JPH0410967B2 - - Google Patents

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JPH0410967B2
JPH0410967B2 JP18885384A JP18885384A JPH0410967B2 JP H0410967 B2 JPH0410967 B2 JP H0410967B2 JP 18885384 A JP18885384 A JP 18885384A JP 18885384 A JP18885384 A JP 18885384A JP H0410967 B2 JPH0410967 B2 JP H0410967B2
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rotating body
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転体の位置決め方法に関し、特に
非説接触的手段により位置決めを行なう方法に関
する。
〔従来の技術〕
回転体、即ち例えば、半導体ウエハを切断する
ためのIDカツタ等の位置決めは極めて正確にな
されなければならないが、非接触的手段によりこ
れを簡便に行ない得る装置は、これまで提供され
ていなかつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、上記の如き位置決めを、非接
触的手段により比較的容易に且つ厳正に行ない得
る方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る位置決め方法は、回転体の基準面
上に干渉縞を生じさせるため、小孔又はスリツト
を通してレーザ光を照射する工程と、上記基準面
上に生じた干渉縞の均斉度を検査するため、干渉
縞の各部寸法、形状を相互に比較する工程と、均
斉な干渉縞が得られるよう回転体の位置を修正す
る工程とから構成される。
或いはまた、上記干渉縞の均斉度を検査する工
程の代りに、基準面上に生じた干渉縞と、基準面
が正規の位置にあるとき生じる干渉縞とを比較す
る工程により目的を達成することができる。
上記干渉縞を形成させる際、回転体を静止させ
ておいても良いし、或いはまた、回転状態におい
て検査するようにしても良い。
更にまた、照射するレーザ光の光軸を回転体の
回転中心に一致させるようにしても良いし、或い
はまた、回転中心から全く離れた位置に照射する
ようにしても良い。
〔作用〕
上記の如き構成であれば、回転体の基準面に形
成せしめた干渉縞の均斉度、若しくは基準面が正
規の位置にあるとき生じる干渉縞との相違を電気
光学的手段により検査するだけで、回転体の回転
軸に対する傾きや、回転体自体の歪みが検知され
るものであるから、非接触的に且つ正確に回転体
の位置決めがなされるものである。
〔実施例〕
以下、図面に示した実施例を参照しつゝ、本発
明の構成を具体的に説明する。
第1図は、本発明方法を実施するための装置の
一実施例の概要を示す説明図、 第2図は、照射されるレーザ光の回折現象によ
つて生じる干渉縞の寸法を示す説明図、 第3図は、回転体が傾いている場合に於ける干
渉縞の変化を示す説明図、 第4図は、回転体の基準面が正規の位置にある
ときこれが傾いているときの干渉縞の相違を比較
するための説明図、 第5図は、CCDイメージセンサを用いて干渉
縞の変化を検知する状態を示す説明図、 第6図は、干渉縞の一部を拡大して干渉縞の変
化を検知する方法を示す説明図、 第7図は、回転体の回転中心から離れた位置に
干渉縞を形成せしめて位置決め行なう状態を示す
説明図である。
なお、各図中、同一の符号を付したものは同一
の構成要素を示している。
而して、第1図中、1は例えばIDカツタ等の
位置決めさるべき回転体(以下、『被検体』とい
う。)、2は上記被検体を取り付けた回転基盤、3
はレーザ光照射装置、4はレーザ光を通過させる
小孔4aを明けた回折板、5はレーザ光照射装置
からのレーザ光を透過すると共に被検体1からの
光を反射してカメラ6へ送るハーフミラー、7は
カメラ6の結像位置に取り付けられたイメージセ
ンサ、8はイメージセンサ7からの出力信号を解
析しレーザ光照射装置3からのレーザ光の光軸に
対する被検体1の傾きを判別する演算装置であ
る。
レーザ光照射装置3から発射されたレーザ光
は、小孔4aを通過せしめられることにより回析
現象を起こして、被検体1の基準面上に同心円状
の干渉縞3a,3b等を生じる。当該干渉縞のう
ち3aは第1暗環、3bは第2暗環を示してい
る。
而して、上記干渉縞の形状等は、照射されるレ
ーザ光の光軸に対する被検体1の傾斜率に応じて
変化するものであるから、本発明方法に於ては、
上記干渉縞の映像を、例えばカメラ6によつてイ
メージセンサ7上に結像させる等の手段を通じて
解析することにより被検体の基準面の傾斜の有無
を判別し、これにより被検体の位置決めを行なお
うとするものである。
以下、第2図ないし第7図を参照しつゝ具体的
に説明する。
回析板4の小孔4aを通過した光が当該光軸に
対して垂直な平面上に形成する干渉縞の第1暗環
3aの半径ρは、第2図に示す如く、上記小孔4
aの半径をr、小孔から上記平面までの距離を
