JPH10132523A - 物体表面高さ測定装置 - Google Patents
物体表面高さ測定装置Info
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- JPH10132523A JPH10132523A JP9252511A JP25251197A JPH10132523A JP H10132523 A JPH10132523 A JP H10132523A JP 9252511 A JP9252511 A JP 9252511A JP 25251197 A JP25251197 A JP 25251197A JP H10132523 A JPH10132523 A JP H10132523A
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- 238000010408 sweeping Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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-
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定装置の平面移送テーブルを移動させなけれ
ば、物体の所定面積の高さが測定できないという問題が
あった。 【解決手段】光を放出する発光部１０と、前記光が透過
されながら相互Ｘ−Ｙ軸方向に用意されて物体２０の表
面に光をＸ−Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈
折率の周期が変化する第１，２音響光学変調器３０，４
０と、前記物体２０の表面から反射された光が透過して
相互Ｘ−Ｙ軸方向に用意されて周波数変調によって屈折
率の周期が変化する第３，４音響光学変調器５０，６０
と、前記第３，４音響光学変調器５０，６０を通過した
反射光を受光する受光部７０を含んで、前記物体２０表
面の隣接した地点から反射される各反射光が前記受光部
７０に入射される位置を検出して表面高さを測定するこ
とを特徴とする。
ば、物体の所定面積の高さが測定できないという問題が
あった。 【解決手段】光を放出する発光部１０と、前記光が透過
されながら相互Ｘ−Ｙ軸方向に用意されて物体２０の表
面に光をＸ−Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈
折率の周期が変化する第１，２音響光学変調器３０，４
０と、前記物体２０の表面から反射された光が透過して
相互Ｘ−Ｙ軸方向に用意されて周波数変調によって屈折
率の周期が変化する第３，４音響光学変調器５０，６０
と、前記第３，４音響光学変調器５０，６０を通過した
反射光を受光する受光部７０を含んで、前記物体２０表
面の隣接した地点から反射される各反射光が前記受光部
７０に入射される位置を検出して表面高さを測定するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は物体の表面高さ測定
装置に関するもので、特に、測定物体や測定装置を移動
しなくてもレーザー光の縦/横方向のスイープ(SWEEP)に
よる高速測定が可能で、高精度の測定値が得られる物体
の表面高さ測定装置に関する。
装置に関するもので、特に、測定物体や測定装置を移動
しなくてもレーザー光の縦/横方向のスイープ(SWEEP)に
よる高速測定が可能で、高精度の測定値が得られる物体
の表面高さ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、高精密製品の加工後表面検査
などに活用される物体の表面高さ側定装置は、図１に図
示されたようにレーザー光を放出する発光部１と、この
レーザー光の焦点を形成するレンズ部２と、放出光が透
過する被測定物体３と、この被測定物体３から散乱され
た光をセンシングする受光部４とから構成されている。
などに活用される物体の表面高さ側定装置は、図１に図
示されたようにレーザー光を放出する発光部１と、この
レーザー光の焦点を形成するレンズ部２と、放出光が透
過する被測定物体３と、この被測定物体３から散乱され
た光をセンシングする受光部４とから構成されている。
【０００３】上記のように構成された従来の物体表面高
さ測定装置は、被測定物体の基準高さで発光部のレーザ
ー光を動作させると、このレーザー光が被測定物体に垂
直に投射され、この投射された光が被測定物体で散乱さ
れて受光部の基準位置に像が形成する。また、被測定物
体の高さが基準面より若干高い場合を仮定すると、発光
部から垂直に投射されたレーザー光は、被測定物体で散
乱され受光部の基準位置より若干下部分に形成される。
さ測定装置は、被測定物体の基準高さで発光部のレーザ
ー光を動作させると、このレーザー光が被測定物体に垂
直に投射され、この投射された光が被測定物体で散乱さ
れて受光部の基準位置に像が形成する。また、被測定物
体の高さが基準面より若干高い場合を仮定すると、発光
部から垂直に投射されたレーザー光は、被測定物体で散
乱され受光部の基準位置より若干下部分に形成される。
【０００４】上の結果から受光部の変位量〓Ｘによる被
測定物体の変位量〓Ｚを逆算して物体の相対高さが計算
できる。このように作動する従来の物体表面高さ測定装
