JPH1123231A - Non-contacting thickness measuring instrument - Google Patents

Non-contacting thickness measuring instrument

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Publication number
JPH1123231A
JPH1123231A JP17387297A JP17387297A JPH1123231A JP H1123231 A JPH1123231 A JP H1123231A JP 17387297 A JP17387297 A JP 17387297A JP 17387297 A JP17387297 A JP 17387297A JP H1123231 A JPH1123231 A JP H1123231A
Authority
JP
Japan
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optical measurement
light beam
measured
optical
thickness
Prior art date
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Pending
Application number
JP17387297A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Uchiyama
守 内山
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EIWA DENKI KK
Original Assignee
EIWA DENKI KK
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Publication date
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Publication of JPH1123231A publication Critical patent/JPH1123231A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-contacting thickness measuring instrument which can measure the thickness of an object to be measured with high accuracy by relieving the restriction on the shape of measurable objects. SOLUTION: A thickness measuring instrument is provided with an optical measuring head 10 equipped with optical measuring sensors 11a and 11b which output beams of light and signals having magnitudes proportional to the lengths of the beams of light to an object to be measured 40 from the displacement of the reflected light rays of beams of light and has an inserting port 13 for inserting the object 40 and an arithmetic and display device which finds the thickness of the object 40 by individually fetching the output signals of the sensors 11a and 11b through a cable 30 and converting the data into digital data and displays the found thickness. In the inserting port 13 of the head 10, in addition, the beams of light outputted from the sensors 11a and 11b respectively advance in the opposite directions on the same optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光線により被測定
物の厚みを計測する非接触厚み測定装置に係り、特に、
複数の光計測センサを利用して、高精度な測定を行うこ
とに好適な非接触厚み測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact thickness measuring device for measuring the thickness of an object to be measured using a light beam,
The present invention relates to a non-contact thickness measurement device suitable for performing high-accuracy measurement using a plurality of optical measurement sensors.

【0002】[0002]

【従来の技術】被測定物の厚みを非接触で高精度に測定
する装置としては、1つの光計測ユニットを利用するも
のがある。この種の測定装置は、被測定物を設置するた
めの基台と、基台に一定の間隔を空けて固定される光計
測ユニットとを備え、光計測ユニットにより測定した基
台との距離と、被測定物との距離の差を、被測定物の厚
みとする。
2. Description of the Related Art As an apparatus for measuring the thickness of an object to be measured in a non-contact manner with high accuracy, there is an apparatus using one optical measurement unit. This type of measuring device includes a base for installing an object to be measured, and an optical measurement unit fixed to the base at a fixed interval, and a distance between the base measured by the optical measurement unit and The difference in the distance from the object to be measured is defined as the thickness of the object to be measured.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の測定装置では、被測定物が、基台に密接して設置可
能な平面形状である場合に限り計測が可能となる。例え
ば、図7に示すように、被測定物に凹凸があり、被測定
部分を基台に設置できない場合や、被測定部分を基台に
設置した場合に、光計測ユニットの光線が被測定物の他
の部分で遮られる場合には、測定を行うことはできな
い。
However, in the above-described conventional measuring apparatus, measurement can be performed only when the object to be measured has a planar shape that can be installed close to the base. For example, as shown in FIG. 7, when the object to be measured has irregularities and the part to be measured cannot be installed on the base, or when the part to be measured is installed on the base, the light beam of the optical measurement unit is If it is obstructed by another part, no measurement can be made.

