JPH0658723A - 走査型レーザ変位計 - Google Patents
走査型レーザ変位計Info
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- JPH0658723A JPH0658723A JP10265592A JP10265592A JPH0658723A JP H0658723 A JPH0658723 A JP H0658723A JP 10265592 A JP10265592 A JP 10265592A JP 10265592 A JP10265592 A JP 10265592A JP H0658723 A JPH0658723 A JP H0658723A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】反射強度の不均一な物でも入射ビームの位置ず
れがある場合にも正確に高さを測定する。 【構成】一軸ステージを有し測定物１６を載置する測定
台１と、測定台１にレーザ光を垂直に操作し垂直方向へ
の反射光を走査用ｆθレンズ６で集光し、ガルバノミラ
ー５、ビームスプリッタ７、集光レンズ９を介して第１
のＰＳＤ１０上に結像させる投受光光学系２と、反射光
を測定台１の斜め上方から２つの円筒面レンズ１２，１
３を介して第２のＰＳＤ１４上に結像させる受光光学系
１１と、２つのＰＳＤ１０，１４の受光位置から高さを
求める信号処理回路１５とを備えている。 【効果】反射強度の不均一な物での反射ビームの強度重
心位置ずれ、入射ビームの位置ずれに起因する測定誤差
を補正して、正確に高さ測定できる。
れがある場合にも正確に高さを測定する。 【構成】一軸ステージを有し測定物１６を載置する測定
台１と、測定台１にレーザ光を垂直に操作し垂直方向へ
の反射光を走査用ｆθレンズ６で集光し、ガルバノミラ
ー５、ビームスプリッタ７、集光レンズ９を介して第１
のＰＳＤ１０上に結像させる投受光光学系２と、反射光
を測定台１の斜め上方から２つの円筒面レンズ１２，１
３を介して第２のＰＳＤ１４上に結像させる受光光学系
１１と、２つのＰＳＤ１０，１４の受光位置から高さを
求める信号処理回路１５とを備えている。 【効果】反射強度の不均一な物での反射ビームの強度重
心位置ずれ、入射ビームの位置ずれに起因する測定誤差
を補正して、正確に高さ測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型レーザ変位計に
関し、特に反射率の大きく異なる面の混在する測定物の
高さを測定する走査型レーザ変位計に関する。
関し、特に反射率の大きく異なる面の混在する測定物の
高さを測定する走査型レーザ変位計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の走査型レーザ変位計は、図５に示
すように次の（ａ）〜（ｄ）を備えている。 （ａ）一軸ステージを有し測定物６１を載置する測定台
５０。 （ｂ）レーザ５２と、レーザ５２のビーム径を所要のビ
ーム径に拡大するビーム拡大器５３と、ビーム拡大器５
３を通過したレーザ光を測定台５０の真上から鉛直下方
に測定台５０の送り方向と直交する方向に走査するガル
バノミラー５４と、ガルバノミラー５４で走査されたレ
ーザ光を測定台５０の測定面上で所要のビーム径に収束
させかつ一定速度で走査させるｆθレンズ５５とで構成
される投光光学系５１。 （ｃ）測定物６１の反射光の中でレーザ走査方向と直交
する方向（以下副走査方向と称す）に反射する光の一部
を斜め上方から集光する第１の円筒面レンズ５７と、第
１の円筒面レンズ５７の光軸上に置かれ走査方向に光を
集光する第２の円筒面レンズ５８と、第１の円筒面レン
ズ５７と第２の円筒面レンズ５８の結像位置に置かれ第
１の円筒面レンズ５７による結像位置を検出するＰＳＤ
（光位置検出素子）５９とで構成される受光光学系５
６。 （ｄ）受光光学５６のＰＳＤ５９の受光位置から三角測
量の原理で測定物６１の高さを求める信号処理回路６
０。
すように次の（ａ）〜（ｄ）を備えている。 （ａ）一軸ステージを有し測定物６１を載置する測定台
５０。 （ｂ）レーザ５２と、レーザ５２のビーム径を所要のビ
ーム径に拡大するビーム拡大器５３と、ビーム拡大器５
