JPS6061605A - あらさ計の非接触スキツド - Google Patents
あらさ計の非接触スキツドInfo
- Publication number
- JPS6061605A JPS6061605A JP17012083A JP17012083A JPS6061605A JP S6061605 A JPS6061605 A JP S6061605A JP 17012083 A JP17012083 A JP 17012083A JP 17012083 A JP17012083 A JP 17012083A JP S6061605 A JPS6061605 A JP S6061605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- specimen
- contact
- measuring
- roughness
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高精度のあらさ計において、舷側等の検出ｒ
−を保護したり、その舷側等の大まかな位置決めを行い
、あるいはうねりや形状の大きな変化を分離してあらさ
成分のみを検出するために用いられる非接触スキッ１：
に関するものである。
−を保護したり、その舷側等の大まかな位置決めを行い
、あるいはうねりや形状の大きな変化を分離してあらさ
成分のみを検出するために用いられる非接触スキッ１：
に関するものである。
公知の舷側あらさ旧は、通常、舷側の近傍にスキッドと
呼ばれる先端半径の大きい接触子を設けている。このス
キッドは、試料表面に鋭いダイヤモンド釦を下ろしてそ
の先端を接触させる際に、光に試料表面に接触して舷側
先端を衝撃から保護し、またスキッドが大きなうねりな
どに沿ってビックアンプ全体を上トーさ七ることにより
、舷側があらさ成分のみを検出し、うねり成分を分離で
きるという機能を備えている。
呼ばれる先端半径の大きい接触子を設けている。このス
キッドは、試料表面に鋭いダイヤモンド釦を下ろしてそ
の先端を接触させる際に、光に試料表面に接触して舷側
先端を衝撃から保護し、またスキッドが大きなうねりな
どに沿ってビックアンプ全体を上トーさ七ることにより
、舷側があらさ成分のみを検出し、うねり成分を分離で
きるという機能を備えている。
しかるに、このスキッドも、その先端が試料表面に接触
すると、試ネ：１表面を変形させることになり、高精度
のあらさ測定においては問題が生じる。例えば、本発明
者は特願昭５７−１３７５４０号として非接触式の高精
度のあらさ計を提案している。
すると、試ネ：１表面を変形させることになり、高精度
のあらさ測定においては問題が生じる。例えば、本発明
者は特願昭５７−１３７５４０号として非接触式の高精
度のあらさ計を提案している。
このあらさル１は、光源からの光をｆｉｌｌｌ定而−Ｌ
に面光してそこに焦点を結ばせるレンズを加１えると共
に、上記測定面から反則した光についてその焦点位置の
ずれを電気信号として出力する検出器を備え、この検出
器によって出力される゛電気信号に基づき、焦点位置の
ずれをなくすように」二記レンズを駆動し、測定面の凹
凸を記録しながらその測定面の走査を行うようにしたも
のである。しかし、このような高精度の非接触式あらさ
計において、従来から知られているような接触式のスキ
ッドを用いると、そのあらさシ１を非接触式とした意味
が半減し、また非接触式のあらさ計ばかりでなく、接触
式のあらさ計においても、スキッドを接触させない方が
高精度のあらさ測定に有利であることは明白である。
に面光してそこに焦点を結ばせるレンズを加１えると共
に、上記測定面から反則した光についてその焦点位置の
ずれを電気信号として出力する検出器を備え、この検出
器によって出力される゛電気信号に基づき、焦点位置の
ずれをなくすように」二記レンズを駆動し、測定面の凹
凸を記録しながらその測定面の走査を行うようにしたも
のである。しかし、このような高精度の非接触式あらさ
計において、従来から知られているような接触式のスキ
ッドを用いると、そのあらさシ１を非接触式とした意味
が半減し、また非接触式のあらさ計ばかりでなく、接触
式のあらさ計においても、スキッドを接触させない方が
高精度のあらさ測定に有利であることは明白である。
本発明は、このような高精度のあらさ計において用いる
のに有効な非接触スキッドを提供しようとするものであ