【0004】そこで、本発明は、測定可能な被測定物の
形状の制限を緩和し、高精度な測定を行うことができる
非接触厚み測定装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-contact thickness measuring apparatus capable of relaxing the restriction on the shape of the object to be measured and performing highly accurate measurement.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光線を出力し、前記光線の反射光の変位
から、被測定物までの光線の長さに比例する大きさの信
号を出力する光計測センサを2個有し、被測定物を挿入
される挿入口が形成された光計測ヘッドと、前記2つの
光計測センサから出力される信号をケーブルを介して個
別に取り込み、並行してデジタルデータに変換するA/
D変換部、表示部、および、同時刻に前記2つの光計測
センサから出力された信号より変換されたデジタルデー
タを基に、被測定物の厚みを表す厚みデータを演算し、
前記表示部に表示させる演算処理部からなる演算表示装
置とを備えることを特徴とする非接触厚み測定装置を提
供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a method of outputting a light beam, and obtaining a signal having a magnitude proportional to the length of the light beam from the displacement of the reflected light of the light beam to an object to be measured. The optical measurement head having two optical measurement sensors that output the data, the optical measurement head in which the insertion port into which the object to be measured is inserted is formed, and the signals output from the two optical measurement sensors are individually captured via a cable, A / which converts to digital data in parallel
D conversion unit, display unit, and, based on digital data converted from signals output from the two optical measurement sensors at the same time, calculate thickness data representing the thickness of the measured object,
A non-contact thickness measurement device, comprising: a calculation display device including a calculation processing unit for displaying on the display unit.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明による非接触厚み測
定装置の実施形態を、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a non-contact thickness measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0007】図1に、本実施形態の非接触厚み測定装置
のブロック図を示す。図示するように、非接触厚み測定
装置は、被測定物の厚みを計測するための光計測ヘッド
10と、計測結果および電源を伝送するためのケーブル
20と、計測結果を基に演算を行い被測定物の正確な厚
みを表示する演算表示装置30とにより構成される。
FIG. 1 shows a block diagram of a non-contact thickness measuring apparatus according to this embodiment. As shown in the figure, the non-contact thickness measuring device performs an operation based on an optical measurement head 10 for measuring the thickness of an object to be measured, a cable 20 for transmitting a measurement result and a power supply, and a measurement result. A calculation display device 30 for displaying an accurate thickness of the measured object.

【0008】光計測ヘッド10は、2つの光計測センサ
11a,11bを有する。図2に示すように、各光計測
センサ11aおよび11bは、レーザ光を発生する半導
体レーザ111と、被測定物40からの反射光の変位を
検出する受光素子群112と、受光素子群112の検出
結果に応じて、被測定物40までの距離に比例した大き
さの電流を出力する駆動変換回路113とにより構成さ
れる。
The optical measuring head 10 has two optical measuring sensors 11a and 11b. As shown in FIG. 2, each of the optical measurement sensors 11a and 11b includes a semiconductor laser 111 for generating laser light, a light receiving element group 112 for detecting displacement of reflected light from the device under test 40, and a light receiving element group 112. The drive conversion circuit 113 outputs a current having a magnitude proportional to the distance to the device under test 40 according to the detection result.

【0009】図3に、光計測ヘッド10の断面図を示
す。図示するように、光計測ヘッド10の挿入口13の
脇には、光計測センサ11aおよび11bに対応して、
その光線および反射光の方向を変更するための部材であ
る、2つの反射ミラー12aおよび12bが配置されて
いる。
FIG. 3 is a sectional view of the optical measuring head 10. As shown in the figure, beside the insertion port 13 of the optical measurement head 10, corresponding to the optical measurement sensors 11a and 11b,
Two reflecting mirrors 12a and 12b, which are members for changing the directions of the light beam and the reflected light, are arranged.

【0010】光計測センサ11aおよび11bは、ある
間隔を空けて配置され、矢印で図示した被測定物の挿入
方向に並行する光軸のレーザ光BaおよびBbをそれぞ
れ出力する。2つの反射ミラー12aおよび12bは、
出力されたレーザ光BaおよびBbを挿入口13側に屈
折させる。ここで、反射ミラー12aおよび12bの各
配置位置および角度は、挿入口13において2つのレー
ザ光BaおよびBbが同じ光軸上を互いに逆方向に進む
ように、決められている。
The optical measurement sensors 11a and 11b are arranged at a certain interval, and output laser beams Ba and Bb of an optical axis parallel to the direction of insertion of the object to be measured as shown by arrows. The two reflecting mirrors 12a and 12b
The output laser beams Ba and Bb are refracted toward the insertion port 13 side. Here, the arrangement positions and angles of the reflection mirrors 12a and 12b are determined so that the two laser beams Ba and Bb in the insertion port 13 travel in the opposite directions on the same optical axis.

