JPH06102028A - 光学式非接触距離測定機及び測定方法 - Google Patents
光学式非接触距離測定機及び測定方法Info
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- JPH06102028A JPH06102028A JP4277802A JP27780292A JPH06102028A JP H06102028 A JPH06102028 A JP H06102028A JP 4277802 A JP4277802 A JP 4277802A JP 27780292 A JP27780292 A JP 27780292A JP H06102028 A JPH06102028 A JP H06102028A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面粗さの影響を受けず、精度良く測定する
ことがでる光学式非接触距離測定機を提供することであ
る。 【構成】 ビームスポット径を可変にして、被検物の表
面粗さのピッチに合わせて最適なビームスポット径を選
択できるようにした。
ことがでる光学式非接触距離測定機を提供することであ
る。 【構成】 ビームスポット径を可変にして、被検物の表
面粗さのピッチに合わせて最適なビームスポット径を選
択できるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学式非接触距離測定機
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に被検物の表面の形状は、二次元に
拡がる被検物の表面から垂直方向の距離を測定すること
により凹凸として測定される。物体の表面にはさまざま
な凹凸があり、物体の材質や表面の加工方法によってそ
れぞれに異なっている。大きく分けると、物体の表面に
二次元に拡がる凹凸の周期（ピッチ）が比較的大きい
「うねり」と呼ばれるものと、ピッチが比較的小さい
「表面粗さ」と呼ばれるものとがある。
拡がる被検物の表面から垂直方向の距離を測定すること
により凹凸として測定される。物体の表面にはさまざま
な凹凸があり、物体の材質や表面の加工方法によってそ
れぞれに異なっている。大きく分けると、物体の表面に
二次元に拡がる凹凸の周期（ピッチ）が比較的大きい
「うねり」と呼ばれるものと、ピッチが比較的小さい
「表面粗さ」と呼ばれるものとがある。
【０００３】図で説明すると、測定の対象である物体の
表面に図３（ａ）に示す凹凸があるとき、円内部分を拡
大すると図３（ｂ）に示すように更にピッチの小さい表
面粗さがある。
表面に図３（ａ）に示す凹凸があるとき、円内部分を拡
大すると図３（ｂ）に示すように更にピッチの小さい表
面粗さがある。
【０００４】このような光学式非接触距離測定機の測定
の対象は表面粗さに影響されない平均的な高さであり、
測定機より物体表面までの平均距離である。言い換えれ
ば、測定の対象は、物体表面の粗さを無視した物体表面
形状である。そして従来広く使用されている光学式非接
触距離測定機においては、光源の直径が一定であり、又
被検物の表面に光を投影する光学系の焦点距離・絞り径
・開口数などは固定されたものであった。従って、被検
物の表面に投影される光ビームスポットの直径は一定で
あった。
の対象は表面粗さに影響されない平均的な高さであり、
測定機より物体表面までの平均距離である。言い換えれ
ば、測定の対象は、物体表面の粗さを無視した物体表面
形状である。そして従来広く使用されている光学式非接
触距離測定機においては、光源の直径が一定であり、又
被検物の表面に光を投影する光学系の焦点距離・絞り径
・開口数などは固定されたものであった。従って、被検
物の表面に投影される光ビームスポットの直径は一定で
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学式
非接触距離測定機において、投影された光のビームスポ
ット径が被検物の表面粗さのピッチよりも小さい場合に
は、図３（ｃ）に示すように、ビーム１が表面粗さ凹部
と凸部とに投影されるために、それぞれ凹部と凸部まで
の距離を測定し、つまり表面粗さそのものを測定するこ
とになり、被検物の表面までの平均的距離もしくは、被
検物表面のうねり（被検物の表面形状）を正しく求めら
れないことがあった。
非接触距離測定機において、投影された光のビームスポ
ット径が被検物の表面粗さのピッチよりも小さい場合に
は、図３（ｃ）に示すように、ビーム１が表面粗さ凹部
と凸部とに投影されるために、それぞれ凹部と凸部まで
の距離を測定し、つまり表面粗さそのものを測定するこ
とになり、被検物の表面までの平均的距離もしくは、被
検物表面のうねり（被検物の表面形状）を正しく求めら
れないことがあった。
【０００６】逆に、光のスポット径が被検物のピッチよ
りも大きすぎる場合には、図３（ｂ）に示すように、ビ
