JPH08208376A - Method for measuring crucible - Google Patents
Method for measuring crucibleInfo
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- JPH08208376A JPH08208376A JP1829795A JP1829795A JPH08208376A JP H08208376 A JPH08208376 A JP H08208376A JP 1829795 A JP1829795 A JP 1829795A JP 1829795 A JP1829795 A JP 1829795A JP H08208376 A JPH08208376 A JP H08208376A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多結晶シリコンを溶解
して単結晶シリコンを製造する際等に用いられるルツボ
の内表面からその内部に配される気泡までの石英の透明
層の厚さ寸法を計測するルツボの計測方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thickness of a transparent layer of quartz from an inner surface of a crucible used for manufacturing single crystal silicon by melting polycrystalline silicon to bubbles arranged therein. The present invention relates to a crucible measuring method for measuring dimensions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】単結晶シリコン製造用の石英ルツボとし
ては、一般に、内表面側を気泡含有率の少ない透明ガラ
ス層（以下、透明層という。）とし、外側を気泡含有率
の高い不透明ガラス層（以下、不透明層という。）とす
る２層構造のものが使用されている。かかる２層構造の
ルツボにおいては、その肉厚寸法および透明層、不透明
層の厚さ寸法のバランスによってルツボ壁の熱伝達率が
変化することになり、ルツボの性能に影響がある。した
がって、これらの寸法値を測定し、適正な値にコントロ
ールすることが極めて重要である。2. Description of the Related Art Generally, a quartz crucible for producing single crystal silicon has a transparent glass layer having a low bubble content rate (hereinafter referred to as a transparent layer) on the inner surface side and an opaque glass layer having a high bubble content rate on the outer side. (Hereinafter, referred to as an opaque layer.) A two-layer structure is used. In such a two-layered crucible, the heat transfer coefficient of the crucible wall changes depending on the balance between the thickness of the crucible and the thicknesses of the transparent layer and the opaque layer, which affects the performance of the crucible. Therefore, it is extremely important to measure these dimensional values and control them to appropriate values.
【０００３】従来、ルツボの透明層の厚さ寸法を計測す
る方法としては、ルツボの一部を切り欠いてその断面を
肉眼で観察することにより透明層の厚さを検査する方法
や、超音波探触子をルツボの内表面に接触状態に走査さ
せて透明層の厚さを計測する方法が採用されている。Conventionally, as a method for measuring the thickness of the transparent layer of the crucible, a method of inspecting the thickness of the transparent layer by notching a part of the crucible and observing the cross section with the naked eye, or ultrasonic wave A method of measuring the thickness of the transparent layer by scanning the inner surface of the crucible with the probe in a contact state is adopted.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法による場合には、ルツボ全体に亙って検査を実施す
ることができないために、透明層全体の厚さ寸法を定量
的に把握することが困難である上に、破壊検査であるた
めに、ルツボの健全性が損われるという不都合がある。
この点、後者の方法は、ルツボ全体を検査することがで
き、しかも、非破壊検査であるために、上記のような不
都合は生じない。しかし、次のような別個の問題点を有
している。However, in the case of the former method, since it is not possible to carry out the inspection over the entire crucible, it is possible to quantitatively grasp the thickness dimension of the entire transparent layer. In addition to being difficult, the destructive inspection has a disadvantage that the integrity of the crucible is impaired.
In this respect, the latter method can inspect the entire crucible, and since it is a non-destructive inspection, the above-mentioned inconvenience does not occur. However, it has the following separate problems.
【０００５】すなわち、超音波探触子による計測は、探
触子をルツボ内表面に接触させて行う接触式計測方法で
あるために、ルツボ内表面を汚染したり傷つけたりする
可能性がある。また、検査の自動化を図ることが困難で
あるという問題点もある。つまり、ルツボの内面形状
は、ルツボごとに微妙に相違するものであるとともに、
その内面形状を予め厳密に把握することができないの
で、計測に際して超音波探触子がルツボ内表面から離れ
あるいはルツボ内表面に過大な力で押圧されて、計測誤
差が増大したり、ルツボ自体や超音波探触子の健全性が
損われたりすることになる。また、超音波探触子による
計測においては、エコーの発生によって計測が不正確な
ものとなるおそれもある。That is, since the measurement by the ultrasonic probe is a contact type measuring method which is carried out by bringing the probe into contact with the inner surface of the crucible, the inner surface of the crucible may be contaminated or damaged. There is also a problem that it is difficult to automate the inspection. That is, the inner surface shape of the crucible is slightly different for each crucible, and
Since the inner surface shape cannot be precisely grasped in advance, the ultrasonic probe is separated from the inner surface of the crucible during measurement or is pressed against the inner surface of the crucible with an excessive force, and the measurement error increases, or the crucible itself or The soundness of the ultrasonic probe may be impaired. In addition, in the measurement by the ultrasonic probe, the measurement may be inaccurate due to the generation of echo.
【０００６】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
のであって、ルツボ内表面に接触することなく透明層の
厚さ寸法を精度良く計測し得るとともに、計測の自動化
を容易に図ることができるルツボの計測方法を提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the thickness dimension of the transparent layer can be accurately measured without contacting the inner surface of the crucible, and the automation of the measurement can be facilitated easily. It is intended to provide a crucible measuring method that can be performed.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、レーザ光を出射するレーザ光源とルツボ
内部の気泡におけるレーザ光の反射光を撮像する撮像手
段とを搭載してなる計測ヘッドをルツボの内側に挿入
し、該計測ヘッドの撮像手段をルツボ内表面から所定の
距離離間した位置にその軸線をルツボ内表面の法線に一
致させて位置決めした後に、前記撮像手段の軸線に対し
て所定角度傾斜させられた方向からルツボ内表面に向け
てレーザ光を出射し、撮像手段に撮像された反射光の位
置に基づいてルツボ内面の透明層の厚さ寸法を計測する
ルツボの計測方法を提案している。In order to achieve the above object, the present invention comprises a laser light source for emitting laser light and an image pickup means for picking up an image of reflected light of the laser light in a bubble inside the crucible. After inserting the measuring head inside the crucible and positioning the image pickup means of the measuring head at a position separated by a predetermined distance from the inner surface of the crucible with its axis aligned with the normal to the inner surface of the crucible, the axis of the image pickup means. Of the crucible that emits laser light toward the inner surface of the crucible from a direction inclined with respect to the crucible and measures the thickness dimension of the transparent layer on the inner surface of the crucible based on the position of the reflected light imaged by the imaging means. Proposes a measurement method.
【０００８】上記計測方法においては、計測ヘッドをル
ツボの内側に挿入する前に、ルツボ外面の輪郭を計測
し、該ルツボ外面の輪郭に基づいて推定されるルツボ内
表面に干渉しない計測ヘッドの位置決め位置を設定する
こととすれば、ルツボや計測ヘッドの健全性を確実に確
保できるので効果的である。In the above measuring method, before inserting the measuring head into the crucible, the contour of the outer surface of the crucible is measured, and positioning of the measuring head that does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is performed. Setting the position is effective because the soundness of the crucible and the measuring head can be reliably ensured.
【０００９】また、ルツボ外面の輪郭を計測する方法
を、ルツボの中心線に直交するように軸線を配した輪郭
計測用撮像手段をルツボの中心線に平行に移動させつつ
作動させ、該中心線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸
線に垂直な平面内におけるルツボ外面の２次元的位置を
計測するものとすれば、回転体としてのルツボの対称性
を利用して簡易かつ正確にルツボ外面の輪郭を計測し得
るので効果的である。Further, the method for measuring the contour of the outer surface of the crucible is operated by moving the contour measuring image pickup means having an axis line so as to be orthogonal to the center line of the crucible while moving it in parallel with the center line of the crucible. If the two-dimensional position of the outer surface of the crucible is measured in a plane that includes and that is perpendicular to the axis of the imaging means for contour measurement, the symmetry of the crucible as a rotating body can be used to easily and accurately determine the outer surface of the crucible. This is effective because the contour can be measured.
【００１０】さらに、輪郭計測用撮像手段による計測を
その軸線に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇
所において実施するとともに、当該計測された複数の２
次元的位置データに基づいて直線および曲率の異なる２
種類の円弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得
ることとすれば、計測の迅速性を向上させ得る点におい
て効果的である。Further, the measurement by the contour measuring image pickup means is carried out at a plurality of points in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis, and the plurality of measured two points are measured.
Two straight lines and different curvatures based on the dimensional position data
If the contour of the outer surface of the crucible is obtained by approximating with different types of arcs, it is effective in improving the speed of measurement.
【００１１】[0011]
【作用】本発明に係るルツボの計測方法によれば、計測
ヘッドをルツボの内側に挿入し、該計測ヘッドを、撮像
手段の軸線がルツボ内表面の法線に一致しかつルツボ内
表面から所定の距離離間させられる位置に位置決めした
状態で、レーザ光源からレーザ光を出射することによ
り、レーザ光が所定の傾斜角度でルツボ内表面に入射さ
せられる。ルツボ内表面から透明層に入射したレーザ光
は、当該内表面において屈折した後に内部の気泡まで進
行し、該気泡において反射させられて再度ルツボ内表面
から出射させられて撮像手段によって撮像される。According to the crucible measuring method of the present invention, the measuring head is inserted inside the crucible, and the measuring head is arranged such that the axis of the image pickup means coincides with the normal to the inner surface of the crucible and the crucible inner surface is predetermined. The laser light is emitted from the laser light source in a state where the laser light is emitted from the laser light source in a position where the laser light is incident on the inner surface of the crucible at a predetermined inclination angle. The laser light that has entered the transparent layer from the inner surface of the crucible is refracted on the inner surface, then travels to the inner bubble, is reflected by the bubble, is emitted from the inner surface of the crucible again, and is imaged by the imaging means.
【００１２】この場合に、ルツボ内表面からのレーザ光
の出射角度は気泡の位置に応じて変化させられるので、
この出射角度を撮像されたレーザ光の位置に基づいて求
めることにより透明層の厚さ寸法が計測されることにな
る。したがって、上記ルツボの計測方法によれば、計測
ヘッドをルツボの内表面に対して非接触の状態に維持し
たまま、透明層の厚さ寸法を計測することが可能とな
る。In this case, since the emission angle of the laser light from the inner surface of the crucible can be changed according to the position of the bubble,
The thickness dimension of the transparent layer is measured by obtaining this emission angle based on the position of the imaged laser beam. Therefore, according to the above crucible measuring method, it is possible to measure the thickness dimension of the transparent layer while maintaining the measuring head in a non-contact state with the inner surface of the crucible.
