JPH05172537A - 表面形状測定装置 - Google Patents
表面形状測定装置Info
- Publication number
- JPH05172537A JPH05172537A JP33745791A JP33745791A JPH05172537A JP H05172537 A JPH05172537 A JP H05172537A JP 33745791 A JP33745791 A JP 33745791A JP 33745791 A JP33745791 A JP 33745791A JP H05172537 A JPH05172537 A JP H05172537A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広範囲の表面形状を正確に測定すること。
【構成】 扇状光Ｆを被測定物に照射する投光手段１
と、被測定物からの反射光Ａ、Ｂ、Ｃを結像する光学手
段３と、この光学手段３による前記扇状光の平面の結像
面に光検出面が一致するように配置された画像検出手段
４を設けたもの。
と、被測定物からの反射光Ａ、Ｂ、Ｃを結像する光学手
段３と、この光学手段３による前記扇状光の平面の結像
面に光検出面が一致するように配置された画像検出手段
４を設けたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的手段によって物
体の表面形状を測定する表面形状測定装置の改良に関す
る。
体の表面形状を測定する表面形状測定装置の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】物体に光を照射し、その反射光から物体
の表面形状を測定する従来の装置を図４（ａ）に示す。
の表面形状を測定する従来の装置を図４（ａ）に示す。
【０００３】投光手段１から扇状光Ｆを被測定物２に照
射し、その反射光をレンズ３を介して画像検出器４の光
検出面に結像させる。この場合、扇状光Ｆの反射光は、
被測定物２の表面形状に応じた曲線Ａ−Ｂ−Ｃとなり、
この曲線が画像検出器４によって検出される。
射し、その反射光をレンズ３を介して画像検出器４の光
検出面に結像させる。この場合、扇状光Ｆの反射光は、
被測定物２の表面形状に応じた曲線Ａ−Ｂ−Ｃとなり、
この曲線が画像検出器４によって検出される。
【０００４】しかし、この従来装置では、図４（ｂ）に
示すように一部の曲線Ａ、Ｃがぼけて不鮮明になり正確
な表面形状が測定できないという問題がある。その理由
を図５を用いて説明する。
示すように一部の曲線Ａ、Ｃがぼけて不鮮明になり正確
な表面形状が測定できないという問題がある。その理由
を図５を用いて説明する。
【０００５】図５は扇状光Ｆによる平面を横から見た図
で、画像検出器４は光検出面を示している。また、扇状
光Ｆの線上のＡ、Ｂ、Ｃ点は被測定物の表面形状により
光が反射する位置を示している。このＡ、Ｂ、Ｃ点の反
射光をレンズ３を介して画像検出器４の光検出面に結像
させる。この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ点の反射光は光検出面上
のＡ´、Ｂ´、Ｃ´点に結像するが焦点深度Ｈを越えた
範囲の反対光Ａ、Ｃは図示のように光検出面上に結像せ
ず、ぼけが生じる。
で、画像検出器４は光検出面を示している。また、扇状
光Ｆの線上のＡ、Ｂ、Ｃ点は被測定物の表面形状により
光が反射する位置を示している。このＡ、Ｂ、Ｃ点の反
射光をレンズ３を介して画像検出器４の光検出面に結像
させる。この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ点の反射光は光検出面上
のＡ´、Ｂ´、Ｃ´点に結像するが焦点深度Ｈを越えた
範囲の反対光Ａ、Ｃは図示のように光検出面上に結像せ
ず、ぼけが生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来装
置では、被測定物の表面形状によって反射光の位置Ａ、
Ｂ、Ｃと画像検出器４の光検出面間の距離の範囲が焦点
深度Ｈを越えると正確に被測定物の表面形状を測定する
ことができない。
置では、被測定物の表面形状によって反射光の位置Ａ、
Ｂ、Ｃと画像検出器４の光検出面間の距離の範囲が焦点
深度Ｈを越えると正確に被測定物の表面形状を測定する
ことができない。
【０００７】本発明は、上述した問題に対処するために
なされたもので、その目的とするところは、光検出面上
の結像のぼけをなくし、広範囲の表面形状を正確に測定
することのできる表面形状測定装置を提供することにあ
る。
なされたもので、その目的とするところは、光検出面上
の結像のぼけをなくし、広範囲の表面形状を正確に測定
することのできる表面形状測定装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達するため
に、本発明は、扇状光を被測定物に照射する投光手段
と、前記被測定物からの反射光を結像する光学手段と、
この光学手段による前記扇状光の平面の結像面に光検出
面が一致するように配置された画像検出手段を設ける。
に、本発明は、扇状光を被測定物に照射する投光手段
と、前記被測定物からの反射光を結像する光学手段と、
この光学手段による前記扇状光の平面の結像面に光検出
面が一致するように配置された画像検出手段を設ける。
【０００９】
【作用】上記構成とすることにより、扇状光の平面上か
らのすべての反射光が画像検出手段の光検出面に結像
し、通常の焦点深度を越えた範囲の被測定物の表面形状
を正確に測定することができる。
らのすべての反射光が画像検出手段の光検出面に結像
し、通常の焦点深度を越えた範囲の被測定物の表面形状
を正確に測定することができる。
【００１０】
【実施例】本発明の表面形状測定装置による一実施例を
図１に示す。図１において、扇状光Ｆを出射する投光手
段１、扇状光Ｆの平面上の被測定物から反射する反射光
Ａ、Ｂ、Ｃを結像させるレンズ（光学手段）３、このレ
ンズ３による被測定物からの反射光Ａ、Ｂ、Ｃが結像す
る光検出面を有する画像検出器４のそれぞれの機能は従
来のものと同等である。本発明においては、それらの要
素間における相対的な関係を特定している。すなわち、