ーム２がうねりのピッチより大きいために、測定しよう
とする被検物の表面がどの位置であるのを確定し難く、
測定する距離が不確定であるという難点があった。
りも大きすぎる場合には、図３（ｂ）に示すように、ビ
ーム２がうねりのピッチより大きいために、測定しよう
とする被検物の表面がどの位置であるのを確定し難く、
測定する距離が不確定であるという難点があった。
【０００７】このように従来の光学式非接触距離測定機
においては光ビームスポットの直径が一定であるため
に、被検物の表面形状に対し常に良い条件で、精度良く
測定することはできなかった。
においては光ビームスポットの直径が一定であるため
に、被検物の表面形状に対し常に良い条件で、精度良く
測定することはできなかった。
【０００８】本発明は上記の課題に鑑み、ささまざまな
ピッチの凹凸を有する被検物に対し、表面粗さの影響を
受けず、精度良く測定することがでる光学式非接触距離
測定機を提供することを目的とする。
ピッチの凹凸を有する被検物に対し、表面粗さの影響を
受けず、精度良く測定することがでる光学式非接触距離
測定機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から射出
する光を被検物に光スポットを投光する投光光学系と、
被検物の表面に投光された光スポットの像を結像する受
光光学系と、光スポットの結像位置を検出する検出器と
を有する光学式非接触距離測定機において、被検物の表
面に投光される光スポットの大きさを変化させる可変手
段を設けた光学式非接触距離測定機を構成した。又併せ
て、光源からの光を投光光学系により被検物表面に投光
し、被検物表面に投光された光の像を受光光学系により
位置検出用受光素子上に結像させ、位置検出用受光素子
の出力から被検物表面までの距離を測定する光学式非接
触距離測定方式において、被検物表面形状に応じて、投
光された光の大きさを変化させることを特徴とする光学
式非接触距離測定方式を構成した。
する光を被検物に光スポットを投光する投光光学系と、
被検物の表面に投光された光スポットの像を結像する受
光光学系と、光スポットの結像位置を検出する検出器と
を有する光学式非接触距離測定機において、被検物の表
面に投光される光スポットの大きさを変化させる可変手
段を設けた光学式非接触距離測定機を構成した。又併せ
て、光源からの光を投光光学系により被検物表面に投光
し、被検物表面に投光された光の像を受光光学系により
位置検出用受光素子上に結像させ、位置検出用受光素子
の出力から被検物表面までの距離を測定する光学式非接
触距離測定方式において、被検物表面形状に応じて、投
光された光の大きさを変化させることを特徴とする光学
式非接触距離測定方式を構成した。
【００１０】
【作用】ビームスポット径が可変であり、被検物の表面
粗さのピッチに合わせて最適なビームスポット径を選択
できる。従って、被検物の表面粗さのピッチに合わせ
て、例えば表面粗さのピッチの２倍というように、ビー
ムスポット径を設定することができ、ビームスポットが
被検物の表面粗さの凹部に投影されたりすることがな
く、またビームスポット径が大きすぎて被検物の表面に
正しく投影されないということがない。
粗さのピッチに合わせて最適なビームスポット径を選択
できる。従って、被検物の表面粗さのピッチに合わせ
て、例えば表面粗さのピッチの２倍というように、ビー
ムスポット径を設定することができ、ビームスポットが
被検物の表面粗さの凹部に投影されたりすることがな
く、またビームスポット径が大きすぎて被検物の表面に
正しく投影されないということがない。
【００１１】又、時間的に離散的な測定をする倣い測
定、いわゆるスキャニング測定を行なう場合には、測定
間隔とビームスポット径を同じにすることにより、被検
物の表面にくまなく・むだなくビームスポットを投影す
ることができる。
定、いわゆるスキャニング測定を行なう場合には、測定
間隔とビームスポット径を同じにすることにより、被検
物の表面にくまなく・むだなくビームスポットを投影す
ることができる。
【００１２】また、被検物の大きさによってビームスポ
ット径を選択することができ、微小な被検物の場合はビ
ームスポット径を小さく、又大きな被検物の場合はビー
ムスポット径を大きくするという選択が可能である。
ット径を選択することができ、微小な被検物の場合はビ
ームスポット径を小さく、又大きな被検物の場合はビー
ムスポット径を大きくするという選択が可能である。
【００１３】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１及び図２により
説明する。図１は第１の実施例の光学的構成図、図２は
位置検出器の受光強度を示す図である。光源１はレーザ
ダイオードであり、射出した光は投光光学系２により光
スポット投影され、被検物４の表面にビームスポットの
像を結像するように配設されている。又受光光学系５が