って、高精度で試料表面のあらさを測定するあらさＩｉ
’ｌのピックアップに増刊けるスンキトを、非接触で試
料表面との間の距離を９１７１１１１、て、ピックアッ
プの正確な測定位置への設定を制御し、うねり成分の分
離も可能な信号を出力するものとして構成したことを特
徴とするものである。
のに有効な非接触スキッドを提供しようとするものであ
って、高精度で試料表面のあらさを測定するあらさＩｉ
’ｌのピックアップに増刊けるスンキトを、非接触で試
料表面との間の距離を９１７１１１１、て、ピックアッ
プの正確な測定位置への設定を制御し、うねり成分の分
離も可能な信号を出力するものとして構成したことを特
徴とするものである。
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら詳述する。
：５ｆ図は、本発明に係るＪ１接触スキッＦをＪｌ一点
収差を利用した間隔センサによって構成した場合を示す
もので、１は半導体レーザ等の光源、２はハーフミラ−
１３は結像レンズ、４はシリンドリカルレンズ、５は４
分割光電変換素子からなるセンサ、６はあらさを測定す
る試料を示している。
収差を利用した間隔センサによって構成した場合を示す
もので、１は半導体レーザ等の光源、２はハーフミラ−
１３は結像レンズ、４はシリンドリカルレンズ、５は４
分割光電変換素子からなるセンサ、６はあらさを測定す
る試料を示している。
Ｊ二記構成を有する非接触スキッドにおいては、光源ｌ
からのレーザ光で試料６の測定面が照明され、結像レン
ズ３及びシリンドリカルレンズ４によってセンサ５」−
に試料表面の輝点が結像せしめられる。この場合に、結
像レンズ３とセンサ５との間にシリンドリカルレンズ４
を配設して非点収差を生じさせているので、ｗＳ１図の
レンズ系において光軸を含む紙面に平行な平面内では、
シリンドリカルレンズ４が集光作用をもつが、紙面に垂
直な平面内においてはシリンドリカルレンズ４がレンズ
として機能せず、従って試料６の表面の凸部分では、４
分割光電変換素子５ａ〜５ｄからなるセンサ５上におい
て第２図Ａに示すような輝点の像７が得られ、また試料
表面の凹部分では同図Ｃに示すような像８が得られ、そ
の中間では同図ＢにノＪ（すような像８が得られること
になる。そこで、センサ５における４分割した光電変換
素子５ａ〜５ｄの出力に基つき、例えば光電変換素子５
ａ及び５ｃの出力の和をめると共にそれらめ和から光電
変換素子５ｂ及び５ｄの出力の和を減９するなどの簡単
な演ｑ、によって、測定ｉｎｉの微小測定領域における
−・［・均化された凹凸の程度を検出することができる
。
からのレーザ光で試料６の測定面が照明され、結像レン
ズ３及びシリンドリカルレンズ４によってセンサ５」−
に試料表面の輝点が結像せしめられる。この場合に、結
像レンズ３とセンサ５との間にシリンドリカルレンズ４
を配設して非点収差を生じさせているので、ｗＳ１図の
レンズ系において光軸を含む紙面に平行な平面内では、
シリンドリカルレンズ４が集光作用をもつが、紙面に垂
直な平面内においてはシリンドリカルレンズ４がレンズ
として機能せず、従って試料６の表面の凸部分では、４
分割光電変換素子５ａ〜５ｄからなるセンサ５上におい
て第２図Ａに示すような輝点の像７が得られ、また試料
表面の凹部分では同図Ｃに示すような像８が得られ、そ
の中間では同図ＢにノＪ（すような像８が得られること
になる。そこで、センサ５における４分割した光電変換
素子５ａ〜５ｄの出力に基つき、例えば光電変換素子５
ａ及び５ｃの出力の和をめると共にそれらめ和から光電
変換素子５ｂ及び５ｄの出力の和を減９するなどの簡単
な演ｑ、によって、測定ｉｎｉの微小測定領域における
−・［・均化された凹凸の程度を検出することができる
。
従って、この非接触スキッドをあらさ１１１のピックア
ップに増刊け、−、ｌ二連したところに従って非接触で
試ネ′１表１ｎ１との間の距離を計Ｉｌｌ Ｌ、その結
果として出力される信号によって、ピックアップを正確
な測定位置に設定、即ち測定面があらさ計の測定ｕ）能
範囲内に入るようにピックアップを所要位置に移行させ
る制御を行うことにより、高精度なわらさ計による正確
なあらさ測定を行うことが１１（能になる。
ップに増刊け、−、ｌ二連したところに従って非接触で
試ネ′１表１ｎ１との間の距離を計Ｉｌｌ Ｌ、その結
果として出力される信号によって、ピックアップを正確
