JPH08178630A - 高温被検体の形状測定方法及び装置 - Google Patents
高温被検体の形状測定方法及び装置Info
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- JPH08178630A JPH08178630A JP6317995A JP31799594A JPH08178630A JP H08178630 A JPH08178630 A JP H08178630A JP 6317995 A JP6317995 A JP 6317995A JP 31799594 A JP31799594 A JP 31799594A JP H08178630 A JPH08178630 A JP H08178630A
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- Japan
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- high temperature
- shape
- radiant heat
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光による三次元計測技術を高温状態にある被
検体に対しても適用することを可能にした高温被検体の
形状測定方法及びその装置を提供する。 【構成】 光源からの光を被検体に照射し，その反射光
を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式検出
器３と高温被検体２との間に，輻射熱遮断フィルタ５を
配して高温被検体２からの輻射熱を遮断するので，上記
光学式検出器３が輻射熱によりダメージを受けることが
なく，高温被検体２の形状測定を精密に実施することが
できる。
検体に対しても適用することを可能にした高温被検体の
形状測定方法及びその装置を提供する。 【構成】 光源からの光を被検体に照射し，その反射光
を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式検出
器３と高温被検体２との間に，輻射熱遮断フィルタ５を
配して高温被検体２からの輻射熱を遮断するので，上記
光学式検出器３が輻射熱によりダメージを受けることが
なく，高温被検体２の形状測定を精密に実施することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高温状態にある精密加
工品や樹脂成形品，特に，ＴＡＢ（Tape Automated Bon
ding）方式におけるボンディングツール等の高温被検体
の形状測定方法及びその装置に関する。
工品や樹脂成形品，特に，ＴＡＢ（Tape Automated Bon
ding）方式におけるボンディングツール等の高温被検体
の形状測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密加工品の形状あるいは平坦度の測定
方法として，触針を被検体に接触させて，その機械的変
位を電気信号に変換して検出する接触式測定方法や，光
を形状変位の検出プローブとして用いることにより，被
検体の形状変位による光の変化を検出する非接触測定方
法が知られている。しかしながら，被検体が高温（数百
度）状態にある場合には，接触式測定方法に用いられる
機械的変位検出プローブでは，伝熱と接近による輻射熱
とによる熱的ダメージを受けて測定は不可能である。
又，光学的変位プローブの場合であっても，輻射熱によ
る熱的ダメージを受けて測定は不可能である。高温状態
にある被検体の形状測定の例として，ＩＣやＬＳＩ等の
半導体素子のリード線を接続するボンディングツールの
使用温度における先端押圧面の平坦度測定方法が特開平
５−３２６６４２号公報に開示されている。本測定方法
は，図９に示すように，表面が平坦な基体３４上に同一
直径の金などの軟質材料による複数のワイヤー３６，３
６…を平行に並べ，この複数のワイヤー３６上に使用温
度に加熱したボンディングツール３３の先端面を上記基
体３４に対して直交方向に押しつけ，各ワイヤー３６を
先端面に沿って変形させる。この後，常温の下で各ワイ
ヤー３６の基体３４に対する直交方向の変位量を図１０
に示すように触針式の変位計３５等により測定し，間接
的にボンディングツール３３先端面の平坦度を求めるも
のである。
方法として，触針を被検体に接触させて，その機械的変
位を電気信号に変換して検出する接触式測定方法や，光
を形状変位の検出プローブとして用いることにより，被
検体の形状変位による光の変化を検出する非接触測定方
法が知られている。しかしながら，被検体が高温（数百
度）状態にある場合には，接触式測定方法に用いられる
機械的変位検出プローブでは，伝熱と接近による輻射熱
とによる熱的ダメージを受けて測定は不可能である。
又，光学的変位プローブの場合であっても，輻射熱によ
る熱的ダメージを受けて測定は不可能である。高温状態
にある被検体の形状測定の例として，ＩＣやＬＳＩ等の
