JPH07218230A

JPH07218230A - 光学的測定装置

Info

Publication number: JPH07218230A
Application number: JP6009937A
Authority: JP
Inventors: Taizo Toyama; 退三遠山; Kazuhiro Oonishi; 主洋大西
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】位置検出素子における測定精度を向上させ
る。【構成】位置検出手段１０１上に光ビームの結像位置
に応じて光ビームの出力が逆比例配分された２つの信号
が位置検出手段１０１の両端から出力され、第１の演算
手段１０３により両出力信号の和を演算するとともに第
２の演算手段１０４により位置検出手段１０１上の結像
位置の情報を意味する位置信号を演算し、判定手段１０
５によって、第１の演算手段１０３によって得られた和
信号に基づいて記憶手段１０２に記憶された第１のデー
タテーブルからどの断面位置かを判定し、決定された断
面位置でのデータテーブルを記憶手段１０２に記憶され
た第２のデータテーブルから選択し、補間演算手段１０
６によって第２のデータテーブルから第２の演算手段１
０４によって得られた位置信号に対応する結像位置を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の表面形状等
を半導体レーザ等の光ビームを用いて測定する光学的測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被測定物の表面形状等を半導体レ
ーザ等の光ビームを用いて測定する光学的測定装置にお
いて、１次元の位置検出素子上に光ビームを結像させ、
この位置検出素子上の結像位置を検出している。図３に
おいて、１１７は位置検出素子で、この位置検出素子１
１７の表面層１１７ｅは全面に均一な抵抗値を持ってお
り、位置検出素子１１７上にレーザビームＢ１が入射す
ると、入射位置には光エネルギーに比例した電荷が発生
し、この電荷は光電流として表面層１１７ｅを流れ、こ
の光電流は電極１１７ｃ、１１７ｄまでの距離（抵抗
値）に逆比例して分割され、両端に設けられた端子１１
７ａ、１１７ｂから出力されるようになっている。

【０００３】ここで、光電流をＩ₀、中心からのずれ量
をｄ、測定方向における位置検出素子１１７の測定可能
範囲をＬ、一方の出力電流をＩ_A、他方の出力電流をＩ
_Bとした時、出力電流Ｉ_A、Ｉ_B、位置検出素子１１７
の中心からのずれ量ｄは、Ｉ_A＝（Ｉ₀／２）・（１−２ｄ／Ｌ）・・・Ｉ_B＝（Ｉ₀／２）・（１＋２ｄ／Ｌ）・・・ｄ＝（Ｌ／２）・（Ｉ_B−Ｉ_A）／（Ｉ_A＋Ｉ_B）・・・と表すことができる。ここで、上記式において、（Ｉ
_B−Ｉ_A）／（Ｉ_A＋Ｉ _B）がずれ量ｄを決定する係数
つまり、位置検出素子１１７上で位置情報を意味する位
置信号に相当する位置電流Ｉβである。

【０００４】通常、上記出力電流Ｉ_A、Ｉ_Bは、微小な
電流値であるため、Ｉ−Ｖ変換することにより増幅して
出力される。つまり、出力電流Ｉ_A、Ｉ_Bはそれぞれ出
力電圧Ｖ_A、Ｖ_Bに変換され出力される。従って、上記
式において、出力電流Ｉ_A、Ｉ_Bをそれぞれ出力電圧
Ｖ_A、Ｖ_Bに置き換えると、ｄ＝（Ｌ／２）・（Ｖ_B−Ｖ_A）／（Ｖ_A＋Ｖ_B）・・・’ となり、位置検出素子１１７上で位置情報を意味する位
置信号に相当する位置電圧ＶβはＶβ＝（Ｖ_B−Ｖ_A）／（Ｖ_A＋Ｖ_B）・・・で表される。

【０００５】また、上記式’で算出される位置検出素
子１１７上の中心からのずれ量ｄを、位置検出素子１１
７の一端を原点とし、この原点からの離間距離である結
像位置ｘに換算すると、ｘ＝ｄ＋Ｌ／２・・・となる。

