投影測定装置

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【発明の名称】	投影測定装置
【発明者】	【氏名】岡部憲嗣【氏名】渡部広志【氏名】中村泰三
【要約】	【課題】被測定物の像と見本形状との対比観察を行う場合にマイラスクリーンの交換作業を必要としない投影測定装置を提供する。【解決手段】被測定物５５を載置するテーブル５６と、スクリーン１およびこのスクリーン１上に被測定物５５を投影する投影レンズ５３を有する観察光学系と、テーブル５６と観察光学系とを相対移動させる相対移動手段５７と、この相対移動手段５７による相対移動変位量を検出する変位検出手段とを備え、このうち、スクリーン１を液晶表示板にするとともに、この液晶表示板に被測定物５５の形状を測定するための線画像を所定の倍率で表示させる表示制御手段を備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】被測定物を載置するテーブルと、スクリーンおよびこのスクリーン上に前記被測定物を投影する投影レンズを有する観察光学系と、前記テーブルと観察光学系とを相対移動させる相対移動手段と、この相対移動手段による相対移動変位量を検出する変位検出手段とを備えた投影測定装置において、前記スクリーンを液晶表示板にするとともに、この液晶表示板に前記被測定物の形状を測定するための線画像を所定の倍率で表示させる表示制御手段を備えたことを特徴とする投影測定装置。
【請求項２】被測定物を載置するテーブルと、スクリーンおよびこのスクリーン上に前記被測定物を投影する投影レンズを有する観察光学系と、前記テーブルと観察光学系とを相対移動させる相対移動手段と、この相対移動手段による相対移動量を検出する変位検出手段とを備えた投影測定装置において、前記観察光学系の光路中に挿入された液晶表示板と、前記液晶表示板に被測定物の形状を測定するための線画像を所定の倍率で表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする投影測定装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の投影測定装置において、前記表示制御手段は、前記変位検出手段によって検出された相対移動変位量を前記液晶表示板に表示させることを特徴とする投影測定装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、投影測定装置に係り、特に、微細な被測定物をスクリーンに拡大投影し、見本形状との比較測定などを行う投影測定装置に関する。
【０００２】
【背景技術】従来例を図４に示す。同図において、光源５１の照射方向には、コンデンサレンズ５２、投影レンズ５３、スクリーン５４がそれぞれ所定間隔を隔てて、この順に配設されている。これらは観察光学系を構成する。このうち、コンデンサレンズ５２と投影レンズ５３との間には、被測定物５５を載置するテーブル５６と、このテーブル５６を移動可能に支持する相対移動手段５７とがそれぞれ設けられている。
【０００３】相対移動手段５７は、テーブル５６を光軸方向（Ｚ方向）およびこれに直交する２方向（ＸＹ方向）に移動可能に支持するとともに、Ｚ方向と平行な軸を中心に旋回可能に支持している。ここで、その旋回角度をθとする。光源５１から射出された光は、コンデンサレンズ５２を介して被測定物５５を照らす。被測定物５５の影は、投影レンズ５３によって拡大され、スクリーン５４に被測定物の像５８が照らし出される。スクリーン５４は、透明ガラスに、拡散処理されたマイラスクリーンを着脱可能に取り付けたもので、マイラスクリーンの表面には被測定物５５の見本形状（レチクル）が記されている。
【０００４】このため、スクリーン５４には、図５に示すように、被測定物５５の像５８と、その被測定物５５の見本形状５９とが一緒に表示される。観察者は、スクリーン５４の表示を確認しながら、テーブル５６を移動し、被測定物５５の像５８と見本形状５９とを重ねる等して形状測定を行うことができる。
【０００５】テーブル５６の変位量は、図６に示すように、変位検出手段６１によって検出されたのち、外部表示器６２に表示される。変位検出手段６１は、前記テーブル５６のＸＹＺ方向への変位量を検出する直線変位検出器（例えば、光学式リニアエンコーダ）と、テーブル５６の旋回角度θを検出する角度検出器（例えば、ロータリエンコーダ）とを備える。各エンコーダで検出された変位量、つまり、テーブル５６のＸＹＺ方向各々の変位量はＸＹＺカウンタ６１ａで、テーブル５６の旋回角度θはθカウンタ６１ｂでそれぞれ計数されたのち、外部表示器６２に表示される。
【０００６】このため、図７に示すように、マイラスクリーンを十字線レチクル６３に取り替え、被測定物５５の像５８に対し、その一方の端部から他方の端部まで十字線を相対移動させるようにテーブル５６を動かしてやると、その際の変位量ＸＹＺθが外部表示器６２に表示されるから、外部表示器６２に表示されたたＸＹＺθの値から被測定物５５の寸法を計測することもできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例にあっては、被測定物５５の像５８と見本形状５９との対比観察を行う場合には、被測定物５５の種類または投影レンズの倍率に応じてマイラスクリーンを交換する必要があるため、交換作業が煩わしかった。また、寸法測定ではスクリーン５４を見ながらテーブル５６を最適位置に操作する必要があるので、その間は外部表示器５２に表示される測定値を確認しずらく、不便であった。