３を通過したレーザ光を測定台５０の真上から鉛直下方
に測定台５０の送り方向と直交する方向に走査するガル
バノミラー５４と、ガルバノミラー５４で走査されたレ
ーザ光を測定台５０の測定面上で所要のビーム径に収束
させかつ一定速度で走査させるｆθレンズ５５とで構成
される投光光学系５１。 （ｃ）測定物６１の反射光の中でレーザ走査方向と直交
する方向（以下副走査方向と称す）に反射する光の一部
を斜め上方から集光する第１の円筒面レンズ５７と、第
１の円筒面レンズ５７の光軸上に置かれ走査方向に光を
集光する第２の円筒面レンズ５８と、第１の円筒面レン
ズ５７と第２の円筒面レンズ５８の結像位置に置かれ第
１の円筒面レンズ５７による結像位置を検出するＰＳＤ
（光位置検出素子）５９とで構成される受光光学系５
６。 （ｄ）受光光学５６のＰＳＤ５９の受光位置から三角測
量の原理で測定物６１の高さを求める信号処理回路６
０。
【０００３】図６は、測定物６１の高さ測定原理を説明
するための側面図である。測定物６１に真上からレーザ
光６２を当て測定物６１からの反射光をレーザの入射方
向から角度θ傾いた方向で第１の円筒面レンズ５７によ
りＰＳＤ５９上に結像させた場合、第１の円筒面レンズ
５７の倍率をｍとすると測定物６１の高さｈとＰＳＤ５
９上での距離ｄ（高さｈからの反射光の受光位置と測定
台５０の基準面からの反射光の受光位置との間との距
離）との関係は、 ｈ＝ｄ／（ｍ sinθ） で与えられる。従ってＰＳＤ５９上の受光位置の変位を
測ることで測定物６１の高さが測定できる。
するための側面図である。測定物６１に真上からレーザ
光６２を当て測定物６１からの反射光をレーザの入射方
向から角度θ傾いた方向で第１の円筒面レンズ５７によ
りＰＳＤ５９上に結像させた場合、第１の円筒面レンズ
５７の倍率をｍとすると測定物６１の高さｈとＰＳＤ５
９上での距離ｄ（高さｈからの反射光の受光位置と測定
台５０の基準面からの反射光の受光位置との間との距
離）との関係は、 ｈ＝ｄ／（ｍ sinθ） で与えられる。従ってＰＳＤ５９上の受光位置の変位を
測ることで測定物６１の高さが測定できる。
【０００４】図７は照射ビーム領域内に反射強度の不均
一性がある場合の高さ測定誤差を説明するための側面図
である。
一性がある場合の高さ測定誤差を説明するための側面図
である。
【０００５】測定物表面６４における反射率が均一な場
合照射ビーム領域内の強度重心はビーム中心と一致し、
ＰＳＤ５９上では受光位置６３として検出される。一方
測定物表面６４における反射率が不均一で強度重心がビ
ーム中心からずれると、それに比例してＰＳＤ５９上で
の受光検出位置がずれる（受光位置６３′，６３″）。
照射レーザ光のビーム径をＤ、受光角度をθとして反射
ビームの強度重心が最大のＤ／２ずれたと仮定すれば高
さ測定誤差Δｈは、Δｈ＝Ｄ／（２ tanθ）となる。例
えば、ビーム径Ｄ＝２０μｍ、受光角度θ＝３０度とす
ればΔｈ＝１７．３μｍとなる。
合照射ビーム領域内の強度重心はビーム中心と一致し、
ＰＳＤ５９上では受光位置６３として検出される。一方
測定物表面６４における反射率が不均一で強度重心がビ
ーム中心からずれると、それに比例してＰＳＤ５９上で
の受光検出位置がずれる（受光位置６３′，６３″）。
照射レーザ光のビーム径をＤ、受光角度をθとして反射
ビームの強度重心が最大のＤ／２ずれたと仮定すれば高
さ測定誤差Δｈは、Δｈ＝Ｄ／（２ tanθ）となる。例
えば、ビーム径Ｄ＝２０μｍ、受光角度θ＝３０度とす
ればΔｈ＝１７．３μｍとなる。
【０００６】尚、走査型レーザ変位計の場合、スキャナ
（ガルバノミラー、ポリゴンミラー等）の面倒れがある
ため、照射ビームの位置そのものがばらつき、反射強度
の不均一性と同様に測定誤差の要因となる。
（ガルバノミラー、ポリゴンミラー等）の面倒れがある
ため、照射ビームの位置そのものがばらつき、反射強度
の不均一性と同様に測定誤差の要因となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来のレーザ走査
変位計では、三角測量の原理で反射光の受光位置をもと
に測定物の高さを求める場合に、単に受光ビームの強度
重心位置をビームの中心位置として高さを演算している
ため、反射率の不均一性による受光ビームの強度重心ず
