JPH0741416U - 表面粗さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物体の表面の凹凸を触針を用いて測定し、表面
形状を表わす表面粗さ測定装置において、表面粗さ測定
装置の測定位置を高精度で位置決めすることができ、測
定ごとの観察系の調整を不必要とする。 【構成】粗さ検出器７のノーズピース８の先端部の触針
部の真上に、触針本体の上面を観察する貫通孔を設け、
これを観察して位置決めするＣＣＤカメラ１を粗さ検出
器取付ユニット１２に固定し、ＣＣＤカメラ１と粗さ検
出器７を一体に上下させ、ＣＣＤカメラ１の焦点距離３
を試料面の高さに応じて自動的に一定とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、触針を用いる表面粗さ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

物体の表面の凹凸を触針を用いて測定し、表面形状を表わす表面粗さ測定装置 の粗さ検出器７を図２に示した。このような粗さ検出器７では、触針９が、試料 面のどの位置に触れているかを観察する技術としては、触針部を斜め横から観察 することが行われていた。図２において、スキッド１０を使用して粗度測定を行 う場合、従来は、触針９本体の真上の位置がノーズピース８の陰になり見えなか った。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

鋼板等の表面の凹凸を測定し、３次元的に表面形状を表わす測定装置において 、試料面の測定位置を正確に把握することは、重要な課題である。さらに、試料 の高さは変化するものであり、測定ごとに観察系の調整を行うことは測定時間の ロスであり改善が望まれていた。 ノーズピース８については、スキッド１０を使用して測定する場合、試料面と の距離が数ｍｍと狭いので、正確な位置の観察ができない状態であった。 本考案は、このような課題を簡単にしかも正確に解決した装置を提供するもの である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、物体の表面の凹凸を触針を用いて測定し、３次元的に表面形状を表 わす表面粗さ測定装置において、粗さ検出器取付ユニットに撮像手段を取付け、 試料面の測定位置調整を行う観察モニタを備えたことを特徴とする。この場合に 、粗さ検出器のノーズピース先端部の触針部の真上に、触針本体の上面を観察す る貫通孔を設け、また、試料をセットするテーブルに、回転微調整機構を取付け るとさらに好適となるものである。

【０００５】

【作用】

触針９の先端部は試料面に直接触れているため、ノーズピース８を取付けた状 態で、触針部の先端を観察することは難しい。斜め上より撮像手段にて触針９の 先端部を観察する技術があるが、試料の大きさが変化すると、撮像手段の焦点位 置を修正する必要があり不便であった。

【０００６】 そこで、本考案では触針部の真上の位置に着目し、この部分の位置を撮像手段 等を使ってモニタ上で正確に把握することによって、測定位置を特定することと した。さらに撮像手段を粗さ検出器が取付けられている粗さ検出器ユニットに直 接取付けることにより、触針の圧力が適性値になったときに撮像手段の焦点が自 動的に試料面に一致するようにした。このような構成によって、試料セッテイン グ精度を向上させ、試料セッテイング時間を短縮することが可能となった。 さらに、ノーズピース８の先端部に触針９本体の上面を観察することができる ように、触針９の真上に直径２〜６ｍｍφの触針位置観察孔４を開け、上部に取 付けた撮像手段、例えばＣＣＤカメラ１にて、その位置をモニタ１５上に拡大し て映し出すことにより、測定位置を正確に観察でき、位置調整ができるようにし た。

【０００７】

【実施例】

図１に、本考案の表面粗さ測定装置３０の全体図を示す。この装置は除震台１ ７上に設けたベース５上に載置されている。撮像手段としてＣＣＤカメラ１を用 いた。ＣＣＤカメラ１にはアンプ１４、モニタ１５を付属している。ＣＣＤカメ ラ１はＣＣＤカメラ固定具２により粗さ検出器取付ユニット１２に固定されてい る。試料テーブル６上には、試料回転調整台１６があり、その上に試料が載って いる。粗さ検出器取付ユニット１２には粗さ検出器７が取付けられており、 ＣＣＤカメラ１と粗さ検出器７は一体物として試料の高さに合わせて矢印１３に 示すように上下する。したがって、ＣＣＤカメラ１の焦点距離３は、試料面の高 さが変化しても変わらない。

