JPS58223013A - Apparatus for measuring surface shape of body - Google Patents

Apparatus for measuring surface shape of body

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Publication number
JPS58223013A
JPS58223013A JP10511482A JP10511482A JPS58223013A JP S58223013 A JPS58223013 A JP S58223013A JP 10511482 A JP10511482 A JP 10511482A JP 10511482 A JP10511482 A JP 10511482A JP S58223013 A JPS58223013 A JP S58223013A
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JP
Japan
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disk
displacement
displacement detector
measured
detector
Prior art date
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Pending
Application number
JP10511482A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyoshi Onuma
大沼 勝由
Katsuyoshi Tamaki
玉木 勝義
Junichi Matsumoto
純一 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58223013A publication Critical patent/JPS58223013A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G01B7/345Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/30Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring roughness or irregularity of surfaces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure the surface shape of a body, whose light reflectivity is small such as a video disk, by arranging a contact type displacement detector on the measuring surface of a material to be measured, which is rotatably supported, and detecting the moving position and displaced value. CONSTITUTION:When the undualtion of a disk 2 in the circumferential direction is measured, a displacement detector 3 is contacted with an arbitrary position on the disk surface. When a start button is operated, a motor 16 starts a constant speed rotation at a speed lower than a rated speed when the disk is used. At this time, angular pulses BS from a rotary encider 18 and a signal AS detected by the displacement detector 3 are introduced in an operation control part 5. When the undulation of the disk 2 in the radial direction is measured, the displacement detector 3 is set at the innermost position on the surface of the disk 2. When the start button is operated, a motor 40 starts the rotation, the displacement detector is moved to the outer periphery side from the inner side of the disk 2 and detects the undulation of the surface of the disk 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ビデオディスク等のように表面の光反射率が
小さい物体の表面形状、例えば平坦性を測定する物体の
表面形状測定装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in an object surface shape measuring device for measuring the surface shape, such as flatness, of an object whose surface has a low light reflectance, such as a video disc. .

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

従来、物体の表面の凹凸等を測定する手段として、例え
ば測定面上にコヒーレントな光束あるいはスボ、トを照
射してその反射像の変化から凹凸の量を求めるものや、
格子板を通して光照射を行ない、その反射虚像の変形度
から大まかな凹凸の状態を知るもの等がある。ところが
、これらの測定手段は、いずれも測定面における光の反
射状態に基づいて凹凸を知るものであるため、ビデオデ
ィスク等のように表面における光反射率の小さい物体を
測定する場合には、反射光のレベルが著しく減少するた
め精度の良い測定を行なうことができない。
Conventionally, as a means of measuring the unevenness of the surface of an object, for example, a coherent beam of light or a beam is irradiated onto the measurement surface and the amount of unevenness is determined from the change in the reflected image.
There is a method that irradiates light through a grating plate and determines the rough state of the unevenness from the degree of deformation of the reflected virtual image. However, since all of these measurement methods determine the unevenness based on the state of light reflection on the measurement surface, when measuring objects with low light reflectance on the surface, such as video discs, Accurate measurements cannot be made because the light level is significantly reduced.

そこで従来では、例えば金属顕微鏡または走査形顕微鏡
を使用し、これにょシ特定した微少領域における拡大像
を得てこの像から物体表面の凹凸状態を形状判別したシ
、あるいは容量形変位計を用いて表面の凹凸を検出して
いる。
Therefore, in the past, for example, a metallurgical microscope or a scanning microscope was used to obtain an enlarged image of a specified minute area, and from this image the unevenness of the object surface was determined by shape, or a capacitive displacement meter was used. Detecting surface irregularities.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

