a fixed value in each part. In addition, regarding the posture of the measuring head disposed at this measuring point, the crucible 1 at each measuring point estimated from the measured contour of the outer surface of the crucible 1 is also used.
What is necessary is just to set so that it may correspond to the normal line n direction of an inner surface.

【0033】第3のステップ(STEP 3)は、図3に示す
計測装置2のうち、内部計測装置9によって実施され
る。該内部計測装置9は、ルツボ1内面の透明層1bの
厚さ寸法を計測する装置であって、ルツボ1の内側に配
置され、ルツボ1の内側に挿入される計測ヘッド10
と、この計測ヘッド10をルツボ1内表面1cに対して
移動させる移動手段11とを具備している。
The third step (STEP 3) is performed by the internal measuring device 9 of the measuring device 2 shown in FIG. The internal measuring device 9 is a device for measuring the thickness of the transparent layer 1 b on the inner surface of the crucible 1, and is disposed inside the crucible 1 and inserted into the crucible 1.
And a moving means 11 for moving the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1.

【0034】前記計測ヘッド10は、図6に示すよう
に、ケーシング12上に1個のCCDカメラ13(撮像
手段)と、3個のレーザ光源14・15・16とを固設
状態に搭載している。これらCCDカメラ13およびレ
ーザ光源14・15・16は、全て平行な軸線を有する
ように固定されている。
As shown in FIG. 6, the measuring head 10 has one CCD camera 13 (imaging means) and three laser light sources 14, 15, 16 fixedly mounted on a casing 12. ing. The CCD camera 13 and the laser light sources 14, 15, 16 are all fixed so as to have parallel axes.

【0035】前記レーザ光源14・15・16のうちの
1個は、主としてルツボ1内面の透明層1bを計測する
際に使用される計測用レーザ光源14であり、他の2個
は、計測ヘッド10をルツボ1内面に対して位置決めす
る際に使用される位置決め用レーザ光源15・16であ
る。これらのレーザ光源14・15・16の光軸上に
は、図6に示すように、これらのレーザ光源14・15
・16から出射されるレーザ光L1・L2・L3を所定角
度θ1・θ2・θ3だけ傾斜させられた方向に全反射する
ミラー部材17・18・19がそれぞれ設けられてい
る。
One of the laser light sources 14, 15, 16 is a measuring laser light source 14 mainly used for measuring the transparent layer 1b on the inner surface of the crucible 1, and the other two are measuring heads. Positioning laser light sources 15 and 16 used when positioning the position 10 with respect to the inner surface of the crucible 1. As shown in FIG. 6, these laser light sources 14, 15
Mirror member 17, 18, 19 totally reflects the laser beam L 1 · L 2 · L 3 emitted for the predetermined angle θ 1 · θ 2 · θ 3 only in the direction which is tilted from - 16 are provided, respectively .

【0036】前記計測用レーザ光源14の光軸上に配さ
れるミラー部材17は、該計測用レーザ光源14から出
射されたレーザ光L1を、前記CCDカメラ13の軸線
13aと平行な一平面C1内において屈曲させるように
なっている。また、一方の位置決め用レーザ光源15の
光軸上に配されているミラー部材18は、前記計測用レ
ーザ光源14から出射されたレーザ光L1の含まれる平
面C1と直交する平面C2内において該位置決め用レーザ
光源15から出射されたレーザ光L2を屈曲させるよう
になっている。さらに、他方の位置決め用レーザ光源1
6の光軸上に配されているミラー部19は、前記計測用
レーザ光源14から出射されたレーザ光L1の含まれる
平面C1と平行な平面C3内において該レーザ光L3を屈
曲させるようになっている。
The mirror member 17 disposed on the optical axis of the measuring laser light source 14 converts the laser light L 1 emitted from the measuring laser light source 14 into a plane parallel to the axis 13 a of the CCD camera 13. and it is adapted to bend in the C 1. The mirror member 18 arranged on the optical axis of the one positioning laser light source 15 is located within a plane C 2 orthogonal to the plane C 1 containing the laser light L 1 emitted from the measuring laser light source 14. and it is adapted to bend the laser beam L 2 emitted from the positioning laser light source 15 at. Further, the other positioning laser light source 1
The mirror section 19 disposed on the optical axis 6 bends the laser beam L 3 in a plane C 3 parallel to the plane C 1 containing the laser beam L 1 emitted from the measuring laser light source 14. It is made to let.

【0037】その結果、図6に示すように、計測ヘッド
10が所定の計測ポイントに正確に位置決めされたとき
には、計測対象物であるルツボ1の内表面1cの法線n
にCCDカメラ13の軸線13aが一致させられるとと
もに、上記3個のレーザ光源14・15・16からのレ
ーザ光L1・L2・L3が、ルツボ1の内表面1cにおい
て直角三角形の頂点をなす3箇所に入射され、かつ、そ
の一部が反射させられて、反射光がCCDカメラ13に
より撮像されるようになっている。
As a result, as shown in FIG. 6, when the measuring head 10 is accurately positioned at a predetermined measuring point, the normal line n of the inner surface 1c of the crucible 1 to be measured is measured.
In conjunction with the axis 13a of the CCD camera 13 is matched, the laser beam L 1, L 2, L 3 from the three laser light sources 14, 15, 16, the vertices of a right triangle at the inner surface 1c of the crucible 1 The light is incident on three places and part of the light is reflected, and the reflected light is imaged by the CCD camera 13.

【0038】また、前記移動手段11は、例えば、図3
に示す例では、ルツボ1を鉛直下方に開口させた状態で
支持するとともに、鉛直に配される中心軸1a回りにル
ツボ1を回転移動させる旋回テーブル20と、前記計測
ヘッド10に設けられたCCDカメラ13の軸線13a
を鉛直平面内に配した状態で計測ヘッド10全体を揺動
させる回転駆動軸21(駆動軸)と、該回転駆動軸21
を含めて計測ヘッド10全体を相互に直角な水平2方向
および鉛直方向に平行移動させる直線駆動軸22・23
・24とから構成されている。
The moving means 11 is, for example, as shown in FIG.
In the example shown in FIG. 1, the turning table 20 for supporting the crucible 1 in a state of being opened vertically downward and rotating the crucible 1 around a vertically disposed central axis 1a, and a CCD provided on the measuring head 10 Axis 13a of camera 13
Drive shaft 21 (drive shaft) for oscillating the entire measurement head 10 in a state where is disposed in a vertical plane;
Linear drive shafts 22 and 23 for translating the entire measuring head 10 in parallel in two horizontal and vertical directions perpendicular to each other.
24.