れあるいは、スキャナの面倒れ誤差が高さ測定誤差とし
て生じるというような問題点があった。
変位計では、三角測量の原理で反射光の受光位置をもと
に測定物の高さを求める場合に、単に受光ビームの強度
重心位置をビームの中心位置として高さを演算している
ため、反射率の不均一性による受光ビームの強度重心ず
れあるいは、スキャナの面倒れ誤差が高さ測定誤差とし
て生じるというような問題点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の走査型レーザ変
位計は、（Ａ）一軸ステージを有し測定物を載置する測
定台と、（Ｂ）レーザと、前記レーザのビーム径を所要
のビーム径に拡大するビーム拡大器と、前記ビーム拡大
器を通過したレーザ光を前記測定台の真上から鉛直下方
に前記測定台の送り方向と直行する方向に走査するスキ
ャナと、前記スキャナで走査されたレーザ光を前記測定
台の測定面上で所要のビーム径に収束させかつ一定速度
で走査させるｆθレンズと、前記ビーム拡大器とスキャ
ナの間に置かれ測定物から鉛直方向に反射し前記ｆθレ
ンズで集光された反射光を分割するビームスプリッタ
と、前記ビームスプリッタで分割された光を結像させる
集光レンズと、前記集光レンズの結像位置に置かれ前記
測定台の測定面上で走査方向と直交する方向である副走
査方向における反射光の強度重心位置を検出する第１の
位置検出型受光素子とで構成される投受光光学系と、
（Ｃ）測定物の反射光の中で前記副走査方向に反射する
光の一部を斜め上方から副捜査方向に集光する第１の円
筒面レンズと、前記第１の円筒面レンズの光軸上に置か
れ捜査方向に光を集光する第２の円筒面レンズと、前記
第１の円筒面レンズと前記第２の円筒面レンズの結像位
置に置かれ前記第１の円筒面レンズによる結像位置を検
出する第２の位置検出型受光素子とで構成される受光光
学系と、（Ｄ）前記第２の位置検出型受光素子の受光位
置から三角測量の原理で測定物の高さを求める第１の演
算回路と前記第１の位置検出型受光素子の受光位置から
反射光の強度重心位置を検出し入射中心からのずれ量を
求め照射ビーム領域内における反射強度不均一性および
前記投受光光学系のスキャナの面倒れに起因する高さ測
定誤差を演算する第２の演算回路と、前記第１の演算回
路の出力を前記第２の高さ演算回路の出力で補正し高さ
を求める第３の高さ演算回路とて構成される信号処理回
路とを備えている。
位計は、（Ａ）一軸ステージを有し測定物を載置する測
定台と、（Ｂ）レーザと、前記レーザのビーム径を所要
のビーム径に拡大するビーム拡大器と、前記ビーム拡大
器を通過したレーザ光を前記測定台の真上から鉛直下方
に前記測定台の送り方向と直行する方向に走査するスキ
ャナと、前記スキャナで走査されたレーザ光を前記測定
台の測定面上で所要のビーム径に収束させかつ一定速度
で走査させるｆθレンズと、前記ビーム拡大器とスキャ
ナの間に置かれ測定物から鉛直方向に反射し前記ｆθレ
ンズで集光された反射光を分割するビームスプリッタ
と、前記ビームスプリッタで分割された光を結像させる
集光レンズと、前記集光レンズの結像位置に置かれ前記
測定台の測定面上で走査方向と直交する方向である副走
査方向における反射光の強度重心位置を検出する第１の
位置検出型受光素子とで構成される投受光光学系と、
（Ｃ）測定物の反射光の中で前記副走査方向に反射する
光の一部を斜め上方から副捜査方向に集光する第１の円
筒面レンズと、前記第１の円筒面レンズの光軸上に置か
れ捜査方向に光を集光する第２の円筒面レンズと、前記
第１の円筒面レンズと前記第２の円筒面レンズの結像位
置に置かれ前記第１の円筒面レンズによる結像位置を検
出する第２の位置検出型受光素子とで構成される受光光
学系と、（Ｄ）前記第２の位置検出型受光素子の受光位
置から三角測量の原理で測定物の高さを求める第１の演
算回路と前記第１の位置検出型受光素子の受光位置から
反射光の強度重心位置を検出し入射中心からのずれ量を
求め照射ビーム領域内における反射強度不均一性および
前記投受光光学系のスキャナの面倒れに起因する高さ測
定誤差を演算する第２の演算回路と、前記第１の演算回
路の出力を前記第２の高さ演算回路の出力で補正し高さ
を求める第３の高さ演算回路とて構成される信号処理回