置は高精度の平面移送テーブルによって物体を横方向と
縦方向に移動しながら各部位の高さを測定しなければな
らないので高速測定が難しく、測定精度が移送テーブル
の精度に依存するようになるので精密測定がむずかしい
問題点がある。
測定物体の変位量〓Ｚを逆算して物体の相対高さが計算
できる。このように作動する従来の物体表面高さ測定装
置は高精度の平面移送テーブルによって物体を横方向と
縦方向に移動しながら各部位の高さを測定しなければな
らないので高速測定が難しく、測定精度が移送テーブル
の精度に依存するようになるので精密測定がむずかしい
問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な問題点を解決するために創出されたことで、レーザー
光を縦/横軸にスイープするための音響光学変調器を使
用することで測定対象物とか測定装置を移送しなくても
物体の所定面積の高さを測定できるように、その構造が
改善された物体表面高さ測定装置を提供する。
な問題点を解決するために創出されたことで、レーザー
光を縦/横軸にスイープするための音響光学変調器を使
用することで測定対象物とか測定装置を移送しなくても
物体の所定面積の高さを測定できるように、その構造が
改善された物体表面高さ測定装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記と同じ目的を達成す
るために本発明による物体表面高さ測定装置は、光を放
出する発光部と、前記光が透過されて相互Ｘ−Ｙ軸方向
に作られ、前記物体の表面に光をＸ−Ｙ方向に照射さ
せ、周波数変調によって屈折率の周期が変化される第
１，２音響光学変調器と、前記物体の表面から反射され
た光が透過され、相互Ｘ−Ｙ軸方向に作られて周波数変
調によって屈折率の周期が変化される第３，４音響光学
変調器と、前記第３，４音響光学変調器を通過した反射
光を受光する受光部を含んで、前記物体表面の隣接した
地点から反射される各反射光が前記受光部に入射される
位置を検出して表面高さを測定することを特徴とする。
るために本発明による物体表面高さ測定装置は、光を放
出する発光部と、前記光が透過されて相互Ｘ−Ｙ軸方向
に作られ、前記物体の表面に光をＸ−Ｙ方向に照射さ
せ、周波数変調によって屈折率の周期が変化される第
１，２音響光学変調器と、前記物体の表面から反射され
た光が透過され、相互Ｘ−Ｙ軸方向に作られて周波数変
調によって屈折率の周期が変化される第３，４音響光学
変調器と、前記第３，４音響光学変調器を通過した反射
光を受光する受光部を含んで、前記物体表面の隣接した
地点から反射される各反射光が前記受光部に入射される
位置を検出して表面高さを測定することを特徴とする。
【０００７】前記のように構成された本発明の特徴によ
ると、本発明による物体表面高さ測定装置は、測定対象
物または測定装置を左右に移送しなくても物体表面高さ
の測定自在なので高速測定が可能で測定精度を向上させ
得る。
ると、本発明による物体表面高さ測定装置は、測定対象
物または測定装置を左右に移送しなくても物体表面高さ
の測定自在なので高速測定が可能で測定精度を向上させ
得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施の形態に対して詳細に説明する。本
発明による物体表面高さ測定装置の概略図を示した図２
を参照すると、本発明による物体の表面高さ測定装置は
光を放出する発光部１０と、前記光が透過されて相互Ｘ
−Ｙ軸方向に用意されて前記物体２０の表面に光をＸ−
Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈折率の周期が
変化する第１，２音響光学変調器３０，４０と、前記物
体２０の表面から反射された光が透過して相互Ｘ−Ｙ軸
方向に用意されて周波数変調によって屈折率の周期が変
化する第３，４音響光学変調器５０，６０と、前記第
３，４音響光学変調器５０，６０を通過した反射光を受
光する受光部７０を含んで、前記物体２０表面の隣接し
た地点から反射する各反射光が前記受光部７０に入射さ
れる位置を検出して表面高さを測定する構造を有する。
発明の望ましい実施の形態に対して詳細に説明する。本
発明による物体表面高さ測定装置の概略図を示した図２
を参照すると、本発明による物体の表面高さ測定装置は
光を放出する発光部１０と、前記光が透過されて相互Ｘ
−Ｙ軸方向に用意されて前記物体２０の表面に光をＸ−
Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈折率の周期が
変化する第１，２音響光学変調器３０，４０と、前記物
体２０の表面から反射された光が透過して相互Ｘ−Ｙ軸
方向に用意されて周波数変調によって屈折率の周期が変
化する第３，４音響光学変調器５０，６０と、前記第
３，４音響光学変調器５０，６０を通過した反射光を受
光する受光部７０を含んで、前記物体２０表面の隣接し
た地点から反射する各反射光が前記受光部７０に入射さ
れる位置を検出して表面高さを測定する構造を有する。
【０００９】ここで、前記第１，２，３，４音響光学変
調器３０，４０，５０，６０はレーザー光を電気信号Ｓ
１，Ｓ２；９０，１００によって屈折する用途で使われ
るが、前記各音響光学変調器３０，４０，５０，６０に
三角波をエフエム(FM)変調して入力すると入射されたレ