【0039】前記旋回テーブル20は、鉛直な中心軸1
c回りに回転可能に支持されルツボ1を載置するリング
板状のテーブル20aと、該テーブル20aにルツボ1
を固定する把持部(図示略)と、前記テーブル20aを
その中心軸1c回りに回転駆動するための動力を発生す
るモータ20bと、該モータ20bの動力をテーブル2
0aに伝達する伝達機構20cとから構成されている。
該伝達機構20cとしては、例えば、プーリ・タイミン
グベルト等の一般的なものが採用可能である。
The turning table 20 has a vertical center axis 1
a ring-plate-shaped table 20a rotatably supported about c, on which the crucible 1 is placed;
, A motor 20b for generating power for rotating the table 20a about its central axis 1c, and a table 2 for powering the motor 20b.
0a.
As the transmission mechanism 20c, for example, a general mechanism such as a pulley or a timing belt can be adopted.

【0040】前記回転駆動軸21は、一端に計測ヘッド
10を固定する揺動アーム21aと、該揺動アーム21
aの他端に減速機等(図示略)を介して接続されるモー
タ21bとから構成されている。モータ21bは、揺動
アーム21aを水平な軸線21c回りに回転させること
により、計測ヘッド10のCCDカメラ13を鉛直平面
内において揺動させることができるようになっている。
The rotation drive shaft 21 has a swing arm 21a for fixing the measuring head 10 at one end, and a swing arm 21a.
The motor 21b is connected to the other end of the motor a through a speed reducer or the like (not shown). The motor 21b can swing the CCD camera 13 of the measuring head 10 in a vertical plane by rotating the swing arm 21a around a horizontal axis 21c.

【0041】ここで、本実施例では、計測ヘッド10が
ルツボ1内表面1cに対して正確に位置決めされた状態
で、回転駆動軸21の軸線21cが、計測用レーザ光源
14から出射されるレーザ光L1および一の位置決め用
レーザ光源15から出射されるレーザ光L2のルツボ1
内表面1cにおける後述する入射位置P1・P3を通る直
線Aに平行になるように設けられている。
In this embodiment, the axis 21c of the rotary drive shaft 21 is emitted from the measuring laser light source 14 while the measuring head 10 is accurately positioned with respect to the inner surface 1c of the crucible 1. Crucible 1 of light L 1 and laser light L 2 emitted from one positioning laser light source 15
It is provided so as to be parallel to a straight line A passing through incident positions P 1 and P 3 described later on the inner surface 1c.

【0042】前記直線駆動軸22・23・24は、例え
ば、相互に直交するX、Z、Y3方向にそれぞれ独立に
計測ヘッド10を移動可能な3個の直線移動機構を組み
合わせて構成されている。この直線駆動軸22・23・
24は、図3に示す例では、外部構造物(図示略)に固
定される水平なX軸22と、該X軸22によって水平方
向に移動させられる鉛直なZ軸23と、該Z軸23に搭
載されX軸22と直交する水平方向に計測ヘッド10を
移動させるY軸24とを組み合わせることにより構成さ
れている。
The linear drive shafts 22, 23, 24 are constituted by, for example, a combination of three linear movement mechanisms capable of independently moving the measuring head 10 in X, Z, and Y3 directions orthogonal to each other. . This linear drive shaft 22,23.
In the example shown in FIG. 3, reference numeral 24 denotes a horizontal X-axis 22 fixed to an external structure (not shown), a vertical Z-axis 23 which is moved in the horizontal direction by the X-axis 22, and a Z-axis 23. And a Y-axis 24 for moving the measuring head 10 in a horizontal direction orthogonal to the X-axis 22.

【0043】これら、X軸22、Z軸23、Y軸24と
しては、例えば、モータ22a・23a・24aによっ
て回転させられるボールネジ(図示略)とこれに螺合す
るナット(図示略)に固定されるスライダ22b・23
b・24bと、該スライダ22b・23b・24bを直
線移動可能に支持する直線ガイド(図示略)とから構成
されるような一般的な直線移動機構を採用することがで
きる。
The X-axis 22, Z-axis 23 and Y-axis 24 are fixed to, for example, a ball screw (not shown) rotated by motors 22a, 23a and 24a and a nut (not shown) screwed to the screw. Sliders 22b and 23
A general linear moving mechanism including a linear guide (not shown) that supports the sliders 22b, 23b, and 24b so as to be linearly movable can be employed.

【0044】第3のステップ(STEP 3)は、さらに、上
記計測ヘッド10をルツボ1内表面1cに対して正確に
位置決めする位置決めステップ(STEP 3a)と、位置決
めされた計測ヘッド10によって実際に計測を行う計測
ステップ(STEP 3b)とを具備している。
The third step (STEP 3) further includes a positioning step (STEP 3a) for accurately positioning the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1, and actual measurement by the positioned measuring head 10. (STEP 3b).

【0045】位置決めステップ(STEP 3a)は、まず、
移動手段11を作動させることにより、計測ヘッド10
をルツボ1内に挿入し、上記第2のステップ(STEP 2)
において設定された計測ポイントに配置する。ここで、
この計測ポイントは、ルツボ1の内表面1cと計測ヘッ
ド10との干渉が生じないように設定されているので、
干渉の有無を探索する必要がなく、計測ヘッド10を即
座に配置することができる。
In the positioning step (STEP 3a), first,
By operating the moving means 11, the measuring head 10
Is inserted into the crucible 1 and the above-mentioned second step (STEP 2)
Place at the measurement point set in. here,
Since this measurement point is set so as not to cause interference between the inner surface 1c of the crucible 1 and the measurement head 10,
There is no need to search for the presence or absence of interference, and the measuring head 10 can be arranged immediately.

【0046】この場合に、上記計測ポイントは、測定さ
れたルツボ1外面の輪郭形状を元にして暫定的に設定さ
れたものであるから、該計測ポイントに配置された計測
ヘッド10は現実のルツボ1内表面1cに対して、その
姿勢および距離を補正する必要がある。
In this case, the measuring point is provisionally set based on the measured contour of the outer surface of the crucible 1, so that the measuring head 10 arranged at the measuring point can be used as the actual crucible. It is necessary to correct the posture and distance of the inner surface 1c.