路とを備えている。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本発明の一実施例を示す斜視図で
ある。
ある。
【００１１】本実施例は、次の（ａ）〜（ｄ）を備えて
いる。 （ａ）一軸ステージを有し測定物１６を載置する測定台
１。 （ｂ）レーザ３と、レーザ３のビーム径を所要のビーム
径に拡大するビーム拡大器４と、ビーム拡大器４を通過
したレーザ光を測定台１の真上から鉛直下方に測定台１
の送り方向と直交する方向に走査するガルバノミラー５
と、ガルバノミラー５で走査されたレーザ光を測定台１
の測定面上で所要のビーム径に収束させかつ一定速度で
走査させるｆθレンズ６と、ビーム拡大器４とガルバノ
ミラー５との間に置かれ測定物１６から鉛直上方に反射
しｆθレンズ６で集光された反射光を分割するビームス
プリッタ７とビームスプリッタ７で分割された光を所要
のビーム径に遮光するマスク８と、マスク８を通過した
光を結像させる集光レンズ９と、集光レンズ９の結像位
置に置かれ測定台１の測定面上で走査方向と直交する方
向（以下副走査方向と称す）における反射光の強度重心
位置を検出する第１のＰＳＤ１０とで構成される投受光
光学系２。 （ｃ）測定物１６の反射光の中で副走査方向における反
射する光の一部を斜め上方から副走査方向に集光する第
１の円筒面レンズ１２と、第１の円筒面レンズ１２の光
軸上に置かれ走査方向に光を集光する第２の円筒面レン
ズ１３と、第１の円筒面レンズ１２と第２の円筒面レン
ズ１３の結像位置に置かれ第１の円筒面レンズ１２によ
る結像位置を検出する第２のＰＳＤ１４とで構成される
受光光学系１１。 （ｄ）受光光学系１１の第２のＰＳＤ１４および投受光
光学系２の第１のＰＳＤ１０の受光位置から測定物１６
の高さを求める信号処理回路１５。
いる。 （ａ）一軸ステージを有し測定物１６を載置する測定台
１。 （ｂ）レーザ３と、レーザ３のビーム径を所要のビーム
径に拡大するビーム拡大器４と、ビーム拡大器４を通過
したレーザ光を測定台１の真上から鉛直下方に測定台１
の送り方向と直交する方向に走査するガルバノミラー５
と、ガルバノミラー５で走査されたレーザ光を測定台１
の測定面上で所要のビーム径に収束させかつ一定速度で
走査させるｆθレンズ６と、ビーム拡大器４とガルバノ
ミラー５との間に置かれ測定物１６から鉛直上方に反射
しｆθレンズ６で集光された反射光を分割するビームス
プリッタ７とビームスプリッタ７で分割された光を所要
のビーム径に遮光するマスク８と、マスク８を通過した
光を結像させる集光レンズ９と、集光レンズ９の結像位
置に置かれ測定台１の測定面上で走査方向と直交する方
向（以下副走査方向と称す）における反射光の強度重心
位置を検出する第１のＰＳＤ１０とで構成される投受光
光学系２。 （ｃ）測定物１６の反射光の中で副走査方向における反
射する光の一部を斜め上方から副走査方向に集光する第
１の円筒面レンズ１２と、第１の円筒面レンズ１２の光
軸上に置かれ走査方向に光を集光する第２の円筒面レン
ズ１３と、第１の円筒面レンズ１２と第２の円筒面レン
ズ１３の結像位置に置かれ第１の円筒面レンズ１２によ
る結像位置を検出する第２のＰＳＤ１４とで構成される
受光光学系１１。 （ｄ）受光光学系１１の第２のＰＳＤ１４および投受光
光学系２の第１のＰＳＤ１０の受光位置から測定物１６
の高さを求める信号処理回路１５。
【００１２】図２は、図１に示した信号処理回路１５の
構成を示したブロック図である。
構成を示したブロック図である。
【００１３】受光光学系１１の第２のＰＳＤ１４の受光
位置のＰＳＤ中心からの変位量（ｄ1 とする）をもと
に、受光光学系１１の第１の円筒面レンズ１２の結像倍
率（ｍ1 とする）および受光光学系１１の受光角度（θ
とする）を用いて、式 ｈ1 ＝ｄ1 ／（ｍ1 sin θ）……(1) から高さを求める第１の高さ演算回路１７と、投受光光
学系２の第１のＰＳＤ１０の受光位置のＰＳＤ中心から
の変位量（ｄ2 とする）をもとに集光レンズ９の結像倍
率（ｍ2 とする）および受光光学系１１の受光角度θを
用いて、式 ｈ2 ＝ｄ2 ／（ｍ2 tan θ）……(2) から測定物１６の反射率不均一およびガルバノミラー５
の面倒れに起因する測定誤差を求める第２の高さ演算回
路１８と、第１の高さ演算回路１７の出力（ｈ1）と、