しかしながら、前者の顕微鏡を、用いるものにあっては
、測定できる範囲が微少領域に限定されるために全体の
凹凸状態を知ることが困難であシ、また全体の状態を知
るためには同じ測定動作を何度も繰り返し行なわなけれ
ばならないことから、測定に多くの時間と手間を要する
欠点があった。さらにこの場合、形状判別を自動、、″ 的に行なおうとすれば、画像処理が複雑化して装置が非
常に高価となる欠点もあった。一方前記後者の容量形変
位計を用いるものは、分解能が各センサの大きさによっ
て定まるために一般に測定精度が低く、大まかな凹凸状
態しか得られないという欠点があった。
However, with the former type of microscope, the measurable range is limited to a minute area, so it is difficult to know the overall unevenness state, and it is difficult to know the overall unevenness state. Since the operation has to be repeated many times, it has the disadvantage that measurement requires a lot of time and effort. Furthermore, in this case, if shape discrimination were to be performed automatically, the image processing would be complicated and the equipment would be very expensive.On the other hand, the latter method using a capacitive displacement meter, Since the resolution is determined by the size of each sensor, the measurement accuracy is generally low, and there is a drawback that only rough irregularities can be obtained.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、光反射率の低い物体であっても、その表面変
位を精度良くしかも連続的に測定し得るようにした物体
の表面形状測定装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a surface shape measuring device for an object that can accurately and continuously measure the surface displacement of an object even if the light reflectance is low.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記目的を達成するために、被測定物を支持
台に回転自在に支持させるとともに上記被測定物の測定
表面に接触形の変位検出器を対向配置し、この状態で上
記変位検出器の支持機構を駆動制御して変位検出器を位
置決めしたのち被測定物を定速回転させるか、もしくは
被測定物を停止させた状態で変位検出器を被m++定物
の半径方向に移動させることにょシ、被測定物の測定表
面の変位特性を検出するようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention has an object to be measured rotatably supported on a support base, and a contact type displacement detector is arranged opposite to the measurement surface of the object to be measured, and in this state, the displacement is detected. After controlling the support mechanism of the device to position the displacement detector, the object to be measured is rotated at a constant speed, or the object to be measured is stopped and the displacement detector is moved in the radial direction of the object to be measured. In particular, it is designed to detect the displacement characteristics of the measurement surface of the object to be measured.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図は、本発明の一実施例における表面形状測定装置
の概略構成図で、この装置は被測定物としてのビデオデ
ィスクの支持台1と、この支持台1に支持されるビデオ
ディスク2の表面に対向配置される接触形の変位検出器
3と1.この変位検出器3を重力方向および水平方向に
それぞれ移動自在に支持する支持機構4と、演算制御部
5と、表示部6とから構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a surface profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Contact type displacement detectors 3 and 1 are arranged opposite to each other on the surface. It is composed of a support mechanism 4 that supports the displacement detector 3 so as to be movable in the gravity direction and the horizontal direction, an arithmetic control section 5, and a display section 6.

支持台1は、ビデオディスク2を載置するターンテーブ
ル11を有しておシ、このターンテーブル11の軸12
は力、ブリング13、電磁クラッチ14およびタイミン
グベルト15をそれぞれ介して駆動モータ16に接続さ
れている。
The support stand 1 has a turntable 11 on which a video disc 2 is placed, and a shaft 12 of this turntable 11.
are connected to a drive motor 16 via a force, a ring 13, an electromagnetic clutch 14 and a timing belt 15, respectively.

また、上記軸121Cは、歯数の等しい2個の歯車から
なる歯車機構17を介してロータリエンコーダ18が接
続しである。、このロータリエンコーダ18は、前記ビ
デオディスク2の回転角を検出するためのもので、ビデ
オディスク2が1回転する毎に例えば512個の角度パ
ルスを発する。なお、19はビデオディスク2をターン
テーブル1ノに吸着するための真空チューブである。
Further, a rotary encoder 18 is connected to the shaft 121C via a gear mechanism 17 consisting of two gears having the same number of teeth. This rotary encoder 18 is for detecting the rotation angle of the video disc 2, and emits, for example, 512 angle pulses each time the video disc 2 rotates once. Note that 19 is a vacuum tube for sucking the video disc 2 onto the turntable 1.

変位検出器3は、例えば第2図(a) 、 (b)に示
す如くマイクロメータヘッド31.32にょシ微動可能
に構成されたXYステージ33に電気マイクロメータか
らなる測定子34を取着したもので、上記マイクロメー
タヘッド31.32を操作することによシ測定子34の
位置を上下方向および水平方向に微調整できるようにな
っている。
The displacement detector 3 has a measuring element 34 made of an electric micrometer attached to an XY stage 33 configured to be able to move minutely with micrometer heads 31 and 32, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), for example. By operating the micrometer heads 31 and 32, the position of the probe 34 can be finely adjusted in the vertical and horizontal directions.