被検物の表面に形成されたビームスポットの像から反
射、散乱もしくは拡散した光を位置検出器６に受光し結
像するように配設されて、位置検出器６によりその結像
位置を検出することができる。
説明する。図１は第１の実施例の光学的構成図、図２は
位置検出器の受光強度を示す図である。光源１はレーザ
ダイオードであり、射出した光は投光光学系２により光
スポット投影され、被検物４の表面にビームスポットの
像を結像するように配設されている。又受光光学系５が
被検物の表面に形成されたビームスポットの像から反
射、散乱もしくは拡散した光を位置検出器６に受光し結
像するように配設されて、位置検出器６によりその結像
位置を検出することができる。
【００１４】投光光学系２には絞り径可変な開口絞り３
が配設され、投光光学系２の開口数が可変になってい
る。一般に光源が点光源の場合、結像するビームスポッ
トの直径は結像する光学系の開口数に関係し、絞り径可
変な開口絞り３により開口数を変化させると、被検物の
表面に結像するビームスポットの直径は次の式に従い変
化する。 （結像するビームスポット径）∝（１／（開口数）） 即ち、絞りを絞れば開口数は小さくなり、結像するビー
ムスポット径が大きくなる。逆に、絞りを開れば開口数
は大きくなり、結像するビームスポット径が小さくな
る。
が配設され、投光光学系２の開口数が可変になってい
る。一般に光源が点光源の場合、結像するビームスポッ
トの直径は結像する光学系の開口数に関係し、絞り径可
変な開口絞り３により開口数を変化させると、被検物の
表面に結像するビームスポットの直径は次の式に従い変
化する。 （結像するビームスポット径）∝（１／（開口数）） 即ち、絞りを絞れば開口数は小さくなり、結像するビー
ムスポット径が大きくなる。逆に、絞りを開れば開口数
は大きくなり、結像するビームスポット径が小さくな
る。
【００１５】次に動作について説明する。光源１から射
出した光は、絞り径可変な開口絞り３により所定の大き
さに絞られ、投光光学系２により被検物４の表面に投影
される。投影されるビームスポット径は例えば図３
（ｂ）に示すビーム３のように表面粗さのピッチの数倍
の大きさが適当であり、この大きさになるように開口数
を決定し、対応した大きさに手動により絞り径可変な開
口絞り３を絞る。なお開口絞り３を絞るのを手動によっ
ているが、電動式の可変絞りとすることもできる。
出した光は、絞り径可変な開口絞り３により所定の大き
さに絞られ、投光光学系２により被検物４の表面に投影
される。投影されるビームスポット径は例えば図３
（ｂ）に示すビーム３のように表面粗さのピッチの数倍
の大きさが適当であり、この大きさになるように開口数
を決定し、対応した大きさに手動により絞り径可変な開
口絞り３を絞る。なお開口絞り３を絞るのを手動によっ
ているが、電動式の可変絞りとすることもできる。
【００１６】被検物４の表面に投影されたビームスポッ
トからは、その表面で乱反射した光の一部が受光光学系
５に入射し位置検出器６にビームスポットの像が結像す
る。
トからは、その表面で乱反射した光の一部が受光光学系
５に入射し位置検出器６にビームスポットの像が結像す
る。
【００１７】被検物４の表面が表面４ａの高さにある時
は、角度α1 偏角して受光光学系５に入射し、位置検出
器６の位置６ａにスポットが形成される。同様に被検物
４の表面が高く表面４ｂの高さにある時又は低く表面４
ｃの高さにある時は、それぞれ角度α 2又は角度α3 偏
角して位置検出器６の位置６ｂ又は位置６ｃにスポット
が形成される。
は、角度α1 偏角して受光光学系５に入射し、位置検出
器６の位置６ａにスポットが形成される。同様に被検物
４の表面が高く表面４ｂの高さにある時又は低く表面４
ｃの高さにある時は、それぞれ角度α 2又は角度α3 偏
角して位置検出器６の位置６ｂ又は位置６ｃにスポット
が形成される。
【００１８】これを図２により説明すると、位置検出器
６の位置６ａ、６ｂ又は位置６ｃにスポットが形成さ
れ、受光強度に比例して信号が出力し、出力信号の大き
さから被検物４の表面までの距離が測定される。
６の位置６ａ、６ｂ又は位置６ｃにスポットが形成さ
れ、受光強度に比例して信号が出力し、出力信号の大き
さから被検物４の表面までの距離が測定される。
【００１９】次に第２の実施例について図４により説明
する。図４は第２の実施例の光学的構成図である。光源
１から射出した光は第１投光光学系１２により第１光源
像１５を結像し、この第１光源像１５はさらに第２投光
光学系１３により被検物の表面１６の表面にビームスポ
ットを投影するように配設されている。又受光光学系１
７が被検物の表面に形成されたビームスポットの像から
反射した光を位置検出器１８に受光し結像するように配
設されて、位置検出器１８によりその結像位置を検出す
ることができる。
する。図４は第２の実施例の光学的構成図である。光源