【００１３】上記計測方法において、計測ヘッドをルツ
ボの内側に挿入する前に、ルツボ外面の輪郭を計測し、
該ルツボ外面の輪郭に基づいて推定されるルツボ内表面
に干渉しない計測ヘッドの位置決め位置を設定すること
とすれば、ルツボの内側に挿入された計測ヘッドとルツ
ボ内表面との接触が回避されてルツボや計測ヘッドの健
全性が保持される。しかも、計測ヘッドをルツボの内側
に挿入する際に、設定された位置決め位置に直接移動す
ることができるので、計測ヘッドとルツボ内表面との干
渉を回避し得る位置を探索しながら位置決め位置を決定
する場合と比較して、飛躍的に計測の迅速性を向上する
ことが可能となる。In the above measuring method, the contour of the outer surface of the crucible is measured before the measuring head is inserted inside the crucible,
If the positioning position of the measuring head that does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is set, contact between the measuring head inserted inside the crucible and the inner surface of the crucible is avoided. The integrity of the crucible and measuring head is maintained. Moreover, when the measuring head is inserted inside the crucible, it can be moved directly to the set positioning position, so the positioning position is determined while searching for a position that can avoid interference between the measuring head and the inner surface of the crucible. It is possible to dramatically improve the speed of measurement as compared with the case of performing.
【００１４】また、上記計測方法において、ルツボ外面
の輪郭を計測する方法を、ルツボの中心線に直交するよ
うに軸線を配した輪郭計測用撮像手段をルツボの中心線
に平行に移動させつつ作動させ、その中心線を含みかつ
輪郭計測用撮像手段の軸線に垂直な平面内におけるルツ
ボ外面の２次元的位置を計測するものとすれば、上記平
面内に投影されたルツボ外面の輪郭が正確に計測される
ことになる。また、ルツボは、ほぼ正確な回転体である
ため、一平面について輪郭の計測を行えば、ルツボ全体
についてほぼ正確な３次元形状を把握することが可能と
なる。In the above measuring method, the method of measuring the contour of the outer surface of the crucible is operated while moving the contour measuring image pickup means having an axis line orthogonal to the center line of the crucible in parallel with the center line of the crucible. If the two-dimensional position of the outer surface of the crucible in the plane including the center line and perpendicular to the axis of the contour measuring imaging means is measured, the contour of the outer surface of the crucible projected in the plane is accurately measured. Will be measured. Further, since the crucible is a substantially accurate rotating body, it is possible to grasp a substantially accurate three-dimensional shape of the entire crucible by measuring the contour on one plane.
【００１５】さらに、輪郭計測用撮像手段による計測を
その軸線に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇
所において実施するとともに、計測された複数の２次元
的位置データに基づいて直線および曲率の異なる２種類
の円弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得るこ
ととすれば、計測数を最小限に抑制して、計測の迅速性
を向上させることが可能となる。Further, measurement by the contour measuring image pickup means is carried out at a plurality of points in a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis, and a straight line and a curvature are obtained based on the plurality of measured two-dimensional position data. If the contour of the crucible outer surface is obtained by approximating with two different types of circular arcs, it is possible to suppress the number of measurements to the minimum and improve the speed of measurement.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明に係るルツボの計測方法の一実
施例について、図１から図１０を参照して説明する。本
実施例に係るルツボの計測方法は、図１に示すように、
ルツボ１の外面の輪郭を計測する第１のステップ（STEP
1）と、その計測結果に基づいて推定されるルツボ１の
内表面の形状から後述する計測ヘッドを配置する複数の
計測ポイントを設定する第２のステップ（STEP 2）と、
ルツボ１の内面に計測ヘッドを位置決めしつつ透明層の
厚さ寸法を計測する第３のステップ（STEP 3）とを具備
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the crucible measuring method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The crucible measuring method according to the present embodiment, as shown in FIG.
The first step of measuring the outer contour of the crucible 1 (STEP
1) and a second step (STEP 2) of setting a plurality of measurement points for arranging a measurement head described later from the shape of the inner surface of the crucible 1 estimated based on the measurement result,
The third step (STEP 3) of measuring the thickness dimension of the transparent layer while positioning the measuring head on the inner surface of the crucible 1.
【００１７】第１のステップ（STEP 1）は、適当な処理
により得られたルツボ１各部の背景との境界と予め設定
された計測原点からの偏差ｄｘを計測する。そして、そ
の際の外部計測装置３の位置座標から実際のルツボ１の
輪郭形状を把握するようになっている。また、偏差ｄｘ
は、予め適当な記憶手段に格納された標準的なルツボ１
の輪郭（標準寸法）を参照した場合のルツボ１各部の標
準寸法からの偏差としてもよい。In the first step (STEP 1), the deviation dx from the preset measurement origin and the boundary between each part of the crucible 1 and the background obtained by appropriate processing is measured. Then, the actual contour shape of the crucible 1 is grasped from the position coordinates of the external measuring device 3 at that time. Also, the deviation dx
Is a standard crucible 1 previously stored in an appropriate storage means.
The deviation from the standard size of each part of the crucible 1 when the contour (standard size) of FIG.
【００１８】ルツボ１の輪郭は、図２に示すように、ル
ツボ１の高さ寸法Ｈ、外径寸法Ｄおよび底面の曲率半径
Ｒ1・Ｒ2により把握される。すなわち、ルツボ１は、ほ
ぼ正確な回転体の形状をなしているため、上記各寸法を
中心線１ａを通る１つの垂直面Ｃ0内において実施すれ
ば、ルツボ１全体の輪郭を把握することができるように
なっている。As shown in FIG. 2, the outline of the crucible 1 is grasped by the height dimension H of the crucible 1, the outer diameter dimension D and the curvature radiuses R 1 and R 2 of the bottom surface. That is, since the crucible 1 has a substantially accurate shape of the rotating body, the outline of the entire crucible 1 can be grasped by carrying out the above-mentioned dimensions in one vertical plane C 0 passing through the center line 1a. You can do it.
【００１９】この第１のステップ（STEP 1）は、具体的
には、図３に示す計測装置２のうち、外部計測装置３に
より上記偏差ｄｘとその位置データとを対応づけたデー
タセットを採取し、演算手段４によって上記各寸法Ｈ・
Ｄ・Ｒ1・Ｒ2を算出することにより行われるようになっ
ている。In the first step (STEP 1), specifically, of the measuring device 2 shown in FIG. 3, an external measuring device 3 collects a data set in which the deviation dx and its position data are associated with each other. Then, the above-mentioned respective dimensions H.
This is done by calculating D · R 1 · R 2 .
【００２０】前記外部計測装置３は、ルツボ１外面の輪
郭形状を把握するためのデータ、すなわちルツボ１の各
部における偏差ｄｘをその位置と対応づけて計測する装
置であって、開口部を鉛直下方に向けて立設状態に支持
されるルツボ１の外部側方に配置されている。この外部
計測装置３は、水平方向に軸線６ａを配するＣＣＤカメ
ラ６（輪郭計測用撮像手段）と、該ＣＣＤカメラ６を鉛
直方向に平行移動させる垂直移動機構７と、該垂直移動
機構７およびＣＣＤカメラ６を水平方向に平行移動させ
る水平移動機構８とを具備している。The external measuring device 3 is a device for measuring the data for grasping the contour shape of the outer surface of the crucible 1, that is, the deviation dx in each part of the crucible 1 in association with its position, and the opening is vertically downward. Is disposed on the outer side of the crucible 1 which is supported in an upright state toward. The external measuring device 3 includes a CCD camera 6 (an outline measuring image pickup means) having a horizontal axis 6a, a vertical moving mechanism 7 for moving the CCD camera 6 in parallel in the vertical direction, a vertical moving mechanism 7 and A horizontal moving mechanism 8 for moving the CCD camera 6 in a horizontal direction is provided.
【００２１】前記垂直移動機構７および水平移動機構８
は、例えば、モータ７ａ・８ａと、該モータ７ａ・８ａ
によって軸線回りに回転させられるボールネジ（図示
略）と、該ボールネジに螺合するナット（図示略）に固
定され、垂直方向（Ｚ方向）または水平方向（Ｘ方向）
に移動させられるスライダ７ｂ・８ｂとから構成される
一般的な直線移動機構でよい。水平移動機構８のスライ
ダ８ｂには、垂直移動機構７のベース７ｃが固定され、
水平移動機構８の作動によって移動するスライダ８ｂと
ともに垂直移動機構７自体が水平方向に平行移動させら
れるようになっている。また、垂直移動機構７のスライ
ダ７ａには前記ＣＣＤカメラ６が搭載されており、垂直
移動機構７の作動によってＣＣＤカメラ６が垂直方向に
平行移動させられるようになっている。The vertical moving mechanism 7 and the horizontal moving mechanism 8
Are, for example, the motors 7a and 8a and the motors 7a and 8a.
Is fixed to a ball screw (not shown) that is rotated around the axis and a nut (not shown) that is screwed onto the ball screw, and is vertical (Z direction) or horizontal (X direction).
A general linear movement mechanism composed of sliders 7b and 8b that can be moved to the right. The base 7c of the vertical moving mechanism 7 is fixed to the slider 8b of the horizontal moving mechanism 8,
The vertical moving mechanism 7 itself is moved in parallel in the horizontal direction together with the slider 8b which is moved by the operation of the horizontal moving mechanism 8. Further, the CCD camera 6 is mounted on the slider 7a of the vertical movement mechanism 7, and the CCD camera 6 is moved in parallel in the vertical direction by the operation of the vertical movement mechanism 7.
【００２２】また、垂直移動機構７および水平移動機構
８には、それぞれ図示しない位置検出手段が設けられて
いる。位置検出手段としては、マグネットスケールのよ
うな直接検出方法によるものやエンコーダのようなモー
タ７ａ・８ａの回転角度を検出するもの等、任意の検出
方法のものを採用することができる。The vertical moving mechanism 7 and the horizontal moving mechanism 8 are provided with position detecting means (not shown). As the position detection means, any detection method such as a direct detection method such as a magnet scale and a rotation angle of the motors 7a and 8a such as an encoder can be adopted.