【0047】計測ヘッド10のルツボ1内表面1aに対
する姿勢を補正する、すなわち、計測ヘッド10に設け
られたCCDカメラ13の軸線13aとルツボ1内表面
1aの法線nとを一致させるには、まず、計測ヘッド1
0のCCDカメラ13、計測用レーザ光源14および位
置決め用レーザ光源15・16を作動させる。このと
き、CCDカメラ13は、3つのレーザ光源14・15
・16から出射されるレーザ光L1・L2・L3のルツボ
1内表面1cにおける反射光を撮像するように調整され
ているものとする。
To correct the attitude of the measuring head 10 with respect to the inner surface 1a of the crucible 1, that is, to make the axis 13a of the CCD camera 13 provided in the measuring head 10 coincide with the normal line n of the inner surface 1a of the crucible 1 First, measuring head 1
The CCD camera 13, the measurement laser light source 14, and the positioning laser light sources 15 and 16 are operated. At this time, the CCD camera 13 has three laser light sources 14 and 15
It is assumed that the laser light L 1 , L 2 , L 3 emitted from 16 is adjusted to capture the reflected light on the inner surface 1 c of the crucible 1.

【0048】次いで、計測用レーザ光源14から出射さ
れたレーザ光L1のルツボ1内表面1cにおける入射位
置P1と、いずれか一方の位置決め用レーザ光源15・
16から出射されたレーザ光L2・L3のルツボ1内表面
1cにおける入射位置P2・P3とが、回転駆動軸21の
軸線21cと平行な任意の直線A上に配されるように移
動手段11を作動させる。具体的には、計測ヘッド10
を水平方向に移動させるX軸22・Z軸23・Y軸24
を微動させることにより実施する。
Next, the incident position P 1 of the laser light L 1 emitted from the measuring laser light source 14 on the inner surface 1 c of the crucible 1 and one of the positioning laser light sources 15.
The incident positions P 2 and P 3 on the inner surface 1 c of the crucible 1 of the laser beams L 2 and L 3 emitted from 16 are arranged on an arbitrary straight line A parallel to the axis 21 c of the rotary drive shaft 21. The moving means 11 is operated. Specifically, the measuring head 10
Axis 22 / Z axis 23 / Y axis 24
Is carried out by slightly moving.

【0049】これにより、例えば、2つのレーザ光L1
・L3のルツボ1内表面1aへの入射位置P1・P3が、
図7に示すように、上記直線A上に配されると、他の1
つのレーザ光L2の入射位置P2は、計測用レーザ光源1
4からのレーザ光L1の入射位置P1を通り上記直線Aに
直交する直線B上からずれた位置にCCDカメラ13に
よって撮像される。
Thus, for example, two laser beams L 1
The incident positions P 1 and P 3 of L 3 on the inner surface 1 a of the crucible 1 are
As shown in FIG. 7, when arranged on the straight line A, another 1
The incident position P 2 of the two laser beams L 2 is
The image is picked up by the CCD camera 13 at a position deviated from the straight line B passing through the incident position P 1 of the laser beam L 1 from FIG.

【0050】ここで、このレーザ光L2は、ルツボ1内
表面1cに対して傾斜した方向から入射される。したが
って、回転駆動軸21を作動させて直線A回りに計測ヘ
ッド10を回転させれば、図8に示すように、そのレー
ザ光L2のルツボ1内表面1aへの入射位置P2のみが回
転角度に応じて変位させられる。この場合に、レーザ光
2を含む平面C2は、直線Aに平行かつCCDカメラ1
3の軸線13aに平行に配されているので、入射位置P
2は、直線Aに平行な方向に変位させられるように、C
CDカメラ13に認識されることになる。
Here, the laser beam L 2 is incident on the inner surface 1c of the crucible 1 from an inclined direction. Accordingly, if rotating the measuring head 10 by operating the rotary drive shaft 21 to the straight line A direction, as shown in FIG. 8, only the incident position P 2 to the laser beam L 2 of the crucible 1 in the surface 1a is rotated Displaced according to the angle. In this case, the plane C 2 including the laser beam L 2 is parallel to the straight line A and the CCD camera 1
3 is arranged parallel to the axis 13a of the
2 is C so that it can be displaced in a direction parallel to the straight line A.
It will be recognized by the CD camera 13.

【0051】そして、図9に実線で示すように、入射位
置P2が前記直線Bに一致させられたときに、CCDカ
メラ13の軸線13aと計測しようとする部分における
ルツボ1の内表面1cの法線nとが正確に一致させられ
ることになる。このとき、3つのレーザ光L1・L2・L
3は、ルツボ1内表面1cにおいて直角三角形の頂点を
なす3箇所の位置にそれぞれ入射させられている。
[0051] Then, as shown by the solid line in FIG. 9, when the incident position P 2 has been matched to the straight line B, the inner surface 1c of the crucible 1 in a portion to be measured to the axis 13a of the CCD camera 13 The normal n will be matched exactly. At this time, three laser beams L 1 · L 2 · L
Numerals 3 are respectively made incident on three positions forming the vertices of a right triangle on the inner surface 1c of the crucible 1.

【0052】この状態で、計測ヘッド10のルツボ1内
表面1cに対する距離を補正するには、計測ヘッド10
をCCDカメラ13の軸線13a方向に沿ってルツボ1
内表面1cに向けて近接させていく。3つのレーザ光L
1・L2・L3は、CCDカメラ13の軸線13aに対し
て傾斜させられているので、計測ヘッド10とルツボ1
内表面1cとの距離の変化に応じて入射位置P1・P2
3の間隔寸法が変化させられる。そして、この間隔寸
法が所定寸法となったときに、計測ヘッド10のルツボ
1内表面1cとの距離が正確に設定され、計測ヘッド1
0のルツボ1内表面1aに対する位置決めステップ(ST
EP 3a)が完了することになる。
In this state, in order to correct the distance of the measuring head 10 to the inner surface 1c of the crucible 1, the measuring head 10
Along the direction of the axis 13 a of the CCD camera 13.
Move toward the inner surface 1c. Three laser beams L
Since 1 · L 2 · L 3 is inclined with respect to the axis 13a of the CCD camera 13, the measuring head 10 and the crucible 1
Depending on the change in the distance from the inner surface 1c, the incident positions P 1 , P 2.
Distance dimension P 3 is changed. Then, when the interval dimension becomes a predetermined dimension, the distance between the measuring head 10 and the inner surface 1c of the crucible 1 is accurately set, and the measuring head 1
0 positioning step for the crucible 1 inner surface 1a (ST
EP 3a) will be completed.