１から射出した光は第１投光光学系１２により第１光源
像１５を結像し、この第１光源像１５はさらに第２投光
光学系１３により被検物の表面１６の表面にビームスポ
ットを投影するように配設されている。又受光光学系１
７が被検物の表面に形成されたビームスポットの像から
反射した光を位置検出器１８に受光し結像するように配
設されて、位置検出器１８によりその結像位置を検出す
ることができる。
【００２０】第１光源像１５の像面に絞り径可変な視野
絞り１４が配設され、第１光源像１５から第２投光光学
系１３で投影されるビームスポットの径を変更可能にし
ている。被検物１６の表面に投影されるビームスポット
の直径は絞り径可変な視野絞り１４の絞り径である第１
光源像１５の径と第２投光光学系１３の倍率との積であ
るから、絞り径可変な視野絞り１４により被検物１６の
表面に投影されるビームスポットの径を変化させること
ができる。
絞り１４が配設され、第１光源像１５から第２投光光学
系１３で投影されるビームスポットの径を変更可能にし
ている。被検物１６の表面に投影されるビームスポット
の直径は絞り径可変な視野絞り１４の絞り径である第１
光源像１５の径と第２投光光学系１３の倍率との積であ
るから、絞り径可変な視野絞り１４により被検物１６の
表面に投影されるビームスポットの径を変化させること
ができる。
【００２１】被検物１６の表面に高低があると、高低に
従って偏角の角度が異なり、位置検出器１８に形成され
る光点の位置が変化し、受光強度に比例して出力する信
号から被検物１６の表面までの距離を測定するのは第１
の実施例と同様であり、詳述を省略する。
従って偏角の角度が異なり、位置検出器１８に形成され
る光点の位置が変化し、受光強度に比例して出力する信
号から被検物１６の表面までの距離を測定するのは第１
の実施例と同様であり、詳述を省略する。
【００２２】本発明の実施例により、ビームスポット径
は可変であるので、被検物の表面までの距離を正しく測
定することができる。そして表面粗さの異なる複数の被
検物を評価する場合に、それぞれの表面粗さのピッチに
対応したビームスポット径を選択して、被検物の表面粗
さの影響を受けない形状測定結果を得ることができ、被
検物の相対比較が容易になった。
は可変であるので、被検物の表面までの距離を正しく測
定することができる。そして表面粗さの異なる複数の被
検物を評価する場合に、それぞれの表面粗さのピッチに
対応したビームスポット径を選択して、被検物の表面粗
さの影響を受けない形状測定結果を得ることができ、被
検物の相対比較が容易になった。
【００２３】時間的に離散的な測定をする倣い測定、い
わゆるスキャニング測定、を行なう場合には、測定間隔
とビームスポット径を同じにすることにより、被検物の
表面をくまなく・むだなくビームスポットを投影するこ
とができるから測定の正確さ及び測定の効率を上げるこ
とができるようになった。
わゆるスキャニング測定、を行なう場合には、測定間隔
とビームスポット径を同じにすることにより、被検物の
表面をくまなく・むだなくビームスポットを投影するこ
とができるから測定の正確さ及び測定の効率を上げるこ
とができるようになった。
【００２４】大小さまざまに寸法が異なる各種の被検物
に対してビームスポット径が選択できるから、被検物の
大きさによって測定精度が低下することが避けら、正確
な測定ができるようになった。
に対してビームスポット径が選択できるから、被検物の
大きさによって測定精度が低下することが避けら、正確
な測定ができるようになった。
【００２５】
【発明の効果】本発明により、ささまざまな凹凸を有す
る物体に対し、表面粗さの影響を受けず、精度良く測定
することができる。
る物体に対し、表面粗さの影響を受けず、精度良く測定
することができる。
【図１】第１の実施例の光学的構成図である。
【図２】第１の実施例の位置検出器の受光強度を示す図
である。
である。
【図３】物体の表面の凹凸の状態を示す図である。
【図４】第２の実施例の光学的構成図である。
１ 光源 ２ 投光光学系 ３ 絞り径可変な開口絞り ４ 被検物 ５ 受光光学系 ６ 位置検出器 ４ａ、４ｂ、４ｃ 表面 ６ａ、６ｂ、６ｃ 位置位置 １２ 第１投光光学系 １３ 第２投光光学系 １４ 絞り径可変な視野絞り １５ 第１光源像 １６ 被検物の表面 １７ 受光光学系 １８ 位置検出器 α1 、α 2、α3 角度
Claims (2)
- 【請求項１】 光源から射出する光を被検物に光スポッ
トを投光する投光光学系と、該被検物の表面に投光され
た光スポットの像を結像する受光光学系と、該光スポッ
トの結像位置を検出する検出器とを有する光学式非接触
距離測定機において、該被検物の表面に投光される該光
スポットの大きさを変化させる可変手段を設けたことを
特徴とする光学式非接触距離測定機。 - 【請求項２】 光源からの光を投光光学系により被検物
表面に投光し、前記被検物表面に投光された前記光の像