【０００６】ここで、位置検出素子１１７から出力され
た出力電圧に基づいて上記式から算出された位置電圧
がＶ_nの時、この位置電圧Ｖ_nに基づいて上記式’お
よび式により位置検出素子１１７上の結像位置が
ｘ_n’と算出されるが、位置検出素子１１７には、製造
上のばらつきがあるため、この計算値である結像位置ｘ
_n’と、実測値つまり、実際の結像位置ｘ_nには、図８
に示すように誤差Δｘ_n（＝ｘ_n’−ｘ_n）が生じるた
め、出力電圧Ｖ_A、Ｖ_Bにより算出される位置電圧Ｖβ
に対する実際の結像位置ｘβとの対応関係を表すデータ
テーブルをあらかじめ、実験等によって作成し、このデ
ータテーブルに基づいて位置電圧Ｖβに対する結像位置
ｘβを補間演算することにより、結像位置ｘβを求めて
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、製造上
のばらつきは位置検出素子１１７における測定方向（図
３におけるＸ方向）だけでなく、位置検出素子１１７に
おける測定方向と直交する幅方向（図３におけるＹ方
向）においても生じており、位置検出素子１１７の出力
電圧の和（和電圧）Ｖαは、図７に示すように、位置検
出素子１１７の幅方向の中心で最大和電圧Ｖ_MAXで、両
端に向かってほぼ一次の単調減少となり、幅方向で異な
っているため、従来のように、データの校正を行うデー
タテーブルが１つでは、位置検出素子の幅方向のばらつ
きに対応できず、高精度な位置検出ができないという問
題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的測定装置
は、上述した問題点を解決するためになされたもので、
クレーム対応図である図１に基づき説明すると、光ビー
ムの結像位置に応じて両端から光ビームの出力が逆比例
配分された信号を出力する位置検出手段１０１と、この
位置検出手段１０１上における測定方向と平行な方向の
位置検出手段１０１の複数の断面位置と出力信号の和と
の対応関係を表す第１のデータテーブル、および前記位
置検出手段１０１の前記各断面位置ごとの光ビームの結
像位置とこの結像位置の位置情報となる位置信号との対
応関係を表す複数のデータテーブルからなる第２のデー
タテーブルとを記憶する記憶手段１０２と、前記位置検
出手段１０１から出力された両出力信号の和を演算する
第１の演算手段１０３と、前記両出力信号により前記位
置信号を演算する第２の演算手段１０４と、前記第１の
演算手段１０３によって得られた和信号に基づいて前記
第１のデータテーブルからどの断面位置かを判定する判
定手段１０５と、この判定手段１０５によって判定され
た断面位置でのデータテーブルを前記第２のデータテー
ブルから選択し、このデータテーブルにより前記第２の
演算手段１０４によって得られた位置信号に対応する結
像位置を補間演算する補間演算手段１０６とを設けたこ
とを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】位置検出手段１０１上に光ビームが結像される
と、その結像位置に応じて光ビームの出力が逆比例配分
され２つの信号が位置検出手段１０１の両端から出力さ
れる。この出力された２つの出力信号は、第１の演算手
段１０３により両出力信号の和が演算されるとともに第
２の演算手段１０４により前記位置検出手段１０１上の
結像位置の情報を意味する位置信号が演算される。次
に、判定手段１０５によって、第１の演算手段１０３に
よって得られた和信号に基づいて記憶手段１０２に記憶
された第１のデータテーブルからどの断面位置かを判定
する。そして、この判定によって判定された断面位置で
のデータテーブルを記憶手段１０２に記憶された第２の
データテーブルから選択し、補間演算手段１０６によっ
て第２のデータテーブルから第２の演算手段１０４によ
って得られた位置信号に対応する結像位置を求める。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明による光学的測定装置の一実施例を示す
全体の構成図である。図２において、１１は被測定物１
２の形状測定を行うための差動オートコリメーションセ
ンサ部（以下単にセンサ部という）で、このセンサ部１
１の下方には、被測定物１２が載置された移動テーブル
１３が設置されている。この移動テーブル１３は、図示
しないボールねじによってレーザビームの被測定物１２
への照射方向と直交する図１の矢印方向およびそれに交
差する方向に駆動されるようになっている。

【００１１】センサ部１１は、図２に示すように、レー
ザビーム光軸が互いに直交するように配置された一対の
半導体レーザ１１１ａ、１１１ｂと、この半導体レーザ
１１１ａ、１１１ｂのレーザビーム出射前面に配置した
コリメータレンズ１１２ａ、１１２ｂと、半導体レーザ
１１１ａからのレーザビームＢ１を透過するとともに半
導体レーザ１１１ｂからのレーザビームＢ２を９０°に
曲げて被測定物１２に向けて照射するハーフミラー１１
３と、このハーフミラー１１３のレーザビーム出射側に
配置した偏光ビームスプリッタ１１４と、この偏光ビー
ムスプリッタ１１４の下面に設けた１／４波長板１１５
と、偏光ビームスプリッタ１１４の側方に配置され、被
測定物１２から偏光ビームスプリッタ１１４を介して反
射されてくるレーザビームＢ１、Ｂ２を集光する集光レ
ンズ１１６と、この集光レンズ１１６の焦点位置ｆに配
置され、レーザビームＢ１、Ｂ２の結像位置に応じてレ
ーザビームＢ１、Ｂ２の出力を逆比例配分して両端の端
子１１７ａ、１１７ｂから電流Ｉ_A、Ｉ_Bを出力するＰ
ＳＤ等からなる一次元の位置検出素子１１７とから構成
されている。

