JPH06109435A - 表面変位計 - Google Patents
表面変位計Info
- Publication number
- JPH06109435A JPH06109435A JP4053989A JP5398992A JPH06109435A JP H06109435 A JPH06109435 A JP H06109435A JP 4053989 A JP4053989 A JP 4053989A JP 5398992 A JP5398992 A JP 5398992A JP H06109435 A JPH06109435 A JP H06109435A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- surface displacement
- sample
- optical system
- displacement meter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化及びローコスト化を図りながら表面変
位と同時に送り量を測定することができる表面変位計を
提供する。 【構成】 レーザーダイオード１で生成したレーザービ
ームをコリメートレンズ２、ビームスプリッタキューブ
３及びコリメートレンズ４によって変位測定用レーザー
ビームを作ると共に、コリメートレンズ４、直角プリズ
ム９及びコリメートレンズ１０によって送り量測定用の
レーザービームを作り、コリメートレンズ４からのレー
ザービームによる試料６の表面からの反射光を位置検出
素子８で受光して表面変位を測定し、コリメートレンズ
１０からのレーザービームによる試料６の表面からの反
射光をリニアイメージセンサ１４で受光して試料６の送
り量を検出する。
位と同時に送り量を測定することができる表面変位計を
提供する。 【構成】 レーザーダイオード１で生成したレーザービ
ームをコリメートレンズ２、ビームスプリッタキューブ
３及びコリメートレンズ４によって変位測定用レーザー
ビームを作ると共に、コリメートレンズ４、直角プリズ
ム９及びコリメートレンズ１０によって送り量測定用の
レーザービームを作り、コリメートレンズ４からのレー
ザービームによる試料６の表面からの反射光を位置検出
素子８で受光して表面変位を測定し、コリメートレンズ
１０からのレーザービームによる試料６の表面からの反
射光をリニアイメージセンサ１４で受光して試料６の送
り量を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平板状の物体の表面変
位を測定する技術、特に、非接触で物体の表面変位を測
定するために用いて効果のある技術に関するものであ
る。
位を測定する技術、特に、非接触で物体の表面変位を測
定するために用いて効果のある技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】被測定物体の表面形状（例えば凹凸）を
測定する場合、あるいはシート状の物体の厚み測定など
には表面変位計が用いられる。この表面変位計には種々
の方式があり、例えば、照明光とラインセンサカメラを
用いる方式、レーザービームと光学系及び光検出素子を
用いる方式などがある。
測定する場合、あるいはシート状の物体の厚み測定など
には表面変位計が用いられる。この表面変位計には種々
の方式があり、例えば、照明光とラインセンサカメラを
用いる方式、レーザービームと光学系及び光検出素子を
用いる方式などがある。
【０００３】この種の装置は圧延板の製造においても用
いられ、圧延板厚（表面変位から求める）をインライン
・インプロセスで管理する用途に使用される。すなわ
ち、レーザービームを光学系を介して被測定物体の表面
に照射し、その物体表面からの反射ビームを集光レンズ
によって集光し、その焦点位置に位置検出素子（ＰＳ
Ｄ：Position Sensitive Detector 、入射スポット光の
位置に比例したアナログ信号を出力する半導体光セン
サ）を配設し、この位置検出素子上に結像したスポット
光が移動することから表面変位の測定が行われる。
いられ、圧延板厚（表面変位から求める）をインライン
・インプロセスで管理する用途に使用される。すなわ
ち、レーザービームを光学系を介して被測定物体の表面
に照射し、その物体表面からの反射ビームを集光レンズ
によって集光し、その焦点位置に位置検出素子（ＰＳ
Ｄ：Position Sensitive Detector 、入射スポット光の
位置に比例したアナログ信号を出力する半導体光セン
サ）を配設し、この位置検出素子上に結像したスポット
光が移動することから表面変位の測定が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、被測定物体の厚さ測定と同時に被測定物体の送り量
を測定する要求に対しては、表面変位計の他に送り量測
定器を用意しなければならず、装置規模が大きくなると
共にコストアップを招くという問題がある。
ば、被測定物体の厚さ測定と同時に被測定物体の送り量
を測定する要求に対しては、表面変位計の他に送り量測
定器を用意しなければならず、装置規模が大きくなると