【0053】次に、計測ステップ(STEP 3b)について
説明する。この計測ステップ(STEP 3b)は、以下の計
測原理に基づいて透明層1bの厚さ寸法を計測するもの
であり、上記位置決めステップ(STEP 3a)において使
用された位置決め用レーザ光源15・16はその作動を
停止され、計測用レーザ光源14から出射されるレーザ
光L1のみによって実施されるようになっている。
Next, the measurement step (STEP 3b) will be described. This measurement step (STEP 3b) measures the thickness of the transparent layer 1b based on the following measurement principle, and the positioning laser light sources 15 and 16 used in the above-described positioning step (STEP 3a) It stops the operation, and is performed only by the laser beam L 1 emitted from the measurement laser light source 14.

【0054】すなわち、図10において、計測用レーザ
光源14から出射され、気泡25において反射させられ
てCCDカメラ13に撮像されるレーザ光L1の反射光
のCCDカメラ13への入射角度αを計測することによ
り、透明層1bの厚さを算出するものである。
That is, in FIG. 10, the incident angle α of the reflected light of the laser beam L 1 emitted from the measuring laser light source 14 and reflected by the bubble 25 and captured by the CCD camera 13 is measured. By doing so, the thickness of the transparent layer 1b is calculated.

【0055】CCDカメラ13は、上記位置決めステッ
プ(STEP 3a)によって、その軸線13aをルツボ1内
表面1cの法線nに正確に一致させられ、しかも、レン
ズ13bおよび撮像面13cのルツボ1内表面1cから
の距離w、w+vを正確に設定されている。この状態
で、計測用レーザ光源14からレーザ光L1が出射され
ると、このレーザ光L1は、ルツボ1内表面1cの法線
nに対して定められた傾斜角度θ1で入射され、ルツボ
1内表面1cにおいて、その一部が反射し、残りが屈折
して透明層1b内に進行させられる。
The CCD camera 13 has its axis 13a exactly coincident with the normal line n of the inner surface 1c of the crucible 1 by the above-mentioned positioning step (STEP 3a), and the lens 13b and the inner surface of the crucible 1 of the imaging surface 13c. The distances w and w + v from 1c are accurately set. In this state, the laser beam L 1 is emitted from the measuring laser light source 14, the laser beam L 1 is made incident at an inclined angle theta 1 defined with respect to the normal n of the crucible 1 in the surface 1c, At the inner surface 1c of the crucible 1, a part thereof is reflected, and the rest is refracted and advanced into the transparent layer 1b.

【0056】透明層1b内に進行させられたレーザ光L
1は、前記ルツボ1内表面1aの法線nに対して傾斜角
度φをなして直進させられ、透明層1bの内部に配され
ている気泡25に到達すると反射させられて、法線nに
対する傾斜角度γをなして再度ルツボ1内表面1cに向
かわせられ、透明層1bの外方に出射される。このと
き、レーザ光L1は、再度屈折させられて、ルツボ1内
表面1cの法線nに対して傾斜角度αをなしてCCDカ
メラ13に撮像されることになる。
The laser light L advanced into the transparent layer 1b
1 is made to travel straight at an inclination angle φ with respect to a normal line n of the inner surface 1a of the crucible 1, and is reflected when reaching the air bubbles 25 disposed inside the transparent layer 1b, and is reflected to the normal line n. The light is again directed toward the inner surface 1c of the crucible 1 at an inclination angle γ, and is emitted to the outside of the transparent layer 1b. At this time, the laser light L 1 is refracted again, and is imaged by the CCD camera 13 at an inclination angle α with respect to the normal line n of the inner surface 1 c of the crucible 1.

【0057】このような場合において、透明層1bの厚
さTは、次の式で表わされる。 T=(X−w・tanα)/(tanφ+tanγ) ・・・・(1) ここで、Xは、ルツボ1内表面1aへのレーザ光L1
入射位置とCCDカメラ13の軸線13aとの水平方向
距離である。
In such a case, the thickness T of the transparent layer 1b is expressed by the following equation. T = (X−w · tan α) / (tan φ + tan γ) (1) Here, X is the horizontal position between the incident position of the laser beam L 1 on the inner surface 1 a of the crucible 1 and the axis 13 a of the CCD camera 13. Direction distance.

【0058】また、空気の屈折率をn、透明層1bの屈
折率をn’とすると、以下の関係式が成り立つ。 n・sinθ1=n’・sinφ ・・・・(2) n・sinα =n’・sinγ ・・・・(3)
When the refractive index of air is n and the refractive index of the transparent layer 1b is n ′, the following relational expression holds. n · sin θ 1 = n ′ · sin φ (2) n · sin α = n ′ · sin γ (3)

【0059】したがって、距離X、w、屈折率n、
n’、傾斜角度θ1が既知であるから、CCDカメラ1
3へのレーザ光L1の反射光の入射角度αを計測すれ
ば、透明層1bの厚さTは、上記式(1)〜(3)によ
って算出できることになる。すなわち、これらの演算式
を演算手段4に格納しておき、計測ヘッド10による計
測結果たる入射角度αに基づいて透明層1bの厚さTを
算出するようになっている。
Therefore, the distance X, w, the refractive index n,
n ′ and the tilt angle θ 1 are known, so that the CCD camera 1
By measuring the angle of incidence α of the reflected light of the laser beam L 1 to 3, the thickness T of the transparent layer 1b would be calculated by the above equation (1) to (3). That is, these arithmetic expressions are stored in the arithmetic means 4, and the thickness T of the transparent layer 1b is calculated based on the incident angle α measured by the measuring head 10.

【0060】なお、入射角度αは、CCDカメラ13の
撮像面13cにおける軸線13aからのずれ量をΔyと
して、 α=tan-1Δy により算出される。
The incident angle α is calculated by α = tan −1 Δy, where Δy is the amount of deviation from the axis 13 a on the imaging surface 13 c of the CCD camera 13.

【0061】このような位置決めステップ(STEP 3a)
および計測ステップ(STEP 3b)を第2のステップ(STE
P 2)で設定された複数の計測ポイントにおいて実施す
ることにより、ルツボ1の中心軸1aを含む平面に沿っ
てその内表面1cの各部について透明層1bの厚さ寸法
が求められることになる。そして、旋回テーブル20を
所定角度回転させるごとに上記第3のステップ(STEP
3)を繰り返し実施することにより、ルツボ1内周面1
cの全域に亙って、透明層1bの厚さ寸法が計測される
ことになる。
Such a positioning step (STEP 3a)
And the measurement step (STEP 3b) to the second step (STE
By performing the measurement at a plurality of measurement points set in P2), the thickness dimension of the transparent layer 1b is obtained for each portion of the inner surface 1c along a plane including the central axis 1a of the crucible 1. Each time the turning table 20 is rotated by a predetermined angle, the third step (STEP
By repeating 3), the inner peripheral surface 1 of the crucible 1
The thickness dimension of the transparent layer 1b is measured over the entire area c.