【０００８】 図２に、粗さ検出器７に取り付けた実施例のノーズピース８を示す。上部より ＣＣＤカメラ１にて触針９の位置を観察できるように、ノーズピース８の触針９ の上方に触針位置観察孔４を設けた。ＣＣＤカメラ１は触針９が触針取り付けア ーム１１に取り付けられている位置を観察することができる。これをモニタ１５ 上に映し出すことによって、粗さ測定器の測定開始点及び測定終了点を正確に把 握することができるようになった。

【０００９】 図３（ａ）に、モニタ１５の画面とその表面に貼った測定距離表示シール１８ を示す、触針９の上部の中心位置を同シール１８に合わせることで、モニタ上に は試料面が映し出されていることから、正確な測定位置の把握ができるようにな った。 図３（ｂ）には、測定中のモニタ１５の画面を映す。ノーズピース８が映し出 されており、ノーズピース８に開けた触針位置観察孔４により、触針９の位置を 観察することができる。

【００１０】 表面粗さ測定中は、ノーズピース８を含む検出器全体が測定距離が２ｍｍの場 合、測定時の触針の往復範囲１９を設定条件に合わせ往復し、試料は、設定条件 に合わせ方向２０に、数μｍ単位で移動する。 図３（ａ）の測定距離表示シール１８に示す破線のエリアを測定開始位置とし た場合、測定終了後は、測定距離表示シール１８の実線に示すエリアへ移動する 。 測定終了後、モニタ画面からノーズピースを外すと、測定終了後の位置は測定 距離表示シール１８の上記実線内にあり、モニタ画面を写真に取れば、粗さデー タと測定位置を示す写真も得ることができるようになった。

【００１１】 図４に、粗さ測定チャートを示す。図４（ｂ）は試料面の角度ズレ２１を起し たときのデータであり、測定条件によっては、正確に測定方向を合わせる必要が あっても、従来は目視観察で試料を直接見て、手で角度調整を行っていたため、 高い精度はなかった。しかし実施例のモニタ画面には拡大された試料面が映し出 され、さらに試料回転微調整台を取り付けたことから、図４（ａ）に示すような 高精度の角度調整も可能となった。

【００１２】

【考案の効果】

本考案によれば、表面粗さ測定装置の測定位置を高精度で位置決めすることが でき、測定ごとに観察系の調整を行う必要がなくなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の表面粗さ測定装置の全体図である。

【図２】粗さ測定用検出器及び触針位置観察孔の位置図
である。

【図３】（ａ）モニタ画面と測定距離表示シール、
（ｂ）粗さ測定時のモニタ画面である。

【図４】（ａ）実施例で測定した表面粗さ測定チャー
ト、（ｂ）従来法で測定した表面粗さ測定チャートであ
る。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ（撮像手段） ２ ＣＣＤカメ
ラ固定具 ３ ＣＣＤカメラの焦点距離 ４ 孔 ５ ベース ６ 試料テーブ
ル ７ 粗さ検出器 ８ ノーズピース ９ 触針 １０ スキッド １１ 触針取付
アーム １２ 粗さ検出器取付ユニット １３ 矢印 １４ アンプ １５ モニタ １６ 試料回転器調整台 １７ 除振台 １８ 測定距離表示シール １９ 測定時の
触針の往復範囲 ２０ 試料面移動距離 ２１ 角度ズレ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体の表面の凹凸を触針を用いて測定
   し、表面形状を表わす表面粗さ測定装置において、粗さ
   検出器取付ユニットに撮像手段を取付け、試料面の測定
   位置調整を行う観察モニタを備えたことを特徴とする表
   面粗さ測定装置。
2. 【請求項２】 粗さ検出器のノーズピース先端部の触針
   部の真上に、触針本体の上面を観察する貫通孔を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の表面粗さ測定装置。
3. 【請求項３】 試料をセットするテーブルに、回転微調
   整機構を取付けたことを特徴とする請求項１記載の表面
   粗さ測定装置。