半導体素子のリード線を接続するボンディングツールの
使用温度における先端押圧面の平坦度測定方法が特開平
５−３２６６４２号公報に開示されている。本測定方法
は，図９に示すように，表面が平坦な基体３４上に同一
直径の金などの軟質材料による複数のワイヤー３６，３
６…を平行に並べ，この複数のワイヤー３６上に使用温
度に加熱したボンディングツール３３の先端面を上記基
体３４に対して直交方向に押しつけ，各ワイヤー３６を
先端面に沿って変形させる。この後，常温の下で各ワイ
ヤー３６の基体３４に対する直交方向の変位量を図１０
に示すように触針式の変位計３５等により測定し，間接
的にボンディングツール３３先端面の平坦度を求めるも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来例に係る高温被検体の形状（平坦度）測定方法では，
被検体の形状を複数のワイヤー上に転写させる間接的な
測定方法であるため，高温状態から常温状態にする間に
転写形状そのものが形状変化し，転写形状と被検体形状
とが合致しなくなり，測定精度が低くなる問題点があっ
た。又，ワイヤーの数で決定される離散的なデータしか
得られず，連続した被検体形状が測定できない問題点も
あった。更に，基体，ワイヤー等の前準備が必要である
ことや，常温に冷却した後に形状測定しなければならな
い等の測定工程の簡便さに欠ける問題点もあった。本発
明の目的とするところは，上記したような高温状態にあ
る精密加工品の形状測定の課題を解決すべく，光による
三次元計測技術を高温状態にある被検体に対しても適用
することを可能にした高温被検体の形状測定方法及びそ
の装置を提供することにある。
来例に係る高温被検体の形状（平坦度）測定方法では，
被検体の形状を複数のワイヤー上に転写させる間接的な
測定方法であるため，高温状態から常温状態にする間に
転写形状そのものが形状変化し，転写形状と被検体形状
とが合致しなくなり，測定精度が低くなる問題点があっ
た。又，ワイヤーの数で決定される離散的なデータしか
得られず，連続した被検体形状が測定できない問題点も
あった。更に，基体，ワイヤー等の前準備が必要である
ことや，常温に冷却した後に形状測定しなければならな
い等の測定工程の簡便さに欠ける問題点もあった。本発
明の目的とするところは，上記したような高温状態にあ
る精密加工品の形状測定の課題を解決すべく，光による
三次元計測技術を高温状態にある被検体に対しても適用
することを可能にした高温被検体の形状測定方法及びそ
の装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する第１の方法は，光源からの光を被検
体に照射し，その反射光を検出器で受光して被検体の形
状を検出する光学式検出器を用いて高温被検体の形状を
測定する高温被検体の形状測定方法において，上記高温
被検体から放射される輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽し
て上記反射光を受光するようにしたことを特徴とする高
温被検体の形状測定方法である。又，本発明が採用する
第２の方法は，光源からの光を被検体に照射し，その反
射光を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式
検出器を用いて高温被検体の形状を測定する高温被検体
の形状測定方法において，上記高温被検体から放射され
る輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽すると共に，測定に必
要な短時間だけ上記光学式検出器を高温被検体に対峙さ
せて上記反射光を受光するようにしたことを特徴とする
高温被検体の形状測定方法である。更に，上記目的を達
成するために本発明が採用する手段は，光源からの光を
被検体に照射し，その反射光を検出器で受光して被検体
の形状を検出する光学式検出器を用いて高温被検体の形
状を測定する高温被検体の形状測定装置において，上記
高温被検体と上記光学式検出器との間に，上記高温被検
体から放射される輻射熱を遮蔽する輻射熱遮蔽手段を配
設したことを特徴とする高温被検体の形状測定装置とし
て構成される。上記構成において，上記輻射熱遮蔽手段
が，上記光源からの光及びその反射光のみを透過させる
光学フィルタであるように構成することができる。又，
上記構成において，上記輻射熱遮蔽手段が，上記光源か
らの光の波長より長波長域の光を反射又は吸収する波長
制限フィルタであるように構成することができる。
に本発明が採用する第１の方法は，光源からの光を被検
体に照射し，その反射光を検出器で受光して被検体の形
状を検出する光学式検出器を用いて高温被検体の形状を
測定する高温被検体の形状測定方法において，上記高温
被検体から放射される輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽し
て上記反射光を受光するようにしたことを特徴とする高
温被検体の形状測定方法である。又，本発明が採用する
第２の方法は，光源からの光を被検体に照射し，その反