【００２３】前記演算手段４では、外部計測装置３によ
って計測された計測原点Ｏからの偏差ｄｘ、およびその
垂直面Ｃ内における位置データＰｘ・Ｐｚを用いて、ル
ツボ１の高さ寸法Ｈ、外径寸法Ｄおよび底面の曲率半径
Ｒ1・Ｒ2を計算するのであるが、曲率半径Ｒ1・Ｒ2につ
いては、得られたデータセットを元に、最小二乗近似等
の近似計算を実施して算出する。The calculating means 4 uses the deviation dx measured from the measurement origin O by the external measuring device 3 and the position data Px and Pz in the vertical plane C thereof to determine the height dimension H of the crucible 1 and the outer dimension. The diameter dimension D and the radius of curvature R 1 · R 2 of the bottom surface are calculated. For the radius of curvature R 1 · R 2 , an approximate calculation such as least square approximation is performed based on the obtained data set. calculate.
【００２４】この場合に、各曲率半径Ｒ1・Ｒ2の算出の
基礎となるデータセットが重複することにないように領
域を分けて計測し、その領域ごとのデータセットの集合
に基づいて各曲率半径Ｒ1・Ｒ2を計測するようにしてい
る。In this case, the regions which are the basis for the calculation of the respective radii of curvature R 1 and R 2 are measured so that the data sets do not overlap, and the regions are measured based on the set of data sets for each region. The radii of curvature R 1 and R 2 are measured.
【００２５】この第１のステップ（STEP 1）を実施する
場合には、まず、記憶手段に格納されている標準的なル
ツボ１の外径寸法Ｄ等に基づいて、ＣＣＤカメラ６を配
置すべき座標（Ｐｘ，Ｐｚ）の駆動スケジュールを作成
する。この駆動スケジュールの作成は、演算手段４によ
り実施されることとしてもよく、また、標準寸法ととも
に予め作成したものを格納しておいてもよい。When carrying out the first step (STEP 1), first, the CCD camera 6 should be arranged based on the outer diameter D of the standard crucible 1 stored in the storage means. A driving schedule for coordinates (Px, Pz) is created. The drive schedule may be created by the calculation means 4, or may be created in advance together with the standard size.
【００２６】次いで、駆動スケジュールに基づいて垂直
移動機構７および水平移動機構８を作動させる。これに
より、ＣＣＤカメラ６は軸線６ａを水平状態に保持され
たまま、図３に示すように、ルツボ１の中心線１ａに平
行な垂直面内において２次元的に移動させられ、その位
置は位置検出手段によって正確に把握されることにな
る。そして、その移動の間にＣＣＤカメラ６を作動させ
ることにより、ルツボ１が一方向から撮像されることに
なる。Next, the vertical moving mechanism 7 and the horizontal moving mechanism 8 are operated based on the driving schedule. As a result, the CCD camera 6 is two-dimensionally moved in a vertical plane parallel to the center line 1a of the crucible 1 while the axis 6a is held horizontally, and its position is the position. It will be accurately grasped by the detection means. By operating the CCD camera 6 during the movement, the crucible 1 is imaged from one direction.
【００２７】その結果、ＣＣＤカメラ６をルツボ１の外
形に沿って移動させつつ撮像を繰り返すことにより、ル
ツボ１を垂直面Ｃに投影した輪郭形状がＣＣＤカメラ６
によって把握されるようになっている。この際、ＣＣＤ
カメラ６による計測は、ルツボ１の側壁部の高さ方向に
数箇所、小曲率半径Ｒ2部分について数箇所、大曲率半
径Ｒ1部分について数箇所、それぞれ領域を分けて実施
されるようになっている。As a result, by repeating the image pickup while moving the CCD camera 6 along the outer shape of the crucible 1, the outline shape obtained by projecting the crucible 1 on the vertical plane C is obtained.
Is being understood by. At this time, CCD
The measurement by the camera 6 is performed in several areas in the height direction of the side wall portion of the crucible 1, several areas for the small radius of curvature R 2 portion, and several areas for the large radius of curvature R 1 area, respectively. ing.
【００２８】ここで、偏差ｄｘは、図４および図５に示
すように、座標（Ｐｘ，Ｐｚ）で与えられるＣＣＤカメ
ラ６の位置を、ルツボ１の輪郭上を移動するように垂直
移動機構７および水平移動機構８を動作させた際に撮像
したルツボ１の背景との境界（面）と、ＣＣＤカメラ６
の計測原点Ｏからのずれ量として採取するようになって
いる。Here, the deviation dx is, as shown in FIGS. 4 and 5, a vertical movement mechanism 7 for moving the position of the CCD camera 6 given by the coordinates (Px, Pz) on the contour of the crucible 1. Also, the CCD camera 6 and the boundary (face) with the background of the crucible 1 captured when the horizontal movement mechanism 8 is operated.
The amount of deviation from the measurement origin O is sampled.
【００２９】そして、このようにして計測された偏差ｄ
ｘは、対応する計測位置座標データ（Ｐｘ，Ｐｚ）とと
もに演算手段４に転送され、ルツボ１の輪郭を決定する
高さ寸法Ｈ、外径寸法Ｄおよび曲率半径Ｒ1・Ｒ2が算出
される。これにより、中心線１ａを含む一の垂直面Ｃで
ルツボ１を切断した場合の切断面の輪郭形状が把握さ
れ、この切断面の輪郭を中心線１ａ回りに回転させた形
状として、３次元的なルツボ１の輪郭形状全体を把握す
ることができることになる。Then, the deviation d measured in this way
x is transferred to the calculation means 4 together with the corresponding measurement position coordinate data (Px, Pz), and the height dimension H, the outer diameter dimension D and the radii of curvature R 1 and R 2 that determine the contour of the crucible 1 are calculated. . Thereby, the outline shape of the cut surface when the crucible 1 is cut along one vertical plane C including the center line 1a is grasped, and the outline of the cut surface is three-dimensionally formed as a shape rotated around the center line 1a. It is possible to grasp the entire contour shape of the crucible 1.
【００３０】第２のステップ（STEP 2）は、このように
して把握されたルツボ１の輪郭形状に基づいて、後述す
る内部計測装置における計測ヘッドによる概略の計測ポ
イントを設定する。すなわち、ルツボ１外面の輪郭形状
が把握されると、標準的な肉厚寸法を元にしてルツボ１
内面の形状を推定することができ、さらに、計測ヘッド
の外形寸法および回転半径等を考慮すれば、計測ヘッド
とルツボ１内面との干渉を回避することができる位置、
すなわち計測ヘッドの可動領域Ｒを推定することができ
る。In the second step (STEP 2), based on the contour shape of the crucible 1 thus grasped, a rough measuring point by the measuring head in the internal measuring device described later is set. That is, when the contour shape of the outer surface of the crucible 1 is grasped, the crucible 1 is made based on the standard thickness dimension.
A position where the shape of the inner surface can be estimated, and further, if the outer dimensions of the measuring head and the radius of gyration are taken into consideration, interference between the measuring head and the inner surface of the crucible 1 can be avoided,
That is, the movable region R of the measuring head can be estimated.
【００３１】本実施例では、上記条件を満たす可動領域
Ｒを、図２に示すように、ルツボ１外面の輪郭からのオ
フセット量Δとして規定しておき、ルツボ１外面の輪郭
からオフセット量Δだけ内側にオフセットした可動領域
Ｒ内に計測ヘッドが配されるような複数の計測ポイント
を設定することとしている。例えば、位置決めのための
基準位置を、計測ヘッドの先端点に設定しておき、その
先端点がルツボ１外面をオフセット量Δだけ内側にオフ
セットさせた位置に配されるような計測ポイントを適宜
設定していくこととすればよい。In the present embodiment, the movable region R satisfying the above conditions is defined as an offset amount Δ from the contour of the outer surface of the crucible 1 as shown in FIG. A plurality of measurement points are set so that the measurement head is arranged in the movable region R offset inward. For example, the reference position for positioning is set at the tip point of the measurement head, and the measurement point is appropriately set so that the tip point is arranged at the position where the outer surface of the crucible 1 is offset inward by the offset amount Δ. You can do it.
【００３２】上記オフセット量Δについては、ルツボ１
各部において一定の値を有するものとして記憶手段に格
納しておけばよい。また、この計測ポイントに配される
計測ヘッドの姿勢についても、測定されたルツボ１外面
の輪郭から推定される各計測ポイントにおけるルツボ１
内面の法線ｎ方向に一致させるように設定すればよい。Regarding the offset amount Δ, the crucible 1
It may be stored in the storage unit as a unit having a constant value in each unit. Also, regarding the posture of the measuring head arranged at this measurement point, the crucible 1 at each measurement point estimated from the contour of the outer surface of the crucible 1 measured.
It may be set so as to coincide with the normal line n direction of the inner surface.
【００３３】第３のステップ（STEP 3）は、図３に示す
計測装置２のうち、内部計測装置９によって実施され
る。該内部計測装置９は、ルツボ１内面の透明層１ｂの
厚さ寸法を計測する装置であって、ルツボ１の内側に配
置され、ルツボ１の内側に挿入される計測ヘッド１０
と、この計測ヘッド１０をルツボ１内表面１ｃに対して
移動させる移動手段１１とを具備している。The third step (STEP 3) is carried out by the internal measuring device 9 of the measuring device 2 shown in FIG. The internal measuring device 9 is a device for measuring the thickness dimension of the transparent layer 1b on the inner surface of the crucible 1, and is arranged inside the crucible 1 and is inserted inside the crucible 1.
And a moving means 11 for moving the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1.
【００３４】前記計測ヘッド１０は、図６に示すよう
に、ケーシング１２上に１個のＣＣＤカメラ１３（撮像
手段）と、３個のレーザ光源１４・１５・１６とを固設
状態に搭載している。これらＣＣＤカメラ１３およびレ
ーザ光源１４・１５・１６は、全て平行な軸線を有する
ように固定されている。As shown in FIG. 6, the measuring head 10 has one CCD camera 13 (imaging means) and three laser light sources 14, 15 and 16 mounted on a casing 12 in a fixed state. ing. The CCD camera 13 and the laser light sources 14, 15 and 16 are all fixed so as to have parallel axes.
