JPS6379003A - 形状測定用光プロ−ブ - Google Patents
形状測定用光プロ−ブInfo
- Publication number
- JPS6379003A JPS6379003A JP62009769A JP976987A JPS6379003A JP S6379003 A JPS6379003 A JP S6379003A JP 62009769 A JP62009769 A JP 62009769A JP 976987 A JP976987 A JP 976987A JP S6379003 A JPS6379003 A JP S6379003A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical probe
- image
- shape measurement
- angle
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 38
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 13
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 abstract description 17
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
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
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
- G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
- G01B11/007—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines feeler heads therefor
-
- 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
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (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
本発明は、形状測定用光ブＯ−ブに係り、特に、三次元
測定機のプローブとして用いるのに好適な、光の臨界角
近傍での反０４率の変化を利用して、測定対象物の形状
を光学的手段により非接触で測定する光プローブの改良
に関するものである。
測定機のプローブとして用いるのに好適な、光の臨界角
近傍での反０４率の変化を利用して、測定対象物の形状
を光学的手段により非接触で測定する光プローブの改良
に関するものである。
載物台に載冒された測定対象物と測定機本体に支持され
たプローブとを、移動機構によって三次元的に相対移動
させ、これによりプローブと測定対象物との相対移動口
を検出して、この移動辺をデータ始期装置で所定処理し
、測定対象物の高さや形状等を測定できる三次元測定機
が普及している。 この三次元測定機用のプローブとしては、接触式のプロ
ーブが主に使用されているが、測定対象物が、薄いプラ
スチック装の部品ヤクレイモデル等に及ぶにつれて、非
接触式のプローブの開発が要請されるようになってきて
いる。 従って従来から、光学的手段を用いた非接触式のプロー
ブが各種提案されてきたが、接触式のプローブと比較し
て分解能が粗いという問題点があった。 分解能を改善するため、プリズムでの全反射が起きると
きの臨界角付近での光の内部反射率の変化を利用りる臨
界角プリズムを用いたプローブが提案されている。例え
ば実開昭６１−６７０７には、分解能を増ずために臨界
角プリズム内で内部反射を４回行わせるプローブが示さ
れている。
たプローブとを、移動機構によって三次元的に相対移動
させ、これによりプローブと測定対象物との相対移動口
を検出して、この移動辺をデータ始期装置で所定処理し
、測定対象物の高さや形状等を測定できる三次元測定機
が普及している。 この三次元測定機用のプローブとしては、接触式のプロ
ーブが主に使用されているが、測定対象物が、薄いプラ
スチック装の部品ヤクレイモデル等に及ぶにつれて、非
接触式のプローブの開発が要請されるようになってきて
いる。 従って従来から、光学的手段を用いた非接触式のプロー
ブが各種提案されてきたが、接触式のプローブと比較し
て分解能が粗いという問題点があった。 分解能を改善するため、プリズムでの全反射が起きると
きの臨界角付近での光の内部反射率の変化を利用りる臨
界角プリズムを用いたプローブが提案されている。例え
ば実開昭６１−６７０７には、分解能を増ずために臨界
角プリズム内で内部反射を４回行わせるプローブが示さ
れている。
しかしながら、測定対象物からの光を対物レンズでコリ
メートして直接プリズムに入射させているため、高精度
の大きな臨界角プリズムが必要であり、光学部品の価格
が高いという問題点がある。 又、臨界角はプリズムの屈折率に従って変化するため、
プリズム製作時には屈折率を正確に測定しなけばならな
いという問題点もある。更に、測定対象物の形状の変化
に対するブＯ−ブの光学系における光量分布の変化、即
ら感度が未だ充分太きくないため、分解能を細かくする
ためには、電気的な増幅を大きくしなければならず、電
気的ノイズが混入し易いという問題点もあった。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、高精度で大きな臨界角プリズムを用いることなく
、光の内部反射の性質を利用できる形状測定用光プロー
ブを提供づることを目的とする。
メートして直接プリズムに入射させているため、高精度
の大きな臨界角プリズムが必要であり、光学部品の価格
が高いという問題点がある。 又、臨界角はプリズムの屈折率に従って変化するため、
プリズム製作時には屈折率を正確に測定しなけばならな
いという問題点もある。更に、測定対象物の形状の変化
に対するブＯ−ブの光学系における光量分布の変化、即
ら感度が未だ充分太きくないため、分解能を細かくする
ためには、電気的な増幅を大きくしなければならず、電
気的ノイズが混入し易いという問題点もあった。 本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたも
ので、高精度で大きな臨界角プリズムを用いることなく
、光の内部反射の性質を利用できる形状測定用光プロー
ブを提供づることを目的とする。
本発明は、形状測定用光ブＯ−ブにおいて、測定対象物
に９０°以下の照射角で光の微小スポットを照射する照
明手段と、前記微小スポットの像を像面近傍に結血する
対物レンズと、前記像面に焦点を有し、前記微小スポッ
トの像からの拡散光を略平行光線に変換するリレーレン
ズと、該リレーレンズから出た略平行光線を取り込むた
めの角度βの入射プリズム、取り込まれた略平行光線を
繰返し内部反射させて伝える、傾斜角αで支持された屈
折率ｎの平板ガラス、及び、伝えられた略平行光線を外
部出力する射出プリズムから構成ざれ、前記αとβがお
よそ次式 ａ＝ｇｏ″−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ ）βｙａｒｃｓｉ
ｎ （１／ｎ ） の関係を満足するように設定されてなる窓板と、該窓板
からの略平行光線を受光して、その光０分布を測定し、
その結果を外部出力する位置感知検出器とを含むことに
より、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記対物レンズと前記像面と
の間に、入射面と垂直なＳ偏光成分の光を反則して分離
させ、前記窓板に対して、入射面内にあるＰ偏光成分の
光を主に通過させる偏光ビームスプリッタと、分離され
た前記Ｓ偏光成分の光で結像される像の位置を測定し、
その結果を外部出力りる粗目の位置感知検出器とを設け
たものである。 又、本発明の実施態様は、前記光の微小スポットと前記
微小スポットの像との間に、前記照明手段で用いられる
光の波長領域の中の特定波長の光を選択する外乱光除去
用の干渉フィルタを設けたものである。 又、本発明の実施態様は、前記像面に外乱光除去用のビ
ンボール板を設けたものである。 又、本発明の実施態様は、１１ａ記照明手段を、レーザ
ダイオードに集光レンズを組み合わせたものとしたもの
である。 又、本発明の実施態様は、前記対物レンズの倍率を約５
倍以下としたものである。 又、本発明の実施態様は、前記リレーレンズを、直径が
小さく、焦点距離が１１η記対物レンズの焦点距離より
も短い分布屈折率レンズとしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記位置感知検出器を横効果
（ｌａｔｅｒａｌ ｅｌｅｃｔ）フ第１・ダイオードと
したものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記位置感知検出器をＣ
ＣＤ又はＭＯＳ型のラインセンサとしたものである。
に９０°以下の照射角で光の微小スポットを照射する照
明手段と、前記微小スポットの像を像面近傍に結血する
対物レンズと、前記像面に焦点を有し、前記微小スポッ
トの像からの拡散光を略平行光線に変換するリレーレン
ズと、該リレーレンズから出た略平行光線を取り込むた
めの角度βの入射プリズム、取り込まれた略平行光線を
繰返し内部反射させて伝える、傾斜角αで支持された屈
折率ｎの平板ガラス、及び、伝えられた略平行光線を外
部出力する射出プリズムから構成ざれ、前記αとβがお
よそ次式 ａ＝ｇｏ″−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ ）βｙａｒｃｓｉ
ｎ （１／ｎ ） の関係を満足するように設定されてなる窓板と、該窓板
からの略平行光線を受光して、その光０分布を測定し、
その結果を外部出力する位置感知検出器とを含むことに
より、前記目的を達成したものである。 又、本発明の実施態様は、前記対物レンズと前記像面と
の間に、入射面と垂直なＳ偏光成分の光を反則して分離
させ、前記窓板に対して、入射面内にあるＰ偏光成分の
光を主に通過させる偏光ビームスプリッタと、分離され
た前記Ｓ偏光成分の光で結像される像の位置を測定し、
その結果を外部出力りる粗目の位置感知検出器とを設け
たものである。 又、本発明の実施態様は、前記光の微小スポットと前記
微小スポットの像との間に、前記照明手段で用いられる
光の波長領域の中の特定波長の光を選択する外乱光除去
用の干渉フィルタを設けたものである。 又、本発明の実施態様は、前記像面に外乱光除去用のビ