射光を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式
検出器を用いて高温被検体の形状を測定する高温被検体
の形状測定方法において，上記高温被検体から放射され
る輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽すると共に，測定に必
要な短時間だけ上記光学式検出器を高温被検体に対峙さ
せて上記反射光を受光するようにしたことを特徴とする
高温被検体の形状測定方法である。更に，上記目的を達
成するために本発明が採用する手段は，光源からの光を
被検体に照射し，その反射光を検出器で受光して被検体
の形状を検出する光学式検出器を用いて高温被検体の形
状を測定する高温被検体の形状測定装置において，上記
高温被検体と上記光学式検出器との間に，上記高温被検
体から放射される輻射熱を遮蔽する輻射熱遮蔽手段を配
設したことを特徴とする高温被検体の形状測定装置とし
て構成される。上記構成において，上記輻射熱遮蔽手段
が，上記光源からの光及びその反射光のみを透過させる
光学フィルタであるように構成することができる。又，
上記構成において，上記輻射熱遮蔽手段が，上記光源か
らの光の波長より長波長域の光を反射又は吸収する波長
制限フィルタであるように構成することができる。
【０００５】
【作用】本発明によれば，光源からの光を被検体に照射
し，その反射光を検出器で受光して被検体の形状を検出
する光学式検出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手
段を配して高温被検体からの輻射熱を遮断するので，上
記光学式検出器が輻射熱によりダメージを受けることが
なく，高温被検体の形状測定を精密に実施することがで
きる。請求項１及び３がこれに該当する。又，光学式検
出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手段を配すると
共に，測定に必要な短時間だけ上記光学式検出器を高温
被検体に対峙させて上記反射光を受光するようにするこ
とによって，高温被検体の温度によって熱輻射の波長エ
ネルギーが異なって上記輻射熱遮蔽手段による遮蔽波長
領域を外れる場合にも，輻射熱を受ける総量が制限され
るため，光学式検出器が輻射熱によりダメージを受ける
ことがなくなる。請求項２がこれに該当する。上記輻射
熱遮蔽手段は，形状測定に必要な光源からの光及びその
反射光のみを透過させる光学フィルタとして構成するこ
とにより，高温被検体からの輻射熱の波長領域からの赤
外線等は遮断されるので，光学式検出器の輻射熱による
ダメージは防止される。請求項４がこれに該当する。
又，上記輻射熱遮断手段は，光源からの光の波長より長
波長域の光を反射又は吸収する波長制限フィルタとして
構成することにより，検査光より長波長域にある輻射熱
の赤外線は反射又は吸収されるので，光学式検出器の輻
射熱によるダメージは防止される。請求項５がこれに該
当する。
し，その反射光を検出器で受光して被検体の形状を検出
する光学式検出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手
段を配して高温被検体からの輻射熱を遮断するので，上
記光学式検出器が輻射熱によりダメージを受けることが
なく，高温被検体の形状測定を精密に実施することがで
きる。請求項１及び３がこれに該当する。又，光学式検
出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手段を配すると
共に，測定に必要な短時間だけ上記光学式検出器を高温
被検体に対峙させて上記反射光を受光するようにするこ
とによって，高温被検体の温度によって熱輻射の波長エ
ネルギーが異なって上記輻射熱遮蔽手段による遮蔽波長
領域を外れる場合にも，輻射熱を受ける総量が制限され
るため，光学式検出器が輻射熱によりダメージを受ける
ことがなくなる。請求項２がこれに該当する。上記輻射
熱遮蔽手段は，形状測定に必要な光源からの光及びその
反射光のみを透過させる光学フィルタとして構成するこ
とにより，高温被検体からの輻射熱の波長領域からの赤
外線等は遮断されるので，光学式検出器の輻射熱による
ダメージは防止される。請求項４がこれに該当する。
又，上記輻射熱遮断手段は，光源からの光の波長より長
波長域の光を反射又は吸収する波長制限フィルタとして
構成することにより，検査光より長波長域にある輻射熱
の赤外線は反射又は吸収されるので，光学式検出器の輻
射熱によるダメージは防止される。請求項５がこれに該
当する。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明に係る高温被検体の形状測定方法を検証するた
めの形状変位測定装置の構成を示す模式図，図２は実施
例に係る光学式変位計の基本構成を示す模式図，図３は
輻射熱遮断フィルタの作用を説明するための黒体の分光
放射輝度グラフ，図４は実施例に係る波長制限フィルタ
の分光特性を示すグラフ，図５は実施例構成による変位