【0011】光計測ヘッド10の挿入口13内に被測定
物40が挿入されると、光計測センサ11aの半導体レ
ーザ111から出力されたレーザ光Baは、反射ミラー
12aで反射され、被測定物40に照射される。これに
より被測定物40で反射されたレーザ光は、反射ミラー
12aで反射され、光計測センサ11aの受光素子群1
12で検出される。そして、光計測ユニット12aから
は、レーザ光Baの光軸の長さLa(図2参照)に比例
した大きさの電流が出力される。同様に、光計測センサ
11bの半導体レーザ111から出力されたレーザ光B
bは、反射ミラー12bで反射され、被測定物40に照
射される。そして、その反射光は、反射ミラー12bで
反射され、光計測センサ11bの受光素子群112で検
出される。そして、光計測ユニット12bからは、レー
ザ光Bbの光軸の長さLbに比例した大きさの電流Ib
が出力される。
When the object 40 is inserted into the insertion opening 13 of the optical measurement head 10, the laser beam Ba output from the semiconductor laser 111 of the optical measurement sensor 11a is reflected by the reflection mirror 12a, and Irradiated at 40. As a result, the laser light reflected by the device under test 40 is reflected by the reflection mirror 12a, and the light receiving element group 1 of the optical measurement sensor 11a
12 is detected. Then, a current having a magnitude proportional to the length La of the optical axis of the laser beam Ba (see FIG. 2) is output from the optical measurement unit 12a. Similarly, the laser beam B output from the semiconductor laser 111 of the optical measurement sensor 11b
b is reflected by the reflection mirror 12b and irradiates the device under test 40. Then, the reflected light is reflected by the reflection mirror 12b and detected by the light receiving element group 112 of the optical measurement sensor 11b. Then, the current Ib having a magnitude proportional to the length Lb of the optical axis of the laser beam Bb is output from the optical measurement unit 12b.
Is output.

【0012】図1に示すように、演算表示装置30は、
AD変換部31と、演算処理部32と、メモリ33と、
表示部34と、データ出力端子35とを有する。
As shown in FIG. 1, the arithmetic and display unit 30 comprises:
An AD conversion unit 31, an arithmetic processing unit 32, a memory 33,
It has a display unit 34 and a data output terminal 35.

【0013】A/D変換部31は、図4に示すように、
電流を電圧に変換するI/V変換回路311と、変換さ
れた電圧を一定時間間隔でデジタルデータに変換するA
/D変換回路312と、変換されたデジタルデータを保
持するレジスタ313とからなるブロックを2つ有す
る。一方のブロックは、光計測センサ11aの出力電流
Iaを取り込み、電流Iaの大きさに従った値の距離デ
ータDaを出力する。他方のブロックは、光計測センサ
11bの出力電流Ibを取り込み、電流Ibの大きさに
従った値の距離データDbを出力する。この際に出力さ
れる距離データDaおよびDbは、同じ時間に光計測ヘ
ッド10から出力された電流IaおよびIbに基づくも
のとなる。
As shown in FIG. 4, the A / D converter 31
An I / V conversion circuit 311 for converting a current into a voltage, and an A / V converter for converting the converted voltage into digital data at fixed time intervals
It has two blocks each including a / D conversion circuit 312 and a register 313 for holding the converted digital data. One block takes in the output current Ia of the optical measurement sensor 11a and outputs distance data Da having a value according to the magnitude of the current Ia. The other block captures the output current Ib of the optical measurement sensor 11b and outputs distance data Db having a value according to the magnitude of the current Ib. The distance data Da and Db output at this time are based on the currents Ia and Ib output from the optical measurement head 10 at the same time.

【0014】演算処理部32は、プロセッサと、その処
理プログラムなどが格納されたROMと、データを入出
力するためのインタフェース回路とを有する(図示
略)。プロセッサは、処理プログラムを実行すること
で、被測定物40の正確な厚みを演算により求め、表示
部34に表示させる。この際、プロセッサは、演算デー
タをメモリ33に格納し、その演算データを利用して最
終的な厚みを決定する。これと並行して、データ出力端
子35には、プロセッサの演算対象のデータや演算結果
のデータが出力される。ROMには、さらに、距離デー
タの値を補正するための特性関数と、光計測センサ11
aおよび11b間のレーザ光の光軸の長さXと、繰り返
し回数Nが格納されている。
The arithmetic processing unit 32 has a processor, a ROM storing a processing program for the processor, and an interface circuit for inputting and outputting data (not shown). The processor calculates the accurate thickness of the device under test 40 by executing the processing program and causes the display unit 34 to display it. At this time, the processor stores the calculation data in the memory 33 and determines the final thickness using the calculation data. In parallel with this, data to be operated by the processor and data of the operation result are output to the data output terminal 35. The ROM further stores a characteristic function for correcting the value of the distance data and the optical measurement sensor 11.
The length X of the optical axis of the laser beam between a and 11b and the number of repetitions N are stored.

【0015】図5に、演算処理部32の処理内容を表す
フローチャートを示す。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the arithmetic processing unit 32.