な測定位置に設定、即ち測定面があらさ計の測定ｕ）能
範囲内に入るようにピックアップを所要位置に移行させ
る制御を行うことにより、高精度なわらさ計による正確
なあらさ測定を行うことが１１（能になる。
」−記非接触スキッドにおいては、光源Ｉから投射する
ビームの径によって試ネ°１６の表面のｆｉｌｌ定領域
の大きさを決めることがｉｑ能であり、光源ｌから投射
するビームの径を可変とすることによりその測定領域の
大きさを変えることができる。而して、Ｆ記センサ５の
出力からは、この測定領域全体におけるあらさの平均化
された値を得ることができ、従って測定領域の大きさを
変えることによってあらさ成分と分離するうねりの程度
を任意に設定することができる。
ビームの径によって試ネ°１６の表面のｆｉｌｌ定領域
の大きさを決めることがｉｑ能であり、光源ｌから投射
するビームの径を可変とすることによりその測定領域の
大きさを変えることができる。而して、Ｆ記センサ５の
出力からは、この測定領域全体におけるあらさの平均化
された値を得ることができ、従って測定領域の大きさを
変えることによってあらさ成分と分離するうねりの程度
を任意に設定することができる。
しかしながら、一般的に上記測定領域は試料表面におい
て０．１■φ程度に設定される。これに対し、近年の半
導体レーザに関する技術は、そのビームをできるだけ細
かくすることについて注１−１しており、試料表面に投
影された状態で０．１ａ＋ｍφ程度の広い領域を照射す
るような半導体レーザは、技術的に極めて容易に、しか
も安価に得ることができる。
て０．１■φ程度に設定される。これに対し、近年の半
導体レーザに関する技術は、そのビームをできるだけ細
かくすることについて注１−１しており、試料表面に投
影された状態で０．１ａ＋ｍφ程度の広い領域を照射す
るような半導体レーザは、技術的に極めて容易に、しか
も安価に得ることができる。
なお、上記あらさ成分とうねり成分との分離は、ビーム
の径によって測定領域を変えることなく、イｉＩられた
あらさ曲線の周波数分析によっても行うことができる。
の径によって測定領域を変えることなく、イｉＩられた
あらさ曲線の周波数分析によっても行うことができる。
また、第３図は本発明の他の実施例を示すもので、非接
触スキッドを２ビ一ム方式による間隔センサによって形
成している。この実施例の非接触スキッドにおいて、１
１及び１２は照明ビームを投射する光源で、試料Ｘ６の
表面の平均的な１ｔＩｌ定面−Ｌにおいて内ビームが交
叉するように配設され、これらの照明ビームによる試料
表面の輝点が結像レンズ１３によって受光素子１５上に
結像せしめられる。
触スキッドを２ビ一ム方式による間隔センサによって形
成している。この実施例の非接触スキッドにおいて、１
１及び１２は照明ビームを投射する光源で、試料Ｘ６の
表面の平均的な１ｔＩｌ定面−Ｌにおいて内ビームが交
叉するように配設され、これらの照明ビームによる試料
表面の輝点が結像レンズ１３によって受光素子１５上に
結像せしめられる。
従って、試料表面の凸部分については、受光素”ｆｉ５
において第４図Ａに示すような輝点の受光を行い、また
試料表面の間部分については第４図Ｃに示すような輝点
の受光を、中間位置については同図Ｂに示すような輝点
の受光を行うことになる。而して、この受光素子１５上
における輝点の間隔から、試料表面の凹凸をめることが
できる。
において第４図Ａに示すような輝点の受光を行い、また
試料表面の間部分については第４図Ｃに示すような輝点
の受光を、中間位置については同図Ｂに示すような輝点
の受光を行うことになる。而して、この受光素子１５上
における輝点の間隔から、試料表面の凹凸をめることが
できる。
光源から投射される二つの照明ビームの１メ別は、チョ
ッパによる照明ビームの断続等によって行うことができ
、それによって凸部分と開部分の区別を行うことができ
る。なお、第４図Ａ−Ｃに示す輝点間の間隔測定により
ＩＪＬｍ程度の分解能を得られることが確かめられて
いる。
ッパによる照明ビームの断続等によって行うことができ
、それによって凸部分と開部分の区別を行うことができ
る。なお、第４図Ａ−Ｃに示す輝点間の間隔測定により
ＩＪＬｍ程度の分解能を得られることが確かめられて
いる。
以−Ｌに詳述したように、本発明の非接触スキッドによ
れば、スキッドの接触による圧痕をなくすことができ、
しかも、非接触であることから測定の高速化が１（能で
