JPH04361109A - 表面形状測定装置 - Google Patents

表面形状測定装置

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JPH04361109A
JPH04361109A JP3162210A JP16221091A JPH04361109A JP H04361109 A JPH04361109 A JP H04361109A JP 3162210 A JP3162210 A JP 3162210A JP 16221091 A JP16221091 A JP 16221091A JP H04361109 A JPH04361109 A JP H04361109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement sensor
contact
electric micrometer
measurement
inspected
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3162210A
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English (en)
Inventor
Yutaka Uesawa
上沢 豊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、平板形状の被検物の表
面形状を測定する表面形状測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の表面形状測定装置としては、特開
平2−124408号公報に記載されたものが知られて
いる。この装置は被検物をXY方向に移動する移動台と
、被検物の表面に光ビームを照射して反射光を受光する
ことにより照射点でのZ方向の高さを検出する光センサ
ーと、これらを制御する制御部とを備えて構成されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光センサーを用いた従
来技術では、被検物表面が不透明な場合にだけ、その反
射光に基づいた正確な測定を行うことができる。しかし
ながら、被検物が表面に銅パターンが形成されているプ
リント基板などの場合、その多くがガラスエポキシ樹脂
などの半透明のベースを使用しているため、照射した光
ビームが浸透して正確な測定ができない問題があった。
【0004】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、表面の一部に透明あるいは半透明な部分を有
した被検物であっても、正確に表面形状を測定すること
ができる表面形状測定装置を提供することを目的とする
【0005】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の基本構
成を示し、被検物1の表面の高さを非接触状態で光学的
に測定する光学式変位センサー2と、被検物1の表面の
高さを接触状態で測定する接触式変位センサー3と、こ
れら各センサー2,3と被検物1とを三次元的に相対的
に走査する移動手段4と、各センサー2,3からの測定
値に基づいて被検物1の表面形状を演算する演算手段5
とを備えている。
【0006】
【作用】上記構成において、光学式変位センサー2は被
検物表面に光を照射し、その反射光により被検物1の表
面の不透明部分1bの高さを測定し、接触式変位センサ
ー3は被検物1表面との接触状態で被検物表面の透明部
分あるいは半透明部分1aの高さを測定し、演算部5は
これらセンサー2,3からの測定値に基づいて被検物1
の表面形状を演算する。移動手段はセンサー2,3と被
検物1との相対的な走査を行うことにより、センサー2
,3に対して被検物の表面全体を移動させると共に、被
検物の透明、非透明の表面状態に応じて、センサー2,
3を切り換えるように作用する。
【0007】
【実施例1】図2は本発明の実施例1を示し、光学式変
位センサーとして三角測定式変位センサー11が、また
接触式変位センサーとして電気マイクロメータ12が使
用されている。これらのセンサー11,12は軸13a
を中心して回転するレボルバー13に取り付けられてお
り、レボルバー13はフレーム15に上下方向移動可能
に設けられたZステージ14に取り付けられている。ま
た、レボルバー13下方のフレーム15上には左右およ
び前後の直交する2方向に移動可能なXYステージ18
が設けられ、このXYステージ18にホルダー17が取
り付けられている。そして、このホルダー17の静電吸
着によって被検物16が保持されている。さらに、三角
測量式変位センサー11および電気マイクロメータ12
はこれらの測定値から被検物1の表面形状を演算するマ
イクロコンピュータ19に接続され、このマイクロコン
ピユータ19にディスプレー20が接続されて演算結果
の可視表示が行われるようになっている。
【0008】なお、本実施例では、三角測量式変位セン
サー11を用いているが、焦点検出センサーや反射光量
式変位センサーなど他の光学式変位センサーを用いても
良く、電気マイクロメータに替えて光学スケール式や磁
気スケール式変位センサーを用いても良い。また、被検
物16を静電吸着により保持しているが、真空吸着によ
り保持しても良い。
【0009】上記構成において被検物16をホルダー1
7に保持させた状態でXYステージ18により所定の位
置に合わせ、測定を開始する。この測定時に被検物16
の不透明部分は三角測量式変位センサー11が下向きの
位置で測定を行う。また、XYステージ18が被検物1
6を走査して、被検物16の透明部分が位置すると、レ
ボルバー13を回転させ、電気マイクロメータ12を下
に向け測定する。この場合、Zステージ14は被検物の
厚みに応じてセンサー11,12の高さを調整するため
に使用する。このような操作による測定で2つのセンサ
ーから得られた被検物16のXY走査での高さの信号は
処理部19に入力され、不透明部分は三角測量式変位セ
ンサー11の測定値、また透明部分は電気マイクロメー
タ12の測定値に基づいて平面の連続したデータとして
算出されディスプレー20により表示される。
【0010】従って、この実施例1ではレボルバー13
により2つのセンサー11,12の測定位置と高さを等
しく切替えできるので、XYステージ18の走査による
精度の低下を防止できると共に、マイクロコンピュータ
19での演算を簡単に行うことができる。
【0011】
【実施例2】図2は本発明の実施例2を示し、実施例1
と同一の要素は同一の符号で対応させてある。この実施
例2では電気マイクロメータ12にエアーリフタ21が
取り付けられており、Zステージ14による上下動とは
別個、独立して電気マイクロメータ12の上下調整が行
われるようになっている。これにより電気マイクロメー
