[发明专利]表面形状测定方法及表面形状测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定在物体的表面上加工的槽(groove)的尺寸的表面形状测定方法及表面形状测定装置。

背景技术

对物体的表面实施凹凸图案的加工并通过该凹凸图案来提高物体具有的功能的手法存在多个。例如，已知有在电磁钢板(electrical steel sheet)中，通过在表面进行微小的槽加工来实现该电磁钢板的铁损(iron loss)的减少化的手法。在这样的为了提高物体具有的功能而进行的物体的表面加工中，在表面加工的凹凸图案的形状会直接影响该物体的品质。因此，高精度地测定在表面加工的凹凸图案的形状的情况在进行制造工序的管理及产品品质的保证时非常重要。

例如在专利文献1中记载有在制造生产线上连续地测定物体表面的凹凸形状的表面形状测定方法。该表面形状测定方法通过配置成相对于物体相对移动的位移计(displacement meter)，测定位移计与物体之间的位移量来取得截面形状，根据这样取得的截面形状来算出凹凸的深度(或高度)及宽度。

另外，在专利文献2中记载了如下的技术：在使用光学式位移计(optical displacement meter)(激光位移计)的表面形状测定方法中，除了位移信号(signal of displacement)之外，还基于反射光强度信号(signal of reflection intensity)进行槽的深度及宽度的测定。专利文献2记载的技术是基于反射光强度信号将由槽的倾斜部检测到的位移信号的异常值排除，来进行槽的深度及宽度的测定。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平10-89939号公报

【专利文献2】日本特开2011-99729号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

然而，专利文献2记载的表面形状测定方法作为从光学式位移计得到的信息，除了位移信号之外，还需要反射光强度信号。因此，专利文献2记载的表面形状测定方法无法适用于没有反射光强度信号的输出的光学式位移计、或具有调整照射光的强度、受光增益(photodetector gain)来得到充分的反射光强度的功能的类型的光学式位移计。

而且，在利用三角测距(triangulation)式的光学式位移计来测定微小的槽的形状的情况下，在槽的倾斜部有受光量不足而测定值容易变得不稳定这样的问题，而且在进行照射光、受光增益的调整的类型的位移计中，取代难以成为受光量不足的情况，也受到向槽的倾斜部的照射光在槽的内部进行多重反射的二维的反射光，因此产生槽倾斜部的形状被误识别的现象。在这样的误识别发生的情况下，多观测到比实际的槽的深度更深的异常的位移，在专利文献1记载的表面形状测定方法中，存在直接成为槽的深度的误测定的问题。

另外，在利用光学式位移计来测定钢板的表面的情况下，相对于在表面加工的槽的尺寸，有时会产生比较大的噪声。这种情况下，在专利文献1记载的表面形状测定方法中，由于在与槽形状(凹形状)相反的凸方向产生的噪声而存在槽的位置的检测容易出错的问题。

本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种仅使用由位移计测定到的物体表面的位移数据，将该位移数据中的干扰排除，能够高精度地测定在物体表面加工的槽的尺寸的表面形状测定方法及表面形状测定装置。

【用于解决课题的方案】

为了解决上述的课题，实现目的，本发明的表面形状测定方法的特征在于，包括如下步骤：位移数据取得步骤，通过向物体表面照射光线而进行测定的光学式位移计对所述物体表面进行扫描，取得所述物体表面相对于所述光学式位移计的位移数据；槽概略范围检测步骤，搜索所述位移数据来检测包含加工在所述物体表面上的槽的物体表面的概略范围；槽宽算出步骤，算出包含在所述概略范围内的所述槽的槽起点及槽终点；最深位置检测步骤，算出从所述槽起点与所述槽终点的中央位置限定在所述槽宽的规定比例的宽度的范围内的所述位移数据的最小值；以及槽深算出步骤，算出在所述最深位置检测步骤中算出的所述位移数据的最小值与所述物体表面的高度之差作为加工在所述物体表面上的槽的深度。