【００３５】前記レーザ光源１４・１５・１６のうちの
１個は、主としてルツボ１内面の透明層１ｂを計測する
際に使用される計測用レーザ光源１４であり、他の２個
は、計測ヘッド１０をルツボ１内面に対して位置決めす
る際に使用される位置決め用レーザ光源１５・１６であ
る。これらのレーザ光源１４・１５・１６の光軸上に
は、図６に示すように、これらのレーザ光源１４・１５
・１６から出射されるレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3を所定角
度θ1・θ2・θ3だけ傾斜させられた方向に全反射する
ミラー部材１７・１８・１９がそれぞれ設けられてい
る。One of the laser light sources 14, 15 and 16 is a measuring laser light source 14 mainly used when measuring the transparent layer 1b on the inner surface of the crucible 1, and the other two are measuring heads. Positioning laser light sources 15 and 16 used when positioning 10 with respect to the inner surface of the crucible 1. On the optical axis of these laser light sources 14, 15 and 16, as shown in FIG.
Mirror members 17, 18, and 19 are provided to totally reflect the laser beams L 1 , L 2, and L 3 emitted from 16 in a direction inclined by a predetermined angle θ 1 , θ 2 and θ 3, respectively. .
【００３６】前記計測用レーザ光源１４の光軸上に配さ
れるミラー部材１７は、該計測用レーザ光源１４から出
射されたレーザ光Ｌ1を、前記ＣＣＤカメラ１３の軸線
１３ａと平行な一平面Ｃ1内において屈曲させるように
なっている。また、一方の位置決め用レーザ光源１５の
光軸上に配されているミラー部材１８は、前記計測用レ
ーザ光源１４から出射されたレーザ光Ｌ1の含まれる平
面Ｃ1と直交する平面Ｃ2内において該位置決め用レーザ
光源１５から出射されたレーザ光Ｌ2を屈曲させるよう
になっている。さらに、他方の位置決め用レーザ光源１
６の光軸上に配されているミラー部１９は、前記計測用
レーザ光源１４から出射されたレーザ光Ｌ1の含まれる
平面Ｃ1と平行な平面Ｃ3内において該レーザ光Ｌ3を屈
曲させるようになっている。The mirror member 17 arranged on the optical axis of the measuring laser light source 14 is arranged so that the laser light L 1 emitted from the measuring laser light source 14 is a plane parallel to the axis 13a of the CCD camera 13. It is designed to be bent in C 1 . The mirror member 18 arranged on the optical axis of one of the positioning laser light sources 15 is in a plane C 2 orthogonal to the plane C 1 in which the laser light L 1 emitted from the measurement laser light source 14 is included. At, the laser light L 2 emitted from the positioning laser light source 15 is bent. Further, the other positioning laser light source 1
The mirror portion 19 arranged on the optical axis 6 bends the laser light L 3 in a plane C 3 parallel to the plane C 1 containing the laser light L 1 emitted from the measurement laser light source 14. It is designed to let you.
【００３７】その結果、図６に示すように、計測ヘッド
１０が所定の計測ポイントに正確に位置決めされたとき
には、計測対象物であるルツボ１の内表面１ｃの法線ｎ
にＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａが一致させられるとと
もに、上記３個のレーザ光源１４・１５・１６からのレ
ーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3が、ルツボ１の内表面１ｃにおい
て直角三角形の頂点をなす３箇所に入射され、かつ、そ
の一部が反射させられて、反射光がＣＣＤカメラ１３に
より撮像されるようになっている。As a result, as shown in FIG. 6, when the measuring head 10 is accurately positioned at a predetermined measuring point, the normal line n of the inner surface 1c of the crucible 1 to be measured is measured.
Is aligned with the axis 13a of the CCD camera 13, and the laser beams L 1 , L 2, and L 3 from the three laser light sources 14, 15, and 16 form a right-angled triangle apex on the inner surface 1c of the crucible 1. The reflected light is made incident on three places, and a part thereof is reflected, and the reflected light is imaged by the CCD camera 13.
【００３８】また、前記移動手段１１は、例えば、図３
に示す例では、ルツボ１を鉛直下方に開口させた状態で
支持するとともに、鉛直に配される中心軸１ａ回りにル
ツボ１を回転移動させる旋回テーブル２０と、前記計測
ヘッド１０に設けられたＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａ
を鉛直平面内に配した状態で計測ヘッド１０全体を揺動
させる回転駆動軸２１（駆動軸）と、該回転駆動軸２１
を含めて計測ヘッド１０全体を相互に直角な水平２方向
および鉛直方向に平行移動させる直線駆動軸２２・２３
・２４とから構成されている。The moving means 11 is, for example, as shown in FIG.
In the example shown in FIG. 3, the crucible 1 is supported in a state of being opened vertically downward, and the revolving table 20 for rotating the crucible 1 around the vertically arranged central axis 1a and the CCD provided in the measuring head 10 are provided. Axis 13a of camera 13
A rotary drive shaft 21 (drive shaft) for swinging the entire measuring head 10 in a state where the rotary drive shaft 21 is arranged in a vertical plane;
Linear drive shafts 22 and 23 for moving the entire measuring head 10 in parallel in two horizontal and vertical directions perpendicular to each other
・ It is composed of 24 and.
【００３９】前記旋回テーブル２０は、鉛直な中心軸１
ｃ回りに回転可能に支持されルツボ１を載置するリング
板状のテーブル２０ａと、該テーブル２０ａにルツボ１
を固定する把持部（図示略）と、前記テーブル２０ａを
その中心軸１ｃ回りに回転駆動するための動力を発生す
るモータ２０ｂと、該モータ２０ｂの動力をテーブル２
０ａに伝達する伝達機構２０ｃとから構成されている。
該伝達機構２０ｃとしては、例えば、プーリ・タイミン
グベルト等の一般的なものが採用可能である。The turning table 20 has a vertical central axis 1
A ring-plate-shaped table 20a, which is rotatably supported around c and mounts the crucible 1, and the crucible 1 on the table 20a.
A gripping part (not shown) for fixing the motor, a motor 20b for generating power for rotationally driving the table 20a around its central axis 1c, and the power of the motor 20b for the table 2a.
0a to the transmission mechanism 20c.
As the transmission mechanism 20c, for example, a general one such as a pulley and a timing belt can be adopted.
【００４０】前記回転駆動軸２１は、一端に計測ヘッド
１０を固定する揺動アーム２１ａと、該揺動アーム２１
ａの他端に減速機等（図示略）を介して接続されるモー
タ２１ｂとから構成されている。モータ２１ｂは、揺動
アーム２１ａを水平な軸線２１ｃ回りに回転させること
により、計測ヘッド１０のＣＣＤカメラ１３を鉛直平面
内において揺動させることができるようになっている。The rotary drive shaft 21 has a swing arm 21a for fixing the measuring head 10 at one end, and the swing arm 21a.
The motor 21b is connected to the other end of a through a speed reducer or the like (not shown). The motor 21b can swing the CCD camera 13 of the measuring head 10 in a vertical plane by rotating the swing arm 21a around a horizontal axis 21c.
【００４１】ここで、本実施例では、計測ヘッド１０が
ルツボ１内表面１ｃに対して正確に位置決めされた状態
で、回転駆動軸２１の軸線２１ｃが、計測用レーザ光源
１４から出射されるレーザ光Ｌ1および一の位置決め用
レーザ光源１５から出射されるレーザ光Ｌ2のルツボ１
内表面１ｃにおける後述する入射位置Ｐ1・Ｐ3を通る直
線Ａに平行になるように設けられている。Here, in the present embodiment, the laser beam emitted from the laser light source 14 for measurement emits the axis 21c of the rotary drive shaft 21 while the measuring head 10 is accurately positioned with respect to the inner surface 1c of the crucible 1. Crucible 1 for light L 1 and laser light L 2 emitted from one positioning laser light source 15
It is provided so as to be parallel to a straight line A passing through incident positions P 1 and P 3 described later on the inner surface 1c.
【００４２】前記直線駆動軸２２・２３・２４は、例え
ば、相互に直交するＸ、Ｚ、Ｙ３方向にそれぞれ独立に
計測ヘッド１０を移動可能な３個の直線移動機構を組み
合わせて構成されている。この直線駆動軸２２・２３・
２４は、図３に示す例では、外部構造物（図示略）に固
定される水平なＸ軸２２と、該Ｘ軸２２によって水平方
向に移動させられる鉛直なＺ軸２３と、該Ｚ軸２３に搭
載されＸ軸２２と直交する水平方向に計測ヘッド１０を
移動させるＹ軸２４とを組み合わせることにより構成さ
れている。The linear drive shafts 22, 23, 24 are formed by combining, for example, three linear movement mechanisms capable of independently moving the measuring head 10 in the X, Z, Y3 directions orthogonal to each other. . This linear drive shaft 22 ・ 23 ・
In the example shown in FIG. 3, reference numeral 24 denotes a horizontal X-axis 22 fixed to an external structure (not shown), a vertical Z-axis 23 horizontally moved by the X-axis 22, and a Z-axis 23. And a Y-axis 24 that moves the measurement head 10 in the horizontal direction orthogonal to the X-axis 22 mounted on the.
【００４３】これら、Ｘ軸２２、Ｚ軸２３、Ｙ軸２４と
しては、例えば、モータ２２ａ・２３ａ・２４ａによっ
て回転させられるボールネジ（図示略）とこれに螺合す
るナット（図示略）に固定されるスライダ２２ｂ・２３
ｂ・２４ｂと、該スライダ２２ｂ・２３ｂ・２４ｂを直
線移動可能に支持する直線ガイド（図示略）とから構成
されるような一般的な直線移動機構を採用することがで
きる。The X-axis 22, Z-axis 23, and Y-axis 24 are fixed to, for example, ball screws (not shown) rotated by motors 22a, 23a, and 24a and nuts (not shown) screwed to them. Sliders 22b ・ 23
It is possible to employ a general linear movement mechanism composed of b · 24b and a linear guide (not shown) that supports the sliders 22b · 23b · 24b so as to be linearly movable.
【００４４】第３のステップ（STEP 3）は、さらに、上
記計測ヘッド１０をルツボ１内表面１ｃに対して正確に
位置決めする位置決めステップ（STEP 3a）と、位置決
めされた計測ヘッド１０によって実際に計測を行う計測
ステップ（STEP 3b）とを具備している。The third step (STEP 3) further includes a positioning step (STEP 3a) for accurately positioning the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1, and the actual measurement by the positioned measuring head 10. And a measurement step (STEP 3b) for performing.