ンボール板を設けたものである。 又、本発明の実施態様は、１１ａ記照明手段を、レーザ
ダイオードに集光レンズを組み合わせたものとしたもの
である。 又、本発明の実施態様は、前記対物レンズの倍率を約５
倍以下としたものである。 又、本発明の実施態様は、前記リレーレンズを、直径が
小さく、焦点距離が１１η記対物レンズの焦点距離より
も短い分布屈折率レンズとしたものである。 又、本発明の実施態様は、前記位置感知検出器を横効果
（ｌａｔｅｒａｌ ｅｌｅｃｔ）フ第１・ダイオードと
したものである。 又、本発明の他の実施態様は、前記位置感知検出器をＣ
ＣＤ又はＭＯＳ型のラインセンサとしたものである。
本発明に係る形状測定用光プローブにおいては、従来の
ように測定対象物上の微小スポットからの光を略平行光
線に変換して直接内部反射させるのと異なり、微小スポ
ットの惟を対物レンズで生成し、その像からの光をリレ
ーレンズで略平行光線として、その光線を平板ガラスの
中を繰返し内部反則させる構成としている。従って、高
精度の大きな臨界角プリズムを用いることなく、臨界角
近傍で入射する先の反射率の変化を利用した測定が可能
となる。又、長い平板ガラスを用いているため、繰返し
反則の回数が従来よりも桁違いに多くなり、微小スポッ
トの少しの位置の変化でも位置感知検出器上の光量分布
は大きく変化するので、光学系における感度が高まり、
分解能をより細かくすることができる。更に、平板ガラ
スの傾斜角の微調整は容易であるため、平板ガラスの屈
折率に応じて、例えば実験的に自由に微調整して最適な
角度を選ぶことができ、調整が容易である。 又、平板ガラスに入射させる光線として、Ｐ（ｌ？ｉ光
成分を用いる場合には、臨界角近傍での反射率の変化が
急峻であるため、分解能がより細かくなる。 更に、偏光ビームスプリッタで分離されたＳ偏光成分に
よる像の位置の変化を位置感知検出器で測定する場合に
は、分解能の粗い測定ができるため、分解能の細かい測
定と粗い測定が併用できる。
ように測定対象物上の微小スポットからの光を略平行光
線に変換して直接内部反射させるのと異なり、微小スポ
ットの惟を対物レンズで生成し、その像からの光をリレ
ーレンズで略平行光線として、その光線を平板ガラスの
中を繰返し内部反則させる構成としている。従って、高
精度の大きな臨界角プリズムを用いることなく、臨界角
近傍で入射する先の反射率の変化を利用した測定が可能
となる。又、長い平板ガラスを用いているため、繰返し
反則の回数が従来よりも桁違いに多くなり、微小スポッ
トの少しの位置の変化でも位置感知検出器上の光量分布
は大きく変化するので、光学系における感度が高まり、
分解能をより細かくすることができる。更に、平板ガラ
スの傾斜角の微調整は容易であるため、平板ガラスの屈
折率に応じて、例えば実験的に自由に微調整して最適な
角度を選ぶことができ、調整が容易である。 又、平板ガラスに入射させる光線として、Ｐ（ｌ？ｉ光
成分を用いる場合には、臨界角近傍での反射率の変化が
急峻であるため、分解能がより細かくなる。 更に、偏光ビームスプリッタで分離されたＳ偏光成分に
よる像の位置の変化を位置感知検出器で測定する場合に
は、分解能の粗い測定ができるため、分解能の細かい測
定と粗い測定が併用できる。
【実施例］
以下、本発明の好適な実施例を、第１図乃至第５図を参
照して説明する。 第１図に、本発明に係る形状測定用光プローブの実施例
の内部構造を示す。 この実施例は、レーザダイオード１２及び集光レンズ１
４からなる照明手段１６を含んでいる。 該照明手段１６により、測定対象物１０に対して光の微
小スポット１８を照射して、その微小スポット１８のａ
２ｏａを、レンズ３０と３２よりなる対物レンズ３４に
よって結像する。この対物レンズ３４の倍率は、１〜５
倍とされている。 前記照明手段１６の光軸と対物レンズ３４の光軸との角
度、即ち照射角δは、９０°以下に設定されている。 前記レーザダイオード１２の光は直線偏光で、電気ベク
トルは１２ａの方向であるが、測定対象物１０での反射
により偏光状態は変化する。 前記対物レンズ３４を一１成する２枚のレンズ３０．３
２の間には干捗フィルタ３６が設けられており、レーザ
ダイオード１２の波長である７８０ナノメータの光のみ
を通過させて、外乱光を防いでいる。 前記対物レンズ３４と微小スポットの１２０ａとの間に
は、偏光ビームスプリッタ３８が設けられており、光線
を入射面内にあるＰ偏光成分４０と、入射面と垂直なＳ
偏光成分４２とに分離している。この偏光ビームスプリ
ッタ３８を用いる理由については、後で説明する。 ここで、微小スポット１８が対物レンズ３４の光軸上に
ある場合の、その幽２０ａを含んで光軸に垂直な平面を
像面（ｉｌｌＩａｇｅ ｐｌａｎｅ ） ５ Ｑａと呼
ぶ。この画面５０ａには、外乱光を防ぐためのピンホー
ル板５２が設けられている。微小スポット１８の直径が
２５μ〜で、対物レンズ３４の倍率が２倍の場合、ピン
ホール板５２のピンホールの直径は５００μｍ程度に設
定する。 前記Ｑ而５０ａの上方には、この像面５０ａに焦点を右
するリレーレンズ５４が配設されている。 実施例では、リレーレンズ５４として、直径が１゜５１
乃至２１１と小さく、焦点距離が対物レンズ３４の焦点
距離よりかなり短い分布屈折率レンズが用いられている
。 次いで、角度βの小さな入射プリズム５６と、平板ガラ
ス５８と、射出プリズム６０からなる窓板６２が傾斜角
αで支持されている。前記プリズム５６．６０と平板ガ
ラス５８は、屈折率が約１゜５２であり、互いに接着固
定されている。前記角度βは、臨界角であるａｒｃｓｉ
ｎ （１／ １ 、５２ ＞の近傍の約４２°に設定さ
れ、傾斜角αは（９０゜−臨界角）の近傍である約４８
°に設定されており、入射プリズム５６に垂直に入射す
る光線は５０％以上全反射されるようになっている。 前記微小スポットの＠２０ａからの光は、リレーレンズ
５４で略平行光線に変換されて入射プリズム５６に入り
、内部反射を繰返しながら平板ガラス５８の中を伝わり
、射出プリズム６０から外部に出て光Ｍ分布６４を形成
し、この光量分布が位置感知検出器（ＰＳＤ）６６ａに
よって測定され、処理装置６８ａを経由して外部出力さ
れる。 前記平板ガラス５８として、厚みＷが約５Ｍ、高さ方向
の長さしが約６Ｏｎのものを用いた場合、全反射の回数
は約１６回である。 前記位置感知検出器６６ａとしては、例えば光量分布の
中心を測定できる横効果フォトダイオードが用いられて
いる。なお、位置感知検出器６６ａとして、２重セル（
ｂｉ−ｃｅｌｌ）フォトダイオードを用いることもでき
る。 前記偏光ビームスプリッタ３８の側面には、Ｓ偏光成分
による微小スポット１８の像２０ｂの位置を測定する位
置感知検出器（ＰＳＤ） ６６ｂが設けられ、測定結果
は処理装置６８ｂから外部出力される。この位置感知検
出器６６ｂは、後述するように測定対象物１０の形状を
粗い分解能で測定するという息味から、粗目の位置感知
検出器と呼ぶ。この位置感知検出器６６ｂとしても、横
効果フォトダイオードが用いられている。 ここで、測定対象物１０がＸ方向に相対移動した場合に
、どのような出力の変化があるかを、第２図を用いて説
明Ｊ゛る。 第２図において、測定対象物１０の形状変化は、Ｚ軸方
向の変化として現われ、照射角δが零でない場合は、光
の微小スポット１８は、０１．０２．０３のように変化
する。ここで、対物レンズ３４による０１の像がＰｌと
すると、ｏ２の像はＰ２、Ｑ３の像はＰ３のようになる
。又、偏光ビームスプリッタ３８に対して対称な位置に
、ｍｐｉ−１Ｐ２＝、Ｐ３−が結像される。 この場合、像Ｐ１の光線は、リレーレンズ５４で平行光
線となり、平板ガラス５８の中を全反則して、位置感知
検出器６６ａ上に光量分布Ｑ１を形成する。次に、像Ｐ
２の光は傾斜して略平行光線となるため、繰返し反射す
るにつれて位置が大きく偏位して光量分布Ｑ２を形成す
る。従って、測定対象物１０がＺ軸方向にΔＺだ（ｊ変
位すると、位ＩＩｉ′感知検出器６６ａ上では、７１軸
方向に、全反射の回数に比例する量であるΔＺ１に拡大
されていることがわかる。従って、光量分布の中心の変
位量Δｚ１を処理装置６８ａから出力ずれば、外部の処
理装置でΔＺの算出ができる。 同時に、粗目の位置感知検出器６６ｂ上では、Ｚ２軸方
向にΔｚ２だけ伽の位置が変化する。この△Ｚ２はΔＺ
と同じオーダであり拡大率が小さいため、ΔＺを広い測
定範囲で粗目の分解能で測定する際に都合がよい。従っ
て、粗目の位置感知検出器６６ｂは省略することもでき
る。 次に、傾斜角αを（９０°−臨界角）の近傍に設定して
いる理由を、第３図を用いて説明する。 ＆Ｐ２からの光はリレーレンズ５４で略平行光線となる
が、Δ【だけ焦点より前にＱＰ２があるため、実際には
やや拡散光線となる。この場合、光線ｔ１は全反射し易
くなるため反射率が高くなり、一方、光線【２は入射角
が小さくなるため反ＩＩ率が小さくなり、最終的な光量
分布Ｑ２は、光線ｔ１と【２との反射率が等しい場合の
光量分布Ｑ２−に対してΔ１だけ中心が外側に移動づ゛
る。 逆に、懺Ｐ、３からの光はリレーレンズ５４でやや集束
光線となるため、その最終的な光量分布Ｑ３の中心は反
１）１率が等しい場合の光量分布Ｑ３−に対してΔ２だ
け外側に移動する。従って、傾斜角αとして（９０゛−
臨界角）の近傍の値を選択りる場合には、感度が高くな
る。 この効果は、第２図における照射角δが雲に近イ４いて
、微小スポット０１〜０３が光軸に近接し、それに伴っ
て微小スポットの懺Ｐ１〜Ｐ３も光軸に近接した場合に
は特に小型になる。即ち、反射率が入例角によって変化
しない場合の第３図の光量分布Ｑ２−の中心は、光量分
布Ｑ１の中心と近接してくるため、光量分布Ｑ２の中心
の変位置ΔＺ１は臨界角の効果によるωΔ１でほとんど
決まるからである。 次に、第１図で偏光ビームスプリッタ３８を用いた理由
及びその作用を、第４図と菜５図を用いて説明する。第
４図は、屈折率ｎの平板ガラス５８の境界面５８ａに入
射角θで入射する光線１が反射光ｒと屈折光ｔに分れる
様子を示したものである。入射光線ｉ、反射光線ｒは、
それぞれＰ偏光成分４０とＳ偏光成分４２とから構成さ
れている。ここで入射角θを変化させた場合のＰ偏光成
分４０の反射率Ｒｐ、Ｓ偏光成分４２の反射率Ｒ３の変
化を第５図に示す。この第５図は、光学の分野では公知
であるが、図において０１は臨界角であり、θ２はブリ
ュースタ角（Ｂ ｒｅｗｓｔｅｒ ａｎｇｌｅ）で、そ
れぞれ以下の式で表現される。 θ１＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ） ＝１１）θ２＝ａ
ｒｃｔａｎ（１／ｎ） ・ ｔ２）第５図から、Ｐ
偏光成分の方が、臨界角近傍での反則率の変化が大ぎい
ことがわかる。従って、偏光ビームスプリッタ３８でＰ
偏光成分のみを選択する場合には、第３図における光ω