【０００８】本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、被測定物の像と見本形状との対比観察を行う場合にマイラスクリーンの交換作業を必要としない投影測定装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、被測定物の像とテーブルの変位量などのパラメータとを同時に視認することができる投影測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の投影測定装置は、上記目的を達成するため、次の構成を採用する。請求項１に記載の発明は、被測定物を載置するテーブルと、スクリーンおよびこのスクリーン上に前記被測定物を投影する投影レンズを有する観察光学系と、前記テーブルと観察光学系とを相対移動させる相対移動手段と、この相対移動手段による相対移動変位量を検出する変位検出手段とを備えた投影測定装置において、前記スクリーンを液晶表示板にするとともに、この液晶表示板に前記被測定物の形状を測定するための線画像を所定の倍率で表示させる表示制御手段を備えたことを特徴とする。この発明によれば、表示制御手段が、液晶表示板に表示する線画像を選択することが可能になるので、従来のように被測定物の種類や投影レンズの倍率に応じてマイラスクリーンを交換するという不便を解消できる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、被測定物を載置するテーブルと、スクリーンおよびこのスクリーン上に前記被測定物を投影する投影レンズを有する観察光学系と、前記テーブルと観察光学系とを相対移動させる相対移動手段と、この相対移動手段による相対移動量を検出する変位検出手段とを備えた投影測定装置において、前記観察光学系の光路中に挿入された液晶表示板と、前記液晶表示板に被測定物の形状を測定するための線画像を所定の倍率で表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする。この発明によれば、液晶表示板に表示された線画像が被測定物の像とともにスクリーンに投影される。このため、表示制御手段が、液晶表示板に表示する線画像を選択することにより、従来のように被測定物の種類や投影レンズの倍率に応じてマイラスクリーンを交換するという不便を解消できる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の投影測定装置において、前記表示制御手段は、前記変位検出手段によって検出された相対移動変位量を前記液晶表示板に表示させることを特徴とする。この発明によれば、スクリーンには、被測定物の像とともにテーブルの変位量が表示される。このため、スクリーンで被測定物の位置を確認しながらテーブルを操作している最中でも、テーブルの変位量を同時に確認することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１および図２に基づいて説明する。なお、これらの説明にあたって、従来例と同一の構成部分については、同一符号を付して重複説明を省略する。本実施形態に係る投影測定装置では、図１に示すように、従来のスクリーン５４に代えて、液晶表示板のスクリーン１が用いられている。この液晶表示板のスクリーン１は、液晶表示板の表面に無地の拡散スクリーンを施したものである。液晶表示板を成す各部は、非表示状態において透明であり、表示状態になると不透明になる特性を有している。
【００１３】この液晶表示板は、ＬＣＤパネル等であって、図２に示すように、表示制御手段２に接続されている。表示制御手段２には、従来と同一の変位検出手段６１と、レチクルのＣＡＤデータを記憶した記憶手段３とが接続されている。ＣＡＤデータには、レチクル十字線のデータと、被測定物５５の見本となる形状データが含まれている。
【００１４】ここで、表示制御手段２は、データ表示プログラム（データ表示機能）を実行するコンピュータを含んでいる。データ表示プログラムは、変位検出手段６１からＸＹＺカウンタ６１ａおよびθカウンタ６１ｂの出力値を読み込み、液晶表示板（スクリーン）１内のパラメータ表示領域４に表示する。また、データ表示プログラムは、外部の選択入力（図示略）に応じて記憶手段３から所定のＣＡＤデータを選択し、液晶表示板（スクリーン）１にレチクル十字線５と、所定倍率に編集した被測定物の見本形状６，７とを表示する。
【００１５】このため、観察者の目には、被測定物の像５８と一緒にテーブル５６の変位量のパラメータＸＹＺθも映り、スクリーン１を覗きながらテーブル５６を操作していても、スクリーン１から一々目を離さずに同時にテーブル５６の変位量も確認することができる。また、液晶表示板（スクリーン）１への表示データを変化させることにより、従来のようなマイラスクリーンの交換作業を伴わずに、被測定物の最適な見本形状を表示することができる。