量測定のグラフ，図６，図７は実施例に係る輻射熱遮断
フィルタの分光特性を示すグラフ，図８は高温被検体の
形状測定装置の実施例構成を示す模式図である。図１に
おいて，高温被検体の形状測定方法を検証するための形
状変位測定装置１は，光学ベンチ４上に断熱材６を介し
て高温被検体２を配設し，該高温被検体２の上方に光学
式変位計（光学式検出器）３を配設すると共に，該光学
式変位計３と高温被検体２との間に輻射熱遮断フィルタ
（輻射熱遮断手段）５を配設して構成されている。上記
高温被検体２は，ヒータ装着穴９に装着したヒータによ
り加熱され，その温度は熱電対装着穴８に装着した熱電
対の温度変換出力から求めることができる。
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明に係る高温被検体の形状測定方法を検証するた
めの形状変位測定装置の構成を示す模式図，図２は実施
例に係る光学式変位計の基本構成を示す模式図，図３は
輻射熱遮断フィルタの作用を説明するための黒体の分光
放射輝度グラフ，図４は実施例に係る波長制限フィルタ
の分光特性を示すグラフ，図５は実施例構成による変位
量測定のグラフ，図６，図７は実施例に係る輻射熱遮断
フィルタの分光特性を示すグラフ，図８は高温被検体の
形状測定装置の実施例構成を示す模式図である。図１に
おいて，高温被検体の形状測定方法を検証するための形
状変位測定装置１は，光学ベンチ４上に断熱材６を介し
て高温被検体２を配設し，該高温被検体２の上方に光学
式変位計（光学式検出器）３を配設すると共に，該光学
式変位計３と高温被検体２との間に輻射熱遮断フィルタ
（輻射熱遮断手段）５を配設して構成されている。上記
高温被検体２は，ヒータ装着穴９に装着したヒータによ
り加熱され，その温度は熱電対装着穴８に装着した熱電
対の温度変換出力から求めることができる。
【０００７】上記光学式変位計３は，図２に示すような
三角測量方式によって被測定物の形状変位を測定する形
式のものを用いている。レーザー光源７からのレーザー
光が被測定物１０で反射した反射光をレンズ１１で集光
したスポット位置をＰＳＤ（Position Sensitive Devic
e ）１２等の位置検出光電素子によって検出することに
より，被測定物１０の変位ｘとＰＳＤ１２上での光スポ
ット移動量ｙとの間に幾何学的な関係が成り立っている
ことから，光スポット移動量ｙを検出して被測定物１０
の変位ｘを得る測定原理に基づくものである。この光学
式変位計３を被測定物１０の測定面に沿って平行移動さ
せることによって，被測定物１０の形状を測定すること
ができる。上記形状変位測定装置１の構成では，光学式
変位計３は高温被検体２に対する距離を相対的に移動で
きるように，図示しない駆動装置により図１の矢印方向
に移動できるように構成されている。この構成により，
光学式変位計３の位置を矢印方向に移動させると，高温
被検体２との間の相対変位が変化するので，相対移動量
と光学式変位計３の出力値との関係から物体面の変位が
求められる。又，高温被検体２からは輻射熱が放射され
るので，この輻射熱による光学式変位計３のダメージを
避けるため，輻射熱遮断フィルタ５が配設されている。
三角測量方式によって被測定物の形状変位を測定する形
式のものを用いている。レーザー光源７からのレーザー
光が被測定物１０で反射した反射光をレンズ１１で集光
したスポット位置をＰＳＤ（Position Sensitive Devic
e ）１２等の位置検出光電素子によって検出することに
より，被測定物１０の変位ｘとＰＳＤ１２上での光スポ
ット移動量ｙとの間に幾何学的な関係が成り立っている
ことから，光スポット移動量ｙを検出して被測定物１０
の変位ｘを得る測定原理に基づくものである。この光学
式変位計３を被測定物１０の測定面に沿って平行移動さ
せることによって，被測定物１０の形状を測定すること
ができる。上記形状変位測定装置１の構成では，光学式
変位計３は高温被検体２に対する距離を相対的に移動で
きるように，図示しない駆動装置により図１の矢印方向
に移動できるように構成されている。この構成により，
光学式変位計３の位置を矢印方向に移動させると，高温
被検体２との間の相対変位が変化するので，相対移動量
と光学式変位計３の出力値との関係から物体面の変位が
求められる。又，高温被検体２からは輻射熱が放射され
るので，この輻射熱による光学式変位計３のダメージを
避けるため，輻射熱遮断フィルタ５が配設されている。
【０００８】高温物体から熱放射されるエネルギーは，
その物体の温度に依存し，物体が黒体である場合には，
プランクの放射則によって下式（１）で表される。黒体
でない物体から放射される輻射は，黒体輻射よりも少な
い。（新編温度計測：計測自動制御学会編１９９２年度
版参照）
その物体の温度に依存し，物体が黒体である場合には，
プランクの放射則によって下式（１）で表される。黒体
でない物体から放射される輻射は，黒体輻射よりも少な
い。（新編温度計測：計測自動制御学会編１９９２年度
版参照）