【0016】電源投入後、演算処理部32は、まず、変
数mに1を代入する(ステップ51)。そして、A/D
変換部31のレジスタ313から距離データDaおよび
Dbを読み出し(ステップ52)、ROMに格納されて
いる特性関数を利用して距離データDaおよびDbの補
正を行う(ステップ53)。これにより、光計測センサ
11aの出力するレーザ光の被測定物40までの光軸の
長さLaと、光計測センサ11bの出力するレーザ光の
被測定物40までの光軸の長さLbとが得られる(図2
参照)。次に、演算処理部32は、光計測センサ11a
および11b間のレーザ光の光軸の長さXをROMから
読み出し、LaおよびLbの和をLから減算することで
被測定物40の厚みLxを算出する(ステップ54)。
そして、算出した厚みLxをメモリ33に格納し(ステ
ップ55)、変数mが、ROMの繰り返し回数Nと等し
いかどうかを判定する(ステップ56)。等しくない場
合には、変数mに1を加算し(ステップ57)、上記の
ステップ52に処理を戻す。変数mが繰り返し回数Nと
等しい場合には、メモリ33に格納したN個の厚みLx
を読み出し、その内の最小値のLxを表示部34に表示
させる(ステップ58)。
After the power is turned on, the arithmetic processing section 32 first substitutes 1 for a variable m (step 51). And A / D
The distance data Da and Db are read from the register 313 of the conversion unit 31 (step 52), and the distance data Da and Db are corrected using the characteristic function stored in the ROM (step 53). Thereby, the length La of the optical axis of the laser beam output from the optical measurement sensor 11a to the object 40 and the length Lb of the optical axis of the laser beam output from the optical measurement sensor 11b to the object 40 are calculated. (Fig. 2
reference). Next, the arithmetic processing unit 32 includes the optical measurement sensor 11a
The length Lx of the device under test 40 is calculated by reading the length X of the optical axis of the laser beam between the steps 11 and 11b from the ROM and subtracting the sum of La and Lb from L (step 54).
Then, the calculated thickness Lx is stored in the memory 33 (step 55), and it is determined whether or not the variable m is equal to the number of repetitions N of the ROM (step 56). If they are not equal, 1 is added to the variable m (step 57), and the process returns to step 52. If the variable m is equal to the number of repetitions N, the N thicknesses Lx stored in the memory 33
Is read out, and the minimum value Lx is displayed on the display unit 34 (step 58).

【0017】なお、光計測ヘッド10や演算表示装置3
0に、測定の開始および終了の指定を受け付けるボタン
を設け、測定開始が指定されてから測定終了が指定され
るまでの期間において、上記ステップ52〜55の処理
を繰り返すようにしてもよい。
The optical measuring head 10 and the arithmetic and display unit 3
A button may be provided at 0 to accept the designation of the start and end of the measurement, and the processes of steps 52 to 55 may be repeated during the period from when the start of the measurement is designated to when the end of the measurement is designated.

【0018】図6は、非接触厚み測定装置の外観図であ
る。非接触厚み測定装置(特に、光計測ヘッド10)
は、小型かつ軽量で可搬性および携帯性に優れている。
また、光計測ヘッド10の位置を自由に変更できるた
め、移動が不可能な被測定物40や、様々な形状の被測
定物40の厚みを測定することができる。また、光計測
ヘッド10の形状により、図7に示すように、被測定部
分の長さが短いものや、被測定部分に隣接して障害物が
存在する場合にも測定を行うことができる。
FIG. 6 is an external view of a non-contact thickness measuring device. Non-contact thickness measuring device (in particular, optical measuring head 10)
Is small, lightweight, and excellent in portability and portability.
In addition, since the position of the optical measurement head 10 can be freely changed, it is possible to measure the thickness of the object 40 that cannot be moved or the object 40 having various shapes. Further, depending on the shape of the optical measurement head 10, as shown in FIG. 7, the measurement can be performed even when the length of the portion to be measured is short, or when there is an obstacle adjacent to the portion to be measured.

【0019】なお、演算表示装置30については、演算
処理部32とメモリ33をコンピュータ・ボードやパー
ソナルコンピュータにより実現し、表示部34としてC
RTなどのディスプレイを利用することもできる。ただ
し、A/D変換部は、高い精度を要求されるため、独立
したボードで構成するのが好ましい。
In the arithmetic and display unit 30, the arithmetic processing unit 32 and the memory 33 are realized by a computer board or a personal computer.
A display such as an RT can also be used. However, since the A / D converter is required to have high accuracy, it is preferable that the A / D converter be configured as an independent board.