投光手段１から出射する扇状光Ｆの平面上の被測定物か
ら反射する反射光Ａ、Ｂ、Ｃが、光検出面上のＡ´、Ｂ
´、Ｃ´に結像するようにレンズ３と画像検出器４の相
対位置関係を定めている。図１の実施例は扇状光Ｆの平
面と画像検出器４の光検出面がほぼ平行し、受光光軸Ｘ
が垂直に交わる場合の例を示したもので、この場合、被
検出物の表面形状に応じて反射する反射光Ａ、Ｂ、Ｃの
すべてが焦点深度Ｈ内に収まり、図２に示すように、ぼ
けのない鮮明な結像が得られる。なお、投光手段１は半
導体レーザおよび扇状光生成用レンズで構成することが
でき、画像検出器４は２次元ＣＣＤセンサを用いること
ができる。また、本発明による他の実施例を図３（ａ）
（ｂ）に示す。
図１に示す。図１において、扇状光Ｆを出射する投光手
段１、扇状光Ｆの平面上の被測定物から反射する反射光
Ａ、Ｂ、Ｃを結像させるレンズ（光学手段）３、このレ
ンズ３による被測定物からの反射光Ａ、Ｂ、Ｃが結像す
る光検出面を有する画像検出器４のそれぞれの機能は従
来のものと同等である。本発明においては、それらの要
素間における相対的な関係を特定している。すなわち、
投光手段１から出射する扇状光Ｆの平面上の被測定物か
ら反射する反射光Ａ、Ｂ、Ｃが、光検出面上のＡ´、Ｂ
´、Ｃ´に結像するようにレンズ３と画像検出器４の相
対位置関係を定めている。図１の実施例は扇状光Ｆの平
面と画像検出器４の光検出面がほぼ平行し、受光光軸Ｘ
が垂直に交わる場合の例を示したもので、この場合、被
検出物の表面形状に応じて反射する反射光Ａ、Ｂ、Ｃの
すべてが焦点深度Ｈ内に収まり、図２に示すように、ぼ
けのない鮮明な結像が得られる。なお、投光手段１は半
導体レーザおよび扇状光生成用レンズで構成することが
でき、画像検出器４は２次元ＣＣＤセンサを用いること
ができる。また、本発明による他の実施例を図３（ａ）
（ｂ）に示す。
【００１１】図３（ａ）は、扇状光Ｆの平面と受光光軸
Ｘが垂直に交わらない場合の例を示したもので、反射光
Ａ、Ｂ、Ｃの像Ａ´、Ｂ´、Ｃ´が光検出面上に結像す
るように画像検出器４の光検出面を傾けて配置した例で
ある。この場合には、光検出面上のＡ´、Ｂ´、Ｃ´の
位置でそれぞれ像の倍率が異なるためにデータの補正が
必要である。
Ｘが垂直に交わらない場合の例を示したもので、反射光
Ａ、Ｂ、Ｃの像Ａ´、Ｂ´、Ｃ´が光検出面上に結像す
るように画像検出器４の光検出面を傾けて配置した例で
ある。この場合には、光検出面上のＡ´、Ｂ´、Ｃ´の
位置でそれぞれ像の倍率が異なるためにデータの補正が
必要である。
【００１２】また、図３（ｂ）は、扇状光Ｆと受光光軸
Ｘが垂直に交わらず、レンズ３の光軸Ｌが扇状光Ｆと垂
直になるように配置した例である。なお、レンズ３は、
ＡからＣの画角で収差が十分補正されたものを用いる。
この場合は、光検出面は扇状光Ｆと平行に配置する。
Ｘが垂直に交わらず、レンズ３の光軸Ｌが扇状光Ｆと垂
直になるように配置した例である。なお、レンズ３は、
ＡからＣの画角で収差が十分補正されたものを用いる。
この場合は、光検出面は扇状光Ｆと平行に配置する。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、扇状光の平面上から反
射するすべての反射光がぼけることなく画像検出器の光
検出面上に結像するので、被測定物の表面形状を広範囲
に亘って正確に測定することの可能な表面形状測定装置
が得られる。
射するすべての反射光がぼけることなく画像検出器の光
検出面上に結像するので、被測定物の表面形状を広範囲
に亘って正確に測定することの可能な表面形状測定装置
が得られる。
【図１】本発明の表面形状測定装置による実施例の要部
構成図。
構成図。
【図２】上記実施例の作用を説明するための画像図。
【図３】本発明の表面形状測定装置による他の実施例の
要部構成図。
要部構成図。
【図４】従来の表面形状測定装置およびその検出画像
図。
図。
【図５】上記従来装置の要部構成図。
【符号の説明】 １…投光手段、 ２…測定対象物、３…レン
ズ（光学手段）、 ４…画像検出手段、Ｆ…扇状光、
Ｘ…受光光軸、Ｌ…レンズの光軸、
Ｈ…被写界深度。
ズ（光学手段）、 ４…画像検出手段、Ｆ…扇状光、
Ｘ…受光光軸、Ｌ…レンズの光軸、
Ｈ…被写界深度。
Claims (1)
- 【請求項１】 扇状光を被測定物に照射する投光手段
と、前記被測定物からの反射光を結像する光学手段と、
この光学手段による前記扇状光の平面の結像面に光検出
面が一致するように配置された画像検出手段を設けたこ
とを特徴とする表面形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33745791A JPH05172537A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 表面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33745791A JPH05172537A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 表面形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172537A true JPH05172537A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18308821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33745791A Pending JPH05172537A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 表面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172537A (ja) |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33745791A patent/JPH05172537A/ja active Pending
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