共にコストアップを招くという問題がある。
【０００５】そこで、本発明の目的は、装置の小型化及
びローコスト化を図りながら表面変位と同時に送り量を
測定することのできる技術を提供することにある。
びローコスト化を図りながら表面変位と同時に送り量を
測定することのできる技術を提供することにある。
【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【０００８】すなわち、レーザービームを発生する光源
と、該光源からのレーザービームを同一方向に進む２つ
の光路に分割する投光用光学系と、該投光用光学系から
のレーザービームによる試料の表面からの反射光を受光
して表面変位を測定するための信号を出力する位置検出
素子と、前記投光用光学系からの他方のレーザービーム
による前記試料の表面からの反射光を受光して前記試料
の送り量を測定するための信号を出力するリニアイメー
ジセンサとを設けるようにしている。
と、該光源からのレーザービームを同一方向に進む２つ
の光路に分割する投光用光学系と、該投光用光学系から
のレーザービームによる試料の表面からの反射光を受光
して表面変位を測定するための信号を出力する位置検出
素子と、前記投光用光学系からの他方のレーザービーム
による前記試料の表面からの反射光を受光して前記試料
の送り量を測定するための信号を出力するリニアイメー
ジセンサとを設けるようにしている。
【０００９】
【作用】上記した手段によれば、１つのレーザービーム
発生源からのレーザービームが投光用光学系によって２
系統に分岐されて夫々が試料表面に投光され、一方の系
統の反射光は位置検出素子に入光されて表面変位の測定
に用いられ、他方の系統の反射光はリニアイメージセン
サに入光されて試料送り量の測定に用いられる。
発生源からのレーザービームが投光用光学系によって２
系統に分岐されて夫々が試料表面に投光され、一方の系
統の反射光は位置検出素子に入光されて表面変位の測定
に用いられ、他方の系統の反射光はリニアイメージセン
サに入光されて試料送り量の測定に用いられる。
【００１０】したがって、１つのレーザービーム発生源
によって表面変位の測定と試料送り量測定を同時に行う
ことができ、小型化及びコストダウンが可能になる。
によって表面変位の測定と試料送り量測定を同時に行う
ことができ、小型化及びコストダウンが可能になる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明による表面変位計の一実施例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【００１２】光源としてのレーザーダイオード１の出射
光路上には、平行光にするためのコリメートレンズ２が
配設され、このコリメートレンズ２の出射光路上には入
射光の一部を直角方向へ反射させ、残りを直進させるビ
ームスプリッタキューブ３が配設されている。このビー
ムスプリッタキューブ３の直進光路上にはコリメートレ
ンズ４が配設され、このコリメートレンズ４から出射さ
れる変位測定用レーザービーム５が試料６に照射され
る。試料６からの反射光は集光レンズ７に入射され、そ
の出射光路上には光軸に直交させて位置検出素子８が配
設されている。
光路上には、平行光にするためのコリメートレンズ２が
配設され、このコリメートレンズ２の出射光路上には入
射光の一部を直角方向へ反射させ、残りを直進させるビ
ームスプリッタキューブ３が配設されている。このビー
ムスプリッタキューブ３の直進光路上にはコリメートレ
ンズ４が配設され、このコリメートレンズ４から出射さ
れる変位測定用レーザービーム５が試料６に照射され
る。試料６からの反射光は集光レンズ７に入射され、そ
の出射光路上には光軸に直交させて位置検出素子８が配
設されている。
【００１３】一方、ビームスプリッタキューブ３の反射
光路上には、直角プリズム９が配設され、その反射光が
変位測定用レーザービーム５に平行し、かつ同一方向に
なるように位置決めされる。直角プリズム９の出射光路
上には、コリメートレンズ１０が配設され、その出射ビ
ームは送り量測定用レーザービーム１１となって試料６
に照射される。送り量測定用レーザービーム１１に対す
る反射光１２は、集光レンズ１３によって集光され、こ
の集光レンズ１３の焦点位置にはリニアイメージセンサ
１４が配設されている。
光路上には、直角プリズム９が配設され、その反射光が
変位測定用レーザービーム５に平行し、かつ同一方向に
なるように位置決めされる。直角プリズム９の出射光路
上には、コリメートレンズ１０が配設され、その出射ビ
ームは送り量測定用レーザービーム１１となって試料６
に照射される。送り量測定用レーザービーム１１に対す
る反射光１２は、集光レンズ１３によって集光され、こ
の集光レンズ１３の焦点位置にはリニアイメージセンサ
１４が配設されている。
【００１４】以上のコリメートレンズ２、ビームスプリ
ッタキューブ３、コリメートレンズ４、直角プリズム９
及びコリメートレンズ１０から成る光学系によって、投
光用光学系を形成している。
ッタキューブ３、コリメートレンズ４、直角プリズム９
及びコリメートレンズ１０から成る光学系によって、投
光用光学系を形成している。