第２の高さ演算回路１８の出力（ｈ2 ）を用いて、式 Ｈ＝ｈ1 −ｈ2 ……(3) から測定誤差を補正し測定物１６の走査点の高さＨを求
める第３の高さ演算回路１９とで信号処理回路１５は構
成される。
位置のＰＳＤ中心からの変位量（ｄ1 とする）をもと
に、受光光学系１１の第１の円筒面レンズ１２の結像倍
率（ｍ1 とする）および受光光学系１１の受光角度（θ
とする）を用いて、式 ｈ1 ＝ｄ1 ／（ｍ1 sin θ）……(1) から高さを求める第１の高さ演算回路１７と、投受光光
学系２の第１のＰＳＤ１０の受光位置のＰＳＤ中心から
の変位量（ｄ2 とする）をもとに集光レンズ９の結像倍
率（ｍ2 とする）および受光光学系１１の受光角度θを
用いて、式 ｈ2 ＝ｄ2 ／（ｍ2 tan θ）……(2) から測定物１６の反射率不均一およびガルバノミラー５
の面倒れに起因する測定誤差を求める第２の高さ演算回
路１８と、第１の高さ演算回路１７の出力（ｈ1）と、
第２の高さ演算回路１８の出力（ｈ2 ）を用いて、式 Ｈ＝ｈ1 −ｈ2 ……(3) から測定誤差を補正し測定物１６の走査点の高さＨを求
める第３の高さ演算回路１９とで信号処理回路１５は構
成される。
【００１４】図３は、高さが一定で反射率が不均一な測
定物１６′の平面図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は図
３に示した測定物を図１で示した走査型レーザ変位計で
測定した時の特徴を示すグラフである。
定物１６′の平面図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は図
３に示した測定物を図１で示した走査型レーザ変位計で
測定した時の特徴を示すグラフである。
【００１５】反射率が大きい領域２０および小さい領域
２１をもつ測定物１６′に対して照射ビーム２２を図３
で左から右に走査したとする。この場合に照射ビーム２
２が反射率の異なる２つの領域の境界にある間は、反射
ビームの強度重心が変化し重心位置がビーム２２の中心
からずれる。このため図４（ａ）に示した第１の高さ演
算回路１７の出力は領域２１の左側の境界領域では見か
け上高さが一度高くなりもとにもどる。一方右側の境界
領域では逆に一度低くなりもとにもどる。
２１をもつ測定物１６′に対して照射ビーム２２を図３
で左から右に走査したとする。この場合に照射ビーム２
２が反射率の異なる２つの領域の境界にある間は、反射
ビームの強度重心が変化し重心位置がビーム２２の中心
からずれる。このため図４（ａ）に示した第１の高さ演
算回路１７の出力は領域２１の左側の境界領域では見か
け上高さが一度高くなりもとにもどる。一方右側の境界
領域では逆に一度低くなりもとにもどる。
【００１６】図３および図４において、Ｐ１は領域２１
の左側の境界に接し始めた時の照射ビーム２２の中心の
位置、Ｐ２は領域２１の左側の境界から離れ始める時の
照射ビーム２２の中心の位置、Ｐ３は領域２１の右側の
境界に接し始めた時の照射ビーム２２の中心の位置、Ｐ
４は領域２１の右側の境界から離れ始める時の照射ビー
ム２２の中心の位置を示す。
の左側の境界に接し始めた時の照射ビーム２２の中心の
位置、Ｐ２は領域２１の左側の境界から離れ始める時の
照射ビーム２２の中心の位置、Ｐ３は領域２１の右側の
境界に接し始めた時の照射ビーム２２の中心の位置、Ｐ
４は領域２１の右側の境界から離れ始める時の照射ビー
ム２２の中心の位置を示す。
【００１７】同図（ｂ）は、第２の高さ演算回路１８の
出力を示したものである。照射ビーム２２が境界領域に
ある場合、照射ビームの強度重心の位置ずれ量に変動し
て高さ変動に相当する出力変動があらわれる。
出力を示したものである。照射ビーム２２が境界領域に
ある場合、照射ビームの強度重心の位置ずれ量に変動し
て高さ変動に相当する出力変動があらわれる。
【００１８】同図（ｃ）は、第１の高さ演算回路１７の
出力から第２の高さ演算回路１８の出力を演算した第３
の高さ演算回路１９の出力である測定物１６′の高さを
示したものである。境界領域における反射ビームの強度
重心ずれに伴う誤差がキャンセルされ正確の高さが測定
できる。
出力から第２の高さ演算回路１８の出力を演算した第３
の高さ演算回路１９の出力である測定物１６′の高さを