【００１２】ここで、位置検出素子１１７は図３、図４
に示すように直方体形状となっており、レーザビームＢ
１、Ｂ２が結像される面の長手方向（Ｘ方向）が測定方
向である。そして、図３において、Ｌは測定方向（Ｘ方
向）の測定可能範囲であり、Ｈは測定方向と直交する幅
方向（Ｙ方向）の測定可能範囲である。測定方向（Ｘ方
向）の位置電圧Ｖβと結像位置ｘとの対応関係は図８に
示すようにほぼ一次の右上がりの単調増加となってい
る。ここで、位置電圧Ｖβは、位置検出素子１１７上の
結像位置ｘの位置情報を表すものであり、Ｖβ＝（Ｖ_B
−Ｖ_A）／（Ｖ_A＋Ｖ_B）で算出される。一方、幅方向
（Ｙ方向）の和電圧Ｖαと断面位置ｙとの対応関係は図
７に示すように中心で和電圧Ｖαが最大和電圧Ｖ_MAXと
なり、両端に向かってほぼ一次の単調減少となってい
る。ここで、和電圧Ｖαは、出力電圧Ｖ_A、Ｖ_Bの和で
あり、Ｖα＝Ｖ_A＋Ｖ_Bで算出される。

【００１３】なお、位置検出素子１１７は、一対の半導
体レーザ１１１ａ、１１１ｂに対し１個であるため、半
導体レーザ１１１ａ、１１１ｂを指定された時間差で交
互に動作させてそれぞれのレーザビームＢ１、Ｂ２を交
互に発生する構成になっている。ここで、図１に示すｌ
はレーザビームＢ１、Ｂ２のビーム間距離である。図２
において、２０は、センサ部１１を含む測定装置全体を
制御し管理する中央処理装置（以下ＣＰＵと略称する）
であり、このＣＰＵ２０には、種々のデータを格納する
メモリ２１が接続されているとともに、入力インターフ
ェース２２および出力インターフェース２３が接続され
ている。

【００１４】入力インターフェース２２には、Ａ−Ｄコ
ンバータ２４を介して演算装置２５が接続され、この演
算装置２５はＩ−Ｖ変換器２６を介して位置検出素子１
１７の端子１１７ａ、１１７ｂに接続されている。ま
た、出力インターフェース２３には、半導体レーザ１１
１ａ、１１１ｂを交互に動作させる駆動装置２７が接続
されている。

【００１５】演算装置２５は、第１演算部２５ａと第２
演算部２５ｂとから構成され、第１演算部２５ａは位置
検出素子１１７から出力された電流Ｉ_Aおよび電流Ｉ_B
がＩ−Ｖ変換器２６によってそれぞれ変換された電圧Ｖ
_Aおよび電圧Ｖ_Bの和を演算する。つまり、Ｖα＝Ｖ_A
＋Ｖ_Bを行い、和電圧Ｖαを算出する。そして、第２演
算部２５ｂは位置検出素子１１７上のレーザビームの結
像位置の位置信号を演算する。つまり、Ｖβ＝（Ｖ_B−
Ｖ_A）／（Ｖ_A＋Ｖ_B）を行い、位置電圧Ｖβを算出す
る。この和電圧Ｖα、位置電圧ＶβはＡ−Ｄコンバータ
２４によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて
ＣＰＵ２０に取り込まれる。