【数１】 ここで，λは物体から発散する放射の波長，ｃ1 ，ｃ2
は放射の第１定数及び第２定数と呼ばれ，次式で表され
る物理定数である。 ｃ1 ＝ｃ2 ｈ＝５．９５５３×１０-17 Ｗ・ｍ2 ｃ2 ＝ｃｈ／ｋ＝０．０１４３８８ ｍ・Ｋ 但し，ｃは真空中の光の速度（ｃ＝２．９９７９２４５
８×１０8 ｍ・ｓ-1），ｈはプランクの定数（ｈ＝６．
６２５６×１０-34 Ｊ・ｓ），ｋはボルツマンの定数
（ｋ＝１．３８０５４×１０-23 Ｊ・Ｋ-1）である。上
記（１）式で表される分光放射輝度と波長及び温度との
関係を図３に示す。上記構成における高温被検体２の温
度を５００℃とした場合，７７３Ｋ（換算：α〔Ｋ〕＝
α〔℃〕＋２７３）となり，図３の関係から，波長０．
８μｍ近傍から長波長域の熱エネルギーが放射されるこ
とがわかる。従って，高温被検体２の温度が５００℃で
ある場合には，上記輻射熱遮断フィルタ５として，図４
に示すような特性を有する波長制限フィルタを使用する
ことにより，高温被検体２から輻射熱として放射される
赤外線を効果的に遮断でき，光学式変位計３に熱ダメー
ジを与えることなく高温被検体２の形状測定ができるこ
とになる。図４に示す波長制限フィルタは，レーザー光
源７の波長である７８０ｎｍの光を透過し，１μｍより
長波長域の赤外光を反射する特性を有している。
は放射の第１定数及び第２定数と呼ばれ，次式で表され
る物理定数である。 ｃ1 ＝ｃ2 ｈ＝５．９５５３×１０-17 Ｗ・ｍ2 ｃ2 ＝ｃｈ／ｋ＝０．０１４３８８ ｍ・Ｋ 但し，ｃは真空中の光の速度（ｃ＝２．９９７９２４５
８×１０8 ｍ・ｓ-1），ｈはプランクの定数（ｈ＝６．
６２５６×１０-34 Ｊ・ｓ），ｋはボルツマンの定数
（ｋ＝１．３８０５４×１０-23 Ｊ・Ｋ-1）である。上
記（１）式で表される分光放射輝度と波長及び温度との
関係を図３に示す。上記構成における高温被検体２の温
度を５００℃とした場合，７７３Ｋ（換算：α〔Ｋ〕＝
α〔℃〕＋２７３）となり，図３の関係から，波長０．
８μｍ近傍から長波長域の熱エネルギーが放射されるこ
とがわかる。従って，高温被検体２の温度が５００℃で
ある場合には，上記輻射熱遮断フィルタ５として，図４
に示すような特性を有する波長制限フィルタを使用する
ことにより，高温被検体２から輻射熱として放射される
赤外線を効果的に遮断でき，光学式変位計３に熱ダメー
ジを与えることなく高温被検体２の形状測定ができるこ
とになる。図４に示す波長制限フィルタは，レーザー光
源７の波長である７８０ｎｍの光を透過し，１μｍより
長波長域の赤外光を反射する特性を有している。
【０００９】図５に示すグラフは，高温被検体２を５０
０℃にまで加熱した状態で，光学式変位計３の高温被検
体２との相対位置を移動させたときの変位量と光学式変
位計３の検出出力との関係を求めたものである。上記光
学式変位計３の使用温度範囲は，０〜４０℃であるが，
変位量と検出出力との間には良好な直線関係が得られて
いる。これにより，高温被検体２からの輻射熱は上記波
長制限フィルタによる輻射熱遮断フィルタ５により遮断
され，光学式変位計３は熱ダメージを受けることなく正
常に動作していることが実証されている。上記輻射熱遮
断フィルタ５として，レーザー光源７の光源光の波長域
のみを透過させる光学フィルタを用いることもできる。
図６に石英ガラス及びＢＫ−７の分光透過率特性，図７
に硬質ガラス（パイレックス：商品名）の分光透過率特
性を示している。これらの光学ガラスは，可視光や近赤
外線の波長領域に対しては光学的に透明であるが，赤外
線の波長領域に対しては不透明な状態を示す。従って，
これらの光学ガラスを輻射熱遮断フィルタ５として用い
ることにより，高温被検体２から放射される主要な赤外
線を効果的に遮断でき，上記波長制限フィルタと同様の
効果を得ることができる。
０℃にまで加熱した状態で，光学式変位計３の高温被検
体２との相対位置を移動させたときの変位量と光学式変
位計３の検出出力との関係を求めたものである。上記光
学式変位計３の使用温度範囲は，０〜４０℃であるが，
変位量と検出出力との間には良好な直線関係が得られて
いる。これにより，高温被検体２からの輻射熱は上記波
長制限フィルタによる輻射熱遮断フィルタ５により遮断
され，光学式変位計３は熱ダメージを受けることなく正
常に動作していることが実証されている。上記輻射熱遮
断フィルタ５として，レーザー光源７の光源光の波長域
のみを透過させる光学フィルタを用いることもできる。
図６に石英ガラス及びＢＫ−７の分光透過率特性，図７
に硬質ガラス（パイレックス：商品名）の分光透過率特
性を示している。これらの光学ガラスは，可視光や近赤
外線の波長領域に対しては光学的に透明であるが，赤外
線の波長領域に対しては不透明な状態を示す。従って，
これらの光学ガラスを輻射熱遮断フィルタ５として用い
ることにより，高温被検体２から放射される主要な赤外
線を効果的に遮断でき，上記波長制限フィルタと同様の
効果を得ることができる。
【００１０】高温物体から熱放射されるエネルギーは，
高温物体の温度に依存するため，温度によっては上記輻