ーザー光は扇の形状を描いてスイープするようになる。
調器３０，４０，５０，６０はレーザー光を電気信号Ｓ
１，Ｓ２；９０，１００によって屈折する用途で使われ
るが、前記各音響光学変調器３０，４０，５０，６０に
三角波をエフエム(FM)変調して入力すると入射されたレ
ーザー光は扇の形状を描いてスイープするようになる。
【００１０】前記のように構成された本発明による物体
表面高さ測定装置は、次のように作動する。まず、初期
状態では発光部１０及び受光部７０の第１，２，３，４
音響光学変調器３０，４０，５０，６０には電圧が印加
されなくて入射光がそのまま通過する状態である。この
時発光部１０のレーザー光が放射すると、このレーザー
光は第１，２音響光学変調器３０，４０によって光をＸ
−Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈折率の周期
が変化して基準板８０上に投射される。この時周波数変
調によって屈折率の周期が変化するように相互Ｘ−Ｙ軸
方向に用意された前記第３，４音響光学変調器５０，６
０によって、前記基準板８０の表面から反射した光が透
過されて前記受光部７０に到達する。ここで、受光部７
０の中心にフォーカシングするように器具補正手段（Ｓ
３，Ｓ４）１１０，１２０によって補正が完了した状態
を初期状態とする。
表面高さ測定装置は、次のように作動する。まず、初期
状態では発光部１０及び受光部７０の第１，２，３，４
音響光学変調器３０，４０，５０，６０には電圧が印加
されなくて入射光がそのまま通過する状態である。この
時発光部１０のレーザー光が放射すると、このレーザー
光は第１，２音響光学変調器３０，４０によって光をＸ
−Ｙ方向に照射させて周波数変調によって屈折率の周期
が変化して基準板８０上に投射される。この時周波数変
調によって屈折率の周期が変化するように相互Ｘ−Ｙ軸
方向に用意された前記第３，４音響光学変調器５０，６
０によって、前記基準板８０の表面から反射した光が透
過されて前記受光部７０に到達する。ここで、受光部７
０の中心にフォーカシングするように器具補正手段（Ｓ
３，Ｓ４）１１０，１２０によって補正が完了した状態
を初期状態とする。
【００１１】この初期状態で基準板８０に小さな物体２
０を載置すれば受光部７０の中心７０ａに浮かんだ像は
中心からやや下に移動し、この移動量を〓Ｘとすると、
この距離〓Ｘと試片の高さ〓Ｚは次のような関係式が成
立する。 〓Ｚ=Ｃ〓Ｘ;Ｃは定数 このような測定方法を三角測定方法という。
０を載置すれば受光部７０の中心７０ａに浮かんだ像は
中心からやや下に移動し、この移動量を〓Ｘとすると、
この距離〓Ｘと試片の高さ〓Ｚは次のような関係式が成
立する。 〓Ｚ=Ｃ〓Ｘ;Ｃは定数 このような測定方法を三角測定方法という。
【００１２】前記のような測定方法に測定物体２０の表
面全体の高さを測定するためにＸ方向及びＹ方向に同時
にレーザー光をスイープするようになるが、まずＸ方向
スイープのためには第１音響光学変調器３０に三角波を
ＦＭ変調して入力させる。この時レーザー光はＹ０から
Ｙ１にスイープする。これと同時に第３音響光学変調器
５０を同期させて適切な信号を印加してレーザー光が受
光部７０の中心７０ａにくるようにする。
面全体の高さを測定するためにＸ方向及びＹ方向に同時
にレーザー光をスイープするようになるが、まずＸ方向
スイープのためには第１音響光学変調器３０に三角波を
ＦＭ変調して入力させる。この時レーザー光はＹ０から
Ｙ１にスイープする。これと同時に第３音響光学変調器
５０を同期させて適切な信号を印加してレーザー光が受
光部７０の中心７０ａにくるようにする。
【００１３】また、Ｙ方向スイープのためには第２音響
光学変調器４０に三角波をＦＭ変調して入力させる。こ
の時レーザー光はＸ０からＸ１にスイープする。かつ第
４音響光学変調器６０を同期させて適切な信号を印加し
てレーザー光が受光部７０の中心７０ａにくるようにす
る。前記と同じ方法でＸ方向及びＹ方向に同時にレーザ
ー光がスイープされることで前記三角測定方法によって
物体表面の高さデータを測定できる。
光学変調器４０に三角波をＦＭ変調して入力させる。こ
の時レーザー光はＸ０からＸ１にスイープする。かつ第
４音響光学変調器６０を同期させて適切な信号を印加し
てレーザー光が受光部７０の中心７０ａにくるようにす
る。前記と同じ方法でＸ方向及びＹ方向に同時にレーザ
ー光がスイープされることで前記三角測定方法によって
物体表面の高さデータを測定できる。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように本発明による物体
の表面高さ測定装置は次のような利点を有する。 一、一定範囲の高さデータが移送テーブルの移動なしに
測定可能なので高速測定できる。 二、縦軸及び横軸のデータ値の間隔が電気信号によって
制御されることで平面移送テーブルに比べて多様で高精
密な測定値が得られる。一方、以上に説明したように本
発明は、本発明の技術的思想を逸脱せず多様な変形実施
が可能である。
の表面高さ測定装置は次のような利点を有する。 一、一定範囲の高さデータが移送テーブルの移動なしに
測定可能なので高速測定できる。 二、縦軸及び横軸のデータ値の間隔が電気信号によって
制御されることで平面移送テーブルに比べて多様で高精
密な測定値が得られる。一方、以上に説明したように本