【００１６】図５は、メモリ２１に格納される各種デー
タの一例を示す。この図５から明らかなように、メモリ
２１には第１のデータテーブル２１ａ、第２のデータテ
ーブル２１ｂ、補間演算プログラム２１ｃ、形状演算プ
ログラム２１ｄ、測定プログラム２１ｅ、および測定デ
ータ２１ｆがそれぞれ格納されている。ここで、第１の
データテーブル２１ａは、図３に示すように、測定方向
（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に等間隔で、測定
方向に平行な方向の複数の断面位置を設定し、つまり、
Ｙ方向の測定可能範囲をＨとした時、このＹ方向の測定
可能範囲Ｈの１／２の範囲をＭ分割し、この断面位置ｙ
_m（ｍ＝１〜Ｍ）と、このそれぞれの断面位置ｙ_mにお
ける和電圧Ｖ_mとの対応関係を表したものである。ここ
で、測定方向と直交する複数の断面位置ｙ_Mでは、図７
に示すように、幅中心が最大和電圧Ｖ_MAXとなり、両端
に向かってほぼ一次元の単調減少となっている。このた
め、Ｙ方向での測定可能範囲Ｈの中心で２分割し、その
どちらか一方で測定し、他方は測定に使用しない。ここ
で、実際には断面ｍの数は３〜４断面で行っているが、
断面Ｍの数はさらに複数設けても良い。

【００１７】第２のデータテーブルは、図３に示すよう
に、測定方向（Ｘ方向）の位置検出素子１１７の一端に
原点をおき、この原点からの離間距離を結像位置ｘと
し、位置検出素子１１７の測定可能範囲をＬとしたと
き、この測定可能範囲ＬをＮ分割し、この結像位置ｘ_n
（ｎ＝１〜Ｎ）と位置電圧Ｖ_nとの対応関係を表したも
のである。

【００１８】なお、第１のデータテーブル２１ａおよび
第２のデータテーブル２１ｂは実験結果などを基に構築
される。上記の構成において、位置検出素子１１７が位
置検出手段１０１を、演算装置２５における第１演算部
２５ａが第１の演算手段１０３を、演算装置２５におけ
る第２演算部２５ｂが第２の演算手段１０４を、ＣＰＵ
２０およびメモリ２１が記憶手段１０２、判定手段１０
５および補間演算手段１０６をそれぞれ構成する。

【００１９】次に、上記のように構成された本発明の一
実施例の動作を図６に示すフローチャートを参照して説
明する。まず、測定プログラム２１ｅに従って、ＣＰＵ
２０からテーブル移動指令を出力し、被測定物１２を測
定開始位置へ移動させる。（ステップ１）次に、ＣＰＵ２０からレーザ駆動指令を出力インターフ
ェース２３を介して駆動回路２７に出力し、この駆動回
路２７により半導体レーザ１１１ａ、１１１ｂを駆動し
てレーザビームＢ１、Ｂ２を発生させる。（ステップ
２）各半導体レーザ１１１ａ、１１１ｂから所定時間毎に交
互に発生するレーザビームＢ１、Ｂ２が、それぞれのコ
リメータレンズ１１２ａ、１１２ｂ、ハーフミラー１１
３、偏光ビームスプリッタ１１４および１／４波長板１
１５を通して被測定物１２に照射される。そして、被測
定物１２の表面で反射された両レーザビームＢ１、Ｂ２
で反射光は１／４波長板１１５を通って偏光ビームスプ
リッタ１１４により集光レンズ１１６の方向に曲げら
れ、集光レンズ１１６により位置検出素子１１７上に結
像される。

【００２０】ここで、被測定物１２の表面位置Ｐ１の接
線角をθ₁とすると、このレーザビームＢ１は、図４に
示すように集光レンズ１１６に対して２θ₁の角度で入
射し、また、集光レンズ１１６を通過したレーザビーム
Ｂ１は、位置検出素子１１７に対してその中心からｄ₁
ずれた位置に結像する。この時の接線角θ₁は、レンズ
の結像式により、θ₁＝ｄ₁／２ｆで表される。ここ
で、ｆは集光レンズ１１６の焦点距離で、集光レンズ１
１６と位置検出素子１１７間の距離と等しい。

【００２１】そして、表面位置Ｐ１の接線角θ₁、表面
位置Ｐ２の接線角θ₂の差をビーム間距離ｌで除算した
値、つまり、Δθ／ｌ＝（θ₂−θ₁）／ｌを算出す
る。このΔθ／ｌは被測定物の表面形状の２次微分に相
当するから、Δθ／ｌを２回積分することによって、被
測定物の２本のレーザビームＢ１、Ｂ２間に位置する表
面形状を測定できる。

【００２２】レーザビームＢ１が位置検出素子１１７上
に結像されることによって、位置検出素子１１７の両端
に設けられた端子１１７ａ、１１７ｂから測定方向に逆
比例配分した電流Ｉ_A、Ｉ_Bが出力される。この出力さ
れた電流Ｉ_A、Ｉ_Bは、Ｉ−Ｖ変換器２６に入力され、
それぞれ電圧Ｖ_A、電圧Ｖ_Bに変換され、演算装置２５
に入力される。