【００４５】位置決めステップ（STEP 3a）は、まず、
移動手段１１を作動させることにより、計測ヘッド１０
をルツボ１内に挿入し、上記第２のステップ（STEP 2）
において設定された計測ポイントに配置する。ここで、
この計測ポイントは、ルツボ１の内表面１ｃと計測ヘッ
ド１０との干渉が生じないように設定されているので、
干渉の有無を探索する必要がなく、計測ヘッド１０を即
座に配置することができる。In the positioning step (STEP 3a), first,
By operating the moving means 11, the measuring head 10
Insert into the crucible 1 and follow the second step (STEP 2)
Place at the measurement point set in. here,
This measurement point is set so that the inner surface 1c of the crucible 1 and the measuring head 10 do not interfere with each other.
It is not necessary to search for the presence or absence of interference, and the measurement head 10 can be immediately arranged.
【００４６】この場合に、上記計測ポイントは、測定さ
れたルツボ１外面の輪郭形状を元にして暫定的に設定さ
れたものであるから、該計測ポイントに配置された計測
ヘッド１０は現実のルツボ１内表面１ｃに対して、その
姿勢および距離を補正する必要がある。In this case, the measuring point is provisionally set based on the measured contour shape of the outer surface of the crucible 1. Therefore, the measuring head 10 placed at the measuring point is an actual crucible. It is necessary to correct the posture and distance of the inner surface 1c.
【００４７】計測ヘッド１０のルツボ１内表面１ａに対
する姿勢を補正する、すなわち、計測ヘッド１０に設け
られたＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａとルツボ１内表面
１ａの法線ｎとを一致させるには、まず、計測ヘッド１
０のＣＣＤカメラ１３、計測用レーザ光源１４および位
置決め用レーザ光源１５・１６を作動させる。このと
き、ＣＣＤカメラ１３は、３つのレーザ光源１４・１５
・１６から出射されるレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3のルツボ
１内表面１ｃにおける反射光を撮像するように調整され
ているものとする。To correct the posture of the measuring head 10 with respect to the inner surface 1a of the crucible 1, that is, to make the axis line 13a of the CCD camera 13 provided on the measuring head 10 and the normal line n of the inner surface 1a of the crucible 1 coincide with each other. First, the measuring head 1
The 0 CCD camera 13, the measurement laser light source 14, and the positioning laser light sources 15 and 16 are operated. At this time, the CCD camera 13 uses the three laser light sources 14 and 15
It is assumed that the laser light L 1 , L 2, and L 3 emitted from 16 is adjusted so as to capture the reflected light on the inner surface 1 c of the crucible 1.
【００４８】次いで、計測用レーザ光源１４から出射さ
れたレーザ光Ｌ1のルツボ１内表面１ｃにおける入射位
置Ｐ1と、いずれか一方の位置決め用レーザ光源１５・
１６から出射されたレーザ光Ｌ2・Ｌ3のルツボ１内表面
１ｃにおける入射位置Ｐ2・Ｐ3とが、回転駆動軸２１の
軸線２１ｃと平行な任意の直線Ａ上に配されるように移
動手段１１を作動させる。具体的には、計測ヘッド１０
を水平方向に移動させるＸ軸２２・Ｚ軸２３・Ｙ軸２４
を微動させることにより実施する。Next, the incident position P 1 of the laser light L 1 emitted from the measurement laser light source 14 on the inner surface 1c of the crucible 1 and one of the positioning laser light sources 15
The incident positions P 2 · P 3 of the laser beams L 2 · L 3 emitted from 16 on the inner surface 1 c of the crucible 1 are arranged on an arbitrary straight line A parallel to the axis 21 c of the rotary drive shaft 21. The moving means 11 is activated. Specifically, the measuring head 10
X axis 22 / Z axis 23 / Y axis 24
It is carried out by slightly moving.
【００４９】これにより、例えば、２つのレーザ光Ｌ1
・Ｌ3のルツボ１内表面１ａへの入射位置Ｐ1・Ｐ3が、
図７に示すように、上記直線Ａ上に配されると、他の１
つのレーザ光Ｌ2の入射位置Ｐ2は、計測用レーザ光源１
４からのレーザ光Ｌ1の入射位置Ｐ1を通り上記直線Ａに
直交する直線Ｂ上からずれた位置にＣＣＤカメラ１３に
よって撮像される。Thereby, for example, two laser beams L 1
The incident positions P 1 and P 3 of L 3 on the inner surface 1 a of the crucible 1 are
As shown in FIG. 7, when placed on the straight line A, the other
The incident position P 2 of the two laser lights L 2 is the measurement laser light source 1
The CCD camera 13 picks up an image at a position deviated from a straight line B passing through the incident position P 1 of the laser beam L 1 from the laser beam 4 and orthogonal to the straight line A.
【００５０】ここで、このレーザ光Ｌ2は、ルツボ１内
表面１ｃに対して傾斜した方向から入射される。したが
って、回転駆動軸２１を作動させて直線Ａ回りに計測ヘ
ッド１０を回転させれば、図８に示すように、そのレー
ザ光Ｌ2のルツボ１内表面１ａへの入射位置Ｐ2のみが回
転角度に応じて変位させられる。この場合に、レーザ光
Ｌ2を含む平面Ｃ2は、直線Ａに平行かつＣＣＤカメラ１
３の軸線１３ａに平行に配されているので、入射位置Ｐ
2は、直線Ａに平行な方向に変位させられるように、Ｃ
ＣＤカメラ１３に認識されることになる。Here, the laser light L 2 is incident from a direction inclined with respect to the inner surface 1c of the crucible 1. Therefore, when the rotary drive shaft 21 is operated to rotate the measuring head 10 around the straight line A, as shown in FIG. 8, only the incident position P 2 of the laser beam L 2 on the inner surface 1a of the crucible 1 rotates. It is displaced according to the angle. In this case, the plane C 2 including the laser beam L 2 is parallel to the straight line A and the CCD camera 1
Since it is arranged parallel to the axis line 13a of 3
2 is C so that it can be displaced in the direction parallel to the straight line A.
It will be recognized by the CD camera 13.
【００５１】そして、図９に実線で示すように、入射位
置Ｐ2が前記直線Ｂに一致させられたときに、ＣＣＤカ
メラ１３の軸線１３ａと計測しようとする部分における
ルツボ１の内表面１ｃの法線ｎとが正確に一致させられ
ることになる。このとき、３つのレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ
3は、ルツボ１内表面１ｃにおいて直角三角形の頂点を
なす３箇所の位置にそれぞれ入射させられている。Then, as shown by the solid line in FIG. 9, when the incident position P 2 coincides with the straight line B, the axis 13a of the CCD camera 13 and the inner surface 1c of the crucible 1 at the portion to be measured. The normal line n will be exactly matched. At this time, the three laser beams L 1 , L 2 , L
3 are incident on the inner surface 1c of the crucible 1 at three positions forming the vertices of a right triangle.
【００５２】この状態で、計測ヘッド１０のルツボ１内
表面１ｃに対する距離を補正するには、計測ヘッド１０
をＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａ方向に沿ってルツボ１
内表面１ｃに向けて近接させていく。３つのレーザ光Ｌ
1・Ｌ2・Ｌ3は、ＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａに対し
て傾斜させられているので、計測ヘッド１０とルツボ１
内表面１ｃとの距離の変化に応じて入射位置Ｐ1・Ｐ2・
Ｐ3の間隔寸法が変化させられる。そして、この間隔寸
法が所定寸法となったときに、計測ヘッド１０のルツボ
１内表面１ｃとの距離が正確に設定され、計測ヘッド１
０のルツボ１内表面１ａに対する位置決めステップ（ST
EP 3a）が完了することになる。In this state, in order to correct the distance of the measuring head 10 to the inner surface 1c of the crucible 1, the measuring head 10
The crucible 1 along the direction of the axis 13a of the CCD camera 13.
The inner surface 1c is moved closer to the inner surface 1c. Three laser lights L
Since 1 · L 2 · L 3 are tilted with respect to the axis line 13a of the CCD camera 13, the measuring head 10 and the crucible 1 are
Incident positions P 1・ P 2・, depending on the change of the distance from the inner surface 1c
The spacing dimension of P 3 is varied. Then, when the distance dimension becomes a predetermined dimension, the distance from the inner surface 1c of the crucible 1 of the measuring head 10 is accurately set, and the measuring head 1
Positioning step (ST
EP 3a) will be completed.
【００５３】次に、計測ステップ（STEP 3b）について
説明する。この計測ステップ（STEP 3b）は、以下の計
測原理に基づいて透明層１ｂの厚さ寸法を計測するもの
であり、上記位置決めステップ（STEP 3a）において使
用された位置決め用レーザ光源１５・１６はその作動を
停止され、計測用レーザ光源１４から出射されるレーザ
光Ｌ1のみによって実施されるようになっている。Next, the measuring step (STEP 3b) will be described. This measurement step (STEP 3b) is to measure the thickness of the transparent layer 1b based on the following measurement principle. The positioning laser light sources 15 and 16 used in the positioning step (STEP 3a) are The operation is stopped and only the laser light L 1 emitted from the measurement laser light source 14 is used.
【００５４】すなわち、図１０において、計測用レーザ
光源１４から出射され、気泡２５において反射させられ
てＣＣＤカメラ１３に撮像されるレーザ光Ｌ1の反射光
のＣＣＤカメラ１３への入射角度αを計測することによ
り、透明層１ｂの厚さを算出するものである。That is, in FIG. 10, the incident angle α to the CCD camera 13 of the reflected light of the laser light L 1 emitted from the measurement laser light source 14, reflected by the bubble 25, and imaged by the CCD camera 13 is measured. By doing so, the thickness of the transparent layer 1b is calculated.
【００５５】ＣＣＤカメラ１３は、上記位置決めステッ
プ（STEP 3a）によって、その軸線１３ａをルツボ１内
表面１ｃの法線ｎに正確に一致させられ、しかも、レン
ズ１３ｂおよび撮像面１３ｃのルツボ１内表面１ｃから
の距離ｗ、ｗ＋ｖを正確に設定されている。この状態
で、計測用レーザ光源１４からレーザ光Ｌ1が出射され
ると、このレーザ光Ｌ1は、ルツボ１内表面１ｃの法線
ｎに対して定められた傾斜角度θ1で入射され、ルツボ
１内表面１ｃにおいて、その一部が反射し、残りが屈折
して透明層１ｂ内に進行させられる。The axis line 13a of the CCD camera 13 is accurately aligned with the normal line n of the inner surface 1c of the crucible 1 by the above-mentioned positioning step (STEP 3a), and the inner surface of the crucible 1 of the lens 13b and the imaging surface 13c. The distances w and w + v from 1c are set accurately. In this state, the laser beam L 1 is emitted from the measuring laser light source 14, the laser beam L 1 is made incident at an inclined angle theta 1 defined with respect to the normal n of the crucible 1 in the surface 1c, On the inner surface 1c of the crucible 1, a part of the light is reflected and the rest is refracted to be advanced into the transparent layer 1b.