発明は、本発明の技術的思想を逸脱せず多様な変形実施
が可能である。
【図１】従来の物体表面高さ測定装置を示した概略図。
【図２】本発明による物体表面高さ測定装置を示した概
略図である。
略図である。
１０ 発光部 ２０ 物体 ３０ 第１音響光学変調器 ４０ 第２音響光学変調器 ５０ 第３音響光学変調器 ６０ 第４音響光学変調器 ７０ 受光部
Claims (1)
- 【請求項１】 光を放出する発光部と、 前記光が透過されながら相互Ｘ−Ｙ軸方向に用意されて
物体の表面に光をＸ−Ｙ方向に照射させて周波数変調に
よって屈折率の周期が変化する第１，２音響光学変調器
と、 前記物体の表面から反射された光が透過して相互Ｘ−Ｙ
軸方向に用意されて周波数変調によって屈折率の周期が
変化する第３，４音響光学変調器と、 前記第３，４音響光学変調器を通過した反射光を受光す
る受光部を含んで、 前記物体表面の隣接した地点から反射される各反射光が
前記受光部に入射される位置を検出して表面高さを測定
することを特徴とする物体表面高さ測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR199648141 | 1996-10-24 | ||
| KR1019960048141A KR100195136B1 (ko) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 물체 표면 높이 측정장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132523A true JPH10132523A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=19478831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9252511A Pending JPH10132523A (ja) | 1996-10-24 | 1997-09-17 | 物体表面高さ測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5825497A (ja) |
| JP (1) | JPH10132523A (ja) |
| KR (1) | KR100195136B1 (ja) |
| CN (1) | CN1067761C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6644645B2 (en) | 2002-01-10 | 2003-11-11 | Gbr Systems Corporation | Stack control mechanism |
| GB0617945D0 (en) * | 2006-09-12 | 2006-10-18 | Ucl Business Plc | Imaging apparatus and methods |
| CN101819490A (zh) * | 2009-02-27 | 2010-09-01 | 索尼公司 | 反射检测设备、显示设备、电子设备和反射检测方法 |
| GB201006679D0 (en) | 2010-04-21 | 2010-06-09 | Ucl Business Plc | Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors |
| TWI435051B (zh) * | 2011-03-15 | 2014-04-21 | Largan Precision Co Ltd | 位置及深度之檢出裝置及其方法 |
| GB201106787D0 (en) | 2011-04-20 | 2011-06-01 | Ucl Business Plc | Methods and apparatus to control acousto-optic deflectors |
-
1996
- 1996-10-24 KR KR1019960048141A patent/KR100195136B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-07-30 US US08/903,306 patent/US5825497A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-08-27 CN CN97117503A patent/CN1067761C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-17 JP JP9252511A patent/JPH10132523A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5825497A (en) | 1998-10-20 |
| CN1180833A (zh) | 1998-05-06 |
| KR19980028946A (ko) | 1998-07-15 |
| KR100195136B1 (ko) | 1999-06-15 |
| CN1067761C (zh) | 2001-06-27 |
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