【0020】光計測ヘッド10および被測定物40を固
定する計測補助機構を用いて、測定精度を向上させるこ
ともできる。図8に、計測補助機構の構成例を示す。図
8の計測補助機構80は、直角な2つの面を形成された
固定台81と、固定台81の一方の面上で光計測ヘッド
10を支持し、水平移動させるスライダ81と、固定台
81の他方の面に被測定物40(図では平板)を固定す
る支持部材83とにより構成される。この計測補助機構
80により、光計測ヘッド10は、被測定部分に垂直に
レーザ光を照射し、測定範囲Sを連続的に走査すること
ができる。データ出力端子35をパーソナルコンピュー
タなどに接続し、連続して出力される距離データLaお
よびLbと厚みデータLxを集計することで、被測定物
40の厚みの変化や、湾曲の度合を求めることが可能で
ある。もちろん、この機能を演算表示装置30の演算処
理部32に持たせて、集計結果を選択的に表示部34に
表示させるようにしてもよい。この場合、距離データL
aおよびLbと厚みデータLxをメモリ33に格納し、
測定終了後にこれらを集計するようにする。
The measurement accuracy can be improved by using the optical measurement head 10 and a measurement auxiliary mechanism for fixing the object 40 to be measured. FIG. 8 shows a configuration example of the measurement assisting mechanism. 8 includes a fixed base 81 having two surfaces formed at right angles, a slider 81 that supports the optical measurement head 10 on one surface of the fixed base 81 and moves horizontally, and a fixed base 81. And a support member 83 for fixing the device under test 40 (a flat plate in the figure) to the other surface. By the measurement assisting mechanism 80, the optical measurement head 10 can irradiate the laser beam vertically to the measured portion and continuously scan the measurement range S. By connecting the data output terminal 35 to a personal computer or the like and summing up the distance data La and Lb and the thickness data Lx that are continuously output, it is possible to obtain the change in the thickness of the object 40 and the degree of curvature. It is possible. Of course, this function may be provided to the arithmetic processing unit 32 of the arithmetic display device 30 so that the totaling result is selectively displayed on the display unit 34. In this case, the distance data L
a and Lb and thickness data Lx are stored in the memory 33,
After the measurement is completed, these should be totaled.

【0021】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0022】本実施形態の非接触厚み測定装置では、図
9に示すように、光計測ヘッド10が4個の光計測セン
サ11a,11b,11c,11dを有する。また、演
算表示装置30のA/D変換部31は、各光計測センサ
に対応して、A/D変換回路を含むブロックを4個有
し、距離データDa,Db,Dc,Ddを出力する。そ
の他の構成は、図1の実施形態と同じである。
In the non-contact thickness measuring apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, the optical measuring head 10 has four optical measuring sensors 11a, 11b, 11c and 11d. Further, the A / D converter 31 of the arithmetic and display unit 30 has four blocks including an A / D conversion circuit corresponding to each optical measurement sensor, and outputs distance data Da, Db, Dc, and Dd. . Other configurations are the same as the embodiment of FIG.

【0023】光計測センサ11aおよび11b間の配置
関係は、図1の実施例で説明したのと同じである。光計
測センサ11cおよび11dも同じ配置関係を有する
が、図10に示すように、2つのレーザ光の光軸が距離
Yだけ離れて並行となるように配置される。演算処理部
32のROMには、この距離Yのデータも格納されてい
る。
The arrangement relationship between the optical measurement sensors 11a and 11b is the same as that described in the embodiment of FIG. The optical measurement sensors 11c and 11d have the same arrangement relationship, but are arranged such that the optical axes of the two laser beams are parallel to each other at a distance Y as shown in FIG. The data of the distance Y is also stored in the ROM of the arithmetic processing unit 32.

【0024】演算表示装置30の演算処理部32は、こ
れら4つの光計測センサの計測結果を基に、被測定物4
0の傾きを補正して正確な厚さを算出する。図11に、
演算表示装置30の演算処理部32が実施する処理のフ
ローチャートを示す。
The arithmetic processing unit 32 of the arithmetic and display unit 30 calculates the measured object 4 based on the measurement results of these four optical measurement sensors.
Correct the inclination of 0 to calculate an accurate thickness. In FIG.
4 shows a flowchart of a process performed by a calculation processing unit 32 of the calculation display device 30.