【００５６】透明層１ｂ内に進行させられたレーザ光Ｌ
1は、前記ルツボ１内表面１ａの法線ｎに対して傾斜角
度φをなして直進させられ、透明層１ｂの内部に配され
ている気泡２５に到達すると反射させられて、法線ｎに
対する傾斜角度γをなして再度ルツボ１内表面１ｃに向
かわせられ、透明層１ｂの外方に出射される。このと
き、レーザ光Ｌ1は、再度屈折させられて、ルツボ１内
表面１ｃの法線ｎに対して傾斜角度αをなしてＣＣＤカ
メラ１３に撮像されることになる。Laser light L which has been advanced into the transparent layer 1b
1 is made to go straight at an angle of inclination φ with respect to the normal line n of the inner surface 1a of the crucible 1, and is reflected when reaching the bubble 25 arranged inside the transparent layer 1b. The light is directed to the inner surface 1c of the crucible 1 again with an inclination angle γ and is emitted to the outside of the transparent layer 1b. At this time, the laser light L 1 is refracted again, forms an inclination angle α with respect to the normal line n of the inner surface 1c of the crucible 1, and is imaged by the CCD camera 13.
【００５７】このような場合において、透明層１ｂの厚
さＴは、次の式で表わされる。 Ｔ＝（Ｘ−ｗ・ｔａｎα）／（ｔａｎφ＋ｔａｎγ） ・・・・（１） ここで、Ｘは、ルツボ１内表面１ａへのレーザ光Ｌ1の
入射位置とＣＣＤカメラ１３の軸線１３ａとの水平方向
距離である。In such a case, the thickness T of the transparent layer 1b is expressed by the following equation. T = (X−w · tan α) / (tan φ + tan γ) (1) where X is the horizontal position between the incident position of the laser beam L 1 on the inner surface 1 a of the crucible 1 and the axis 13 a of the CCD camera 13. Directional distance.
【００５８】また、空気の屈折率をｎ、透明層１ｂの屈
折率をｎ’とすると、以下の関係式が成り立つ。 ｎ・ｓｉｎθ1＝ｎ’・ｓｉｎφ ・・・・（２） ｎ・ｓｉｎα ＝ｎ’・ｓｉｎγ ・・・・（３）When the refractive index of air is n and the refractive index of the transparent layer 1b is n ', the following relational expression holds. n · sin θ 1 = n ′ · sin φ ··· (2) n · sin α = n ′ · sin γ ··· (3)
【００５９】したがって、距離Ｘ、ｗ、屈折率ｎ、
ｎ’、傾斜角度θ1が既知であるから、ＣＣＤカメラ１
３へのレーザ光Ｌ1の反射光の入射角度αを計測すれ
ば、透明層１ｂの厚さＴは、上記式（１）〜（３）によ
って算出できることになる。すなわち、これらの演算式
を演算手段４に格納しておき、計測ヘッド１０による計
測結果たる入射角度αに基づいて透明層１ｂの厚さＴを
算出するようになっている。Therefore, the distance X, w, the refractive index n,
Since n ′ and the tilt angle θ 1 are known, the CCD camera 1
By measuring the incident angle α of the reflected light of the laser light L 1 to the laser beam No. 3, the thickness T of the transparent layer 1b can be calculated by the above equations (1) to (3). That is, these arithmetic expressions are stored in the arithmetic means 4, and the thickness T of the transparent layer 1b is calculated based on the incident angle α which is the measurement result by the measuring head 10.
【００６０】なお、入射角度αは、ＣＣＤカメラ１３の
撮像面１３ｃにおける軸線１３ａからのずれ量をΔｙと
して、 α＝ｔａｎ-1Δｙ により算出される。The incident angle α is calculated by α = tan −1 Δy, where Δy is the amount of deviation from the axis 13a on the image pickup surface 13c of the CCD camera 13.
【００６１】このような位置決めステップ（STEP 3a）
および計測ステップ（STEP 3b）を第２のステップ（STE
P 2）で設定された複数の計測ポイントにおいて実施す
ることにより、ルツボ１の中心軸１ａを含む平面に沿っ
てその内表面１ｃの各部について透明層１ｂの厚さ寸法
が求められることになる。そして、旋回テーブル２０を
所定角度回転させるごとに上記第３のステップ（STEP
3）を繰り返し実施することにより、ルツボ１内周面１
ｃの全域に亙って、透明層１ｂの厚さ寸法が計測される
ことになる。Such a positioning step (STEP 3a)
And the measurement step (STEP 3b) to the second step (STE
By performing the measurement at the plurality of measurement points set in P 2), the thickness dimension of the transparent layer 1b is obtained for each part of the inner surface 1c along the plane including the central axis 1a of the crucible 1. Then, each time the turning table 20 is rotated by a predetermined angle, the third step (STEP
By repeating 3), crucible 1 inner surface 1
The thickness of the transparent layer 1b is measured over the entire area of c.
【００６２】このように、本実施例に係るルツボ１の計
測方法によれば、第１のステップ（STEP 1）によってル
ツボ１外面の輪郭を精度良く計測し、その輪郭形状に基
づいて第２のステップ（STEP 2）により計測ヘッド１０
がルツボ１内表面１ｃに干渉しない複数の計測ポイント
を設定するので、ルツボ１の内側に挿入される計測ヘッ
ド１０とルツボ１内表面１ｃとの干渉が確実に回避され
る。したがって、計測ヘッド１０を計測ポイントに迅速
に移動することが可能となり、計測に要する時間を短縮
することができる。As described above, according to the measuring method of the crucible 1 according to this embodiment, the contour of the outer surface of the crucible 1 is accurately measured by the first step (STEP 1), and the second contour is measured based on the contour shape. Measuring head 10 by step (STEP 2)
Sets a plurality of measurement points that do not interfere with the inner surface 1c of the crucible 1, so that the interference between the measuring head 10 inserted inside the crucible 1 and the inner surface 1c of the crucible 1 is reliably avoided. Therefore, the measurement head 10 can be quickly moved to the measurement point, and the time required for measurement can be shortened.
【００６３】また、第３のステップ（STEP 3）により、
計測ヘッド１０をルツボ１の内表面１ｃに対して精度良
く位置決めした状態で計測を実施するので、透明層１ｂ
の厚さ寸法が精度良く計測されることになる。しかも、
計測ヘッド１０は、ルツボ１内表面１ｃに対して非接触
で計測を実施するので、ルツボ１の健全性を維持しつ
つ、その性能を正確に把握することができる。さらに、
計測ヘッド１０がルツボ１の内表面１ｃと衝突すること
がなく、その動作を制限されないので、計測のための最
適な姿勢に計測ヘッド１０を容易に設定することがで
き、計測ヘッド１０の自由な動作によってもルツボ１の
内表面１ｃとの干渉が生じにくいので、計測の自動化を
容易に図ることができる。Further, by the third step (STEP 3),
Since the measurement is performed with the measuring head 10 accurately positioned with respect to the inner surface 1c of the crucible 1, the transparent layer 1b
The thickness dimension of will be accurately measured. Moreover,
Since the measurement head 10 performs measurement on the inner surface 1c of the crucible 1 in a non-contact manner, the performance of the crucible 1 can be accurately grasped while maintaining the soundness of the crucible 1. further,
Since the measuring head 10 does not collide with the inner surface 1c of the crucible 1 and its operation is not limited, the measuring head 10 can be easily set to the optimum posture for measurement, and the measuring head 10 can be freely moved. Since the interference with the inner surface 1c of the crucible 1 is unlikely to occur due to the operation, it is possible to easily automate the measurement.
【００６４】また、第１のステップ（STEP 1）において
は、ルツボ１の中心線１ａを含む一つの垂直面Ｃに投影
される輪郭形状のみを計測することとしているので、ル
ツボ１の対称性を利用してルツボ１全体の輪郭形状を迅
速に把握することができる。また、ルツボ１の底面の断
面形状を最小二乗近似等の近似手法によって２種類の曲
率半径Ｒ1・Ｒ2の円弧に近似させるので、少ない計測点
数によって、簡易かつ迅速に輪郭を把握することがで
き、これによっても計測時間の短縮を図ることができ
る。Further, in the first step (STEP 1), since only the contour shape projected on one vertical plane C including the center line 1a of the crucible 1 is measured, the symmetry of the crucible 1 is determined. Utilizing this, the outline shape of the entire crucible 1 can be grasped quickly. Moreover, since the cross-sectional shape of the bottom surface of the crucible 1 is approximated to an arc having two types of curvature radii R 1 and R 2 by an approximation method such as least square approximation, the contour can be grasped easily and quickly with a small number of measurement points. Therefore, the measurement time can be shortened.
【００６５】また、第３のステップ（STEP 3）では、計
測ヘッド１０をルツボ１内表面１ｃに位置決めする際に
使用するレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3をＣＣＤカメラ１３の
軸線１３ａに対して傾斜させているので、計測ヘッド１
０のルツボ１内表面１ｃに対する距離の変化に応じて、
レーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3のルツボ１内表面１ｃにおける
入射位置Ｐ1・Ｐ2・Ｐ3を敏感に変位させ、ルツボ１内
表面１ｃに対する計測ヘッド１０の位置を迅速に把握す
ることができる。したがって、計測ヘッド１０のルツボ
１内表面１ｃに対する位置決めを高精度に実施すること
ができるとともに、両者の接近状態を敏速に検知して衝
突を確実に回避することができる。In the third step (STEP 3), the laser beams L 1 , L 2 , L 3 used for positioning the measuring head 10 on the inner surface 1c of the crucible 1 are applied to the axis 13a of the CCD camera 13. Measuring head 1
In accordance with the change in the distance of 0 from the inner surface 1c of the crucible 1,
Accurately displacing the incident positions P 1 , P 2 , P 3 of the laser beams L 1 , L 2 , L 3 on the inner surface 1 c of the crucible 1 to quickly grasp the position of the measuring head 10 with respect to the inner surface 1 c of the crucible 1. You can Therefore, the positioning of the measuring head 10 with respect to the inner surface 1c of the crucible 1 can be performed with high accuracy, and the approaching state of the both can be detected promptly to avoid the collision without fail.