支持機構4は、内部にハンドル4ノによシ回転する送シ
ねじ42を備えた支持柱43を有しておシ、この支持柱
43の中間部には上記送シねじ42によって重力方向(
上下方向)に移動する支持アーム43が取付けられてい
る。この支持アーム43の内部にはハンドル44および
駆動モータ40によシカラグリング45を介して回転す
る送りねじ46と一対のガイドアーム47−とが設けら
れている。そして上記送シねじ46には、先端部に前記
変位検出器3を取着したL形7−ム48が螺着されてお
り、このL 形7−ム48(d:ハンドル44による送
9ねじ46の回転操作によりガイドアーム47に案内さ
れながら水平方向に往復移動するようになっている。
The support mechanism 4 has a support column 43 equipped with a feed screw 42 that is rotated by the handle 4 inside.
A support arm 43 that moves in the vertical direction is attached. Inside this support arm 43, a handle 44, a feed screw 46 rotated by a drive motor 40 via a shikarag ring 45, and a pair of guide arms 47- are provided. An L-shaped 7-mm 48 having the displacement detector 3 attached to its tip is screwed onto the feed screw 46. By rotating 46, it reciprocates in the horizontal direction while being guided by a guide arm 47.

また前記支持アーム43にはリニアエンコーダ49が設
置されておシ、このリニアエンコーダ49によシ上記り
形アーム48の移動位置、っまシ変位検出器3の位置を
検出している。
A linear encoder 49 is installed on the support arm 43, and the linear encoder 49 detects the movement position of the upward arm 48 and the position of the displacement detector 3.

演算制御部5try−N第3図に示すように前記各機構
部の動作を制御するとともに測定値の演算を行なうマイ
クロプロセッサ51と、前記変位検出器3から出力され
る変位検出信号(アナログ信号)ASを上記マイクロプ
ロセッサ51に導入する変位検出信号入力回路52と、
前記ロータリエンコーダ18から発生される角度/母ル
スBSを上記マイクロプロセッサ51に導入する角度パ
ルス入力回路53と、前記リニアエンコーダ49から構
成される装置・ぞルスC8を前記マイクログロセ、す5
1に導入するための位置信号入力回路54と、前記変位
検出信号Asの入力期間を指定する入力期間指定回路5
5と、これらの各回路からマイクロプロセッサ51への
信号のインタフェースを行なうインタフェース回路56
と、マイクログロセ、す51がう表示部6への信号のイ
ンタフェースを行なうインタフェース回路57とから構
成されている。
Calculation control unit 5try-N As shown in FIG. 3, a microprocessor 51 that controls the operation of each mechanical unit and calculates measured values, and a displacement detection signal (analog signal) output from the displacement detector 3. a displacement detection signal input circuit 52 for introducing AS into the microprocessor 51;
A device/zoles C8 consisting of an angle pulse input circuit 53 that introduces the angle/base pulse BS generated from the rotary encoder 18 into the microprocessor 51 and the linear encoder 49 is connected to the microgrosse.
1, and an input period designation circuit 5 for designating the input period of the displacement detection signal As.
5, and an interface circuit 56 for interfacing signals from each of these circuits to the microprocessor 51.
and an interface circuit 57 for interfacing signals to the display unit 6 from which the microgross unit 51 is connected.

変位検出信号入力回路52は、変位検出信号ASを増幅
器52aで増幅したのちサンプルボールド回路52bで
サングルホールドし、しかるのちψ変換器52eでデジ
タル信号に変換するものである。
The displacement detection signal input circuit 52 amplifies the displacement detection signal AS with an amplifier 52a, sample-holds it with a sample bold circuit 52b, and then converts it into a digital signal with a ψ converter 52e.

角度パルス入力回路53は、角度ノ9ルスBSを分周器
53hで被測定ディスクの種類に応じて適当の数に分周
するとともに、上記角度パルスBSをカウンタ53bで
計数してその計数値をディスクの半径方向の変位測定を
行なう際の角度位置情報として発生する。
The angle pulse input circuit 53 uses a frequency divider 53h to divide the angle pulse BS into an appropriate number depending on the type of disk to be measured, and also counts the angle pulse BS using a counter 53b to calculate the counted value. It is generated as angular position information when measuring the displacement of the disk in the radial direction.