【0062】このように、本実施例に係るルツボ1の計
測方法によれば、第1のステップ(STEP 1)によってル
ツボ1外面の輪郭を精度良く計測し、その輪郭形状に基
づいて第2のステップ(STEP 2)により計測ヘッド10
がルツボ1内表面1cに干渉しない複数の計測ポイント
を設定するので、ルツボ1の内側に挿入される計測ヘッ
ド10とルツボ1内表面1cとの干渉が確実に回避され
る。したがって、計測ヘッド10を計測ポイントに迅速
に移動することが可能となり、計測に要する時間を短縮
することができる。
As described above, according to the method for measuring the crucible 1 according to the present embodiment, the contour of the outer surface of the crucible 1 is accurately measured in the first step (STEP 1), and the second step is performed based on the contour shape. Measurement head 10 by step (STEP 2)
Sets a plurality of measurement points that do not interfere with the inner surface 1c of the crucible 1, so that interference between the measuring head 10 inserted inside the crucible 1 and the inner surface 1c of the crucible 1 is reliably avoided. Therefore, the measurement head 10 can be quickly moved to the measurement point, and the time required for measurement can be reduced.

【0063】また、第3のステップ(STEP 3)により、
計測ヘッド10をルツボ1の内表面1cに対して精度良
く位置決めした状態で計測を実施するので、透明層1b
の厚さ寸法が精度良く計測されることになる。しかも、
計測ヘッド10は、ルツボ1内表面1cに対して非接触
で計測を実施するので、ルツボ1の健全性を維持しつ
つ、その性能を正確に把握することができる。さらに、
計測ヘッド10がルツボ1の内表面1cと衝突すること
がなく、その動作を制限されないので、計測のための最
適な姿勢に計測ヘッド10を容易に設定することがで
き、計測ヘッド10の自由な動作によってもルツボ1の
内表面1cとの干渉が生じにくいので、計測の自動化を
容易に図ることができる。
In the third step (STEP 3),
Since the measurement is performed in a state where the measuring head 10 is accurately positioned with respect to the inner surface 1c of the crucible 1, the transparent layer 1b
Is accurately measured. Moreover,
Since the measurement head 10 performs measurement without contacting the inner surface 1c of the crucible 1, the performance of the crucible 1 can be accurately grasped while maintaining the soundness of the crucible 1. further,
Since the measurement head 10 does not collide with the inner surface 1c of the crucible 1 and its operation is not limited, the measurement head 10 can be easily set to an optimal posture for measurement, and the measurement head 10 can be freely moved. Interference with the inner surface 1c of the crucible 1 hardly occurs even by the operation, so that the measurement can be easily automated.

【0064】また、第1のステップ(STEP 1)において
は、ルツボ1の中心線1aを含む一つの垂直面Cに投影
される輪郭形状のみを計測することとしているので、ル
ツボ1の対称性を利用してルツボ1全体の輪郭形状を迅
速に把握することができる。また、ルツボ1の底面の断
面形状を最小二乗近似等の近似手法によって2種類の曲
率半径R1・R2の円弧に近似させるので、少ない計測点
数によって、簡易かつ迅速に輪郭を把握することがで
き、これによっても計測時間の短縮を図ることができ
る。
In the first step (STEP 1), since only the contour shape projected on one vertical plane C including the center line 1a of the crucible 1 is measured, the symmetry of the crucible 1 is determined. By utilizing this, the contour shape of the entire crucible 1 can be quickly grasped. Further, since the cross-sectional shape of the bottom surface of the crucible 1 is approximated to an arc having two types of curvature radii R 1 and R 2 by an approximation method such as least squares approximation, the outline can be easily and quickly grasped with a small number of measurement points. Thus, the measurement time can be reduced.

【0065】また、第3のステップ(STEP 3)では、計
測ヘッド10をルツボ1内表面1cに位置決めする際に
使用するレーザ光L1・L2・L3をCCDカメラ13の
軸線13aに対して傾斜させているので、計測ヘッド1
0のルツボ1内表面1cに対する距離の変化に応じて、
レーザ光L1・L2・L3のルツボ1内表面1cにおける
入射位置P1・P2・P3を敏感に変位させ、ルツボ1内
表面1cに対する計測ヘッド10の位置を迅速に把握す
ることができる。したがって、計測ヘッド10のルツボ
1内表面1cに対する位置決めを高精度に実施すること
ができるとともに、両者の接近状態を敏速に検知して衝
突を確実に回避することができる。
In the third step (STEP 3), the laser beams L 1 , L 2 , L 3 used for positioning the measuring head 10 on the inner surface 1c of the crucible 1 are moved with respect to the axis 13a of the CCD camera 13. Measuring head 1
In response to a change in the distance of 0 to the inner surface 1c of the crucible 1,
Is sensitively displaced the incident position P 1 · P 2 · P 3 in the crucible 1 in the surface 1c of the laser beam L 1 · L 2 · L 3 , to quickly grasp the position of the measuring head 10 with respect to the crucible 1 in the surface 1c Can be. Therefore, the positioning of the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1 can be performed with high accuracy, and a collision state can be reliably avoided by quickly detecting the approaching state of the two.

【0066】さらに、本実施例では、計測用レーザ光源
14の出射するレーザ光L1が含まれる平面C1を基準と
して、一方の位置決め用レーザ光源15のレーザ光L2
を前記基準平面C1に直交する平面C2内に、他方の位置
決め用レーザ光源16のレーザ光L3を前記基準平面C1
に平行な平面C3内に配することとしたので、計測用レ
ーザ光源14のレーザ光L1のルツボ1内表面1cへの
入射位置P1と、いずれか一方の位置決め用レーザ光源
16(15)のレーザ光L3(L2)の入射位置P
3(P2)とを結ぶ直線A(B)に平行な平面C2(C3
内に、その他の位置決め用レーザ光源15(16)のレ
ーザ光L2(L3)が配されることになり、計測ヘッド1
0の姿勢の補正量を容易に算出できる。
Further, in this embodiment, the laser beam L 2 of one positioning laser light source 15 is referenced with respect to the plane C 1 including the laser beam L 1 emitted from the measurement laser light source 14.
In the plane C 2 perpendicular to the reference plane C 1, the laser beam L 3 reference plane C 1 of the other positioning laser light source 16
Since the placing in the plane C 3 parallel to, the incident position P 1 to the laser beam L 1 in the crucible 1 in the surface 1c of the measurement laser light source 14, one of the positioning laser light source 16 (15 )) The incident position P of the laser beam L 3 (L 2 )
3 (P 2 ) and a plane C 2 (C 3 ) parallel to a straight line A (B)
The laser light L 2 (L 3 ) of the other positioning laser light source 15 (16) is disposed in the measurement head 1.
The correction amount of the posture of 0 can be easily calculated.