【００２３】この演算装置２５では、第１演算部２５ａ
により、和電圧Ｖα（＝Ｖ_A＋Ｖ_B）が演算され、同時
に、第２演算部２５ｂにより、位置電圧Ｖβ（＝（Ｖ_B
−Ｖ _A）／（Ｖ_A＋Ｖ_B））が演算され、これら和電圧
Ｖαおよび位置電圧Ｖβの信号がＡ−Ｄコンバータ２４
によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＣＰ
Ｕ２０に入力される。（ステップ３）ＣＰＵ２０では、先ず、第１演算部２５ａにより算出し
た和電圧Ｖαがどの断面位置かを判定する。（ステップ
４）ここで、上記判定の詳細は、以下のように行っている。

【００２４】算出された和電圧Ｖαを基に、第１のデー
タテーブル２１ａを検索することにより、この和電圧Ｖ
αがＶ_m＜Ｖα＜Ｖ_m+1の範囲にあった場合、和電圧Ｖ
αが断面位置ｙ_mおよび断面位置ｙ_m+1のどちらに属さ
せるかの基準を設けてある。つまり、断面位置ｙ_mでの
和電圧をＶ_m、断面位置ｙ_m+1での和電圧をＶ_m+1とし
た時、Ｖα≦（Ｖ_m＋Ｖ_m+1）／２・・・Ｖα＞（Ｖ_m＋Ｖ_m+1）／２・・・で区分けし、式を満たす場合には和電圧Ｖαは和電圧
Ｖ_mに対応する断面位置ｙ_mに属させる。逆に式を満
たす場合には和電圧Ｖ_mに対応する断面位置ｙ_m+ ₁に属
させる。

【００２５】この時、和電圧Ｖαが式を満たしている
とすると、断面位置ｙ_mに決定される。そして、ＣＰＵ
２０では、次に、前記ステップ４において判定された断
面位置ｙ_mでの位置検出素子１１７上のＸ方向の結像位
置ｘと出力電圧Ｖ_A、Ｖ_Bを用いて算出した位置電圧Ｖ
βとの対応関係を表すデータテーブルを第２のデータテ
ーブル２１ｂから選択し、このデータに基づいて補間演
算することにより、第２演算部２５ｂにより算出された
位置電圧Ｖβに対応する結像位置ｘβを算出する。（ス
テップ５）ここで、上記補間演算の詳細は、以下のように直線補間
法によって行っている。

【００２６】算出された位置電圧Ｖβを基に、第２のデ
ータテーブル２１ｂを検索することにより、この位置電
圧ＶβがＶ_n＜Ｖβ＜Ｖ_n+1の範囲にあった場合、位置
電圧Ｖβに対応する結像位置ｘβは、直線補間により、ｘβ＝ｘ_n・（Ｖ_n+1＋Ｖβ−２Ｖ_n）／（Ｖ_n+1−Ｖ_n）・・・で算出する。

【００２７】なお、補間演算の方法は上記の直線補間法
に限定されず、一般に周知であるＬａｇｒａｎｇｅの補
間法、Ａｉｔｋｅｎの方法、Ｎｅｗｔｏｎの補間法等、
種々の補間法が適応可能である。上記のようにして、一
方の半導体レーザ１１１ａからのレーザビームＢ１に対
する位置検出素子上の結像位置ｘβ₁が求められ、同様
に、指定の時間差をもって出射される他方の半導体レー
ザ１１１ｂからのレーザビームＢ２に対する位置検出素
子上の結像位置ｘβ₂が求められる。

【００２８】この結像位置ｘをｘ−Ｌ／２（ここで、Ｌ
は測定可能範囲）とすることによって位置検出素子１１
７の中心からのずれ量ｄに換算し、接線角θをθ＝ｄ／
２ｆでそれぞれ算出し（ステップ６）、さらに、両レー
ザビームＢ１、Ｂ２の接線角θの差をレーザビーム間隔
ｌで除算した値、つまり、Δθ／ｌ＝（θ₂−θ₁）／
ｌ＝〔（ｘβ₂−Ｌ／２）／２ｆ−（ｘβ₁−Ｌ／２）
／２ｆ〕／ｌを算出し（ステップ７）、この差データΔ
θ／ｌをメモリ２１の所定の領域に記憶する。（ステッ
プ８）ここで、実際には、レーザビームＢ１、Ｂ２の結像位置
ｘβ₁、ｘβ₂を中心からのずれ量ｄに換算せずに、ス
テップ６では接線角θに相当するθ’をθ’＝ｘ／２ｆ
で算出している。なぜなら、ステップ７における接線角
θの差Δθで、ずれ量ｄに換算するための−Ｌ／２が相
殺されるためである。