あるという点で極めてイｉ利である。特に、測定面が軟
らかい面の場合、スキッドによる変形や跡が付かないこ
とは、あらさ測定の信頼性を高める点で非常に有効であ
る。
れば、スキッドの接触による圧痕をなくすことができ、
しかも、非接触であることから測定の高速化が１（能で
あるという点で極めてイｉ利である。特に、測定面が軟
らかい面の場合、スキッドによる変形や跡が付かないこ
とは、あらさ測定の信頼性を高める点で非常に有効であ
る。
以上においては、本発明のあらさ計を光学式のものとし
て構成した場合について説明したが、上記光学式ばかり
でなく、静電式、渦電流式、及び空気式のマイクロメー
タなど、中感度の間隔センサを使用することができる。
て構成した場合について説明したが、上記光学式ばかり
でなく、静電式、渦電流式、及び空気式のマイクロメー
タなど、中感度の間隔センサを使用することができる。
これらにおいて要求される精度は、あらさ８１の測定精
度との関連で１ｋｍ程度、測定範囲はピックアップを測
定に際して「でセットすることを考１ａ して数ＩＩｍ
とし、また試ネ゛１表面の測定領域に関しては、０．Ｉ
ＩＩｒｎφ程度のΔ］り定領域全体を平均化して測定
可能にすることが望ましい。
度との関連で１ｋｍ程度、測定範囲はピックアップを測
定に際して「でセットすることを考１ａ して数ＩＩｍ
とし、また試ネ゛１表面の測定領域に関しては、０．Ｉ
ＩＩｒｎφ程度のΔ］り定領域全体を平均化して測定
可能にすることが望ましい。
第１図は本発明に係る非接触スキットの実施例の構成図
、第２図へ〜Ｃは」二記非接触スキッドにおけるセンサ
上の輝点の像についての説１！１１１）４、第３図は本
発明の他の実施例の構成図、第４図Ａ〜Ｃは第３図の非
接触スキッドにおける受光素子上の輝点の像についての
説明図である。 第 １ 図 り 第 ａ 日 ５ 第 ２ 図 Ｃ 第 ４ 目 Ａ７、
、第２図へ〜Ｃは」二記非接触スキッドにおけるセンサ
上の輝点の像についての説１！１１１）４、第３図は本
発明の他の実施例の構成図、第４図Ａ〜Ｃは第３図の非
接触スキッドにおける受光素子上の輝点の像についての
説明図である。 第 １ 図 り 第 ａ 日 ５ 第 ２ 図 Ｃ 第 ４ 目 Ａ７、
Claims (1)
- １、高精度で試料表面のあらさを測定するあらさ１１１
のピンクアップに取イ・ｊけるスンキドを、非接触で試
料表面との間の距離を３１側して、ピ・ンクアンプの重
鐘な測定位置への設定を制御するための信５″ｆを出力
するものとして構成したことを特徴とするあらさ計の非
接触スキッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17012083A JPS6061605A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | あらさ計の非接触スキツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17012083A JPS6061605A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | あらさ計の非接触スキツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6061605A true JPS6061605A (ja) | 1985-04-09 |
Family
ID=15899011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17012083A Pending JPS6061605A (ja) | 1983-09-14 | 1983-09-14 | あらさ計の非接触スキツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6061605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01257209A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-13 | Niigata Pref Gov | 金属製器物の表面仕上げ性状の検査測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125604A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-02 | Hitachi Ltd | Surface roughness measuring apparatus |