【0067】すなわち、例えば、図8および図9に示す
ように、直線Aとこれに平行な平面C2との距離をL、
レーザ光L2の直線Bからの直線Aに平行な方向への入
射位置P2のずれ量をΔx、レーザ光L2のCCDカメラ
13の軸線13aに対する傾斜角度をθ2、計測ヘッド
10の補正量(補正角度)をβ1とすれば、該補正量β1
は、 β1=tanー1(Δx/Ltanθ2) と表される。また、他方の位置決め用レーザ光源16に
対しても同様にして容易に補正量を算出することができ
る。
That is, for example, as shown in FIGS. 8 and 9, the distance between a straight line A and a plane C 2 parallel thereto is represented by L,
The deviation of the incident position P 2 of the laser beam L 2 from the straight line B in the direction parallel to the straight line A is Δx, the inclination angle of the laser beam L 2 with respect to the axis 13 a of the CCD camera 13 is θ 2 , and the measurement head 10 is corrected. If the amount (correction angle) is β 1 , the correction amount β 1
Is expressed as β 1 = tan -1 (Δx / Ltan θ 2 ). Further, the correction amount can be easily calculated for the other positioning laser light source 16 in the same manner.

【0068】また、本実施例では、回転駆動軸21を位
置決め用レーザ光源16からのレーザ光L3を含むCC
Dカメラ13の軸線13aに平行な平面C3に直交する
軸線21a回りに計測ヘッド10を回転するように設け
ているので、上記の計測ヘッド10の姿勢を補正する際
に、回転駆動軸21の作動により当該補正を直接実施す
ることができる。したがって、補正を迅速かつ精度良く
実施することができ、ルツボ1内面の透明層1bの厚さ
寸法を精度良く計測することができる。
Further, in this embodiment, the rotary drive shaft 21 is moved to the CC including the laser beam L 3 from the positioning laser light source 16.
Since the measuring head 10 is provided so as to rotate about an axis 21 a orthogonal to a plane C 3 parallel to the axis 13 a of the D camera 13, when correcting the attitude of the measuring head 10, The correction can be implemented directly by operation. Therefore, the correction can be performed quickly and accurately, and the thickness dimension of the transparent layer 1b on the inner surface of the crucible 1 can be measured accurately.

【0069】なお、本実施例では、内部計測装置9にお
いて、計測ヘッド10をルツボ1に対して移動させる移
動手段11を、ルツボ1を回転させる旋回テーブル20
と3つの直線移動機構22・23・24と、1つの回転
駆動軸21とからなる構成としたが、これに代えて、任
意の軸構成の移動手段11を採用することができる。す
なわち、固定されたルツボ1に対して、少なくとも5以
上の自由度を有する軸構成の移動手段11であれば、多
関節型、円筒座標型等、種々の軸構成のものを適用する
こととしてよい。
In the present embodiment, the moving means 11 for moving the measuring head 10 with respect to the crucible 1 in the internal measuring device 9 is replaced with a turning table 20 for rotating the crucible 1.
And three linear moving mechanisms 22, 23, and 24 and one rotary drive shaft 21, but the moving means 11 having an arbitrary shaft configuration can be employed instead. That is, as long as the moving means 11 has an axis configuration having at least five degrees of freedom with respect to the fixed crucible 1, various types of axis configurations such as an articulated type and a cylindrical coordinate type may be applied. .

【0070】また、上記実施例では、計測用レーザ光源
14を基準として、2つの位置決め用レーザ光源15・
16を互いに直交する方向に配したが、これに代えて、
例えば、1つの位置決め用レーザ光源15から出射され
るレーザ光L2を2つに分光して所定方向からルツボ1
内表面1aに入射させることとしてもよい。
In the above embodiment, the two positioning laser light sources 15 and.
Although 16 were arranged in directions orthogonal to each other, instead of this,
For example, the crucible 1 by dispersing the laser light L 2 emitted from one positioning laser light source 15 into two from a predetermined direction
The light may be incident on the inner surface 1a.

【0071】さらに、3筋のレーザ光L1・L2・L3
計測用レーザ光源14および2個の位置決め用レーザ光
源15・16から出射されることとしたが、これに代え
て、単一のレーザ光源14から出射されるレーザ光L1
を3つに分光して照射することとしてもよい。この場
合、位置決め時には全てのレーザ光L1・L2・L3を照
射し、計測時には、1つのレーザ光L1のみを照射させ
るように、例えば、シャッタ等を用いることとしてもよ
い。
Further, three laser beams L 1 , L 2 , L 3 are emitted from the measurement laser light source 14 and the two positioning laser light sources 15, 16. Laser light L 1 emitted from one laser light source 14
May be divided into three and irradiated. In this case, all the laser light L 1 · L 2 · L 3 is irradiated at the time of positioning, when measurement, so as to irradiate only one of the laser beams L 1, for example, may be used shutter or the like.

【0072】また、各位置決め用レーザ光源15・16
からのレーザ光L2・L3の入射方向を他の2つのレーザ
光L1・L3あるいはレーザ光L1・L2の入射位置P1
3、P1・P2を結ぶ直線A・Bに平行な平面C2・C3
内に配されるように設定することとしたが、これに限ら
れず、これとは異なる方向から入射させることとしても
計測ヘッド10の位置決めを実施することができる。し
かし、補正量の算出を容易なものとできる点で上記実施
例のように設定することが好ましい。
Each of the positioning laser light sources 15 and 16
The incident direction of the laser light L 2 · L 3 from the other two laser light L 1 · L 3 or the incident position P 1 · L 2 of the laser light L 1 · L 2.
A plane C 2 · C 3 parallel to a straight line AB connecting P 3 and P 1 · P 2
Although it is set so that it is disposed inside, the positioning of the measurement head 10 can be performed even if the light is incident from a different direction. However, it is preferable to set as in the above embodiment in that the calculation of the correction amount can be made easy.