射熱遮断フィルタ５では完全に遮蔽できない場合が生じ
る。このような場合には，図１に示す構成において，光
学式変位計３を測定に必要な短時間だけ高温被検体２に
対峙させるように，光学式変位計３を図示しない駆動装
置により光学ベンチ４と平行な方向に移動させることに
より，光学式変位計３が高温被検体２から受ける輻射熱
の総量を制限し，光学式変位計３を熱的ダメージを受け
ることが避けることができ，高温被検体２の形状変位測
定を行うことができる。上記形状変位測定装置１により
高温被検体の形状変位測定方法が実証されたので，この
測定方法を用いた高温被検体の形状測定装置は，図８に
示すように構成することができる。この形状測定装置１
３の構成及び動作について以下に説明する。尚，上記形
状変位測定装置１と共通する要素には同一の符号を付し
て，その説明は省略する。図８において，高温被検体の
形状測定装置１３は，光学ベンチ４上に断熱材を介して
高温被検体を支持する高温被検体支持台１４と，該高温
被検体支持台１４の上方に配設された光学式変位計３
と，上記光学式変位計３を測定方向に駆動する駆動機構
１５と，輻射熱遮断フィルタ５を光学式変位計３の前面
に支持すると共に上記輻射熱遮断フィルタ５の取付位置
以外が断熱壁によって形成された熱遮蔽容器１６とを備
えて構成されている。
高温物体の温度に依存するため，温度によっては上記輻
射熱遮断フィルタ５では完全に遮蔽できない場合が生じ
る。このような場合には，図１に示す構成において，光
学式変位計３を測定に必要な短時間だけ高温被検体２に
対峙させるように，光学式変位計３を図示しない駆動装
置により光学ベンチ４と平行な方向に移動させることに
より，光学式変位計３が高温被検体２から受ける輻射熱
の総量を制限し，光学式変位計３を熱的ダメージを受け
ることが避けることができ，高温被検体２の形状変位測
定を行うことができる。上記形状変位測定装置１により
高温被検体の形状変位測定方法が実証されたので，この
測定方法を用いた高温被検体の形状測定装置は，図８に
示すように構成することができる。この形状測定装置１
３の構成及び動作について以下に説明する。尚，上記形
状変位測定装置１と共通する要素には同一の符号を付し
て，その説明は省略する。図８において，高温被検体の
形状測定装置１３は，光学ベンチ４上に断熱材を介して
高温被検体を支持する高温被検体支持台１４と，該高温
被検体支持台１４の上方に配設された光学式変位計３
と，上記光学式変位計３を測定方向に駆動する駆動機構
１５と，輻射熱遮断フィルタ５を光学式変位計３の前面
に支持すると共に上記輻射熱遮断フィルタ５の取付位置
以外が断熱壁によって形成された熱遮蔽容器１６とを備
えて構成されている。
【００１１】上記構成になる形状測定装置１３を用い
て，高温被検体として従来技術に示したボンディングツ
ール１７の先端面の形状測定を行う場合には，図示する
ように上記高温被検体支持台１４上に測定面を光学式変
位計３側に向け，測定面が上記駆動機構１５による光学
式変位計３の移動方向と平行になるようにボンディング
ツール１７を載置し，ボンディングツール１７は使用状
態に加熱して形状測定を実施する。駆動機構１５により
光学式変位計３を図示矢印方向に移動させて，レーザー
光により測定面を走査し，その反射光を検出する。測定
面の変位は光学式変位計３に変位量として検出されるの
で，光学式変位計３の移動走査により測定面の連続した
変位量，即ち，平坦度や凹凸形状が非接触で測定され
る。上記測定動作における輻射熱が光学式変位計３に及
ぼす影響は，輻射熱遮断フィルタ５により防止される。
又，測定のための移動走査の終了と共に，光学式変位計
３を熱遮断容器１６の断熱壁内に移動させると，高温被
検体の温度変化によって上記輻射熱遮断フィルタ５では
輻射熱が完全に遮蔽できないような状態でも，光学式変
位計３が受ける輻射熱の総量が制限されるので，光学式
変位計３の熱ダメージを防御することができる。尚，上
記光学式変位計３は，上記三角測量方式の他，光量検出
方式，色収差検出方式等が開発されており，測定対象物
に応じて適当な方式によるものを採用することができ
る。
て，高温被検体として従来技術に示したボンディングツ
ール１７の先端面の形状測定を行う場合には，図示する
ように上記高温被検体支持台１４上に測定面を光学式変
位計３側に向け，測定面が上記駆動機構１５による光学
式変位計３の移動方向と平行になるようにボンディング
ツール１７を載置し，ボンディングツール１７は使用状
態に加熱して形状測定を実施する。駆動機構１５により
光学式変位計３を図示矢印方向に移動させて，レーザー
光により測定面を走査し，その反射光を検出する。測定
面の変位は光学式変位計３に変位量として検出されるの
で，光学式変位計３の移動走査により測定面の連続した
変位量，即ち，平坦度や凹凸形状が非接触で測定され
る。上記測定動作における輻射熱が光学式変位計３に及
ぼす影響は，輻射熱遮断フィルタ５により防止される。
又，測定のための移動走査の終了と共に，光学式変位計
３を熱遮断容器１６の断熱壁内に移動させると，高温被