入力期間指定回路55は、ディスクの半径力   “向
の変位測定時にその径方向の測定範囲を指定するための
スイッチ55aと、ディスクの円周方向の変位測定時に
ディスクの回転開始位置(初期値)を指定するノ!ルス
を発するための初期パルス発生部55bとからなってい
る。ここで、上記スイッチ55mをオンオフ制御するた
めの信号は、前記支持アーム43に設けられ、L形アー
ム48の移動を検出するマイクロスイッチ(図示せず)
から発生されるものである。
The input period designation circuit 55 includes a switch 55a for specifying the measurement range in the radial direction when measuring displacement in the radial force direction of the disk, and a rotation start position (initial value) of the disk when measuring displacement in the circumferential direction of the disk. and an initial pulse generating section 55b for emitting a pulse specifying the ! Microswitch (not shown) to detect
It is generated from.

また初期/4’ルス発生部65bを動作するための信号
は、ターンテーブル1ノの任意の1 点1*出するマイ
クロスイッチから発生される。
Further, a signal for operating the initial/4' pulse generating section 65b is generated from a microswitch that outputs 1* from an arbitrary point on the turntable 1.

表示部6は、例えば陰極線管(CRT )ディスグレイ
やX−Yブロック等から構成される。
The display section 6 is composed of, for example, a cathode ray tube (CRT) display, an X-Y block, or the like.

次に、以上のように構成された装置の作用を操作手順に
従って説明する。先ず測定に先立ち、測定ディスクの種
類に応じて角度パルス入力回路53の分周器53aの分
周数を設定し、しかるのちターンテーブル11に被測定
物であるディスク2をセットする。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained according to the operating procedure. First, prior to measurement, the frequency division number of the frequency divider 53a of the angle pulse input circuit 53 is set according to the type of the measurement disk, and then the disk 2, which is the object to be measured, is set on the turntable 11.

この状態で、先ずディスク2の円周方向の凹凸、つまシ
うねシを測定する場合には、支持機構4のハンドル41
を操作して支持アーム43を降下させ、かつハンドル4
4を操作して支持アーム43を水平方向に移動させるこ
とにより、変位検出器3をディスク表面の任意の位置に
接触させた状態でセットする。なお、このとき変位検出
器3のセット位置の微調整は、変位検出器3のマイクロ
メータヘッド30.31を操作することKよシ行なう。
In this state, when measuring the circumferential irregularities and ridges of the disk 2, first use the handle 41 of the support mechanism 4.
The support arm 43 is lowered by operating the handle 4.
4 to move the support arm 43 in the horizontal direction, the displacement detector 3 is set in contact with an arbitrary position on the disk surface. At this time, fine adjustment of the set position of the displacement detector 3 is performed by operating the micrometer head 30, 31 of the displacement detector 3.

そして、この状態でスタートブタン(図示せず)を操作
する。そうすると、マイクロプロセッサ51から駆動モ
ータ16に駆動信号が発生されてモータ16がディスク
使用時の定格回転速度よりも低速で定速回転を開始する
。このように回転が始まると、ロータリエンコーダ18
から角度パルスBSが発生されるとともに、変位検出器
3によシディスク2の円周方向における変位が検出され
てその検出信号Asが演算制御部5に導入される。この
結果演算制御部5では、マイクロプロセッサ51により
ディスク2が1回転する間、りまシ1回転分の角度パル
スBSが入力される間に導入された変位検出信号Asを
演算し、これにより平坦曲線と加速度曲線とをそれぞれ
求める。
Then, in this state, operate the start button (not shown). Then, a drive signal is generated from the microprocessor 51 to the drive motor 16, and the motor 16 starts rotating at a constant speed lower than the rated rotation speed when the disk is used. When rotation starts in this way, the rotary encoder 18
An angle pulse BS is generated from the angle pulse BS, and a displacement of the disk 2 in the circumferential direction is detected by the displacement detector 3, and its detection signal As is introduced into the arithmetic control section 5. As a result, in the calculation control section 5, the microprocessor 51 calculates the displacement detection signal As introduced while the disk 2 rotates once and while the angle pulse BS for one rotation of the disc 2 is input. A curve and an acceleration curve are respectively determined.