タ12はその接触子12aが実線と破線の間を上下動移
動することができる。また、この電気マイクロメータ1
2と三角測量式変位センサー12とは距離dを有してZ
ステージ14に並設されており、これらの被検物16に
対して固定的となっている。なお、電気マイクロメータ
12の上下調整として、エアーリフタ21に代えて電動
リフタ、手動リフタであってもよい。
【0012】この実施例2においても被検物16の表面
状態が不透明であればXYステージ18により三角測量
式変位センサー11の下方に移動して測定する。このと
き、電気マイクロメータ12はエアーリフタ21により
、その接触子12aを上げておき、接触による不要な損
傷を防止する。一方被検物16の表面状態が透明な場合
にはXYステージ18のX方向を距離d移動して、被検
物16を電気マイクロ12下方に位置させ、この状態で
エアーリフター21により接触子12aを下降して接触
測定する。
【0013】このような実施例2では実施例1と同様な
効果を有するが、センサーの切替えに特別な機構が不要
となると共に、電気マイクロメータ12に付加されてい
るエアーリフタ21を使用することにより、切替えに伴
う位置決め精度の低下を防止できる。
【0014】
【実施例3】図4は本発明の実施例3を示し、図示する
ように三角測量式変位センサー11と電気マイクロメー
タ12とがZステージ14に並設されているが、電気マ
イクロメータ12は三角測量式変位センサー11の作動
距離WDより短い作動距離に設定されている。
【0015】この実施例3においても被検物16の表面
状態が不透明であれば、XYステード18により三角測
量式変位センサー11の下方に移動して測定する。この
とき三角測量式変位センサー11は被検物16との距離
をWDとして非接触状態で測定する。一方、表面状態が
透明な場合には、XYステージ18のX方向を距離d移
動して、被検物16を電気マイクロメータ12の下方に
位置させる。そして、Zステージ14を高さh下降して
破線の位置に示すように電気マイクロメータ12を被検
物表面と同一高さで作動させる。
【0016】この実施例3ではセンサーの切替えに付加
する機構が全く不要となり、高さ調整もZステージだけ
で行うことができるため、構成が簡単で安価となる。
【0017】
【実施例4】図5および図6は本発明の実施例4を示す
。この実施例4では、一体型センサー21を使用するも
のであり、同センサー21は三角測量式変位センサー1
1の下面中央部分に電気マイクロメータ12を備えるこ
とにより構成されている。電気マイクロメータ12は、
その接触子12aが蛇腹状の伸縮部材23を介して一体
型センサー21に取り付けられている。図5は三角測定
式変位センサー11による測定時を、図6は電気マイク
ロメータ12による測定時を示し、これらの測定時には
三角測量式変位センサー11の測定を電気マイクロメー
タ12の測定点とを一致させることができる。
【0018】この実施例4では被検物16の表面状態が
不透明であれば、電気マイクロメータ12を上げた状態
で三角測量式変位センサー11の測定光を遮ることなく
同センサー11により測定する。また、表面状態が透明
な場合は電気マイクロメータ12を下降させて測定する
ようになっている。従って、この実施例4ではセンサー
が一体型なので、小型にできるメリットがある。
【0019】
【実施例5】図7ないし図9は本発明の実施例5を示し
、三角測量式変位センサー11と電気マイクロメータ1
2とが併設されて、センサーが構成されるが、電気マイ
クロメータ12は実施例4と同様に伸縮部材23を備え
ている。また、この伸縮部材23の下部には前方向に屈
曲したアーム24が取り付けられ、このアーム24に接
触子12aが取り付けられている。そして、この状態で
は接触点12aは三角測量式変位センサー11の測定点
と同一の測定点に達することができ、実施例4と同様な
効果を有している。
【0020】
【発明の効果】本発明は被検物の透明部分を測定する接
触式変位センサーと,非透明部分を測定する光学式変位
センサーとを備えるため、表面に透明、非透明の部分が
あっても、表面形状を精度良く測定することができる。 また、非透明部分が柔軟であったり、透明部分が傷つき
易い場合にもその測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す側面図。
【図2】本発明の実施例1を示す側面図。
【図3】本発明の実施例2を示す側面図。
【図4】本発明の実施例3を示す側面図。
【図5】本発明の実施例4を示す正面図。
【図6】本発明の実施例4を示す正面図。
【図7】本発明の実施例5を示す正面図。
【図8】本発明の実施例5を示す側面図。
【図9】本発明の実施例5を示す側面図。
【符号の説明】
1  被検物 2  光学式変位センサー 3  接触式変位センサー 4  移動手段 5  演算手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】    被検物の表面の高さを非接触状態
    で光学的に測定する光学式変位センサーと、被検物の表
    面の高さを接触状態で測定する接触式変位センサーと、
    前記各センサーと被検物とを三次元的に相対的に走査す
    る移動手段と、前記各センサーからの測定値に基づいて
    被検物の表面形状を演算する演算手段とを備えているこ
    とを特徴とする表面形状測定装置。
JP3162210A 1991-06-06 1991-06-06 表面形状測定装置 Withdrawn JPH04361109A (ja)

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JP3162210A JPH04361109A (ja) 1991-06-06 1991-06-06 表面形状測定装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535580A (ja) * 2001-07-16 2004-11-25 ベルス・メステヒニーク・ゲーエムベーハー 表面特性の測定方法及び座標測定装置
JP2012112706A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 Kosaka Laboratory Ltd 表面形状測定装置及び表面形状測定方法
CN106767621A (zh) * 2017-01-23 2017-05-31 同济大学 一种测量盘型滚刀磨损量及磨损形状的装置及方法

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CN106767621B (zh) * 2017-01-23 2019-04-30 同济大学 一种测量盘型滚刀磨损量及磨损形状的装置及方法

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