分布Ｑ２、Ｑ３の中心の移動■Δ１、Δ２がより大きく
なるため、測定の感度が更に高くなり、分解能もより細
くできることがわかる。なｄ３、測定範囲も分解能とほ
ぼ比例して短くなるため、粗目の位置感知検出器６６ｂ
で大まかな測定を行うと非常に効果的である。 更に、臨界角近傍での反射率の変化を利用する場合には
、内部反射の回数が多くなるほどその効果は急激に増幅
されるため、第２図に示するような平板ガラス５８を用
いる本発明においては、測定の感度は非常に高められて
おり、ｉｌｉ柊的には０゜１μｎ１のオーダの分解能を
達成できた。 なお、前記実施例においては、照明手段１６をレーザダ
イオード１２と集光レンズ１４との組み合せで構成して
いたが、照明手段１６の構成はこれに限定されず、高出
力の可視域発光ダイオードやＨｅ−Ｎｅレーザを用いた
構成も可能である。 又、集光レンズ１４の代りに対物レンズ３４を兼用する
構成も考えられる。更に、照明手段１６を複数ｍ設けて
、測定対象物１０の順ぎに応じて切替える構成・ｂ考え
られる。 又、前記実施例においては、位置感知検出器６６ａ、６
６ｂとして、光量分布の中心を測定できる横効果フォト
ダイオードを用いていたが、位置感知検出器の構成もこ
れに限定されず、光最分布をそのまま測定できるＣＣＤ
タイプやＭＯＳタイプのラインセンサを使用することも
できる。 更に、前記実圧例においては、偏光ビームスプリッタ３
８と粗目の位置感知検出器６６１）を設けていたが、位
置感知検出器６６ａにおける分解能がそれほど細かくな
くてもよい場合には、偏光ビームスプリッタ３８と粗目
の位置感知検出器６６ｂを省略覆ることができる。この
場合、偏光ビームスプリッタ３８の代りに、単なる偏光
板を設けて、Ｐ偏光成分だけを窓板６２に伝える構成も
考えられる。 又、前記対物レンズ３４の倍率は、５倍程度を越えると
スペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ
）を検出し易くなるため、５倍程度以下とすることが
望ましいが、出力信号に電気的なフィルタリングを行う
方法と組み合わせれば、５倍以上でも充分可能である。 次に、本発明の応用例として、本発明に係る形状測定用
光プローブを三次元測定機に備えたシステムの例を第６
図を参照して説明する。 このシステムは、三次元測定機９０の載物台１０１に測
定対象物１０をＧ）ｃ Ｍし、Ｚ軸のスピンドル１０２
の先端に本発明に係る光プローブ９２を係合して、測定
対象物１０の形状を非接触で測定しようとするものであ
る。 三次元測定機９０の各軸には、図示されない位置測定ト
ランスデユーサが組み込まれ、測定対象物１０と光プロ
ーブ９２との相対移動足は、カウンタ１１０．１１１，
１１２で計数され、測定ユニット１１３で演算処理が施
される。 又、制御ユニット１１４からは、ドライバ１１５．１１
６．１１７を通して、図示されない駆動モータの駆動信
号が出力されるため、全自動で測定が行われる。制御ユ
ニツ１〜１１４から光プローブ９２に対しては、プロー
ブ電源１２０を介して電源が供給されており、光プロー
ブ９２からは、第２図の位置検出器６６ａの出力として
、売足分布の中心の移動但Δｚ１が、ｚルジスタ１２１
に出力されている。又、粗目の位置検出器６６ｂの出力
として、像の移動ｍΔｚ２が７２レジスタ１２２に出力
されている。 測定開始にあたり、まずＺ２レジスタ１２２の埴がほぼ
零になるように、Ｚ＠のスピンドル１０２を上下させて
位置を決める。次いで、Ｚルジスタ１２１の値が予め定
められた許容値に収まるように、Ｚ軸のスピンドル１０
２を微調整して、測定ユニット１１３でのデータ取り込
みを開始Ｖる。 この後はスライダ１０３をＸ軸方向に移動させながら、
Ｚルジスタ１２１の値が許容値に収まるＪ：うにＺ軸の
スピンドル１０２を上下させていく。同様にコラム１０
４をＹ軸方向に移動させることによって、測定対象物１
０の全上面を走査でき、それぞれの（Ｘ、Ｙ）座標に対
してＺ座標の値が求まるため、形状測定ができることに
なる。 又、形状に段差があってＺルジスタ１２１の値がオーバ
ーフローしたような場合は、ｚ２レジスタ１２２の値を
零に近付けるようにＺＮのスピンドル１０２を調整する
ことによって、大まかな位置決めを行い、次いでＺルジ
スタ１２１の値を用いることによって、効率的な測定が
実行される。 これまで本発明の光プローブは三次元測定機への応用と
いう観点から述べてきたが、非接触で高分解能な形状測
定ができるという特徴を活かして、他の１ｌｌｌｌ定機
のプローブとしても使用することができる。例えば真円
度測定機のプローブとして用いた場合には、非接触であ
るため測定対象物に傷が付かない、材質が軟かいもので
も適用できるという特徴がある。又、金属の箔片の厚さ
やコーテングされた物質の厚さ等の測定機のプローブと
しても使用できる可能性がある。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、高精度で大きな臨
界角プリズムを用いることなく、光の内部反射の性質を
利用することができる。従って、光学部品の価格を安く
Ｔることができる。又、プリズム製作時に屈折率を正確
に測定する必要もなくなる。更に、光プローブの感度も
充分大きく、電気的ノイズが混入しにくい等の優れた効
果を有する。
照して説明する。 第１図に、本発明に係る形状測定用光プローブの実施例
の内部構造を示す。 この実施例は、レーザダイオード１２及び集光レンズ１
４からなる照明手段１６を含んでいる。 該照明手段１６により、測定対象物１０に対して光の微
小スポット１８を照射して、その微小スポット１８のａ
２ｏａを、レンズ３０と３２よりなる対物レンズ３４に
よって結像する。この対物レンズ３４の倍率は、１〜５
倍とされている。 前記照明手段１６の光軸と対物レンズ３４の光軸との角
度、即ち照射角δは、９０°以下に設定されている。 前記レーザダイオード１２の光は直線偏光で、電気ベク
トルは１２ａの方向であるが、測定対象物１０での反射
により偏光状態は変化する。 前記対物レンズ３４を一１成する２枚のレンズ３０．３
２の間には干捗フィルタ３６が設けられており、レーザ
ダイオード１２の波長である７８０ナノメータの光のみ
を通過させて、外乱光を防いでいる。 前記対物レンズ３４と微小スポットの１２０ａとの間に
は、偏光ビームスプリッタ３８が設けられており、光線
を入射面内にあるＰ偏光成分４０と、入射面と垂直なＳ
偏光成分４２とに分離している。この偏光ビームスプリ
ッタ３８を用いる理由については、後で説明する。 ここで、微小スポット１８が対物レンズ３４の光軸上に
ある場合の、その幽２０ａを含んで光軸に垂直な平面を
像面（ｉｌｌＩａｇｅ ｐｌａｎｅ ） ５ Ｑａと呼
ぶ。この画面５０ａには、外乱光を防ぐためのピンホー
ル板５２が設けられている。微小スポット１８の直径が
２５μ〜で、対物レンズ３４の倍率が２倍の場合、ピン
ホール板５２のピンホールの直径は５００μｍ程度に設
定する。 前記Ｑ而５０ａの上方には、この像面５０ａに焦点を右
するリレーレンズ５４が配設されている。 実施例では、リレーレンズ５４として、直径が１゜５１
乃至２１１と小さく、焦点距離が対物レンズ３４の焦点
距離よりかなり短い分布屈折率レンズが用いられている
。 次いで、角度βの小さな入射プリズム５６と、平板ガラ
ス５８と、射出プリズム６０からなる窓板６２が傾斜角
αで支持されている。前記プリズム５６．６０と平板ガ
ラス５８は、屈折率が約１゜５２であり、互いに接着固
定されている。前記角度βは、臨界角であるａｒｃｓｉ
ｎ （１／ １ 、５２ ＞の近傍の約４２°に設定さ
れ、傾斜角αは（９０゜−臨界角）の近傍である約４８
°に設定されており、入射プリズム５６に垂直に入射す
る光線は５０％以上全反射されるようになっている。 前記微小スポットの＠２０ａからの光は、リレーレンズ
５４で略平行光線に変換されて入射プリズム５６に入り
、内部反射を繰返しながら平板ガラス５８の中を伝わり
、射出プリズム６０から外部に出て光Ｍ分布６４を形成
し、この光量分布が位置感知検出器（ＰＳＤ）６６ａに
よって測定され、処理装置６８ａを経由して外部出力さ
れる。 前記平板ガラス５８として、厚みＷが約５Ｍ、高さ方向
の長さしが約６Ｏｎのものを用いた場合、全反射の回数
は約１６回である。 前記位置感知検出器６６ａとしては、例えば光量分布の
中心を測定できる横効果フォトダイオードが用いられて
いる。なお、位置感知検出器６６ａとして、２重セル（
ｂｉ−ｃｅｌｌ）フォトダイオードを用いることもでき
る。 前記偏光ビームスプリッタ３８の側面には、Ｓ偏光成分
による微小スポット１８の像２０ｂの位置を測定する位
置感知検出器（ＰＳＤ） ６６ｂが設けられ、測定結果
は処理装置６８ｂから外部出力される。この位置感知検
出器６６ｂは、後述するように測定対象物１０の形状を
粗い分解能で測定するという息味から、粗目の位置感知
検出器と呼ぶ。この位置感知検出器６６ｂとしても、横
効果フォトダイオードが用いられている。 ここで、測定対象物１０がＸ方向に相対移動した場合に
、どのような出力の変化があるかを、第２図を用いて説
明Ｊ゛る。 第２図において、測定対象物１０の形状変化は、Ｚ軸方
向の変化として現われ、照射角δが零でない場合は、光
の微小スポット１８は、０１．０２．０３のように変化
する。ここで、対物レンズ３４による０１の像がＰｌと
すると、ｏ２の像はＰ２、Ｑ３の像はＰ３のようになる
。又、偏光ビームスプリッタ３８に対して対称な位置に
、ｍｐｉ−１Ｐ２＝、Ｐ３−が結像される。 この場合、像Ｐ１の光線は、リレーレンズ５４で平行光
線となり、平板ガラス５８の中を全反則して、位置感知
検出器６６ａ上に光量分布Ｑ１を形成する。次に、像Ｐ
２の光は傾斜して略平行光線となるため、繰返し反射す
るにつれて位置が大きく偏位して光量分布Ｑ２を形成す
る。従って、測定対象物１０がＺ軸方向にΔＺだ（ｊ変
位すると、位ＩＩｉ′感知検出器６６ａ上では、７１軸
方向に、全反射の回数に比例する量であるΔＺ１に拡大
されていることがわかる。従って、光量分布の中心の変
位量Δｚ１を処理装置６８ａから出力ずれば、外部の処
理装置でΔＺの算出ができる。 同時に、粗目の位置感知検出器６６ｂ上では、Ｚ２軸方
向にΔｚ２だけ伽の位置が変化する。この△Ｚ２はΔＺ
と同じオーダであり拡大率が小さいため、ΔＺを広い測
定範囲で粗目の分解能で測定する際に都合がよい。従っ
て、粗目の位置感知検出器６６ｂは省略することもでき
る。 次に、傾斜角αを（９０°−臨界角）の近傍に設定して
いる理由を、第３図を用いて説明する。 ＆Ｐ２からの光はリレーレンズ５４で略平行光線となる
が、Δ【だけ焦点より前にＱＰ２があるため、実際には
やや拡散光線となる。この場合、光線ｔ１は全反射し易
くなるため反射率が高くなり、一方、光線【２は入射角