【0073】さらに、計測用レーザ光源14を基準とし
て2個の位置決め用レーザ光源15・16を相互に直交
する方向に配置したが、これに限られず、1個の位置決
め用レーザ光源15(16)を基準として他のレーザ光
源14・16(15)を配置することとしてもよい。ま
た、3筋のレーザ光源L1・L2・L3のルツボ1内表面
1cへの入射位置P1・P2・P3としては、直角三角形
の頂点となる異なる3箇所に入射させる場合の他、一直
線上に配される場合を除き、任意の異なる3箇所に入射
させることとしてもよい。
Further, the two positioning laser light sources 15 and 16 are arranged in a direction orthogonal to each other with reference to the measuring laser light source 14, but the present invention is not limited to this. One positioning laser light source 15 (16) The other laser light sources 14 and 16 (15) may be arranged on the basis of. Also, as the incident positions P 1 , P 2, and P 3 of the three laser light sources L 1 , L 2, and L 3 on the inner surface 1 c of the crucible 1, the light is incident on three different points that are the vertices of a right triangle. In addition, the light may be incident on any three different places, except when the light is arranged on a straight line.

【0074】また、固設状態のレーザ光源およびミラー
部材に回転および移動する駆動機構を付加させることに
より、段階的に高精度な位置決めと計測とを実施するこ
ともできる。特に、計測用レーザ光源へ適用させること
により、透明層2bに存在する希少な気泡を検出し、そ
の気泡含有率等を正確に計測することも可能となる。
Further, by adding a driving mechanism for rotating and moving the laser light source and the mirror member in the fixed state, highly accurate positioning and measurement can be performed step by step. In particular, by applying the present invention to a measurement laser light source, it is possible to detect rare bubbles existing in the transparent layer 2b and accurately measure the bubble content and the like.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るルツ
ボの計測方法は、計測ヘッドをルツボの内側に挿入し、
撮像手段をルツボ内表面から所定の距離離間した位置に
その軸線をルツボ内表面の法線に一致させて位置決めし
た後に、撮像手段の軸線に対して所定角度傾斜させられ
た方向からルツボ内表面に向けてレーザ光を出射し、撮
像手段に撮像された反射光の位置に基づいてルツボ内面
の透明層の厚さ寸法を計測するので、ルツボ内面の透明
層の厚さ寸法を非接触で計測することができるという効
果を奏する。
As described above in detail, in the method for measuring a crucible according to the present invention, the measuring head is inserted inside the crucible,
After positioning the imaging means at a position separated by a predetermined distance from the inner surface of the crucible in such a manner that its axis coincides with the normal of the inner surface of the crucible, the inner surface of the crucible is inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the imaging means. Since the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible is measured based on the position of the reflected light imaged by the imaging means, the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible is measured without contact. It has the effect of being able to.

【0076】したがって、計測ヘッドを自由に移動させ
て最適な計測条件を確保し、精度の高い計測を実施する
ことができる。また、計測ヘッドやルツボ内表面の健全
性を損うことがない。
Therefore, the measuring head can be freely moved to secure optimum measuring conditions, and highly accurate measurement can be performed. Further, the soundness of the inner surface of the measuring head and the crucible is not impaired.

【0077】また、計測ヘッドをルツボの内側に挿入す
る前に、ルツボ外面の輪郭を計測し、該ルツボ外面の輪
郭に基づいて推定されるルツボ内表面に干渉しない計測
ヘッドの位置決め位置を設定することとしているので、
上記効果に加えて、ルツボ内面の透明層の厚さ測定を実
施すべき計測ポイントに、計測ヘッドを迅速に配置し
て、計測に要する時間の短縮を図ることができるという
効果を奏する。
Before inserting the measuring head inside the crucible, the contour of the crucible outer surface is measured, and the positioning position of the measuring head which does not interfere with the crucible inner surface estimated based on the crucible outer surface is set. So that
In addition to the above effects, there is an effect that the measurement head can be quickly disposed at the measurement point where the thickness measurement of the transparent layer on the inner surface of the crucible is to be performed, and the time required for measurement can be reduced.

【0078】この場合において、ルツボ外面を計測して
位置決めヘッドの位置決め位置を設定することとしてい
るのは、ルツボ内面の形状を計測するよりも簡易かつ高
精度に計測できるからである。例えば、ルツボの中心線
に直交するように軸線を配した輪郭計測用撮像手段をル
ツボの中心線に平行に移動させつつ作動させ、その中心
線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸線に垂直な平面内
におけるルツボ外面の輪郭の2次元的位置を計測するこ
とにより、きわめて簡易に輪郭を把握することができ
る。
In this case, the positioning position of the positioning head is set by measuring the outer surface of the crucible, because measurement can be performed more easily and with higher precision than measuring the shape of the inner surface of the crucible. For example, the contour measurement imaging means having an axis arranged so as to be orthogonal to the center line of the crucible is operated while moving in parallel to the center line of the crucible, and includes the center line and is perpendicular to the axis of the contour measurement imaging means. By measuring the two-dimensional position of the contour of the crucible outer surface in the plane, the contour can be grasped very easily.

【0079】しかも、ほぼ正確な回転体であるルツボの
対称性を利用すれば、上記計測を一平面について実施す
ることによって容易に3次元的な全体の輪郭を把握し得
て、計測を効率的に行うことができるという利点があ
る。さらに、輪郭計測用撮像手段による計測をその軸線
に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇所におい
て実施するとともに、計測された複数の2次元的位置デ
ータに基づいて直線および曲率の異なる2種類の円弧で
近似することによりルツボ外面の輪郭を得ることとすれ
ば、最小限の計測点数に基づいてさらに効率的にルツボ
外面の輪郭を把握することができるという効果がある。
Furthermore, if the symmetry of the crucible, which is an almost accurate rotating body, is used, the above-described measurement is performed on one plane, so that the three-dimensional outline can be easily grasped, and the measurement can be performed efficiently. There is an advantage that can be performed. Furthermore, the measurement by the contour measurement imaging means is performed at a plurality of locations in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis, and based on a plurality of measured two-dimensional position data, two lines having different straight lines and different curvatures are measured. If the outline of the crucible outer surface is obtained by approximating the type of arc, there is an effect that the outline of the crucible outer surface can be more efficiently grasped based on the minimum number of measurement points.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るルツボの計測方法の一実施例に係
るフローチャートを示す図である。
FIG. 1 is a view showing a flowchart according to an embodiment of a crucible measuring method according to the present invention.

【図2】図1により計測するルツボの断面形状を示す縦
断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a sectional shape of the crucible measured according to FIG.

【図3】図1の計測方法を実施する計測装置の一例を示
す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a measuring device that performs the measuring method of FIG.