示したものである。境界領域における反射ビームの強度
重心ずれに伴う誤差がキャンセルされ正確の高さが測定
できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、測定物の
照射ビーム領域内における反射率の不均一性およびスキ
ャナの面倒れに起因する反射光の強度重心位置ずれを検
出する手段をもち、かつ強度重心位置ずれに伴う高さ測
定誤差を演算・補正する機能を有しているため、反射率
変動の大きい物、スキャナの面倒れ誤差のある場合につ
いても正確に測定物の走査点の高さが測定でいるという
効果を有する。
照射ビーム領域内における反射率の不均一性およびスキ
ャナの面倒れに起因する反射光の強度重心位置ずれを検
出する手段をもち、かつ強度重心位置ずれに伴う高さ測
定誤差を演算・補正する機能を有しているため、反射率
変動の大きい物、スキャナの面倒れ誤差のある場合につ
いても正確に測定物の走査点の高さが測定でいるという
効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示した信号処理回路１５のブロック図で
ある。
ある。
【図３】図１に示した実施例の機能を説明するための測
定物の平面図である。
定物の平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３に示す測定物１
６′を走査した時の第１の高さ演算回路１７の出力を示
す図、第２の高さ演算回路１８の出力を示す図および第
３の高さ演算回路１９の出力を示す図である。
６′を走査した時の第１の高さ演算回路１７の出力を示
す図、第２の高さ演算回路１８の出力を示す図および第
３の高さ演算回路１９の出力を示す図である。
【図５】従来の走査型レーザ変位計の斜視図である。
【図６】図５に示した走査型レーザ変位計の測定原理を
説明する側面図である。
説明する側面図である。
【図７】図５に示す高さ測定における問題点を説明する
側面図である。
側面図である。
１，５０ 測定台 ２ 投受光光学系 ３，５２ レーザ ４，５３ ビーム拡大器 ５，５４ ガルバノミラー ６，５５ ｆθレンズ ７ ビームスプリッタ ８ マスク ９ 集光レンズ １０ 第１のＰＳＤ １１，５６ 受光光学系 １２，５７ 第１の円筒面レンズ １３，５８ 第２の円筒面レンズ １４ 第２のＰＳＤ １５，１６ 信号処理回路 １６，１６′，６１ 測定物 １７ 第１の高さ演算回路 １８ 第２の高さ演算回路 １９ 第３の高さ演算回路 ２０ 反射率大領域 ２１ 反射率小領域 ２２ 照射ビーム ５１ 投光光学系 ５９ ＰＳＤ ６２ レーザ光 ６３，６３′，６３″ 受光位置 ６４ 測定物表面
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ａ）一軸ステージを有し測定物を載置
する測定台と、（Ｂ）レーザと、前記レーザのビーム径
を所要のビーム径に拡大するビーム拡大器と、前記ビー
ム拡大器を通過したレーザ光を前記測定台の真上から鉛
直下方に前記測定台の送り方向と直行する方向に走査す
るスキャナと、前記スキャナで走査されたレーザ光を前
記測定台の測定面上で所要のビーム径に収束させかつ一
定速度で走査させるｆθレンズと、前記ビーム拡大器と
スキャナの間に置かれ測定物から鉛直方向に反射し前記
ｆθレンズで集光された反射光を分割するビームスプリ
ッタと、前記ビームスプリッタで分割された光を結像さ
せる集光レンズと、前記集光レンズの結像位置に置かれ
前記測定台の測定面上で走査方向と直交する方向である
副走査方向における反射光の強度重心位置を検出する第
１の位置検出型受光素子とで構成される投受光光学系
と、（Ｃ）測定物の反射光の中で前記副走査方向に反射
する光の一部を斜め上方から副捜査方向に集光する第１
の円筒面レンズと、前記第１の円筒面レンズの光軸上に
置かれ捜査方向に光を集光する第２の円筒面レンズと、
前記第１の円筒面レンズと前記第２の円筒面レンズの結
像位置に置かれ前記第１の円筒面レンズによる結像位置
を検出する第２の位置検出型受光素子とで構成される受
光光学系と、（Ｄ）前記第２の位置検出型受光素子の受
光位置から三角測量の原理で測定物の高さを求める第１
の演算回路と前記第１の位置検出型受光素子の受光位置