ここで、上記平坦曲線は、変位検出信号Asを角度パル
スBS毎にサンプリングホールドすることによシ求めら
れる。一方、加速度曲線は、先ず上記変位検出信号As
をフーリエ変換することにより被測定ディスク2の18
当夛のうねりの数nを算出し、このうねりの数nと被測
定ディスク2の実使用時における定格周波数N[r−p
−allとを f= N X n   [:Hz ]     −(1
)のように乗算することKよシ周波数fを求める。
Here, the flat curve is obtained by sampling and holding the displacement detection signal As for each angle pulse BS. On the other hand, the acceleration curve begins with the displacement detection signal As
18 of the measured disk 2 by Fourier transforming
Calculate the number n of undulations, and calculate the number n of undulations and the rated frequency N [r-p
−all and f= N X n [:Hz] −(1
) to find the frequency f.

そして、この周波数fと前記平坦曲線から求めた変位の
片振幅aとから、ディスク2の面と直交する方向に生じ
る変位の変化加速度GをG = a x (2fff)
 / 980   CG)・、   ・・・(2) のように算出する。ただし980はディメンジョンを合
わせるための変換定数である。
Then, from this frequency f and the half amplitude a of the displacement obtained from the flat curve, the acceleration of change in displacement G occurring in the direction orthogonal to the surface of the disk 2 is calculated as G = a x (2fff)
/ 980 CG)・, ...(2) Calculate as follows. However, 980 is a conversion constant for matching dimensions.

そうして得た演算値は、マイクログロセ、す51により
、平坦曲線の場合は横軸をディスク2の回転角θ〔度〕
とし、かつ縦軸に変位D〔μm〕をとることにより、例
えばX−Y fロックに表示される。第4図はその表示
結果の一例を示すものである。一方加速度曲線の場合は
、横軸を周波数! [:H2)とし、かつ縦軸に変位の
片撮軸a〔μm〕をとることによシ、例えばCRTディ
スゾレイに表示される。なお、この場合ディスグレイに
は、測定結果の良否判定を容易にするために予め求めら
れている規格曲線が上記測定曲線とともに表示される。
The calculated value obtained in this way is calculated by microgrosse 51, and in the case of a flat curve, the horizontal axis is the rotation angle θ [degrees] of the disk 2.
By taking the displacement D [μm] on the vertical axis, it can be displayed, for example, in the X-Y f lock. FIG. 4 shows an example of the display result. On the other hand, in the case of an acceleration curve, the horizontal axis is the frequency! [:H2) and the displacement axis a [μm] is taken as the vertical axis, so that it is displayed on, for example, a CRT display. In this case, a standard curve obtained in advance is displayed on the display gray together with the measurement curve in order to facilitate the determination of the quality of the measurement result.

第5図は、その表示結果の一例を示すもので、図中Iが
測定曲線、■が規格曲線をそれぞれ示している。
FIG. 5 shows an example of the display results, in which I indicates the measured curve and ■ indicates the standard curve, respectively.

一方、ディスク2の半径方向のうねシを測定する場合は
、先ずターンテーブル11を手動で回転させて回転開始
位置に合わせ、この状態でマイクログロセ、す、51か
らモータ駆動制御信号を発生させて駆動モータ16を回
転させ、測   1′□・□定位置を設定する。そして
、ハンドル41を操作して変位検出器3をディスク2表
面の最内周位置にセットし準備を終了する。
On the other hand, when measuring the radial ridge of the disk 2, first manually rotate the turntable 11 to align it with the rotation start position, and in this state generate a motor drive control signal from the microgrosse 51. Rotate the drive motor 16 and set the measurement 1'□ and □ positions. Then, by operating the handle 41, the displacement detector 3 is set at the innermost position on the surface of the disk 2, and the preparation is completed.