l、光の波長をλとしたとき、 ρ=lλ/2r で与えられることが知られており、従つてρは小
孔から照射面までの距離lに比例することが判つ
ている。
従つていま、第3図に示す如く、被検体1の基
準面が光軸に対して垂直でなく、傾斜して1′で
示すような配置になつているとすれば、垂直な状
態に於ける第1暗環の図中左端点PはP′で示す位
置へ移行し、また第1暗環の右端点QはQ′へ移
行することになる。このとき、光軸からP′までの
半径ρ1は上記式からl1λ/2rとなり、またQ′までの半 径ρ2はl2λ/2rとなるから、PからP′までの半径方向 に於ける変位量d1は(l1−l)λ/2rとなり、Qから Q′までの半径方向に於ける変位量d2
(l−l2)λ/2rとなる。
従つて、上記の如く傾いた基準面上の干渉縞の
第1暗環を光軸方向真上から見た場合には、第4
図に於て実線3a′で示すように、光軸に垂直な状
態に於ける点線3aで示す真円状の暗環に比べて
歪んだ像が見られることになり、この像の形態を
解析することにより、被検体の傾斜量や傾斜の方
向等々が知られ得るものである。
即ち例えば、暗環3a′の全周にわたつて、暗環
3aの中心0からの半径を検査(即ち、暗環3
a′の均斉度を検査)すれば、半径が最大となる位
置に於て被検体は光源から最も遠く、半径が最小
となる位置に於て光源に最も近いものであるか
ら、これから被検体の傾斜の向きが判明し、暗環
3aが真円となるように被検体の位置を修正する
ことにより、正確な位置決めが可能となる。或い
はまた、暗環3aと暗環3a′を比較すれば、両者
の半径の差が最大若しくは最小となる位置を判別
することにより被検体の傾斜の向きを知り得、d1
及びd2を計測することにより傾斜量を知ることが
できるので、これに基づき暗環3a′が3aと一致
するように被検体の位置を修正することが可能と
なる。或いはまた、被検体の傾きを修正してゆく
過程に於て、点P′及びQ′の明るさの変化曲線の相
関係数を求め、当該相関係数が最大となるよう
に、即ち両者の明るさが一致するように位置決め
するようにしても良い。
而して、上記干渉縞を検査するための手段とし
ては、例えば第1図に示した如く、被検体1上に
形成される干渉縞の像を、ハーフミラー5を介し
てカメラ6によりイメージセンサ7上に結像さ
せ、その出力信号を演算装置8によつて演算解析
すると良い。第5図には、イメージセンサ7とし
て縦横方向に多数の受光素子を配したCCDイメ
ージセンサの受光面が示されており、第4図に示
した暗環3a′の像に相当する位置にある受光素子
には×印が施されている。一方、●印を施したも
のは、被検体の基準面がレーザ光の光軸に対して
垂直な状態(正規の位置)にあるときの暗環3a
に相当する位置にある受光素子である。第4図に
於ける中心点0に相当するイメージセンサ上の位
置は、第5図に於ても点0として示してある。
そこでいま、暗環3a′の均斉度を検査する場合
には、CCDイメージセンサ7の各受光素子から
の出力信号をもとにして、×印を施した受光素子
がいずれも点0から同一距離にあるか否かを演算
装置8により解析すれば良い。また、暗環3
a′が、被検体が正規の位置にあるときの暗環3a
と一致するものであるか否かを検査する場合に
は、●印を施した受光素子を演算装置8に予め記
憶させておき、これと×印を施した受光素子が一
致するか否かを判別させれば良く、一致しないと
きは一致するように被検体を変位させることによ
り被検体の位置決めが行なわれる。また、前記d1
及びd2の長さを求めるには、第5図中左端側にあ
る×印の受光素子と●印の受光素子との間隔を演
算装置8により求めれば良い。更にまた、暗環の
明るさの相関係数から被検体の位置決めを行なう
場合には、第5図中左端側にある×印の受光素子
と右端側にある×印の受光素子の出力強度の変化
曲線の相関係数を求め、当該相関係数が最大とな
るように、即ち両者の強度が一致するように位置
決めすれば良い。
なお、これまで述べた実施例に於ては、イメー
ジセンサ上に或る1つの暗環の全体像を結像さ
せ、その全体形状等を検査する場合を示したが、
一層正確な位置決めを必要とする場合には、カメ
ラ6として高倍率のものを使用し、例えば第6図
中一点鎖線で囲つたA部分若しくはB部分のみを
拡大して検査するようにしても良い。
また、第1図に示した実施例に於ては、レーザ
光の光軸を被検体の回転中心に一致させて干渉縞
を形成させる例を示したが、第7図に示す如く、
被検体1の回転中心Orから全く離れた点0に向
けてレーザ光を照射し点0を中心として干渉縞3
a,3a′を生じさせ、当該干渉縞を前記と同様に
検査するようにしても、被検体の基準面の傾きが
検知され得る。
なお、被検体を回転させない状態で被検体の一
部分にレーザ光を照射して検査を行なえば、当該
検査位置に於ける被検体の傾きは検知されるが、
その傾きの原因が、被検体の回転軸の傾きに因る
ものであるか、回転軸への被検体の取付けが不正
確であることに因るものであるか、それとも被検
体の基準面自体が波立つていることに因るもので
あるか等の判別が困難である。このような場合、
被検体を回転させない状態で被検体の複数箇所に
レーザ光を照射して検査を行なえば、少なくとも
被検体の基準面の波立ちに因るものであるか否か
が判別できる。また、被検体を回転させつゝ検査