が小さくなるため反ＩＩ率が小さくなり、最終的な光量
分布Ｑ２は、光線ｔ１と【２との反射率が等しい場合の
光量分布Ｑ２−に対してΔ１だけ中心が外側に移動づ゛
る。 逆に、懺Ｐ、３からの光はリレーレンズ５４でやや集束
光線となるため、その最終的な光量分布Ｑ３の中心は反
１）１率が等しい場合の光量分布Ｑ３−に対してΔ２だ
け外側に移動する。従って、傾斜角αとして（９０゛−
臨界角）の近傍の値を選択りる場合には、感度が高くな
る。 この効果は、第２図における照射角δが雲に近イ４いて
、微小スポット０１〜０３が光軸に近接し、それに伴っ
て微小スポットの懺Ｐ１〜Ｐ３も光軸に近接した場合に
は特に小型になる。即ち、反射率が入例角によって変化
しない場合の第３図の光量分布Ｑ２−の中心は、光量分
布Ｑ１の中心と近接してくるため、光量分布Ｑ２の中心
の変位置ΔＺ１は臨界角の効果によるωΔ１でほとんど
決まるからである。 次に、第１図で偏光ビームスプリッタ３８を用いた理由
及びその作用を、第４図と菜５図を用いて説明する。第
４図は、屈折率ｎの平板ガラス５８の境界面５８ａに入
射角θで入射する光線１が反射光ｒと屈折光ｔに分れる
様子を示したものである。入射光線ｉ、反射光線ｒは、
それぞれＰ偏光成分４０とＳ偏光成分４２とから構成さ
れている。ここで入射角θを変化させた場合のＰ偏光成
分４０の反射率Ｒｐ、Ｓ偏光成分４２の反射率Ｒ３の変
化を第５図に示す。この第５図は、光学の分野では公知
であるが、図において０１は臨界角であり、θ２はブリ
ュースタ角（Ｂ ｒｅｗｓｔｅｒ ａｎｇｌｅ）で、そ
れぞれ以下の式で表現される。 θ１＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ） ＝１１）θ２＝ａ
ｒｃｔａｎ（１／ｎ） ・ ｔ２）第５図から、Ｐ
偏光成分の方が、臨界角近傍での反則率の変化が大ぎい
ことがわかる。従って、偏光ビームスプリッタ３８でＰ
偏光成分のみを選択する場合には、第３図における光ω
分布Ｑ２、Ｑ３の中心の移動■Δ１、Δ２がより大きく
なるため、測定の感度が更に高くなり、分解能もより細
くできることがわかる。なｄ３、測定範囲も分解能とほ
ぼ比例して短くなるため、粗目の位置感知検出器６６ｂ
で大まかな測定を行うと非常に効果的である。 更に、臨界角近傍での反射率の変化を利用する場合には
、内部反射の回数が多くなるほどその効果は急激に増幅
されるため、第２図に示するような平板ガラス５８を用
いる本発明においては、測定の感度は非常に高められて
おり、ｉｌｉ柊的には０゜１μｎ１のオーダの分解能を
達成できた。 なお、前記実施例においては、照明手段１６をレーザダ
イオード１２と集光レンズ１４との組み合せで構成して
いたが、照明手段１６の構成はこれに限定されず、高出
力の可視域発光ダイオードやＨｅ−Ｎｅレーザを用いた
構成も可能である。 又、集光レンズ１４の代りに対物レンズ３４を兼用する
構成も考えられる。更に、照明手段１６を複数ｍ設けて
、測定対象物１０の順ぎに応じて切替える構成・ｂ考え
られる。 又、前記実施例においては、位置感知検出器６６ａ、６
６ｂとして、光量分布の中心を測定できる横効果フォト
ダイオードを用いていたが、位置感知検出器の構成もこ
れに限定されず、光最分布をそのまま測定できるＣＣＤ
タイプやＭＯＳタイプのラインセンサを使用することも
できる。 更に、前記実圧例においては、偏光ビームスプリッタ３
８と粗目の位置感知検出器６６１）を設けていたが、位
置感知検出器６６ａにおける分解能がそれほど細かくな
くてもよい場合には、偏光ビームスプリッタ３８と粗目
の位置感知検出器６６ｂを省略覆ることができる。この
場合、偏光ビームスプリッタ３８の代りに、単なる偏光
板を設けて、Ｐ偏光成分だけを窓板６２に伝える構成も
考えられる。 又、前記対物レンズ３４の倍率は、５倍程度を越えると
スペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ
）を検出し易くなるため、５倍程度以下とすることが
望ましいが、出力信号に電気的なフィルタリングを行う
方法と組み合わせれば、５倍以上でも充分可能である。 次に、本発明の応用例として、本発明に係る形状測定用
光プローブを三次元測定機に備えたシステムの例を第６
図を参照して説明する。 このシステムは、三次元測定機９０の載物台１０１に測
定対象物１０をＧ）ｃ Ｍし、Ｚ軸のスピンドル１０２
の先端に本発明に係る光プローブ９２を係合して、測定
対象物１０の形状を非接触で測定しようとするものであ
る。 三次元測定機９０の各軸には、図示されない位置測定ト
ランスデユーサが組み込まれ、測定対象物１０と光プロ
ーブ９２との相対移動足は、カウンタ１１０．１１１，
１１２で計数され、測定ユニット１１３で演算処理が施
される。 又、制御ユニット１１４からは、ドライバ１１５．１１
６．１１７を通して、図示されない駆動モータの駆動信
号が出力されるため、全自動で測定が行われる。制御ユ
ニツ１〜１１４から光プローブ９２に対しては、プロー
ブ電源１２０を介して電源が供給されており、光プロー
ブ９２からは、第２図の位置検出器６６ａの出力として
、売足分布の中心の移動但Δｚ１が、ｚルジスタ１２１
に出力されている。又、粗目の位置検出器６６ｂの出力
として、像の移動ｍΔｚ２が７２レジスタ１２２に出力
されている。 測定開始にあたり、まずＺ２レジスタ１２２の埴がほぼ
零になるように、Ｚ＠のスピンドル１０２を上下させて
位置を決める。次いで、Ｚルジスタ１２１の値が予め定
められた許容値に収まるように、Ｚ軸のスピンドル１０
２を微調整して、測定ユニット１１３でのデータ取り込
みを開始Ｖる。 この後はスライダ１０３をＸ軸方向に移動させながら、
Ｚルジスタ１２１の値が許容値に収まるＪ：うにＺ軸の
スピンドル１０２を上下させていく。同様にコラム１０
４をＹ軸方向に移動させることによって、測定対象物１
０の全上面を走査でき、それぞれの（Ｘ、Ｙ）座標に対
してＺ座標の値が求まるため、形状測定ができることに
なる。 又、形状に段差があってＺルジスタ１２１の値がオーバ
ーフローしたような場合は、ｚ２レジスタ１２２の値を
零に近付けるようにＺＮのスピンドル１０２を調整する
ことによって、大まかな位置決めを行い、次いでＺルジ
スタ１２１の値を用いることによって、効率的な測定が
実行される。 これまで本発明の光プローブは三次元測定機への応用と
いう観点から述べてきたが、非接触で高分解能な形状測
定ができるという特徴を活かして、他の１ｌｌｌｌ定機
のプローブとしても使用することができる。例えば真円
度測定機のプローブとして用いた場合には、非接触であ
るため測定対象物に傷が付かない、材質が軟かいもので
も適用できるという特徴がある。又、金属の箔片の厚さ
やコーテングされた物質の厚さ等の測定機のプローブと
しても使用できる可能性がある。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、高精度で大きな臨
界角プリズムを用いることなく、光の内部反射の性質を
利用することができる。従って、光学部品の価格を安く
Ｔることができる。又、プリズム製作時に屈折率を正確
に測定する必要もなくなる。更に、光プローブの感度も
充分大きく、電気的ノイズが混入しにくい等の優れた効
果を有する。
第１図は、本発明に係る形状測定用光プローブの実施例
の内部構造を示す断面図、第２図は、前記実施例の光プ
ローブ内での光線の伝播状態を説明するための線図、第
３図は、第２図の平板ガラス中の光線の伝播状態を拡大
して示ず線図、第４図は、光線の反則と屈折を説明する
原理図、第５図は、入射角に対する反射率の変化を示づ
°線図、笥６図は、本発明に係る形状測定用光プローブ
を三次元測定機に応用した例を示ず、一部ブロック線図
を含む正面図である。 １０・・・測定対象物、 １２・・・レーザダイオード、 １４・・・集光レンズ、 １６・・・照明手段、 １８・・・光の微小スポット、 ２０ａ・・・像、 ３４・・・対物レンズ、 ３６・・・干渉フィルタ、 ３８・・・偏光ビームスプリッタ、 ４０・・・Ｐ偏光成分、 ４２・・・Ｓ偏光成分、 ５０ａ・・・像面、 ５２・・・ピンホール板、 ５４・・・リレーレンズ、 ５６・・・入射プリズム、 ５８・・・平板ガラス、 ６０・・・射出プリズム、 ６２・・・窓板、 α・・・傾斜角、 ６４・・・光斑分布、 ６６ａ 、６６ｂ・・・位置感知検出器、９２・・・光
プローブ。
の内部構造を示す断面図、第２図は、前記実施例の光プ
ローブ内での光線の伝播状態を説明するための線図、第
３図は、第２図の平板ガラス中の光線の伝播状態を拡大
して示ず線図、第４図は、光線の反則と屈折を説明する
原理図、第５図は、入射角に対する反射率の変化を示づ
°線図、笥６図は、本発明に係る形状測定用光プローブ
を三次元測定機に応用した例を示ず、一部ブロック線図
を含む正面図である。 １０・・・測定対象物、 １２・・・レーザダイオード、 １４・・・集光レンズ、 １６・・・照明手段、 １８・・・光の微小スポット、 ２０ａ・・・像、 ３４・・・対物レンズ、 ３６・・・干渉フィルタ、 ３８・・・偏光ビームスプリッタ、 ４０・・・Ｐ偏光成分、 ４２・・・Ｓ偏光成分、 ５０ａ・・・像面、 ５２・・・ピンホール板、 ５４・・・リレーレンズ、 ５６・・・入射プリズム、 ５８・・・平板ガラス、 ６０・・・射出プリズム、 ６２・・・窓板、 α・・・傾斜角、 ６４・・・光斑分布、 ６６ａ 、６６ｂ・・・位置感知検出器、９２・・・光
プローブ。
Claims (9)
- （１）測定対象物に９０°以下の照射角で光の微小スポ
ットを照射する照明手段と、 前記微小スポットの像を像面近傍に結像する対物レンズ
と、 前記像面に焦点を有し、前記微小スポットの像からの拡
散光を略平行光線に変換するリレーレンズと、 該リレーレンズから出た略平行光線を取り込むための角
度βの入射プリズム、取り込まれた略平行光線を繰返し
内部反射させて伝える、傾斜角αで支持された屈折率ｎ
の平板ガラス、及び、伝えられた略平行光線を外部出力
する射出プリズムから構成され、前記αとβがおよそ次
式 α≒９０°−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ） β≒ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ） の関係を満足するように設定されてなる窓板と、該窓板
からの略平行光線を受光して、その光量分布を測定し、
その結果を外部出力する位置感知検出器と、 を含む形状測定用光プローブ。 - （２）前記対物レンズと前記像面との間に、入射面と垂
直なＳ偏光成分の光を反射して分離させ、前記窓板に対
して、入射面内にあるＰ偏光成分の光を主に通過させる
偏光ビームスプリッタと、 分離された前記Ｓ偏光成分の光で結像される像の位置を