| JPS5899705A (ja) * | 1981-04-27 | 1983-06-14 | センテツク・コ−ポレ−シヨン | 非接触粗さ測定器 |
-
1983
- 1983-09-14 JP JP17012083A patent/JPS6061605A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56125604A (en) * | 1980-03-07 | 1981-10-02 | Hitachi Ltd | Surface roughness measuring apparatus |
| JPS5899705A (ja) * | 1981-04-27 | 1983-06-14 | センテツク・コ−ポレ−シヨン | 非接触粗さ測定器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01257209A (ja) * | 1988-04-07 | 1989-10-13 | Niigata Pref Gov | 金属製器物の表面仕上げ性状の検査測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5291271A (en) | Measurement of transparent container wall thickness | |
| US4897536A (en) | Optical axis displacement sensor with cylindrical lens means | |
| GB2069130A (en) | Thin film thickness monitor | |
| JPH0743251B2 (ja) | 光学式変位計 | |
| US5315373A (en) | Method of measuring a minute displacement | |
| US5870199A (en) | Method and apparatus for highly accurate distance measurement with respect to surfaces | |
| JP2533514B2 (ja) | 凹部深さ・膜厚測定装置 | |
| JPH0256604B2 (ja) | ||
| JPS6061605A (ja) | あらさ計の非接触スキツド | |
| US5402239A (en) | Method of measuring orientation flat width of single crystal ingot | |
| JPS6432105A (en) | Angle deviation measuring instrument for flat plate member | |
| JPS62212507A (ja) | レ−ザ干渉計で校正を不要とした触針式表面形状検出器 | |
| US4077723A (en) | Method of measuring thickness | |
| JPS5616806A (en) | Surface roughness measuring unit | |
| JPH06102028A (ja) | 光学式非接触距離測定機及び測定方法 | |
| JPS6370110A (ja) | 距離測定装置 | |
| JP2524357B2 (ja) | 測距用光ファイバ−センサの受光信号処理方法 | |
| JPS63222207A (ja) | 凹部深さ・膜厚測定装置 | |
| JPS61223604A (ja) | ギヤツプ測定装置 | |
| JPH02300617A (ja) | 形状測定装置 | |
| SU1747899A1 (ru) | Способ контрол микрогеометрии поверхности | |
| JPS60186705A (ja) | 光学式粗さ計 | |
| JPS60211304A (ja) | 平行度測定装置 | |
| JPH0611313A (ja) | 厚み測定装置 | |
| JPS6348439A (ja) | 角度測定装置 |