検体の温度変化によって上記輻射熱遮断フィルタ５では
輻射熱が完全に遮蔽できないような状態でも，光学式変
位計３が受ける輻射熱の総量が制限されるので，光学式
変位計３の熱ダメージを防御することができる。尚，上
記光学式変位計３は，上記三角測量方式の他，光量検出
方式，色収差検出方式等が開発されており，測定対象物
に応じて適当な方式によるものを採用することができ
る。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，光源
からの光を被検体に照射し，その反射光を検出器で受光
して被検体の形状を検出する光学式検出器と高温被検体
との間に，輻射熱遮断手段を配して高温被検体からの輻
射熱を遮断するので，上記光学式検出器が輻射熱により
ダメージを受けることがなく，高温被検体の形状測定を
精密に実施することができる。（請求項１及び３） 又，光学式検出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手
段を配すると共に，測定に必要な短時間だけ上記光学式
検出器を高温被検体に対峙させて上記反射光を受光する
ようにすることによって，高温被検体の温度によって熱
輻射の波長エネルギーが異なって上記輻射熱遮蔽手段に
よる遮蔽波長領域を外れる場合にも，輻射熱を受ける総
量が制限されるため，光学式検出器が輻射熱によりダメ
ージを受けることがなくなる。（請求項２） 上記輻射熱遮蔽手段は，形状測定に必要な光源からの光
及びその反射光のみを透過させる光学フィルタとして構
成することにより，高温被検体からの輻射熱の波長領域
からの赤外線等は遮断されるので，光学式検出器の輻射
熱によるダメージは防止される。（請求項４） 又，上記輻射熱遮断手段は，光源からの光の波長より長
波長域の光を反射又は吸収する波長制限フィルタとして
構成することにより，検査光より長波長域にある輻射熱
の赤外線は反射又は吸収されるので，光学式検出器の輻
射熱によるダメージは防止される。（請求項５） 上記構成になる高温被検体の形状測定方法及びその装置
では，高温状態下での直接測定であり，又，非接触測定
であるため，信頼性の高い測定を簡便に且つ連続した形
状として測定でき，精密加工されたボンディングツール
等の高温被検体の形状を高精度に測定することができ
る。
からの光を被検体に照射し，その反射光を検出器で受光
して被検体の形状を検出する光学式検出器と高温被検体
との間に，輻射熱遮断手段を配して高温被検体からの輻
射熱を遮断するので，上記光学式検出器が輻射熱により
ダメージを受けることがなく，高温被検体の形状測定を
精密に実施することができる。（請求項１及び３） 又，光学式検出器と高温被検体との間に，輻射熱遮断手
段を配すると共に，測定に必要な短時間だけ上記光学式
検出器を高温被検体に対峙させて上記反射光を受光する
ようにすることによって，高温被検体の温度によって熱
輻射の波長エネルギーが異なって上記輻射熱遮蔽手段に
よる遮蔽波長領域を外れる場合にも，輻射熱を受ける総
量が制限されるため，光学式検出器が輻射熱によりダメ
ージを受けることがなくなる。（請求項２） 上記輻射熱遮蔽手段は，形状測定に必要な光源からの光
及びその反射光のみを透過させる光学フィルタとして構
成することにより，高温被検体からの輻射熱の波長領域
からの赤外線等は遮断されるので，光学式検出器の輻射
熱によるダメージは防止される。（請求項４） 又，上記輻射熱遮断手段は，光源からの光の波長より長
波長域の光を反射又は吸収する波長制限フィルタとして
構成することにより，検査光より長波長域にある輻射熱
の赤外線は反射又は吸収されるので，光学式検出器の輻
射熱によるダメージは防止される。（請求項５） 上記構成になる高温被検体の形状測定方法及びその装置
では，高温状態下での直接測定であり，又，非接触測定
であるため，信頼性の高い測定を簡便に且つ連続した形
状として測定でき，精密加工されたボンディングツール
等の高温被検体の形状を高精度に測定することができ
る。
【図１】 本発明に係る高温被検体の形状測定方法を検
証するための形状変位測定装置の構成を示す模式図。
証するための形状変位測定装置の構成を示す模式図。
【図２】 実施例に係る光学式変位計の基本構成を示す
模式図。
模式図。
【図３】 実施例に係る輻射熱遮断フィルタの作用を説
明するための黒体の分光放射輝度グラフ。
明するための黒体の分光放射輝度グラフ。
【図４】 実施例に係る波長制限フィルタの分光特性を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図５】 実施例構成による変位量測定のグラフ。
【図６】 実施例に係る輻射熱遮断フィルタの分光特性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図７】 実施例に係る輻射熱遮断フィルタの分光特性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図８】 高温被検体の形状測定装置の実施例構成を示
す模式図。
す模式図。