【0025】電源の投入後、演算処理部32は、同時刻
に計測された距離データDa,Db,Dc,Ddを読み
出し、その補正を行う(ステップ61)。そして、被測
定物40の2ヶ所の厚みL1およびL2を算出する(ス
テップ62)。厚みL1およびL2の算出は、図5で説
明したのと同じで方法で行われる。次に、演算処理部3
2は、厚みL1およびL2を比較する(ステップ6
3)。両者の差が所定の誤差量以下の場合には、被測定
物40の傾き角θ1=tan-1((La−Lc)/Y)
を算出し(ステップ64)、補正厚みLh=L1×co
sθ1を算出する(ステップ65)。そして、演算処理
部32は、算出した補正厚みLhを表示部34に表示さ
せ(ステップ66)、処理を上記ステップ61に戻す。
上記ステップ63で厚みL1およびL2の差が所定の誤
差量を越えた場合には、演算処理部32は、表示部34
にエラーを表示させ(ステップ67)、処理を上記ステ
ップ61に戻す。
After the power is turned on, the arithmetic processing section 32 reads the distance data Da, Db, Dc, and Dd measured at the same time and corrects them (step 61). Then, two thicknesses L1 and L2 of the measured object 40 are calculated (step 62). The thicknesses L1 and L2 are calculated in the same manner as described with reference to FIG. Next, the arithmetic processing unit 3
2 compares the thicknesses L1 and L2 (step 6
3). When the difference between the two is equal to or less than the predetermined error amount, the inclination angle θ1 of the DUT 40 = tan −1 ((La−Lc) / Y).
Is calculated (step 64), and the corrected thickness Lh = L1 × co
sθ1 is calculated (step 65). Then, the arithmetic processing section 32 causes the display section 34 to display the calculated corrected thickness Lh (Step 66), and returns the processing to Step 61.
If the difference between the thicknesses L1 and L2 exceeds the predetermined error amount in step 63, the arithmetic processing unit 32 displays the display unit 34
Is displayed (step 67), and the process returns to step 61.

【0026】以上のように、本実施形態の非接触厚み測
定装置では、1回の計測により得た距離データを基に、
被測定物40の傾きを補正した厚みLhを算出すること
ができる。すなわち、短時間に高精度な厚みを算出する
ことができる。もちろん、図5の実施例と同様に、ステ
ップ61〜65の処理を複数回繰り返し、最小の補正厚
みLhを表示させるようにしてもいよい。
As described above, in the non-contact thickness measuring apparatus of the present embodiment, based on the distance data obtained by one measurement,
The thickness Lh in which the inclination of the device under test 40 has been corrected can be calculated. That is, a highly accurate thickness can be calculated in a short time. Of course, as in the embodiment of FIG. 5, the processing of steps 61 to 65 may be repeated a plurality of times to display the minimum corrected thickness Lh.

【0027】なお、光計測ヘッド10の構成から光計測
センサ11dを省いてもよい。この場合にも、均一の厚
みを有する被測定物40について、その傾きを補正した
厚みLhを算出し表示することができる。
Note that the optical measurement sensor 11d may be omitted from the configuration of the optical measurement head 10. Also in this case, for the DUT 40 having a uniform thickness, the thickness Lh in which the inclination is corrected can be calculated and displayed.

【0028】また、3次元の傾きについての補正を行え
るようにすることもできる。具体的には、例えば反射ミ
ラー12dの位置を光計測センサ11d側に移動し、挿
入口13での光計測センサ11cのレーザ光の光軸を、
並行に上方向にZだけずらす。そして、傾き角θ2=t
an-1((X−(Lc+Ld+L1))/Z)を求め、
L1×cosθ1×cosθ2により厚みLhを算出す
ればよい。
Further, it is possible to perform correction for a three-dimensional inclination. Specifically, for example, the position of the reflection mirror 12d is moved to the optical measurement sensor 11d side, and the optical axis of the laser light of the optical measurement sensor 11c at the insertion port 13 is
In parallel, shift upward by Z. Then, the inclination angle θ2 = t
an-1 ((X- (Lc + Ld + L1)) / Z)
The thickness Lh may be calculated from L1 × cos θ1 × cos θ2.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、測定可能な被測定物の形状の制限を緩和し、高精度
な測定を行うことができる非接触厚み測定装置を提供す
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-contact thickness measuring device capable of relaxing the limitation of the shape of a measurable object and performing a highly accurate measurement. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態に係る非接触厚み測定装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a non-contact thickness measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 光計測センサによる厚み計測の原理を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing the principle of thickness measurement by an optical measurement sensor.

【図3】 光計測ヘッドの内部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of an optical measurement head.

【図4】 A/D変換部の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an A / D converter.

【図5】 演算処理部の処理内容を示すフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart illustrating processing contents of an arithmetic processing unit.