測定し、その結果を外部出力する粗目の位置感知検出器
と、 が設けられている特許請求の範囲第１項記載の形状測定
用光プローブ。 - （３）前記光の微小スポットと該微小スポットの像との
間に、前記照明手段で用いられる光の波長領域の中の特
定波長の光を選択する外乱光除去用の干渉フィルタが設
けられている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の形
状測定用光プローブ。 - （４）前記像面に、外乱光除去用のピンホール板が設け
られている特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
１項に記載の形状測定用光プローブ。 - （５）前記照明手段が、レーザダイオードに集光レンズ
を組み合わせたものである特許請求の範囲第１項記載の
形状測定用光プローブ。 - （６）前記対物レンズの倍率が約５倍以下とされている
特許請求の範囲第１項記載の形状測定用光プローブ。 - （７）前記リレーレンズが、直径が小さく、焦点距離が
前記対物レンズの焦点距離よりも短い分布屈折率レンズ
である特許請求の範囲第１項記載の形状測定用光プロー
ブ。 - （８）前記位置感知検出器が、横効果（ｌａｔｅｒａｌ
ｅｆｆｅｃｔ）フォトダイオードである特許請求の範囲
第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の形状測定用光
プローブ。 - （９）前記位置感知検出器がＣＣＤ又はＭＯＳ型のライ
ンセンサである特許請求の範囲第１項乃至第４項のいず
れか１項に記載の形状測定用光プローブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US909926 | 1986-09-22 | ||
| US06/909,926 US4743770A (en) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | Profile-measuring light probe using a change in reflection factor in the proximity of a critical angle of light |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379003A true JPS6379003A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0511882B2 JPH0511882B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=25428055
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62009769A Granted JPS6379003A (ja) | 1986-09-22 | 1987-01-19 | 形状測定用光プロ−ブ |
| JP62009770A Granted JPS6379004A (ja) | 1986-09-22 | 1987-01-19 | 形状測定用光プロ−ブ |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62009770A Granted JPS6379004A (ja) | 1986-09-22 | 1987-01-19 | 形状測定用光プロ−ブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4743770A (ja) |
| JP (2) | JPS6379003A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133020A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Topcon Corp | レーザ光線射出装置 |
Families Citing this family (103)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910690A (en) * | 1986-02-14 | 1990-03-20 | Citizen Watch Co., Ltd. | Micro-dimensional measurement apparatus |
| GB8624191D0 (en) * | 1986-10-08 | 1986-11-12 | Renishaw Plc | Datuming of analogue measurement probes |
| US5251127A (en) * | 1988-02-01 | 1993-10-05 | Faro Medical Technologies Inc. | Computer-aided surgery apparatus |
| AU598418B2 (en) * | 1988-06-04 | 1990-06-21 | Fujitsu Limited | Optical system for detecting three-dimensional shape |
| ES2014184A6 (es) * | 1989-07-28 | 1990-06-16 | Garcia Pastor Daniel | Equipo movil para la verificacion de superficies rectificadas o en proceso de rectificacion. |
| WO1991003988A1 (de) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Peter Rohleder | Vorrichtung zur herstellung von zahnersatzteilen |
| FR2652928B1 (fr) | 1989-10-05 | 1994-07-29 | Diadix Sa | Systeme interactif d'intervention locale a l'interieur d'une zone d'une structure non homogene. |
| US6347240B1 (en) | 1990-10-19 | 2002-02-12 | St. Louis University | System and method for use in displaying images of a body part |
| DE69132412T2 (de) * | 1990-10-19 | 2001-03-01 | St. Louis University, St. Louis | Lokalisierungssystem für eine chirurgische sonde zur anwendung am kopf |
| US5662111A (en) * | 1991-01-28 | 1997-09-02 | Cosman; Eric R. | Process of stereotactic optical navigation |
| US6405072B1 (en) | 1991-01-28 | 2002-06-11 | Sherwood Services Ag | Apparatus and method for determining a location of an anatomical target with reference to a medical apparatus |
| US6675040B1 (en) | 1991-01-28 | 2004-01-06 | Sherwood Services Ag | Optical object tracking system |
| US6167295A (en) * | 1991-01-28 | 2000-12-26 | Radionics, Inc. | Optical and computer graphic stereotactic localizer |
| US6006126A (en) * | 1991-01-28 | 1999-12-21 | Cosman; Eric R. | System and method for stereotactic registration of image scan data |
| US5603318A (en) * | 1992-04-21 | 1997-02-18 | University Of Utah Research Foundation | Apparatus and method for photogrammetric surgical localization |
| CA2142338C (en) | 1992-08-14 | 1999-11-30 | John Stuart Bladen | Position location system |
| ZA942812B (en) * | 1993-04-22 | 1995-11-22 | Pixsys Inc | System for locating the relative positions of objects in three dimensional space |
| DE69432834T2 (de) * | 1993-04-26 | 2004-05-13 | St. Louis University | Anzeige der Lage einer chirurgischen Sonde |
| US5829444A (en) * | 1994-09-15 | 1998-11-03 | Visualization Technology, Inc. | Position tracking and imaging system for use in medical applications |
| DE69531994T2 (de) | 1994-09-15 | 2004-07-22 | OEC Medical Systems, Inc., Boston | System zur positionserfassung mittels einer an einem patientenkopf angebrachten referenzeinheit zur anwendung im medizinischen gebiet |
| US6978166B2 (en) * | 1994-10-07 | 2005-12-20 | Saint Louis University | System for use in displaying images of a body part |