【図９】 従来例に係る高温被検体の形状測定方法を示
す模式図。
す模式図。
【図１０】 従来例に係る高温被検体の形状測定方法を
示す模式図。
示す模式図。
２…高温被検体 ３…光学式変位計（光学式検出器） ５…輻射熱遮断フィルタ（輻射熱遮断手段） ７…レーザー光源（光源） １２…ＰＳＤ（検出器） １３…形状測定装置
Claims (5)
- 【請求項１】 光源からの光を被検体に照射し，その反
射光を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式
検出器を用いて高温被検体の形状を測定する高温被検体
の形状測定方法において，上記高温被検体から放射され
る輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽して上記反射光を受光
するようにしたことを特徴とする高温被検体の形状測定
方法。 - 【請求項２】 光源からの光を被検体に照射し，その反
射光を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式
検出器を用いて高温被検体の形状を測定する高温被検体
の形状測定方法において，上記高温被検体から放射され
る輻射熱を輻射熱遮蔽手段で遮蔽すると共に，測定に必
要な短時間だけ上記光学式検出器を高温被検体に対峙さ
せて上記反射光を受光するようにしたことを特徴とする
高温被検体の形状測定方法。 - 【請求項３】 光源からの光を被検体に照射し，その反
射光を検出器で受光して被検体の形状を検出する光学式
検出器を用いて高温被検体の形状を測定する高温被検体
の形状測定装置において，上記高温被検体と上記光学式
検出器との間に，上記高温被検体から放射される輻射熱
を遮蔽する輻射熱遮蔽手段を配設したことを特徴とする
高温被検体の形状測定装置。 - 【請求項４】 上記輻射熱遮蔽手段が，上記光源からの
光及びその反射光のみを透過させる光学フィルタである
請求項３記載の高温被検体の形状測定装置。 - 【請求項５】 上記輻射熱遮蔽手段が，上記光源からの
光の波長より長波長域の光を反射又は吸収する波長制限
フィルタである請求項３記載の高温被検体の形状測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6317995A JPH08178630A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 高温被検体の形状測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6317995A JPH08178630A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 高温被検体の形状測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178630A true JPH08178630A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18094316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6317995A Pending JPH08178630A (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 高温被検体の形状測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08178630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194671A (ja) * | 2007-04-23 | 2007-08-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長ロッカー |
| CN111982005A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-11-24 | 北京强度环境研究所 | 一种三维变形场测量装置 |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP6317995A patent/JPH08178630A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194671A (ja) * | 2007-04-23 | 2007-08-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長ロッカー |
| CN111982005A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-11-24 | 北京强度环境研究所 | 一种三维变形场测量装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040323 |