を行なえば、回転軸の傾きに起因するものである
か、回転軸への被検体の取付けが不正確であるこ
とに起因するものであるかが判別できる。従つ
て、これらの複数種類の検査を重複して行なうこ
とによつて上記各種原因に基づく傾斜が修正さ
れ、被検体の正確な位置決めが可能となるもので
ある。
〔発明の効果〕
本発明は、叙上の如く構成されるので、本発明
によるときは、回転体の基準面に形成せしめた干
渉縞の均斉度、若しくは基準面が正規の位置にあ
るとき生じる干渉縞との相違、或いは干渉縞の各
部分に於ける明るさの相関係数等を電気光学的手
段により検査、解析するだけで、回転体の回転軸
に対する傾きや、回転体自体の歪みが検知される
ものであるから、非接触的に且つ正確に回転体の
位置決めがなされるものである。
なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定され
るものでなく、回折板4に小孔4aを形成する代
わりにスリツトを形成しても良く、レーザ光照射
や回折像採取のための光学経路も適宜変更される
ものであり、本発明はその目的の範囲内に於て上
記の説明から当業者が容易に想到し得るすべての
変更実施例を包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明方法を実施するための装置の
一実施例の概要を示す説明図、第2図は、照射さ
れるレーザ光の回折現象によつて生じる干渉縞の
寸法を示す説明図、第3図は、回転体が傾いてい
る場合に於ける干渉縞の変化を示す説明図、第4
図は、回転体の基準面が正規の位置にあるときと
これが傾いているときの干渉縞の相違を比較する
ための説明図、第5図は、CCDイメージセンサ
を用いて干渉縞の変化を検知する状態を示す説明
図、第6図は、干渉縞の一部を拡大して干渉縞の
変化を検知する方法を示す説明図、第7図は、回
転体の回転中心から離れた位置に干渉縞を形成せ
しめて位置決めを行なう状態を示す説明図であ
る。 1……被検体、2……回転基盤、3……レーザ
光照射装置、3a,3b……干渉縞、4……回折
板、4a……小孔、5……ハーフミラー、6……
カメラ、7……イメージセンサ、8……演算装
置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転体の基準面上に干渉縞を生じさせるた
    め、小孔又はスリツトを通してレーザ光を照射す
    る工程と、上記基準面上に生じた干渉縞の均斉度
    を検査するため、干渉縞の各部寸法、形状を相互
    に比較する工程と、均斉な干渉縞が得られるよう
    回転体の位置を修正する工程とから成る回転体の
    位置決め方法。 2 回転体の回転を止めた状態に於てレーザ光を
    照射する特許請求の範囲第1項記載の回転体の位
    置決め方法。 3 回転体を回転させつゝレーザ光を照射する特
    許請求の範囲第1項記載の回転体の位置決め方
    法。 4 レーザ光の光軸を回転体の回転中心に一致さ
    せる特許請求の範囲第1項ないし第3項のうちい
    ずれか一に記載の回転体の位置決め方法。 5 レーザ光の光軸を回転体の回転中心から離れ
    た位置に設定する特許請求の範囲第1項ないし第
    3項のうちいずれか一に記載の回転体の位置決め
    方法。 6 回転体の基準面上に干渉縞を生じさせるた
    め、小孔又はスリツトを通してレーザ光を照射す
    る工程と、上記基準面上に生じた干渉縞と基準面
    が正規の位置にあるとき生じる干渉縞とを比較す
    る工程と、上記二つの干渉縞が一致するよう回転
    体の位置を修正する工程とから成る回転体の位置
    決め方法。 7 回転体の回転を止めた状態に於てレーザ光を
    照射する特許請求の範囲第6項記載の回転体の位
    置決め方法。 8 回転体を回転させつゝレーザ光を照射する特
    許請求の範囲第6項記載の回転体の位置決め方
    法。 9 レーザ光の光軸を回転体の回転中心に一致さ
    せる特許請求の範囲第6項ないし第8項のうちい
    ずれか一に記載の回転体の位置決め方法。 10 レーザ光の光軸を回転体の回転中心から離
    れた位置に設定する特許請求の範囲第6項ないし
    第8項のうちいずれか一に記載の回転体の位置決
    め方法。 11 上記基準面上に生じた干渉縞と基準面が正
    規の位置にあるとき生じる干渉縞とを比較する工
    程に於て、上記干渉縞の一部を拡大して比較する
    特許請求の範囲第6項ないし第10項のうちいず
    れか一に記載の回転体の位置決め方法。
JP18885384A 1984-09-11 1984-09-11 回転体の位置決め方法 Granted JPS6166910A (ja)

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JPS6166910A JPS6166910A (ja) 1986-04-05
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JPS6166910A (ja) 1986-04-05

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