【００６６】さらに、本実施例では、計測用レーザ光源
１４の出射するレーザ光Ｌ1が含まれる平面Ｃ1を基準と
して、一方の位置決め用レーザ光源１５のレーザ光Ｌ2
を前記基準平面Ｃ1に直交する平面Ｃ2内に、他方の位置
決め用レーザ光源１６のレーザ光Ｌ3を前記基準平面Ｃ1
に平行な平面Ｃ3内に配することとしたので、計測用レ
ーザ光源１４のレーザ光Ｌ1のルツボ１内表面１ｃへの
入射位置Ｐ1と、いずれか一方の位置決め用レーザ光源
１６（１５）のレーザ光Ｌ3（Ｌ2）の入射位置Ｐ
3（Ｐ2）とを結ぶ直線Ａ（Ｂ）に平行な平面Ｃ2（Ｃ3）
内に、その他の位置決め用レーザ光源１５（１６）のレ
ーザ光Ｌ2（Ｌ3）が配されることになり、計測ヘッド１
０の姿勢の補正量を容易に算出できる。Further, in the present embodiment, the laser light L 2 of one of the positioning laser light sources 15 is set with reference to the plane C 1 including the laser light L 1 emitted from the measuring laser light source 14.
In the plane C 2 orthogonal to the reference plane C 1 and the laser light L 3 from the other positioning laser light source 16 in the reference plane C 1
Since the placing in the plane C 3 parallel to, the incident position P 1 to the laser beam L 1 in the crucible 1 in the surface 1c of the measurement laser light source 14, one of the positioning laser light source 16 (15 ) Laser light L 3 (L 2 ) incident position P
A plane C 2 (C 3 ) parallel to the straight line A (B) connecting 3 (P 2 ).
The laser light L 2 (L 3 ) of the other positioning laser light source 15 (16) is arranged inside the measuring head 1.
The correction amount of the posture of 0 can be easily calculated.
【００６７】すなわち、例えば、図８および図９に示す
ように、直線Ａとこれに平行な平面Ｃ2との距離をＬ、
レーザ光Ｌ2の直線Ｂからの直線Ａに平行な方向への入
射位置Ｐ2のずれ量をΔｘ、レーザ光Ｌ2のＣＣＤカメラ
１３の軸線１３ａに対する傾斜角度をθ2、計測ヘッド
１０の補正量（補正角度）をβ1とすれば、該補正量β1
は、 β1＝ｔａｎー1（Δｘ／Ｌｔａｎθ2） と表される。また、他方の位置決め用レーザ光源１６に
対しても同様にして容易に補正量を算出することができ
る。That is, for example, as shown in FIGS. 8 and 9, the distance between the straight line A and the plane C 2 parallel thereto is L,
The deviation amount of the incident position P 2 of the laser light L 2 from the straight line B in the direction parallel to the straight line A is Δx, the inclination angle of the laser light L 2 with respect to the axis line 13a of the CCD camera 13 is θ 2 , and the correction of the measurement head 10 is performed. If the amount (correction angle) is β 1 , the correction amount β 1
Is represented by β 1 = tan −1 (Δx / Ltan θ 2 ). Also, the correction amount can be easily calculated in the same manner for the other positioning laser light source 16.
【００６８】また、本実施例では、回転駆動軸２１を位
置決め用レーザ光源１６からのレーザ光Ｌ3を含むＣＣ
Ｄカメラ１３の軸線１３ａに平行な平面Ｃ3に直交する
軸線２１ａ回りに計測ヘッド１０を回転するように設け
ているので、上記の計測ヘッド１０の姿勢を補正する際
に、回転駆動軸２１の作動により当該補正を直接実施す
ることができる。したがって、補正を迅速かつ精度良く
実施することができ、ルツボ１内面の透明層１ｂの厚さ
寸法を精度良く計測することができる。Further, in the present embodiment, the rotation driving shaft 21 is CC including the laser light L 3 from the positioning laser light source 16.
Since is provided so as to rotate the measuring head 10 in the axial line 21a around perpendicular to the plane C 3 parallel to the axis 13a of the D camera 13, when correcting the posture of the measuring head 10, the rotary drive shaft 21 By operation, the correction can be carried out directly. Therefore, the correction can be performed quickly and accurately, and the thickness dimension of the transparent layer 1b on the inner surface of the crucible 1 can be accurately measured.
【００６９】なお、本実施例では、内部計測装置９にお
いて、計測ヘッド１０をルツボ１に対して移動させる移
動手段１１を、ルツボ１を回転させる旋回テーブル２０
と３つの直線移動機構２２・２３・２４と、１つの回転
駆動軸２１とからなる構成としたが、これに代えて、任
意の軸構成の移動手段１１を採用することができる。す
なわち、固定されたルツボ１に対して、少なくとも５以
上の自由度を有する軸構成の移動手段１１であれば、多
関節型、円筒座標型等、種々の軸構成のものを適用する
こととしてよい。In this embodiment, in the internal measuring device 9, the moving means 11 for moving the measuring head 10 with respect to the crucible 1 is rotated by the turning table 20 for rotating the crucible 1.
The three linear movement mechanisms 22, 23, 24 and one rotary drive shaft 21 are used, but instead of this, the movement means 11 having an arbitrary shaft configuration can be adopted. That is, as long as the moving means 11 has an axial configuration having at least 5 degrees of freedom with respect to the fixed crucible 1, various types of axial configurations such as an articulated type and a cylindrical coordinate type may be applied. .
【００７０】また、上記実施例では、計測用レーザ光源
１４を基準として、２つの位置決め用レーザ光源１５・
１６を互いに直交する方向に配したが、これに代えて、
例えば、１つの位置決め用レーザ光源１５から出射され
るレーザ光Ｌ2を２つに分光して所定方向からルツボ１
内表面１ａに入射させることとしてもよい。Further, in the above embodiment, two laser light sources 15 for positioning are used with the laser light source 14 for measurement as a reference.
16 are arranged in directions orthogonal to each other, but instead of this,
For example, the laser light L 2 emitted from one positioning laser light source 15 is split into two, and the crucible 1 is fed from a predetermined direction.
The light may be incident on the inner surface 1a.
【００７１】さらに、３筋のレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3が
計測用レーザ光源１４および２個の位置決め用レーザ光
源１５・１６から出射されることとしたが、これに代え
て、単一のレーザ光源１４から出射されるレーザ光Ｌ1
を３つに分光して照射することとしてもよい。この場
合、位置決め時には全てのレーザ光Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3を照
射し、計測時には、１つのレーザ光Ｌ1のみを照射させ
るように、例えば、シャッタ等を用いることとしてもよ
い。Further, the three lines of laser light L 1 , L 2, and L 3 are emitted from the measurement laser light source 14 and the two positioning laser light sources 15 and 16, but instead of this, a single laser light is emitted. Laser light L 1 emitted from one laser light source 14
It is also possible to disperse into three and irradiate. In this case, for example, a shutter or the like may be used so that all the laser beams L 1 , L 2, and L 3 are irradiated at the time of positioning, and only one laser beam L 1 is irradiated at the time of measurement.
【００７２】また、各位置決め用レーザ光源１５・１６
からのレーザ光Ｌ2・Ｌ3の入射方向を他の２つのレーザ
光Ｌ1・Ｌ3あるいはレーザ光Ｌ1・Ｌ2の入射位置Ｐ1・
Ｐ3、Ｐ1・Ｐ2を結ぶ直線Ａ・Ｂに平行な平面Ｃ2・Ｃ3
内に配されるように設定することとしたが、これに限ら
れず、これとは異なる方向から入射させることとしても
計測ヘッド１０の位置決めを実施することができる。し
かし、補正量の算出を容易なものとできる点で上記実施
例のように設定することが好ましい。Further, the positioning laser light sources 15 and 16
The incident direction of the laser beam L 2 · L 3 from the other two laser beams L 1 · L 3 or the incident position P 1 · L of the laser beam L 1 · L 2
A plane C 2 · C 3 parallel to the straight line A · B connecting P 3 and P 1 · P 2
Although the measurement head 10 is set so as to be disposed inside, the present invention is not limited to this, and the measurement head 10 can be positioned even when the measurement head 10 is made incident from a different direction. However, it is preferable to set the correction amount as in the above-described embodiment in that the correction amount can be easily calculated.
【００７３】さらに、計測用レーザ光源１４を基準とし
て２個の位置決め用レーザ光源１５・１６を相互に直交
する方向に配置したが、これに限られず、１個の位置決
め用レーザ光源１５（１６）を基準として他のレーザ光
源１４・１６（１５）を配置することとしてもよい。ま
た、３筋のレーザ光源Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3のルツボ１内表面
１ｃへの入射位置Ｐ1・Ｐ2・Ｐ3としては、直角三角形
の頂点となる異なる３箇所に入射させる場合の他、一直
線上に配される場合を除き、任意の異なる３箇所に入射
させることとしてもよい。Further, although the two positioning laser light sources 15 and 16 are arranged in the directions orthogonal to each other with the measuring laser light source 14 as a reference, the present invention is not limited to this, and one positioning laser light source 15 (16) is provided. Other laser light sources 14 and 16 (15) may be arranged with reference to. Further, as the incident positions P 1 , P 2 , P 3 of the three lines of laser light sources L 1 , L 2 , L 3 on the inner surface 1c of the crucible 1, when the laser light sources L 1 , L 2 , L 3 are incident on three different points which are the vertices of a right triangle. Other than that, the light may be incident on any three different points unless they are arranged on a straight line.
【００７４】また、固設状態のレーザ光源およびミラー
部材に回転および移動する駆動機構を付加させることに
より、段階的に高精度な位置決めと計測とを実施するこ
ともできる。特に、計測用レーザ光源へ適用させること
により、透明層２ｂに存在する希少な気泡を検出し、そ
の気泡含有率等を正確に計測することも可能となる。Further, by adding a driving mechanism for rotating and moving to the laser light source and the mirror member in the fixed state, it is possible to carry out positioning and measurement with high accuracy stepwise. In particular, when it is applied to a measurement laser light source, it is possible to detect a rare bubble existing in the transparent layer 2b and accurately measure the bubble content rate and the like.