そして、この状態でスタートゲタンを操作すると、マイ
クログロセ、す51から駆動モータ40に駆動制御信号
が発せられてモータ40は回転を開始し、この結果変位
検出器3はディスク2の内周側から外周側に向かって移
動してディスク2表面のうね勺を検出する。そうして変
位検出器3から変位検出信号が出力されると、演算制御
部5は上記変位検出信号ASをリニアエンコーダ49か
ら構成される装置検出信号C8とともにマイクロプロセ
ッサ51に導入する。なお、このときマイクログロセ、
す51は、入力期間指定回路55のスイッチ55aで指
定された期間のみ上記各信号を導入する。そして、マイ
クロプロセッサ51は、上記変位検出信号ASを位置検
出信号C8に従ってサンプルホールドし、この値を縦軸
にとるとともに、横軸に上記位置検出信号C8から換算
したディスクの半径R[m+]を配置する。そして、こ
れらの情報を例えばX−Yグロ、りに出力し表示させる
。かくして、ディスク2の半径方向における平坦曲線が
得られる。第6図はこの平坦曲線の表示結果の一例を示
すものである。
When the start getter is operated in this state, a drive control signal is issued from the microgrosse 51 to the drive motor 40, and the motor 40 starts rotating.As a result, the displacement detector 3 moves from the inner circumferential side of the disk 2. It moves toward the outer circumferential side and detects the ridges on the surface of the disk 2. When the displacement detection signal is output from the displacement detector 3, the arithmetic control section 5 introduces the displacement detection signal AS to the microprocessor 51 together with the device detection signal C8 constituted by the linear encoder 49. In addition, at this time, microgloss,
The input period designation circuit 51 introduces each of the above-mentioned signals only during the period designated by the switch 55a of the input period designation circuit 55. Then, the microprocessor 51 samples and holds the displacement detection signal AS according to the position detection signal C8, takes this value on the vertical axis, and plots the disk radius R [m+] converted from the position detection signal C8 on the horizontal axis. Deploy. Then, this information is output and displayed on, for example, an X-Y graph. A flat curve in the radial direction of the disc 2 is thus obtained. FIG. 6 shows an example of the display result of this flat curve.

このように、本実施例の装置であれば、接触式の変位検
出器3を用い、かつこの変位検出器3とディスク2とを
相対的に移動させることによシディスク2表面のうねシ
を測定するようにしたことによって、ビデオディスクの
ように光反射率の低い物体であっても、精度良く変位検
出を行なうことができ、しかも連続的に検出できる利点
がある。また、変位検出信号Asや各エンコーダの出力
信号は、映像信号のように複雑な信号ではないので、演
算処理を極めて短時間にかつ簡単な構成で行なうことが
でき、高性能で安価な装置を提供することができる。
In this way, the device of this embodiment uses the contact type displacement detector 3 and moves the displacement detector 3 and the disk 2 relatively, thereby detecting the ridges on the surface of the disk 2. By measuring the displacement of an object having a low light reflectance, such as a video disk, displacement can be detected with high accuracy, and there is an advantage that the displacement can be detected continuously. In addition, since the displacement detection signal As and the output signals of each encoder are not complicated signals like video signals, calculation processing can be performed in an extremely short time and with a simple configuration, making it possible to use high-performance and inexpensive equipment. can be provided.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

例えば、被測定物としてディスク以外に、平坦性を要求
される他の製作物や特定の凹凸を有する製作物の表面状
態を測定する場合に適用してもよい。その他変位検出器
や支持台、支持機構の構成や演算制御部の動作について
も、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
できる。
For example, in addition to the disk as the object to be measured, the present invention may be applied to measuring the surface condition of other products that require flatness or products that have specific irregularities. The configurations of the displacement detector, the support base, the support mechanism, and the operation of the arithmetic control unit can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したように本発明は、被測定物を支持台に回転
自在に支持させるとともに上記被測定物の測定表面に接
触形の変位検出器を対向配置し、この状態で上記変位検
出器もしくは被測定物を相対的に移動させてその移動位
置と変位検出値とをそれぞれ検出し、これよシ被測定物
の表面形状を測定するようにしたものである。
As described in detail above, the present invention includes rotatably supporting an object to be measured on a support base, and arranging a contact type displacement detector facing the measurement surface of the object to be measured, and in this state, the displacement detector or The surface shape of the object to be measured is measured by moving the object to be measured relatively and detecting the movement position and the detected displacement value.