| EP0869745B8 (en) | 1994-10-07 | 2003-04-16 | St. Louis University | Surgical navigation systems including reference and localization frames |
| US5859364A (en) * | 1995-06-05 | 1999-01-12 | Olympus Optical Co., Ltd. | Scanning probe microscope |
| US6167145A (en) * | 1996-03-29 | 2000-12-26 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Bone navigation system |
| US6296613B1 (en) | 1997-08-22 | 2001-10-02 | Synthes (U.S.A.) | 3D ultrasound recording device |
| US6226548B1 (en) | 1997-09-24 | 2001-05-01 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Percutaneous registration apparatus and method for use in computer-assisted surgical navigation |
| US6021343A (en) | 1997-11-20 | 2000-02-01 | Surgical Navigation Technologies | Image guided awl/tap/screwdriver |
| US6348058B1 (en) | 1997-12-12 | 2002-02-19 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Image guided spinal surgery guide, system, and method for use thereof |
| US6094269A (en) * | 1997-12-31 | 2000-07-25 | Metroptic Technologies, Ltd. | Apparatus and method for optically measuring an object surface contour |
| US6358260B1 (en) | 1998-04-20 | 2002-03-19 | Med-Logics, Inc. | Automatic corneal shaper with two separate drive mechanisms |
| CA2335867C (en) | 1998-06-22 | 2008-12-30 | Synthes (U.S.A.) | Fiducial matching by means of fiducial screws |
| US6477400B1 (en) | 1998-08-20 | 2002-11-05 | Sofamor Danek Holdings, Inc. | Fluoroscopic image guided orthopaedic surgery system with intraoperative registration |
| WO2000054687A1 (en) | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Synthes Ag Chur | Imaging and planning device for ligament graft placement |
| US6470207B1 (en) | 1999-03-23 | 2002-10-22 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Navigational guidance via computer-assisted fluoroscopic imaging |
| EP1171780A1 (en) | 1999-04-20 | 2002-01-16 | Synthes Ag Chur | Device for the percutaneous attainment of 3d-coordinates on the surface of a human or animal organ |
| US6491699B1 (en) | 1999-04-20 | 2002-12-10 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Instrument guidance method and system for image guided surgery |
| AU768975B2 (en) * | 1999-05-03 | 2004-01-15 | Ao Technology Ag | Position detector with auxiliary means for detecting the direction of the gravity vector |
| US6702832B2 (en) | 1999-07-08 | 2004-03-09 | Med Logics, Inc. | Medical device for cutting a cornea that has a vacuum ring with a slitted vacuum opening |
| US6699285B2 (en) | 1999-09-24 | 2004-03-02 | Scieran Technologies, Inc. | Eye endoplant for the reattachment of a retina |
| US8239001B2 (en) | 2003-10-17 | 2012-08-07 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US6493573B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-12-10 | Winchester Development Associates | Method and system for navigating a catheter probe in the presence of field-influencing objects |
| US7366562B2 (en) | 2003-10-17 | 2008-04-29 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US11331150B2 (en) | 1999-10-28 | 2022-05-17 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US8644907B2 (en) | 1999-10-28 | 2014-02-04 | Medtronic Navigaton, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US6474341B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-11-05 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Surgical communication and power system |
| US6381485B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-04-30 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Registration of human anatomy integrated for electromagnetic localization |
| US6499488B1 (en) | 1999-10-28 | 2002-12-31 | Winchester Development Associates | Surgical sensor |
| US6428508B1 (en) | 2000-02-01 | 2002-08-06 | Enlighten Technologies, Inc. | Pulsed vacuum cataract removal system |
| US6725080B2 (en) | 2000-03-01 | 2004-04-20 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Multiple cannula image guided tool for image guided procedures |
| US6535756B1 (en) | 2000-04-07 | 2003-03-18 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Trajectory storage apparatus and method for surgical navigation system |
| US6642506B1 (en) * | 2000-06-01 | 2003-11-04 | Mitutoyo Corporation | Speckle-image-based optical position transducer having improved mounting and directional sensitivities |
| US6663644B1 (en) | 2000-06-02 | 2003-12-16 | Med-Logics, Inc. | Cutting blade assembly for a microkeratome |
| US7085400B1 (en) | 2000-06-14 | 2006-08-01 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | System and method for image based sensor calibration |
| FR2814807B1 (fr) * | 2000-10-04 | 2003-01-03 | Laurent Senee | Dispositif et procede de determination de coordonnees surfacique et leurs utilisations |