【００７５】[0075]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るルツ
ボの計測方法は、計測ヘッドをルツボの内側に挿入し、
撮像手段をルツボ内表面から所定の距離離間した位置に
その軸線をルツボ内表面の法線に一致させて位置決めし
た後に、撮像手段の軸線に対して所定角度傾斜させられ
た方向からルツボ内表面に向けてレーザ光を出射し、撮
像手段に撮像された反射光の位置に基づいてルツボ内面
の透明層の厚さ寸法を計測するので、ルツボ内面の透明
層の厚さ寸法を非接触で計測することができるという効
果を奏する。As described above in detail, in the crucible measuring method according to the present invention, the measuring head is inserted inside the crucible,
After positioning the image pickup means at a position separated by a predetermined distance from the inner surface of the crucible with its axis aligned with the normal to the inner surface of the crucible, the inner surface of the crucible is inclined from the direction inclined by a predetermined angle with respect to the axis of the image pickup means. Since the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible is measured based on the position of the reflected light imaged by the imaging means, the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible is measured in a non-contact manner. There is an effect that can be.
【００７６】したがって、計測ヘッドを自由に移動させ
て最適な計測条件を確保し、精度の高い計測を実施する
ことができる。また、計測ヘッドやルツボ内表面の健全
性を損うことがない。Therefore, it is possible to move the measuring head freely to ensure optimum measuring conditions and to carry out highly accurate measurement. Moreover, the soundness of the measuring head and the inner surface of the crucible is not impaired.
【００７７】また、計測ヘッドをルツボの内側に挿入す
る前に、ルツボ外面の輪郭を計測し、該ルツボ外面の輪
郭に基づいて推定されるルツボ内表面に干渉しない計測
ヘッドの位置決め位置を設定することとしているので、
上記効果に加えて、ルツボ内面の透明層の厚さ測定を実
施すべき計測ポイントに、計測ヘッドを迅速に配置し
て、計測に要する時間の短縮を図ることができるという
効果を奏する。Before the measuring head is inserted inside the crucible, the contour of the outer surface of the crucible is measured, and the positioning position of the measuring head that does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is set. Because I am going to
In addition to the above effects, there is an effect that the measuring head can be quickly placed at the measurement point where the thickness of the transparent layer on the inner surface of the crucible should be measured, and the time required for the measurement can be shortened.
【００７８】この場合において、ルツボ外面を計測して
位置決めヘッドの位置決め位置を設定することとしてい
るのは、ルツボ内面の形状を計測するよりも簡易かつ高
精度に計測できるからである。例えば、ルツボの中心線
に直交するように軸線を配した輪郭計測用撮像手段をル
ツボの中心線に平行に移動させつつ作動させ、その中心
線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸線に垂直な平面内
におけるルツボ外面の輪郭の２次元的位置を計測するこ
とにより、きわめて簡易に輪郭を把握することができ
る。In this case, the outer surface of the crucible is measured to set the positioning position of the positioning head, because the shape of the inner surface of the crucible can be measured more easily and with higher accuracy. For example, the contour measuring image pickup means having an axis line orthogonal to the center line of the crucible is operated while being moved in parallel with the center line of the crucible, and includes the center line and is perpendicular to the axis line of the contour measuring image means. By measuring the two-dimensional position of the contour of the outer surface of the crucible in the plane, the contour can be grasped very easily.
【００７９】しかも、ほぼ正確な回転体であるルツボの
対称性を利用すれば、上記計測を一平面について実施す
ることによって容易に３次元的な全体の輪郭を把握し得
て、計測を効率的に行うことができるという利点があ
る。さらに、輪郭計測用撮像手段による計測をその軸線
に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇所におい
て実施するとともに、計測された複数の２次元的位置デ
ータに基づいて直線および曲率の異なる２種類の円弧で
近似することによりルツボ外面の輪郭を得ることとすれ
ば、最小限の計測点数に基づいてさらに効率的にルツボ
外面の輪郭を把握することができるという効果がある。Moreover, if the symmetry of the crucible, which is an almost accurate rotating body, is used, the three-dimensional contour of the whole can be easily grasped by performing the above-mentioned measurement on one plane, and the measurement can be performed efficiently. There is an advantage that can be done. Further, measurement by the contour measuring image pickup means is performed at a plurality of points within a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis, and the straight line and the curvature are different based on the measured two-dimensional position data. If the contour of the crucible outer surface is obtained by approximating with the kind of arc, there is an effect that the contour of the crucible outer surface can be more efficiently grasped based on the minimum number of measurement points.
【図１】本発明に係るルツボの計測方法の一実施例に係
るフローチャートを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a flowchart according to an embodiment of a crucible measuring method according to the present invention.
【図２】図１により計測するルツボの断面形状を示す縦
断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the crucible measured in FIG.
【図３】図１の計測方法を実施する計測装置の一例を示
す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a measuring device for carrying out the measuring method of FIG.
【図４】図１の計測装置の外部計測装置によるルツボ外
面の輪郭の計測を説明するための模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the measurement of the contour of the outer surface of the crucible by the external measuring device of the measuring device of FIG.
【図５】図３の計測による画像例を示す図である。5 is a diagram showing an example of an image obtained by the measurement shown in FIG.
【図６】図２の計測装置の内部計測装置の計測ヘッドを
示す斜視図である。6 is a perspective view showing a measuring head of an internal measuring device of the measuring device of FIG. 2. FIG.
【図７】図６の計測ヘッドをルツボ内表面に位置決めす
る場合を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a case where the measuring head of FIG. 6 is positioned on the inner surface of the crucible.
【図８】図６の計測ヘッドのルツボ内表面に対する姿勢
の補正量を導き出すための説明図である。8 is an explanatory diagram for deriving a correction amount of a posture of the measuring head of FIG. 6 with respect to an inner surface of the crucible.
【図９】図６の計測ヘッドのルツボ内表面に対する姿勢
を補正した状態の各レーザ光の入射位置を示す図であ
る。9 is a diagram showing the incident position of each laser beam in a state where the posture of the measuring head of FIG. 6 with respect to the inner surface of the crucible is corrected.
【図１０】図６の計測ヘッドによるルツボ内面の透明層
の厚さ寸法の計測原理を説明するための図である。10 is a diagram for explaining the principle of measuring the thickness dimension of the transparent layer on the inner surface of the crucible by the measuring head of FIG.
１ ルツボ １ａ 中心線 １ｂ 透明層 １ｃ 内表面 ６ ＣＣＤカメラ（輪郭計測用撮像手段） ６ａ 軸線 １０ 計測ヘッド １３ ＣＣＤカメラ（撮像手段） １３ａ 軸線 １４・１５・１６ レーザ光源 ２５ 気泡 Ｌ1・Ｌ2・Ｌ3 レーザ光 ｎ 法線1 crucible 1a center line 1b transparent layer 1c inner surface 6 CCD camera (imaging means for contour measurement) 6a axis 10 measuring head 13 CCD camera (imaging means) 13a axis 14 ・ 15 ・ 16 laser light source 25 bubbles L 1・ L 2・L 3 laser light n normal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 賢吾 秋田県秋田市茨島５−14−３ 三菱マテリ アルクォーツ株式会社秋田工場内 (72)発明者 葛西 利昭 秋田県秋田市茨島５−14−３ 三菱マテリ アルクォーツ株式会社秋田工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kengo Sugiura 5-14-3 Ibaraki, Akita City, Akita Prefecture Mitsubishi Materi Alquarts Co., Ltd. Akita Plant (72) Inventor Toshiaki Kasai 5-14-3, Ibaraki, Akita City, Akita Prefecture Mitsubishi Materi Alquarts Co., Ltd. Akita factory
Claims (4)
内部の気泡におけるレーザ光の反射光を撮像する撮像手
段とを搭載してなる計測ヘッドをルツボの内側に挿入
し、該計測ヘッドの撮像手段をルツボ内表面から所定の
距離離間した位置にその軸線をルツボ内表面の法線に一
致させて位置決めした後に、前記撮像手段の軸線に対し
て所定角度傾斜させられた方向からルツボ内表面に向け
てレーザ光を出射し、撮像手段に撮像された反射光の位
置に基づいてルツボ内面の透明層の厚さ寸法を計測する
ことを特徴とするルツボの計測方法。1. A measuring head having a laser light source for emitting a laser beam and an image pickup means for picking up an image of reflected light of the laser light in a bubble inside the crucible is inserted inside the crucible, and the image pickup means of the measuring head is inserted. Is positioned at a predetermined distance from the inner surface of the crucible with its axis aligned with the normal to the inner surface of the crucible, and then directed toward the inner surface of the crucible from a direction inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the imaging means. And measuring the thickness dimension of the transparent layer on the inner surface of the crucible based on the position of the reflected light imaged by the imaging means.
に、ルツボ外面の輪郭を計測し、該ルツボ外面の輪郭に
基づいて推定されるルツボ内表面に干渉しない計測ヘッ
ドの位置決め位置を設定することを特徴とする請求項１
記載のルツボの計測方法。2. Before inserting the measuring head into the crucible, the contour of the outer surface of the crucible is measured, and the positioning position of the measuring head that does not interfere with the inner surface of the crucible estimated based on the contour of the outer surface of the crucible is set. Claim 1 characterized by the above.
How to measure the described crucible.
ツボの中心線に直交するように軸線を配した輪郭計測用
撮像手段をルツボの中心線に平行に移動させつつ作動さ
せ、該中心線を含みかつ輪郭計測用撮像手段の軸線に垂
直な平面内におけるルツボ外面の２次元的位置を計測す
るものであることを特徴とする請求項２記載のルツボの
計測方法。3. A method of measuring a contour of an outer surface of a crucible, wherein a contour measuring image pickup means having an axis line orthogonal to a center line of the crucible is operated while being moved in parallel with the center line of the crucible. The method for measuring a crucible according to claim 2, wherein the two-dimensional position of the outer surface of the crucible is measured in a plane that includes the above and that is perpendicular to the axis of the contour measuring imaging means.
線に垂直なルツボの中心線を含む平面内の複数箇所にお
いて実施するとともに、当該計測された複数の２次元的
位置データに基づいて直線および曲率の異なる２種類の
円弧で近似することによりルツボ外面の輪郭を得ること
を特徴とする請求項３記載のルツボの計測方法。4. The measurement by the contour measuring image pickup means is carried out at a plurality of positions within a plane including the center line of the crucible perpendicular to the axis thereof, and a straight line and a line are obtained based on the plurality of measured two-dimensional position data. The crucible measuring method according to claim 3, wherein a contour of the crucible outer surface is obtained by approximating with two types of arcs having different curvatures.
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