【００１５】次に、以上の構成による実施例の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１６】レーザーダイオード１では、ビーム径５ｍ
ｍ程度のレーザービームを生成する。このレーザービー
ムは、コリメートレンズ２及びビームスプリッタキュー
ブ３を順次経由してコリメートレンズ４に達する。この
コリメートレンズ４によってレーザービームが、例えば
スポット径３０〜１００μｍに絞られ、これが試料６の
表面に送り量測定用レーザービーム１１として照射され
る。この送り量測定用レーザービーム１１に対する反射
光は位置検出素子８によって集光され、位置検出素子８
上に結像される。その像点の上下方向の変化から三角測
量方式により表面変位を測定することができる。
ｍ程度のレーザービームを生成する。このレーザービー
ムは、コリメートレンズ２及びビームスプリッタキュー
ブ３を順次経由してコリメートレンズ４に達する。この
コリメートレンズ４によってレーザービームが、例えば
スポット径３０〜１００μｍに絞られ、これが試料６の
表面に送り量測定用レーザービーム１１として照射され
る。この送り量測定用レーザービーム１１に対する反射
光は位置検出素子８によって集光され、位置検出素子８
上に結像される。その像点の上下方向の変化から三角測
量方式により表面変位を測定することができる。
【００１７】一方、レーザーダイオード１によるレーザ
ービームの一部は、ビームスプリッタキューブ３によっ
て水平方向へ分岐され、さらに直角プリズム９によって
９０°に反射（試料方向へ反射）され、コリメートレン
ズ１０に入射される。コリメートレンズ１０では、スポ
ット径が、例えば１〜２ｍｍになるようにビームが絞ら
れ、これが試料６に照射される。その反射光１２は、集
光レンズ１３によってリニアイメージセンサ１４上に反
射点のスペックルパターンが結像される。このリニアイ
メージセンサ１４上のスペックルパターンの移動距離を
不図示の演算手段によって演算することにより、横方向
の移動量を検出、すなわち送り量を求めることができ
る。
ービームの一部は、ビームスプリッタキューブ３によっ
て水平方向へ分岐され、さらに直角プリズム９によって
９０°に反射（試料方向へ反射）され、コリメートレン
ズ１０に入射される。コリメートレンズ１０では、スポ
ット径が、例えば１〜２ｍｍになるようにビームが絞ら
れ、これが試料６に照射される。その反射光１２は、集
光レンズ１３によってリニアイメージセンサ１４上に反
射点のスペックルパターンが結像される。このリニアイ
メージセンサ１４上のスペックルパターンの移動距離を
不図示の演算手段によって演算することにより、横方向
の移動量を検出、すなわち送り量を求めることができ
る。
【００１８】以上のように本発明によれば、１つのレー
ザービーム光源によって、表面変位と送り量の２つを同
時に測定することができる。
ザービーム光源によって、表面変位と送り量の２つを同
時に測定することができる。
【００１９】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００２０】例えば、レーザービームをレーザーダイオ
ード（半導体レーザー）によって生成するものとした
が、ほかにＨｅ−Ｎｅなどの気体レーザーを用いてもよ
い。
ード（半導体レーザー）によって生成するものとした
が、ほかにＨｅ−Ｎｅなどの気体レーザーを用いてもよ
い。
【００２１】また、上記実施例では、コリメートレンズ
４及びコリメートレンズ１０からのレーザービームの投
光角度を垂直方向から行ったが、斜め方向から行うこと
もできる。
４及びコリメートレンズ１０からのレーザービームの投
光角度を垂直方向から行ったが、斜め方向から行うこと
もできる。
【００２２】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００２３】すなわち、レーザービームを発生する光源
と、該光源からのレーザービームを同一方向に進む２つ
の光路に分割する投光用光学系と、該投光用光学系から
のレーザービームによる試料の表面からの反射光を受光
して表面変位を測定するための信号を出力する位置検出
素子と、前記投光用光学系からの他方のレーザービーム
による前記試料の表面からの反射光を受光して前記試料
の送り量を測定するための信号を出力するリニアイメー
ジセンサとを設けるようにしたので、表面変位と送り量
を同時に測定可能としながら、装置の小型化及びコスト
ダウンが可能になる。
と、該光源からのレーザービームを同一方向に進む２つ
の光路に分割する投光用光学系と、該投光用光学系から
のレーザービームによる試料の表面からの反射光を受光
して表面変位を測定するための信号を出力する位置検出
素子と、前記投光用光学系からの他方のレーザービーム
による前記試料の表面からの反射光を受光して前記試料
の送り量を測定するための信号を出力するリニアイメー
ジセンサとを設けるようにしたので、表面変位と送り量
を同時に測定可能としながら、装置の小型化及びコスト
ダウンが可能になる。
【図１】本発明による表面変位計の一実施例を示す斜視
図である。
図である。