【図6】 非接触厚み測定装置の外観を示す図である。FIG. 6 is a view showing the appearance of a non-contact thickness measuring device.

【図7】 光計測ヘッドへの被測定物の挿入例を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of insertion of an object to be measured into an optical measurement head.

【図8】 計測補助機構の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a measurement assisting mechanism.

【図9】 本発明の他の実施形態に係る非接触厚み測定
装置の光計測ヘッドの構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of an optical measurement head of a non-contact thickness measurement device according to another embodiment of the present invention.

【図10】 光計測センサによる厚み計測の原理を示す
図である。
FIG. 10 is a diagram showing the principle of thickness measurement by an optical measurement sensor.

【図11】 演算処理部の処理内容を示すフローチャー
トである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating processing performed by an arithmetic processing unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・光計測ヘッド、20・・・ケーブル、30・・・演算
表示装置、40・・・被測定物、11a,11b,11
c,11d・・・光計測センサ、12a,12b,12
c,12d・・・反射ミラー、31・・・A/D変換部、32
・・・演算処理部、33・・・メモリ、34・・・表示部、35・
・・データ出力端子、Ba,Bb,Bc,Bd・・・レーザ
光、80・・・計測補助機構、81・・・固定台、81・・・ス
ライダ、83・・・支持部材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical measuring head, 20 ... Cable, 30 ... Operation display device, 40 ... DUT, 11a, 11b, 11
c, 11d: Optical measurement sensor, 12a, 12b, 12
c, 12d: reflection mirror, 31: A / D converter, 32
... arithmetic processing unit, 33 ... memory, 34 ... display unit, 35
.. Data output terminals, Ba, Bb, Bc, Bd... Laser light, 80... Measurement assisting mechanism, 81... Fixed base, 81.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光線を出力し、前記光線の反射光の変位か
ら、被測定物までの光線の長さに比例する大きさの信号
を出力する光計測センサを2個有し、被測定物を挿入さ
れる挿入口が形成された光計測ヘッドと、 前記2つの光計測センサから出力される信号をケーブル
を介して個別に取り込み、並行してデジタルデータに変
換するA/D変換部と、表示部と、同時刻に前記2つの
光計測センサから出力された信号より変換されたデジタ
ルデータを基に、被測定物の厚みを表す厚みデータを演
算し、前記表示部に表示させる演算処理部とを有する演
算表示装置とを備えることを特徴とする非接触厚み測定
装置。
1. An object to be measured comprising two light measuring sensors for outputting a light beam and outputting a signal having a magnitude proportional to the length of the light beam to the object from the displacement of the reflected light of the light beam. An optical measurement head having an insertion opening through which an optical signal is inserted, and an A / D conversion unit that individually captures signals output from the two optical measurement sensors via a cable and converts the signals into digital data in parallel. A display unit, and an arithmetic processing unit that calculates thickness data representing the thickness of the object to be measured based on digital data converted from signals output from the two optical measurement sensors at the same time and displays the thickness data on the display unit A non-contact thickness measuring device, comprising: a calculation display device having:
【請求項2】請求項1記載の非接触厚み測定装置におい
て、 前記光計測ヘッドの挿入口では、前記2つの光計測セン
サから出力される光線が同じ光軸上を逆方向に進むこと
を特徴とする非接触厚み測定装置。
2. The non-contact thickness measuring device according to claim 1, wherein at the insertion opening of the optical measuring head, the light beams output from the two optical measuring sensors travel in the opposite direction on the same optical axis. Non-contact thickness measuring device.
【請求項3】請求項1記載の非接触厚み測定装置におい
て、 前記光計測ヘッドは、 前記挿入口の脇に配置され、前記光計測センサから出力
された光線および前記光線の反射光の方向を変更するた
めの部材を、各光計測センサに対応して備え、前記2つ
の光計測センサは、前記被測定物の挿入方向と逆方向に
光線を出力するように配置されていることを特徴とする
非接触厚み測定装置。
3. The non-contact thickness measuring device according to claim 1, wherein the optical measuring head is arranged beside the insertion opening, and adjusts a direction of a light beam output from the light measuring sensor and a reflected light of the light beam. A member for changing is provided corresponding to each optical measurement sensor, and the two optical measurement sensors are arranged so as to output a light beam in a direction opposite to the insertion direction of the object to be measured. Non-contact thickness measuring device.
【請求項4】請求項1記載の非接触厚み測定装置におい
て、 前記演算処理部は、演算により連続して求めた複数の厚
みデータの内、最小値の厚みデータを前記表示部に表示
させることを特徴とする非接触厚み測定装置。