したがって本発明によれば、光反射率の低い物体であっ
ても、その表面変位を精度良くしかも連続的に測定する
ことができる物体の表面形状測定装置を提供することが
できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a surface shape measuring device for an object that can accurately and continuously measure the surface displacement of an object even if the object has a low light reflectance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における表面形状測定装置の
概略構成図、第2図(a) t (b)は同装置の変位
検出器の構成を示すもので、(a)は側面図、(b)は
平面図、第3図は第1図に示した装置の演算制御部の構
成を示すブロック図、第4図〜第6図は第1図に示す装
置によシ得られた測定結果の表示例を示す特性図である
。 1・・・支持台、2・・・ディスク、3・・・変位検出
器、4・・・支持機構、5・・・演算制御部、6・・・
表示部、16.40・・・駆動モータ、18・・・ロー
タリエン:I−ダ、49・・・リニアエンコーダ、51
・・・マイクロプロセ、す、52・・・変位検出信号入
力回路、53・・・角度ノ4ルス入力回路、54・・・
位置信号入力回路、55・・・入力期間指定回路。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 (a) (b) 第4図 第5図 m刀jf [H2] 第6図
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a surface profile measuring device according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 (a) and (b) show the configuration of a displacement detector of the same device, and (a) is a side view. , (b) is a plan view, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the arithmetic control section of the device shown in FIG. 1, and FIGS. 4 to 6 are obtained by using the device shown in FIG. 1. It is a characteristic diagram which shows the example of a display of a measurement result. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Support stand, 2... Disk, 3... Displacement detector, 4... Support mechanism, 5... Arithmetic control unit, 6...
Display unit, 16.40... Drive motor, 18... Rotary encoder: I-da, 49... Linear encoder, 51
...Microprocessor, 52...Displacement detection signal input circuit, 53...Angle pulse input circuit, 54...
Position signal input circuit, 55...Input period designation circuit. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 (a) (b) Figure 4 Figure 5 [H2] Figure 6

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定物を回転自在に支持し被測定物をと、前記
被測定物の測定面に接触してこの測定面の凸凹量を検出
する変位検出器と、この変位検出器を移動自在に支持し
て前記被測定物の測定面上を七の回転径方向に接触移動
せしめる支持機構と、この支持機構に設けられ前記変位
検出器の移動量を検出する移動量検出器と、前記回転角
検出器、移動量検出器および変位検出器の各検出結果に
基づいて上記測定位置における平坦特性を求める演算制
御部とを具備した仁とを特徴とする物体の表面形状測定
装置。
(1) A displacement detector that rotatably supports an object to be measured and that contacts the measurement surface of the object to detect the amount of unevenness of the measurement surface, and this displacement detector is movable. a support mechanism that supports the object to be measured and moves it in contact with the measurement surface of the object in the rotational radial direction; a movement amount detector provided on the support mechanism that detects the amount of movement of the displacement detector; What is claimed is: 1. A surface shape measuring device for an object, comprising: an arithmetic control section that determines flatness characteristics at the measurement position based on detection results of an angle detector, a movement amount detector, and a displacement detector.
(2)演算制御部は、平坦特性として測定物体の回転円
周方向の表面変位特性、測定物体の回転半径方向の表面
変位特性および被測定物の定格回転時に換算した場合の
上記各表面変位特性による測定物表面の面方向の変化加
速度特性をそれぞれ求めるものである特許請求の範囲第
(1)項記載の物体の表面形状測定装置。
(2) The arithmetic control unit calculates, as flatness characteristics, the surface displacement characteristics of the measuring object in the rotational circumferential direction, the surface displacement characteristics of the measuring object in the rotational radial direction, and the above-mentioned surface displacement characteristics when converted to the rated rotation of the measuring object. An apparatus for measuring the surface shape of an object according to claim 1, wherein the acceleration characteristic of change in the plane direction of the surface of the object to be measured is determined.
JP10511482A 1982-06-18 1982-06-18 Apparatus for measuring surface shape of body Pending JPS58223013A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4995170A (en) * 1987-04-28 1991-02-26 Essilor International Cie General D'optique Contour reading device suitable for use on eyeglass frames
US6860972B2 (en) 2000-09-21 2005-03-01 General Electric Company Process for detecting the location of a phase interface

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