【００２９】そして、被測定物１２の測定が完了したか
を判定し（ステップ９）、ここで、測定が完了したこと
が判定されると、被測定物１２に対する測定動作は終了
する。一方、測定が完了していないことが判定された時
は、ステップ１０に進み、被加工物１２を次の測定位置
へ移動させる。その後、ステップ２に戻り、以下、被測
定物１２の形状測定が完了するまで、ステップ２以下の
処理を繰り返し実行する。

【００３０】そして、全測定範囲を測定完了後に、ＣＰ
Ｕ２０によって、メモリ２１から差データΔθ／ｌを取
り出し、全測定範囲において差データΔθ／ｌを２回積
分することにより、被測定物１２の表面形状を求める。
上述のような本実施例においては、位置検出素子１１７
上の結像位置ｘをより正確に検出することができるの
で、それに伴い、被測定物１２の表面形状測定の精度が
向上する。

【００３１】なお、上記の実施例では、差動オートコリ
メーションセンサ部１１の一部として位置検出素子１１
７を用いて、被測定物１２の表面形状を測定するものに
適用したが、本発明は上記のものに限定されず、種々の
適用が可能であり、さらに、請求項に記載した範囲を逸
脱しない限り、種々の変形が可能である。また、本発明
は、半導体レーザに限定されず、他の光源を用いてもよ
い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
置検出手段における測定方向と平行な方向の位置検出手
段の複数の断面位置と出力信号の和との対応関係を表す
第１のデータテーブルと、前記各断面位置ごとの位置検
出手段上の光ビームの結像位置の位置情報となる位置信
号と結像位置との対応関係を表す複数のデータテーブル
からなる第２のデータテーブルとを記憶しておき、光ビ
ームが結像することによって位置検出手段から出力され
る２つの出力信号に基づき、出力信号の和の演算を行う
とともに位置情報を表す位置信号の演算を行い、算出さ
れた和信号によって断面位置を判定し、この断面位置で
のデータテーブルを第２のデータテーブルから選択し、
このデータテーブルにより算出された位置信号に対する
結像位置を補間演算するようにしたので、位置検出素子
の測定方向と直交する幅方向における製造上のばらつき
に対応したデータの校正を行うことができ、位置検出素
子上の結像位置がより正確に検出され、位置検出素子の
測定精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクレーム対応図である。

【図２】本発明による光学的測定装置の一例を示す全体
の構成図である。

【図３】本実施例における位置検出素子の斜視図であ
る。

【図４】本実施例におけるレーザビームの位置検出素子
への結像状態を示す説明図である。

【図５】本発明におけるメモリの格納内容例を示す説明
図である。

【図６】本実施例における形状測定の手順を示すフロー
チャートである。

【図７】位置検出素子における断面位置と和電圧との関
係を表すグラフである。

【図８】位置検出素子における結像位置と位置電圧との
関係を表すグラフである。

【符号の説明】

２０ＣＰＵ２１メモリ２５演算回路２５ａ第１演算部２５ｂ第２演算部１１７位置検出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 3/03 ３８０Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームの結像位置に応じて両端から光
ビームの出力が逆比例配分された信号を出力する位置検
出手段と、この位置検出手段における測定方向と平行な
方向の位置検出手段の複数の断面位置と出力信号の和と
の対応関係を表す第１のデータテーブル、および前記位
置検出手段の前記各断面位置ごとの光ビームの結像位置
とこの結像位置の位置情報となる位置信号との対応関係
を表す複数のデータテーブルからなる第２のデータテー
ブルとを記憶する記憶手段と、前記位置検出手段から出
力された両出力信号の和を演算する第１の演算手段と、
前記両出力信号により前記位置信号を演算する第２の演
算手段と、前記第１の演算手段によって得られた和信号
に基づいて前記第１のデータテーブルからどの断面位置
かを判定する判定手段と、この判定手段によって判定さ
れた断面位置でのデータテーブルを前記第２のデータテ
ーブルから選択し、このデータテーブルにより前記第２
の演算手段によって得られた位置信号に対応する結像位
置を補間演算する補間演算手段とを設けたことを特徴と
する光学的測定装置。