から反射光の強度重心位置を検出し入射中心からのずれ
量を求め照射ビーム領域内における反射強度不均一性お
よび前記投受光光学系のスキャナの面倒れに起因する高
さ測定誤差を演算する第２の演算回路と、前記第１の演
算回路の出力を前記第２の高さ演算回路の出力で補正し
高さを求める第３の高さ演算回路とて構成される信号処
理回路とを備えることを特徴とする走査型レーザ変位
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265592A JP2943498B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 走査型レーザ変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10265592A JP2943498B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 走査型レーザ変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658723A true JPH0658723A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2943498B2 JP2943498B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=14333258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10265592A Expired - Lifetime JP2943498B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 走査型レーザ変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943498B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104061862A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-24 | 北京航天发射技术研究所 | 基于位置传感器的远距离位移测量系统 |
| WO2015107751A1 (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置およびそれを備えた工作機械ならびに表面形状測定方法 |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP10265592A patent/JP2943498B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015107751A1 (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置およびそれを備えた工作機械ならびに表面形状測定方法 |
| JP2015135276A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | Dmg森精機株式会社 | 表面形状測定装置およびそれを備えた工作機械 |
| GB2536167A (en) * | 2014-01-17 | 2016-09-07 | Dmg Mori Co Ltd | Surface shape measuring device and machine tool provided with same, and surface shape measuring method |
| CN104061862A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-24 | 北京航天发射技术研究所 | 基于位置传感器的远距离位移测量系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2943498B2 (ja) | 1999-08-30 |
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