| US7311700B2 (en) | 2000-11-29 | 2007-12-25 | Med-Logics, Inc. | LASIK laminar flow system |
| US6425905B1 (en) | 2000-11-29 | 2002-07-30 | Med-Logics, Inc. | Method and apparatus for facilitating removal of a corneal graft |
| US6636757B1 (en) | 2001-06-04 | 2003-10-21 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Method and apparatus for electromagnetic navigation of a surgical probe near a metal object |
| US6947786B2 (en) | 2002-02-28 | 2005-09-20 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Method and apparatus for perspective inversion |
| US6990368B2 (en) | 2002-04-04 | 2006-01-24 | Surgical Navigation Technologies, Inc. | Method and apparatus for virtual digital subtraction angiography |
| US7998062B2 (en) | 2004-03-29 | 2011-08-16 | Superdimension, Ltd. | Endoscope structures and techniques for navigating to a target in branched structure |
| US7697972B2 (en) | 2002-11-19 | 2010-04-13 | Medtronic Navigation, Inc. | Navigation system for cardiac therapies |
| US7599730B2 (en) | 2002-11-19 | 2009-10-06 | Medtronic Navigation, Inc. | Navigation system for cardiac therapies |
| US7660623B2 (en) | 2003-01-30 | 2010-02-09 | Medtronic Navigation, Inc. | Six degree of freedom alignment display for medical procedures |
| US7542791B2 (en) | 2003-01-30 | 2009-06-02 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for preplanning a surgical procedure |
| US7570791B2 (en) | 2003-04-25 | 2009-08-04 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for performing 2D to 3D registration |
| US7313430B2 (en) | 2003-08-28 | 2007-12-25 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for performing stereotactic surgery |
| EP2316328B1 (en) | 2003-09-15 | 2012-05-09 | Super Dimension Ltd. | Wrap-around holding device for use with bronchoscopes |
| EP1667749B1 (en) | 2003-09-15 | 2009-08-05 | Super Dimension Ltd. | System of accessories for use with bronchoscopes |
| US7835778B2 (en) * | 2003-10-16 | 2010-11-16 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation of a multiple piece construct for implantation |
| US7840253B2 (en) | 2003-10-17 | 2010-11-23 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for surgical navigation |
| US8764725B2 (en) | 2004-02-09 | 2014-07-01 | Covidien Lp | Directional anchoring mechanism, method and applications thereof |
| US7567834B2 (en) * | 2004-05-03 | 2009-07-28 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for implantation between two vertebral bodies |
| US7636595B2 (en) | 2004-10-28 | 2009-12-22 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for calibrating non-linear instruments |
| US7835784B2 (en) | 2005-09-21 | 2010-11-16 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for positioning a reference frame |
| US9168102B2 (en) | 2006-01-18 | 2015-10-27 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for providing a container to a sterile environment |
| US8112292B2 (en) | 2006-04-21 | 2012-02-07 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for optimizing a therapy |
| CN100437026C (zh) * | 2006-07-20 | 2008-11-26 | 厦门大学 | 物体表面三维形貌信息测量装置 |
| US8660635B2 (en) | 2006-09-29 | 2014-02-25 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for optimizing a computer assisted surgical procedure |
| US8905920B2 (en) | 2007-09-27 | 2014-12-09 | Covidien Lp | Bronchoscope adapter and method |
| US9575140B2 (en) | 2008-04-03 | 2017-02-21 | Covidien Lp | Magnetic interference detection system and method |
| US8473032B2 (en) | 2008-06-03 | 2013-06-25 | Superdimension, Ltd. | Feature-based registration method |
| US8218847B2 (en) | 2008-06-06 | 2012-07-10 | Superdimension, Ltd. | Hybrid registration method |
| US8932207B2 (en) | 2008-07-10 | 2015-01-13 | Covidien Lp | Integrated multi-functional endoscopic tool |
| US8165658B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-04-24 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for positioning a guide relative to a base |
| US8175681B2 (en) | 2008-12-16 | 2012-05-08 | Medtronic Navigation Inc. | Combination of electromagnetic and electropotential localization |
| US8611984B2 (en) | 2009-04-08 | 2013-12-17 | Covidien Lp | Locatable catheter |
| US8494614B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-07-23 | Regents Of The University Of Minnesota | Combination localization system |
| US8494613B2 (en) | 2009-08-31 | 2013-07-23 | Medtronic, Inc. | Combination localization system |
| US10582834B2 (en) | 2010-06-15 | 2020-03-10 | Covidien Lp | Locatable expandable working channel and method |
| US10952593B2 (en) | 2014-06-10 | 2021-03-23 | Covidien Lp | Bronchoscope adapter |
| US10426555B2 (en) | 2015-06-03 | 2019-10-01 | Covidien Lp | Medical instrument with sensor for use in a system and method for electromagnetic navigation |