【図4】図1の計測装置の外部計測装置によるルツボ外
面の輪郭の計測を説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining measurement of an outline of a crucible outer surface by an external measurement device of the measurement device of FIG. 1;

【図5】図3の計測による画像例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of an image based on the measurement in FIG. 3;

【図6】図2の計測装置の内部計測装置の計測ヘッドを
示す斜視図である。
6 is a perspective view showing a measuring head of an internal measuring device of the measuring device of FIG. 2;

【図7】図6の計測ヘッドをルツボ内表面に位置決めす
る場合を説明するための図である。
FIG. 7 is a view for explaining a case where the measuring head of FIG. 6 is positioned on the inner surface of the crucible.

【図8】図6の計測ヘッドのルツボ内表面に対する姿勢
の補正量を導き出すための説明図である。
8 is an explanatory diagram for deriving a correction amount of a posture of the measuring head of FIG. 6 with respect to an inner surface of a crucible.

【図9】図6の計測ヘッドのルツボ内表面に対する姿勢
を補正した状態の各レーザ光の入射位置を示す図であ
る。
9 is a diagram illustrating the incident positions of the respective laser beams in a state where the posture of the measuring head of FIG. 6 with respect to the inner surface of the crucible is corrected.

【図10】図6の計測ヘッドによるルツボ内面の透明層
の厚さ寸法の計測原理を説明するための図である。
10 is a diagram for explaining the principle of measuring the thickness dimension of the transparent layer on the inner surface of the crucible by the measuring head of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ルツボ 1a 中心線 1b 透明層 1c 内表面 6 CCDカメラ(輪郭計測用撮像手段) 6a 軸線 10 計測ヘッド 13 CCDカメラ(撮像手段) 13a 軸線 14・15・16 レーザ光源 25 気泡 L1・L2・L3 レーザ光 n 法線1 crucible 1a centerline 1b transparent layer 1c in the surface 6 CCD camera (contour measuring image pickup means) 6a axis 10 measuring head 13 CCD camera (imaging means) 13a axis 14, 15, and 16 a laser light source 25 bubbles L 1, L 2, L 3 laser light n normal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛西 利昭 秋田県秋田市茨島5−14−3 三菱マテ リアルクォーツ株式会社 秋田工場内 (56)参考文献 特開 平3−86249(JP,A) 特開 昭63−314403(JP,A) 特開 平4−34305(JP,A) 特開 平1−148782(JP,A) 特開 平4−119986(JP,A) 特開 平6−191986(JP,A) 特開 平8−278117(JP,A) 特開 平9−49710(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 C03B 20/00 G01B 11/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toshiaki Kasai 5-14-3 Ibarjima, Akita City, Akita Mitsubishi Materials Real Quartz Co., Ltd. Akita Plant (56) References JP-A-3-86249 (JP, A) JP-A-63-314403 (JP, A) JP-A-4-34305 (JP, A) JP-A-1-148782 (JP, A) JP-A-4-119986 (JP, A) JP-A-6-191986 ( JP, A) JP-A-8-278117 (JP, A) JP-A-9-49710 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00 C03B 20/00 G01B 11/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ光を出射するレーザ光源とルツボ内
部の気泡におけるレーザ光の反射光を撮像する撮像手段
とを搭載してなる計測ヘッドをルツボの内側に挿入し、レーザ光源から出射されたレーザ光のルツボ内表面にお
ける入射位置の間隔寸法を所定寸法となるように計測ヘ
ッドを移動させることにより 該計測ヘッドの撮像手段を
ルツボ内表面から所定の距離離間した位置にその軸線を
ルツボ内表面の法線に一致させて位置決めした後に、前
記撮像手段の軸線に対して所定角度傾斜させられた方向
からルツボ表面に向けてレーザ光を出射し、気泡におい
て反射させられ撮像手段に撮像された反射光の位置に基
づいてルツボ内面の透明層の厚さ寸法を計測することを
特徴とするルツボの計測方法。
1. A measuring head having a laser light source for emitting laser light and an imaging means for imaging reflected light of laser light in bubbles inside a crucible is inserted inside the crucible, and the measuring head is emitted from the laser light source. Laser light on the inner surface of the crucible
Measurement so that the distance between the incident positions
By moving the head, the imaging means of the measuring head is positioned at a position separated from the inner surface of the crucible by a predetermined distance so that its axis coincides with the normal of the inner surface of the crucible, and thereafter, with respect to the axis of the imaging means. a laser beam is emitted toward the crucible surface in the direction which is inclined at a predetermined angle, bubbles odor
Measuring the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible based on the position of the reflected light reflected by the imaging means and imaged by the imaging means.
【請求項2】計測ヘッドをルツボの内側に挿入する前
に、ルツボ外面の輪郭を計測し、該ルツボ外面の輪郭に
基づいて推定されるルツボ内表面に干渉しない計測ヘッ
ドの位置決め位置を設定することを特徴とする請求項1
記載のルツボの計測方法。
2. Before inserting the measuring head inside the crucible, the contour of the outer surface of the crucible is measured, and a positioning position of the measuring head which does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is set. 2. The method according to claim 1, wherein
The crucible measurement method described.
【請求項3】ルツボ外面の輪郭を計測する方法が、ルツ
ボの中心線に直交するように軸線を配した輪郭計測用撮
像手段をルツボの中心線に平行に移動させつつ作動さ
せ、該中心線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸線に垂
直な平面内におけるルツボ外面の2次元的位置を計測す
るものであることを特徴とする請求項2記載のルツボの
計測方法。
3. A method for measuring the contour of an outer surface of a crucible comprises operating a contour measuring imaging means having an axis perpendicular to the center line of the crucible while moving the imaging means in parallel with the center line of the crucible. The method for measuring a crucible according to claim 2, wherein the two-dimensional position of the outer surface of the crucible is measured in a plane perpendicular to the axis of the contour measurement imaging means.
【請求項4】輪郭計測用撮像手段による計測をその軸線
に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇所におい
て実施するとともに、当該計測された複数の2次元的位
置データに基づいて直線および曲率の異なる2種類の円
弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得ることを
特徴とする請求項3記載のルツボの計測方法。
4. The method according to claim 1, wherein the measurement by the contour measurement imaging means is performed at a plurality of locations in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis thereof, and a straight line and a straight line are determined based on the plurality of measured two-dimensional position data. 4. The crucible measuring method according to claim 3, wherein an outline of the crucible outer surface is obtained by approximating two types of arcs having different curvatures.
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