4. The non-contact thickness measuring device according to claim 1, wherein the arithmetic processing unit causes the display unit to display minimum thickness data among a plurality of thickness data continuously obtained by the arithmetic operation. A non-contact thickness measuring device,
【請求項5】請求項1記載の非接触厚み測定装置におい
て、 固定台と、前記固定台上で前記光計測ヘッドを水平に移
動させるためのスライダと、固定台に被測定物を固定す
るための支持部材とからなる計測補助機構を備え、 前記スライダおよび支持部材は、前記被測定物に前記光
計測センサの出力する光線が垂直に照射されるように、
前記光計測センサおよび被測定物を固定台上に配置させ
るものであることを特徴とする非接触厚み測定装置。
5. The non-contact thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein a fixed base, a slider for horizontally moving the optical measurement head on the fixed base, and an object to be measured fixed to the fixed base. The slider and the support member, so that the object to be measured is vertically irradiated with a light beam output from the optical measurement sensor,
A non-contact thickness measuring device, wherein the optical measurement sensor and the object to be measured are arranged on a fixed base.
【請求項6】光線を出力し、前記光線の反射光の変位か
ら、被測定物までの光線の長さに比例する大きさの信号
を出力する光計測センサを3個以上有し、被測定物を挿
入される挿入口が形成された光計測ヘッドと、 前記各光計測センサから出力される信号をケーブルを介
して個別に取り込み、並行してデジタルデータに変換す
るA/D変換部と、表示部と、同時刻に前記各光計測セ
ンサから出力された信号より変換されたデジタルデータ
を基に、被測定物の厚みを表す厚みデータと、被測定物
の前記光線に対する傾きを表す角度データを算出し、角
度データにより前記厚みデータを補正して、前記表示部
に表示させる演算処理部とを有する演算表示装置とを備
えることを特徴とする非接触厚み測定装置。
6. An optical measurement sensor comprising: three or more optical measurement sensors for outputting a light beam and outputting a signal having a magnitude proportional to the length of the light beam to the object from the displacement of the reflected light of the light beam; An optical measurement head having an insertion opening into which an object is inserted; an A / D conversion unit that individually captures signals output from the optical measurement sensors via a cable and converts the signals into digital data in parallel; A display unit, based on digital data converted from a signal output from each of the optical measurement sensors at the same time, thickness data representing the thickness of the measured object, and angle data representing the inclination of the measured object with respect to the light beam. A non-contact thickness measurement device, comprising: a calculation processing device that calculates the thickness data based on the angle data, corrects the thickness data with the angle data, and displays the corrected data on the display unit.
【請求項7】請求項6記載の非接触厚み測定装置におい
て、 前記光計測ヘッドの挿入口では、前記光計測センサの内
の少なくとも2個の光計測センサから出力される光線
が、同じ光軸上を逆方向に進むことを特徴とする非接触
厚み測定装置。
7. The non-contact thickness measuring device according to claim 6, wherein at the insertion opening of the optical measurement head, light beams output from at least two optical measurement sensors among the optical measurement sensors have the same optical axis. A non-contact thickness measuring device characterized by proceeding in the opposite direction on the top.
【請求項8】請求項6記載の非接触厚み測定装置におい
て、 前記光計測ヘッドは、 前記挿入口の脇に配置され、前記光計測センサから出力
された光線および前記光線の反射光の方向を変更するた
めの部材を、各光計測センサに対応して備え、前記各光
計測センサは、前記被測定物の挿入方向と逆方向に光線
を出力するように配置されていることを特徴とする非接
触厚み測定装置。
8. The non-contact thickness measuring device according to claim 6, wherein the optical measurement head is arranged beside the insertion port, and adjusts a direction of a light beam output from the light measurement sensor and a reflected light of the light beam. A member for changing is provided corresponding to each of the optical measurement sensors, and each of the optical measurement sensors is arranged to output a light beam in a direction opposite to the insertion direction of the device to be measured. Non-contact thickness measuring device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100314284B1 (en) * 1999-09-01 2001-11-15 장인순 Optical thickness measuring method and device
KR20020016446A (en) * 2000-08-25 2002-03-04 신현준 Measuring system for width or thickness using laser sensors and optics
JP2007263819A (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Jfe Steel Kk Thickness measuring method
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KR100967844B1 (en) 2010-04-09 2010-07-05 (주)한맥도시개발 Safe diagnostic equipment for wall thicknessmeasurement

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