| US9962134B2 (en) | 2015-10-28 | 2018-05-08 | Medtronic Navigation, Inc. | Apparatus and method for maintaining image quality while minimizing X-ray dosage of a patient |
| US10478254B2 (en) | 2016-05-16 | 2019-11-19 | Covidien Lp | System and method to access lung tissue |
| US10722311B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-07-28 | Covidien Lp | System and method for identifying a location and/or an orientation of an electromagnetic sensor based on a map |
| US10751126B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-08-25 | Covidien Lp | System and method for generating a map for electromagnetic navigation |
| US10446931B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-10-15 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
| US10418705B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-09-17 | Covidien Lp | Electromagnetic navigation antenna assembly and electromagnetic navigation system including the same |
| US10615500B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-04-07 | Covidien Lp | System and method for designing electromagnetic navigation antenna assemblies |
| US10638952B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-05-05 | Covidien Lp | Methods, systems, and computer-readable media for calibrating an electromagnetic navigation system |
| US10792106B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-10-06 | Covidien Lp | System for calibrating an electromagnetic navigation system |
| US10517505B2 (en) | 2016-10-28 | 2019-12-31 | Covidien Lp | Systems, methods, and computer-readable media for optimizing an electromagnetic navigation system |
| US11219489B2 (en) | 2017-10-31 | 2022-01-11 | Covidien Lp | Devices and systems for providing sensors in parallel with medical tools |
| JP2020173207A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5545031A (en) * | 1978-09-27 | 1980-03-29 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focus state detector |
| JPS6184510U (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-04 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520388A (en) * | 1982-11-01 | 1985-05-28 | General Electric Company | Optical signal projector |
| FR2560377B1 (fr) * | 1984-02-29 | 1988-05-13 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique de mesure de proximite de surface et son application au releve du profil d'une surface |
| JPS616707A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-13 | Ricoh Co Ltd | 機器操作のガイダンス装置 |
-
1986
- 1986-09-22 US US06/909,926 patent/US4743770A/en not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62009769A patent/JPS6379003A/ja active Granted
- 1987-01-19 JP JP62009770A patent/JPS6379004A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5545031A (en) * | 1978-09-27 | 1980-03-29 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Focus state detector |
| JPS6184510U (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-04 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006133020A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Topcon Corp | レーザ光線射出装置 |
| JP4614737B2 (ja) * | 2004-11-04 | 2011-01-19 | 株式会社トプコン | レーザ光線射出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4743770A (en) | 1988-05-10 |
| JPH0511883B2 (ja) | 1993-02-16 |
| JPH0511882B2 (ja) | 1993-02-16 |
| JPS6379004A (ja) | 1988-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6379003A (ja) | 形状測定用光プロ−ブ | |
| JP3166841B2 (ja) | パーティクル検査装置 | |
| JP2002098591A (ja) | 屈折型照明光学系を備えたスペクトル楕円偏光計 | |
| US5432330A (en) | Two-stage detection noncontact positioning apparatus having a first light detector with a central slit | |
| JPH08114421A (ja) | 透明材料からなる物体の厚さの非接触型測定装置 | |
| EP0792438B1 (en) | Method and device for determining the thickness of a layer applied to an optical fiber | |
| CN110986836B (zh) | 基于环形芯光纤的高精度粗糙度测量装置 | |
| JP2609953B2 (ja) | 表面プラズモン顕微鏡 | |
| CN112955710A (zh) | 用于确定至少一个对象的位置的探测器和方法 | |
| Xu et al. | Development and verification of a high-precision laser measurement system for straightness and parallelism measurement | |
| CN116086776A (zh) | 一种准直光束发散角检测装置及发散角检测方法 | |
| CN110202414B (zh) | 一种基于光学倏逝波的非接触式高精度对刀*** | |
| Wang | Long-range optical triangulation utilising collimated probe beam | |
| JPS5979122A (ja) | レ−ザパワ−測定装置 | |
| CN101320218B (zh) | 三扫描式硅片调焦调平测量装置、***以及方法 | |
| JPH08152404A (ja) | 光学定数測定方法およびその装置 | |
| JPS60211304A (ja) | 平行度測定装置 | |
| JPS6370110A (ja) | 距離測定装置 | |
| Brown et al. | Industrial applications of an optical profilometer | |
| JPH036440A (ja) | 雨滴粒径分布測定装置 | |
| Wang et al. | Optical triangulation: A dual‐channel configuration | |
| JPH0642929A (ja) | 表面変位計 | |
| JPH0357914A (ja) | 光学式プローブ | |
| JPH0534121A (ja) | 三次元計測装置 | |
| JP3195813B2 (ja) | 形状計測における光量分布均一化方法 |