【００１６】このように、本実施形態では、被測定物５５を載置するテーブル５６と、スクリーン１およびこのスクリーン１上に被測定物５５を投影する投影レンズ５３を有する観察光学系と、テーブル５６と観察光学系とを相対移動させる相対移動手段５７と、この相対移動手段５７による相対移動変位量を検出する変位検出手段６１とを備え、このうち、スクリーン１を液晶表示板にするとともに、この液晶表示板に被測定物５５の形状を測定するための線画像５，６，７を所定の倍率で表示させる表示制御手段２を備えたので、表示制御手段２が、液晶表示板に表示する線画像を選択することが可能となり、従来のように被測定物５５の種類や投影レンズ５３の倍率に応じてマイラスクリーンを交換するという作業上の不便を解消できる。
【００１７】次に、本発明の他の実施形態を図３に基づいて説明する。同図の説明にあたって、従来例および先の実施形態と同一の構成部分については、同一符号を付して重複説明を省略する。図３に示す投影測定装置では、先の実施形態の構成に加え、コンデンサレンズ５２と投影レンズ５３との間に一対のリレーレンズ１１が挿入され、更に、このリレーレンズ１１と投影レンズ５３との間に液晶表示板１２が挿入されている。光路上にリレーレンズ１１を挿入することにより、テーブル５６の載置面からレンズまでの作動距離Ｌを比較的長く確保することができ、テーブル５６のＺ方向への可動範囲を広く確保することができる。
【００１８】本実施形態において、リレーレンズ１１は像を１：１にリレーするものである。また、液晶表示板１２を成す各部は、非表示状態において透明であり、表示状態になると不透明になる特性を有している。この液晶表示板は、ＬＣＤパネル等であって、図２に示すように、表示制御手段２に接続されている点は、先の実施形態と同一である。一方、スクリーン５４は、先の実施形態と異なりスリガラスまたは透明ガラスに無地の拡散スクリーンを施したものである。
【００１９】光源５１から光が射出すると、被測定物５５の像がリレーレンズ１１を透過し液晶表示板１２に至る。液晶表示板１２には、表示制御手段２により、レチクル十字線、被測定物の見本形状レチクル、テーブル５６の変位量ＸＹＺθが所定の外部入力に応じて選択的に表示される。そして、この液晶表示板１２の表示内容と被測定物５５の像とが一緒に投影レンズ５３に入射し、スクリーン５４上に拡大投影される。
【００２０】表示制御手段２が、液晶表示板１２に表示する見本形状レチクルを選択することにより、スクリーン５４に表示される見本形状レチクルが変化するので、従来例のようにマイラスクリーンを交換する手間が省ける。また、表示制御手段２が、液晶表示板１２にレチクル十字線とテーブル５６の変位量ＸＹＺθを表示することにより、それらと被測定物５５の像５８とがスクリーン５４に一緒に表示されるので、観察者は、スクリーン５４を見てテーブル５６を動かしながら、同じスクリーン上でテーブル５６の変位量ＸＹＺθを確認することができる。このため、操作性を向上することができる。また、角度θを求めるために、テーブル５６ではなく、スクリーン５４をデジタル回転スクリーン（スクリーン５４の回転角度がデジタル表示されるスクリーン）に置き換えて測定することもできる。
【００２１】このように、本実施形態によれば、被測定物５５を載置するテーブル５６と、スクリーン５４およびこのスクリーン５４上に被測定物５５を投影する投影レンズ５３を有する観察光学系と、テーブル５６と観察光学系とを相対移動させる相対移動手段５７と、この相対移動手段５７による相対移動量を検出する変位検出手段６１とを備え、更に、観察光学系の光路中に挿入された液晶表示板１２と、この液晶表示板１２に被測定物５５の形状を測定するための線画像５，６，７を所定の倍率で表示させる表示制御手段２とを備えたので、液晶表示板１２に表示された線画像が被測定物５５の像とともにスクリーン５４に投影されることとなり、よって、表示制御手段２が、液晶表示板１２に表示する線画像を選択することにより、従来のように被測定物５５の種類や投影レンズ５３の倍率に応じてマイラスクリーンを交換するという作業上の不都合を解消できる。
【００２２】また、上記各実施形態において、表示制御手段２は、変位検出手段６１によって検出された相対移動変位量ＸＹＺθを液晶表示板１，１２に表示させるので、スクリーン１，５４には、被測定物５５の像とともにテーブル５６の変位量ＸＹＺθを表示することができ、このため、スクリーン１，５４で被測定物５５の位置を確認しながらテーブル５６を操作している最中でも、テーブル５６の変位量ＸＹＺθを同時に確認することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上の通り、本発明の投影測定装置によれば、表示制御手段が、液晶表示板に表示する線画像を選択することが可能となり、従来のように被測定物の種類や投影レンズの倍率に応じてマイラスクリーンを交換するという作業上の不便を解消できる。

【出願人】	【識別番号】０００１３７６９４【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
【出願日】	平成１１年１月２７日（１９９９．１．２７）
【代理人】	【識別番号】１０００７９０８３【弁理士】【氏名又は名称】木下實三（外１名）
【公開番号】	特開２０００－２１３９０９（Ｐ２０００－２１３９０９Ａ）
【公開日】	平成１２年８月４日（２０００．８．４）
【出願番号】	特願平１１－１８３３０