を受光光学系により位置検出用受光素子上に結像させ、
前記位置検出用受光素子の出力から前記被検物表面まで
の距離を測定する光学式非接触距離測定方式において、
前記被検物表面形状に応じて、前記投光された光の大き
さを変化させることを特徴とする光学式非接触距離測定
方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277802A JPH06102028A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 光学式非接触距離測定機及び測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277802A JPH06102028A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 光学式非接触距離測定機及び測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102028A true JPH06102028A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17588478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277802A Pending JPH06102028A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 光学式非接触距離測定機及び測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102028A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114465A1 (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Ajinomoto Co., Inc. | メタノール資化性細菌を用いたカルボン酸の製造法 |
| WO2008075483A1 (ja) | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Ajinomoto Co., Inc. | Ｌ－アミノ酸の製造法 |
| WO2011016301A1 (ja) | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 味の素株式会社 | ビブリオ属細菌を用いたｌ－リジンの製造法 |
| WO2011024583A1 (ja) | 2009-08-25 | 2011-03-03 | 味の素株式会社 | Ｌ－アミノ酸の製造法 |
| US9023622B2 (en) | 2009-02-10 | 2015-05-05 | Kyowa Hakko Bio Co., Ltd. | Method for producing L-amino acid using a microorganism with decreased aspartate aminotransferase activity |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4277802A patent/JPH06102028A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007114465A1 (ja) | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Ajinomoto Co., Inc. | メタノール資化性細菌を用いたカルボン酸の製造法 |
| WO2008075483A1 (ja) | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Ajinomoto Co., Inc. | Ｌ－アミノ酸の製造法 |
| US9023622B2 (en) | 2009-02-10 | 2015-05-05 | Kyowa Hakko Bio Co., Ltd. | Method for producing L-amino acid using a microorganism with decreased aspartate aminotransferase activity |
| WO2011016301A1 (ja) | 2009-08-03 | 2011-02-10 | 味の素株式会社 | ビブリオ属細菌を用いたｌ－リジンの製造法 |
| WO2011024583A1 (ja) | 2009-08-25 | 2011-03-03 | 味の素株式会社 | Ｌ－アミノ酸の製造法 |
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