１ レーザーダイオード ２，４，１０ コリメートレンズ ３ ビームスプリッタキューブ ５ 変位測定用レーザービーム ６ 試料 ７，１３ 集光レンズ ８ 位置検出素子 ９ 直角プリズム １１ 送り量測定用レーザービーム １２ 反射光 １４ リニアイメージセンサ
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザービームを発生する光源と、該光
源からのレーザービームを同一方向に進む２つの光路に
分割する投光用光学系と、該投光用光学系からのレーザ
ービームによる試料の表面からの反射光を受光して表面
変位を測定するための信号を出力する位置検出素子と、
前記投光用光学系からの他方のレーザービームによる前
記試料の表面からの反射光を受光して前記試料の送り量
を測定するための信号を出力するリニアイメージセンサ
とを具備することを特徴とする表面変位計。 - 【請求項２】 前記投光用光学系は、前記光源の出射光
路上に配設されるビームスプリッタと、該ビームスプリ
ッタの分岐光路上に配設されて、その出射光が前記ビー
ムスプリッタの直進光路に平行するように配設される直
角プリズムとを含んで構成することを特徴とする請求項
１記載の表面変位計。 - 【請求項３】 前記投光用光学系による一方のレーザー
ビームは、３０〜１００μｍのビーム径であることを特
徴とする請求項１記載の表面変位計。 - 【請求項４】 前記投光用光学系による他方のレーザー
ビームは、１〜２ｍｍのビーム径であることを特徴とす
る請求項１記載の表面変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053989A JPH06109435A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 表面変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053989A JPH06109435A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 表面変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06109435A true JPH06109435A (ja) | 1994-04-19 |
Family
ID=12958033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053989A Pending JPH06109435A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 表面変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06109435A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7687196B2 (en) * | 2003-07-01 | 2010-03-30 | Panasonic Corporation | Prismatic battery and method for manufacturing the same |
| JP2013117066A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-06-13 | Ulvac Japan Ltd | 光路形成装置並びにこれを備えた撮像装置、変位測定装置及び検出装置 |
| KR20190082744A (ko) * | 2016-08-25 | 2019-07-10 | 나노포커스 아게 | 색채 공초점 센서에 의한 광학 표면 측정을 위한 방법 및 디바이스 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP4053989A patent/JPH06109435A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7687196B2 (en) * | 2003-07-01 | 2010-03-30 | Panasonic Corporation | Prismatic battery and method for manufacturing the same |
| JP2013117066A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-06-13 | Ulvac Japan Ltd | 光路形成装置並びにこれを備えた撮像装置、変位測定装置及び検出装置 |
| KR20190082744A (ko) * | 2016-08-25 | 2019-07-10 | 나노포커스 아게 | 색채 공초점 센서에 의한 광학 표면 측정을 위한 방법 및 디바이스 |
| JP2019525194A (ja) * | 2016-08-25 | 2019-09-05 | ナノフォーカス アーゲーＮａｎｏＦｏｃｕｓ ＡＧ | クロマティック共焦点センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |