CN112639392A - 光学测量装置及光学测量方法 - Google Patents

光学测量装置及光学测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112639392A
CN112639392A CN201980057874.1A CN201980057874A CN112639392A CN 112639392 A CN112639392 A CN 112639392A CN 201980057874 A CN201980057874 A CN 201980057874A CN 112639392 A CN112639392 A CN 112639392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
optical
amount
distance
receiving amount
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
Application number
CN201980057874.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112639392B (zh
Inventor
梶井阳介
近藤智则
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Priority claimed from PCT/JP2019/051050 external-priority patent/WO2020145172A1/ja
Publication of CN112639392A publication Critical patent/CN112639392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112639392B publication Critical patent/CN112639392B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • 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
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • 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
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045—Correction of measurements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/50—Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution

Abstract

本发明可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在测量值中可能产生的噪声的有无。一种光学测量装置100，基于由对象物TA反射的反射光的光接收量来获得测量值，且包括：设定部52，基于与光学测量装置100的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及判定部53，基于阈值来判定测量值的噪声的有无。

Description

光学测量装置及光学测量方法
技术领域
本发明涉及一种光学测量装置及光学测量方法。
背景技术
作为此种光学测量装置，已知有包括以下构件的装置：光接收部，接收由光投射部投射的光，并输出与光接收量对应的信号；设定单元，设定用于检测对象物的边缘(端部)位置的阈值；以及边缘提取单元，求出基于光接收部的输出信号而得的光接收量分布与由设定单元设定的阈值的交点的位置作为概略边缘位置(参照专利文献1)。在此光学测量装置中，通过用户在观看监视器装置的显示部的同时在光接收量分布的最大水平与最小水平之间设定阈值，可求出光接收量分布与阈值的交点位置作为概略边缘位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-277207号公报
发明内容
发明所要解决的问题
此处，当作为测量值而测量从装置到对象物的距离时，例如若使对象移动，则在对象物的端部有时会成为比实际的距离显著高的值(跳跃值)。在此情况下，有装置的利用者在未注意到所测量的距离中产生的显著高的值、即噪声是与实际的距离不同的值的情况下使用此值的担忧。
为了判定在所测量的距离中产生的噪声的有无，以往是预先设定相对于光接收量的阈值，基于所述阈值来判定所测量的距离中的噪声的有无。
然而，反射光的光接收量不仅根据对象物的种类、还根据装置的曝光时间、装置或对象物移动时的移动速度等测量条件而大幅变化。因此，在以往的方法中，需要针对影响光接收量的每个测量条件设定阈值。
因此，本发明的目的在于提供一种可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在测量值中可能产生的噪声的有无的光学测量装置及光学测量方法。
解决问题的技术手段
本发明的一实施例的光学测量装置是基于由对象物反射的反射光的光接收量来获得测量值的光学测量装置，包括：设定部，基于与光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及判定部，基于阈值来判定测量值的噪声的有无。
根据此实施例，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。此处，发明者发现，与单纯的光接收量相比，每单位时间的光接收量的起因于测量条件的变化少，在每个对象物中大致为一定的值。因此，通过基于相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在测量值中可能产生的噪声的有无。另外，基于与光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，例如，通过将理想的反射光的每单位时间的光接收量作为基准值并基于光学测量装置相对于所述基准值的相对系数，能够与光学测量装置所固有的光量偏差对应地设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可抑制每个光学测量装置的光量偏差的影响。因此，在判定测量值的噪声的有无时，可降低光学测量装置所固有的光量偏差的影响。
在所述实施例中，可还包括：控制器，包括发出光的光源；以及传感器头，包括将反射光聚光的光学系统，设定部可基于与控制器的光量相关的第一特性信息以及与传感器头的光量相关的第二特性信息来设定阈值。
根据此实施例，基于第一特性信息以及第二特性信息来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，可抑制控制器中所含的光源的光量偏差以及传感器头中所含的光学系统的光量偏差这两者的影响。
在所述实施例中，控制器可还包括存储第一特性信息的第一存储部，传感器头可还包括存储第二特性信息的第二存储部。
根据此实施例，第一特性信息存储于控制器的第一存储部中，第二特性信息存储于传感器头的第二存储部中。由此，当更换控制器及传感器头中的一者、例如传感器头时，第一特性信息以存储于控制器的第一存储部中的状态留存。因此，第一特性信息及第二特性信息分别仅算出一次即可。
在所述实施例中，可还包括：输入部，用于输入参数，设定部可基于第一特性信息、第二特性信息以及参数来设定阈值。
根据此实施例，基于第一特性信息、第二特性信息以及参数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，能够在抑制光源的光量偏差以及光学系统的光量偏差这两者的影响的同时，设定与利用者(用户)的使用方式、应用等对应的阈值。
在所述实施例中，可还包括：测量部，基于反射光的光接收量来测量从光学测量装置到对象物的距离作为测量值。
根据此实施例，基于反射光的光接收量来测量从光学测量装置到对象物的距离作为测量值。由此，可容易地实现判定所测量的距离中的噪声的有无、且测量到对象物的距离的光学测量装置。
在所述实施例中，当由判定部判定为距离中有噪声时，测量部可不测量距离。
根据此实施例，当由判定部53判定为距离中有噪声时，不测量距离。由此，可降低利用者使用在所测量的距离中可能产生的噪声的值的风险。
在所述实施例中，光包括多个波长成分，光学系统使光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至对象物，并且将反射光聚光，光学测量装置可还包括光接收部，所述光接收部对反射光的光接收量进行检测，且构成为能够针对每个波长成分检测光接收量。
根据此实施例，使包括多个波长成分的光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至对象物，并且将被对象物反射的反射光聚光，对反射光的光接收量进行检测的光接收部构成为能够针对每个波长成分检测光接收量。由此，可容易地实现判定测量距离中的噪声的有无的白色共焦方式的光学测量装置。
在所述实施例中，测量部可基于反射光的每个波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量距离。
根据此实施例，基于反射光的每个波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量距离。由此，可抑制在反射光的每个波长成分的光接收量分布中峰值以外的波长成分对距离带来的影响，可基于焦点在对象物上聚集的峰值波长成分来测量距离。因此，可稳定且高精度地测量从光学测量装置到对象物的距离。
另外，本发明的另一实施例的光学测量方法为光学测量装置所使用的光学测量方法，所述光学测量装置基于由对象物反射的反射光的光接收量来获得测量值，所述光学测量方法包括：设定步骤，基于与光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及判定步骤，基于阈值来判定测量值的噪声的有无。
根据此实施例，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。此处，发明者发现，与单纯的光接收量相比，每单位时间的光接收量的起因于测量条件的变化少，在每个对象物中大致为一定的值。由此，通过基于相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在测量值中可能产生的噪声的有无。另外，基于与光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，例如，通过将理想的反射光的每单位时间的光接收量作为基准值并基于光学测量装置相对于所述基准值的相对系数，能够与光学测量装置所固有的光量偏差对应地设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可抑制每个光学测量装置的光量偏差的影响。因此，在判定测量值的噪声的有无时，可降低光学测量装置所固有的光量偏差的影响。
在所述实施例中，光学测量装置可包括：控制器，包括发出光的光源；以及传感器头，包括将反射光聚光的光学系统，设定步骤可包括：基于与控制器的光量相关的第一特性信息以及与传感器头的光量相关的第二特性信息来设定阈值。
根据此实施例，基于第一特性信息以及第二特性信息来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，可抑制控制器中所含的光源的光量偏差以及传感器头中所含的光学系统的光量偏差这两者的影响。
在所述实施例中，可还包括：输入步骤，用于输入参数，设定步骤可包括：基于第一特性信息、第二特性信息以及参数来设定阈值。
根据此实施例，基于第一特性信息、第二特性信息以及参数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，能够在抑制光源的光量偏差以及光学系统的光量偏差这两者的影响的同时，设定与利用者(用户)的使用方式、应用等对应的阈值。
在所述实施例中，可还包括：测量步骤，基于反射光的光接收量来测量从光学测量装置到对象物的距离作为测量值。
根据此实施例，基于反射光的光接收量来测量从光学测量装置到对象物的距离作为测量值。由此，可容易地实现判定所测量的距离中的噪声的有无、且测量到对象物的距离的光学测量方法。
在所述实施例中，当在判定步骤中判定为距离中有噪声时，测量步骤可不测量距离。
根据此实施例，当在判定步骤中判定为距离中有噪声时，不测量距离。由此，可降低利用者使用在所测量的距离中可能产生的噪声的值的风险。
在所述实施例中，光包括多个波长成分，所述光学测量方法可还包括：使光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至对象物，并且将反射光聚光的步骤；以及构成为能够针对每个波长成分检测光接收量的光接收部对反射光的光接收量进行检测的步骤。
根据此实施例，使包括多个波长成分的光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至对象物，并且将被对象物反射的反射光聚光，构成为能够针对每个波长成分检测光接收量的光接收部对反射光的光接收量进行检测。由此，可容易地实现判定测量距离中的噪声的有无的白色共焦方式的光学测量方法。
在所述实施例中，测量步骤可包括：基于反射光的每个波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量距离。
根据此实施例，基于反射光的每个波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量距离。由此，可抑制在反射光的每个波长成分的光接收量分布中峰值以外的波长成分对距离带来的影响，可基于焦点在对象物上聚集的峰值波长成分来测量距离。因此，可稳定且高精度地测量从光学测量装置到对象物的距离。
发明的效果
根据本发明，可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在测量值中可能产生的噪声的有无。
附图说明
[图1]图1是例示第一实施方式的光学测量装置的概略结构的结构图。
[图2]图2是例示通过图1所示的光接收部获得的光接收量分布信号的一例的波形图。
[图3]图3是例示所测量的距离与每单位时间的光接收量之间的关系的图。
[图4]图4是例示第一实施方式的光学测量装置所测量的距离与现有技术例的光学测量装置所测量的距离之间的关系的图表。
[图5]图5是例示用于获得图1所示的光学测量装置的相对系数的基准值的概略结构的结构图。
[图6]图6是例示用于获得图1所示的控制器的控制器相对系数的概略结构的结构图。
[图7]图7是例示用于获得图1所示的传感器头的传感器头相对系数的概略结构的结构图。
[图8]图8是例示在第一实施方式的光学测量装置中设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值的概略动作的流程图。
[图9]图9是例示在第一实施方式的光学测量装置中测量到对象物的距离的概略动作的流程图。
[图10]图10是例示用于获得第二实施方式的光学测量装置所包括的控制器的控制器光量特性值的概略结构的结构图。
[图11]图11是例示用于获得第二实施方式的光学测量装置所包括的传感器头的传感器头光量特性值的概略结构的结构图。
[图12]图12是例示在第二实施方式的光学测量装置中设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值的概略动作的流程图。
具体实施方式
参照附图对本发明的适宜的实施方式进行说明。此外，在各图中，标注了同一个符号者具有同一或相同的结构。
[第一实施方式]
首先，参照图1对依照第一实施方式的光学测量装置的结构进行说明。图1是例示第一实施方式的光学测量装置100的概略结构的结构图。
如图1所示，光学测量装置100包括光源10、导光部20、传感器头30、光接收部40、控制部50、存储部60、输入/输出接口(interface，I/F)65、操作部70以及显示部80。光源10、导光部20的一部分、光接收部40、控制部50、存储部60、操作部70及显示部80被收容于控制器90中。
但是，光学测量装置100的各部并不限定于分开收容于传感器头30与控制器90中的结构。例如，光学测量装置100的各部也可分开收容于三个以上中。
光学测量装置100以规定的测量周期测量从所述装置、具体而言为传感器头30到对象物TA的距离。
光源10构成为发出包括多个波长成分的光。光源10基于从控制部50输入的控制信号而运行，例如基于控制信号变更光的光量。光源10例如包括白色发光二极管(LightEmitting Diode，LED)而构成，从而产生白色光。但是，光源10所发出的光只要是包括覆盖光学测量装置100所要求的距离范围的波长范围的光即可，并不限定于白色光。
导光部20用于传播光。导光部20包括例如第一缆线21、第二缆线22、第三缆线23以及光耦合器24。
第一缆线21的一端(图1中的左端)与光源10光学连接。第二缆线22的一端(图1中的右端)与传感器头30光学连接。第三缆线23的一端(图1中的左端)与光接收部40光学连接。第一缆线21的另一端(图1中的右端)及第三缆线23的另一端(图1中的右端)与第二缆线22的另一端(图1中的左端)经由光耦合器24光学耦合。
光耦合器24将从第一缆线21入射的光传输到第二缆线22，并且将从第二缆线22入射的光分割开并分别传输到第一缆线21及第三缆线23。此外，通过光耦合器24从第二缆线22传输到第一缆线21的光在光源10中终止。
光耦合器24例如包括熔接延伸型(熔融延伸型)的光耦合器而构成。另一方面，第一缆线21、第二缆线22及第三缆线23分别包括例如光纤。各光纤可为具有单个芯的单芯，也可为具有多个芯的多芯。
传感器头30例如包括准直透镜31、衍射透镜32、物镜33以及存储部35。准直透镜31、衍射透镜32及物镜33构成为将光照射至对象物TA。另外，准直透镜31、衍射透镜32及物镜33构成为将由对象物TA反射的反射光聚光。此外，本实施方式的准直透镜31、衍射透镜32及物镜33相当于本发明的“光学系统”的一例。
准直透镜31构成为将从第二缆线入射的光转换成平行光。衍射透镜32构成为使平行光产生沿着光轴方向的色差。物镜33构成为将产生了色差的光集中照射至对象物TA。由于通过衍射透镜32来产生轴上色差，因此从物镜33照射的光针对每一波长而在不同的距离(位置)处具有焦点。
在图1所示的例子中，示出了焦距相对长的第一波长的光L1、以及焦距相对短的第二波长的光L2。第一波长的光L1的焦点在对象物TA的表面上聚集(聚焦)，另一方面，第二波长的光L2的焦点在对象物TA的跟前聚集(聚焦)。
由对象物TA的表面反射的光穿过物镜33及衍射透镜32后，由准直透镜31聚光，并入射至第二缆线22。反射光中的第一波长的光L1的焦点在成为共焦的第二缆线22的端面上聚集，其大部分入射至第二缆线22。另一方面，其他波长的焦点不在第二缆线22的端面上聚集，而不入射至第二缆线22。入射至第二缆线22的反射光的一部分通过光耦合器24传输至第三缆线23，并射出至光接收部40。
在第二缆线22为光纤的情况下，第二缆线22的芯相当于针孔。因此，通过减小光纤的芯直径，将反射光聚光的针孔变小，可稳定地检测焦点聚集于对象物TA的表面上的波长的光。
存储部35构成为存储程序、数据等。存储部35例如包括闪速存储器(flashmemory)等而构成。在本实施方式中，存储部35是附带于传感器头30的可移动介质(removable media)。存储部35构成为存储所述传感器头30相对于规定的基准值的相对系数(以下，称为“传感器头相对系数”)。关于传感器头相对系数的详细情况，将在之后叙述。此外，传感器头相对系数相当于本发明的“第二特性信息”的一例。
光接收部40用于检测由对象物TA的表面反射并由传感器头30聚光的反射光的光接收量。光接收部40例如包括准直透镜41、902衍射光栅42、调整透镜43、光接收传感器44以及处理电路45。
准直透镜41构成为将从第三缆线入射的光转换成平行光。衍射光栅42构成为将此平行光针对每个波长成分进行分光(分离)。调整透镜43构成为调整经分光的根据波长而不同的光的光点直径。
光接收传感器44构成为对于经分光的光，能够针对每个波长成分检测光接收量。光接收传感器44包括多个光接收元件而构成。各光接收元件对应于衍射光栅42的分光方向而一维地排列。由此，各光接收元件对应于经分光的各波长成分的光来配置，从而光接收传感器44能够针对每个波长成分检测光接收量。
光接收传感器44的一个光接收元件对应于一个像素。由此，也可以说光接收传感器44构成为使得多个像素中的各个能够检测光接收量。此外，各光接收元件并不限定于一维地排列的情况，也可二维地排列。各光接收元件例如优选为在包含衍射光栅42的分光方向的检测面上二维地排列。
各光接收元件基于从处理电路45输入的控制信号，与在规定的曝光时间的期间内所接收的光的光接收量对应地蓄积电荷。而且，各光接收元件基于从处理电路45输入的控制信号，在曝光时间以外、即非曝光时间的期间内输出与所蓄积的电荷对应的电信号。由此，在曝光时间内所接收的光的接收量被转换成电信号。
处理电路45构成为对利用光接收传感器44的光接收进行控制。另外，在处理电路45中，构成为对从光接收传感器44的各光接收元件输入的电信号进行信号处理以用于输出至控制部50。处理电路45例如包括放大电路、以及模拟/数字(Analog-to-Digital，A/D)转换电路而构成。放大电路将从各光接收元件输入的电信号分别以规定的增益放大。而且，A/D转换电路对经放大的各光接收元件的电信号进行标本化、量子化、及符号化来转换成数字信号。如此，各光接收元件所检测到的光接收量被转换成数字值，可获得每个光接收元件、即每个波长成分的光接收量的分布信号(以下，简称为“光接收量分布信号”)。处理电路45将所述光接收量分布信号输出至控制部50。各光接收元件的规定的曝光时间、放大电路的规定的增益等能够基于控制信号来变更。例如，在对象物TA的表面的形状或反射率发生变化而各光接收元件检测到的光接收量减少的情况下，变更为更长的曝光时间，以便获得足以进行测量的光接收量。
控制部50构成为对光学测量装置100的各部的动作进行控制。另外，控制部50构成为通过执行存储部60中所存储的程序等来实现后述的各功能。构成为通过执行程序等来实现后述的各功能。控制部50例如包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等微处理器、以及只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、缓冲存储器等存储器而构成。
存储部60构成为存储程序、数据等。存储部60例如包括硬盘驱动器(hard diskdrive)、固态驱动器(solid state drive)等而构成。存储部60预先存储有控制部50执行的各种程序、程序的执行所需的数据等。另外，存储部60构成为存储控制器90相对于规定的基准值的相对系数(以下，称为“控制器相对系数”)。关于控制器相对系数的详细情况，将在之后叙述。此外，控制器相对系数相当于本发明的“第一特性信息”的一例。
输入/输出I/F 65是控制器90与外部的设备之间的接口。输入/输出I/F 65构成为在与外部的设备之间交换数据及信号。另外，输入/输出I/F 65构成为对与外部的设备之间的通信进行控制。在本实施方式中，输入/输出I/F 65包括用于与附带于传感器头30的存储部35连接的连接端子而构成。当存储部35被插入并连接至输入/输出I/F 65时，控制部50能够经由输入/输出I/F 65读出存储部35中所存储的程序、数据等。
另外，控制部50例如包括测量部51、设定部52以及判定部53作为其功能结构。
测量部51构成为基于反射光的光接收量来测量从光学测量装置100到对象物TA为止的距离，详细而言，从传感器头30到对象物TA为止的距离。
在图1所示的例子中，要测量的距离是Z轴方向上的距离。更详细而言，测量部51构成为基于通过光接收部40获得的光接收量分布信号来测量所述距离。
此处，参照图2，对基于光接收量分布信号的距离的测量进行说明。图2是例示通过图1所示的光接收部40获得的光接收量分布信号的一例的波形图。在图2中，横轴为像素(光接收传感器44的各光接收元件)，纵轴为光接收量。
如图2所示，通常，光接收量分布信号具有某像素的光接收量成为峰值的波形。如上所述，从传感器头30到焦点聚集点的距离根据波长而不同，因此，从光接收传感器44获得的光接收量分布信号中的峰值光接收量的像素是与从传感器头30照射且焦点在对象物TA上聚集的光的波长相对应的像素。而且，所述波长对应于从传感器头30到对象物TA的距离。在图1所示的例子中，焦点在对象物TA的表面上聚集的第一波长的光L1显现为光接收量分布信号的峰值光接收量的波长。
具体而言，当将光接收量分布信号的峰值光接收量设为100％时，求出50％的光接收量的线与光接收量分布信号的两个交点的中间点，获得与所述中间点的像素对应的波长λ。
波长λ与距离之间的关系(对应关系)预先存储于控制部50的存储器等中。测量部51通过参照此关系，基于反射光的光接收量分布信号中的峰值光接收量的波长λ来测量从传感器头30到对象物TA的距离。由此，可抑制在反射光的每个波长成分的光接收量分布中峰值以外的波长成分对距离带来的影响，可基于焦点在对象物TA上聚集的峰值波长成分来测量距离。因此，可稳定且高精度地测量从光学测量装置100到对象物TA的距离。
回到图1的说明，设定部52构成为基于与光学测量装置100的光量相关的特性信息来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。反射光的每单位时间的光接收量是通过反射光的光接收量除以曝光时间来算出。在本实施方式中，作为与光学测量装置100的光量相关的特性信息的一例，使用光学测量装置100相对于规定的基准值的相对系数。光学测量装置100的相对系数例如包括所述控制器相对系数以及传感器头相对系数。
判定部53构成为基于所设定的阈值来判定所测量的距离的噪声的有无。
此处，参照图3及图4，对所测量的距离中的噪声进行说明。图3是例示所测量的距离与每单位时间的光接收量之间的关系的图。在图3的图表中，横轴为图1所示的X轴方向上的位置，其中一个纵轴(图3中左侧的纵轴)为由测量部51测量的距离，另一个纵轴(图3中右侧的纵轴)为光接收量/曝光时间。在图3中，距离0至400000的范围实际上对应于以距测量装置的距离计为10mm至9.6mm的范围。图4是例示第一实施方式的光学测量装置100所测量的距离与现有技术例的光学测量装置所测量的距离之间的关系的图表。在图4中，横轴为图1所示的X轴方向上的位置，纵轴为由光学测量装置100或现有技术例的光学测量装置测量的距离。在图4中，距离-300000至-160000的范围实际上对应于以距测量装置的距离计为10.3mm至10.16mm的范围。对象物TA具有光泽的金属的表面，从光源10投射的光在对象物TA的表面漫反射。另外，图3及图4中的距离是通过使传感器头30或现有技术例的传感器头相对于对象物TA在图1所示的X轴方向上移动来测量。
如图3所示，在对象物TA的其中一个端部(图3中的左端部)，在由虚线示出的由测量部51测量的距离中产生了噪声(跳跃值)。另一方面，由实线示出的光接收量/曝光时间、即每单位时间的光接收量(反射功率)在所述其中一个端部小于规定的值，且在对象物TA的其他部分大致为一定的值。另外，每单位时间的光接收量(反射功率)在对象物TA的另一端部(图3中的右端部)也小于规定的值。此处，发明者发现，与单纯的光接收量相比，每单位时间的光接收量的起因于测量条件的变化少，在每个对象物中大致为一定的值。由此，通过基于相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在所测量的距离中可能产生的噪声的有无。
另外，已知在光学测量装置中存在装置所固有的光量偏差。因此，若在所有的光学测量装置中设定相同的阈值，则在一个光学测量装置中判定为有噪声的测量值有时在另一个光学测量装置中被判定为无噪声。如此，对作为测量值而测量的距离中的噪声的有无的判定有时受到光学测量装置的光量偏差的影响。
相对于此，在本实施方式的光学测量装置100中，基于与光学测量装置100的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，例如，通过将理想的反射光的每单位时间的光接收量作为基准值并基于光学测量装置100相对于所述基准值的相对系数，能够与光学测量装置100所固有的光量偏差对应地设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可抑制每个光学测量装置的光量偏差的影响。因此，在判定所测量的距离的噪声的有无时，可降低光学测量装置100所固有的光量偏差的影响。
本发明构成为：当由判定部53判定为距离中有噪声时，测量部51不测量从传感器头30到对象物TA的距离。此例如通过以下方式实现：当判定部53判定为距离中有噪声时，测量部51不测量距离，而输出基准值，在一例中为“零”。或者，也可通过以下方式实现：当判定部53判定为距离中有噪声时，测量部51将所测量的距离存储于存储器等中而留存记录，另一方面不将所述距离输出至显示部80。
如图4所示，由虚线示出的现有技术例的光学测量装置所测量的距离在一部分范围中产生了噪声(跳跃值)。另一方面，由实线示出的光学测量装置100所测量的距离在所述范围中并不显示由测量部51测量的距离。如此，当由判定部53判定为距离中有噪声时，测量部51不测量距离，由此，可降低利用者使用在所测量的距离中可能产生的噪声的值的风险。
回到图1的说明，操作部70用于通过利用者(用户)的操作来输入信息。操作部70例如包括按钮、开关等而构成。在此情况下，当利用者操作按钮、开关等时，与操作对应的信号被输入至控制部50。然后，控制部50生成与所述信号对应的数据，由此能够将信息输入至光学测量装置100。
显示部80用于输出信息。详细而言，显示部80构成为显示例如所测量的距离、设定内容、动作状态、通信状态等。显示部80例如包括多位数的七段显示器或十一段显示器、以及以多个颜色发光的显示灯而构成。
接下来，参照图5至图7对光学测量装置100的相对系数进行说明。图5是例示用于获得图1所示的光学测量装置100的相对系数的基准值的概略结构的结构图。图6是例示用于获得图1所示的控制器90的控制器相对系数的概略结构的结构图。图7是例示用于获得图1所示的传感器头30的传感器头相对系数的概略结构的结构图。
为了求出光学测量装置100的相对系数，需要预先确定基准值。例如如图5所示，基准值由主控制器MC与主传感器头MSH的组合决定。主控制器MC是作为控制器90的基准的控制器，且被调整成使得规定的条件下的光量成为理想的值，即，使得光量偏差消失或变得极小。同样地，主传感器头MSH是作为传感器头30的基准的传感器头，且被调整成使得规定的条件下的光量成为理想的值，即，使得光量偏差消失或变得极小。连接缆线CC包括图1所示的第二缆线22，且将主控制器MC与主传感器头MSH予以连接。此外，主控制器MC与控制器90为同一结构，因此省略其说明。另外，主传感器头MSH与传感器头30也为同一结构，因此省略其说明。
在组合了主控制器MC与主传感器头MSH的光学测量装置中，在规定的条件下对基准对象物RTA的反射光的光接收量进行检测，并基于所述反射光的光接收量来算出每单位时间的光接收量。基准对象物RTA是反射率相对高的物体，例如为镜子。另外，基准对象物RTA设置于能够沿Z轴方向移动的载台ST上。通过移动载台ST，主传感器头MSH与基准对象物RTA之间的距离例如被设定为所述光学测量装置能够测量的距离的中间值。另外，曝光时间等灵敏度参数固定为规定的值，且被设定为不可变更。
在上述条件下算出的基准对象物RTA的反射光的每单位时间的光接收量经由输入/输出线IOL从主控制器MC发送至上位控制器UC。上位控制器UC将从主控制器MC接收的基准对象物RTA的反射光的每单位时间的光接收量存储于例如未图示的存储装置中作为基准值。
继而，求出光学测量装置100的相对系数中的控制器相对系数。控制器相对系数例如在控制器90的检查工序中决定。如图6所示，控制器90通过连接缆线CC连接至主传感器头MSH。在控制器90与主传感器头MSH的组合中，对基准对象物RTA的反射光的光接收量进行检测，并基于所述反射光的光接收量来算出每单位时间的光接收量。
对反射光的光接收量进行检测并算出每单位时间的光接收量的条件与决定所述基准值时为同一条件。即，主传感器头MSH与基准对象物RTA之间的距离被设定为控制器90与主传感器头MSH的组合中的光学测量装置能够测量的距离的中间值。另外，曝光时间等灵敏度参数固定为规定的值，且被设定为不可变更。
控制器90经由输入/输出线IOL从上位控制器UC获取所述基准值，并以所述基准值来除所算出的基准对象物RTA的反射光的每单位时间的光接收量。由此，算出控制器90相对于基准值的相对系数，即控制器相对系数。所算出的控制器相对系数被存储于图1所示的控制器90的存储部60中。
继而，求出光学测量装置100的相对系数中的传感器头相对系数。传感器头相对系数例如在传感器头30的检查工序中决定。如图7所示，传感器头30通过连接缆线CC连接至主控制器MC。在主控制器MC与传感器头30的组合中，对基准对象物RTA的反射光的光接收量进行检测，并基于所述反射光的光接收量来算出每单位时间的光接收量。
对反射光的光接收量进行检测并算出每单位时间的光接收量的条件与决定所述基准值时为同一条件。即，传感器头30与基准对象物RTA之间的距离被设定为主控制器MC与传感器头30的组合中的光学测量装置能够测量的距离的中间值。另外，曝光时间等灵敏度参数固定为规定的值，且被设定为不可变更。
主控制器MC经由输入/输出线IOL从上位控制器UC获取所述基准值，并以所述基准值来除所算出的基准对象物RTA的反射光的每单位时间的光接收量。由此，算出传感器头30相对于基准值的相对系数，即传感器头相对系数。所算出的传感器头相对系数被存储于图1所示的传感器头30的存储部35中。如此，通过将控制器相对系数存储于控制器90的存储部60中、将传感器头相对系数存储于传感器头30的存储部35中，使得当更换控制器90及传感器头30中的一者、例如传感器头30时，控制器相对系数以存储于控制器90的存储部60中的状态留存。因此，控制器相对系数及传感器头相对系数分别仅算出一次即可。
光学测量装置100的相对系数可通过控制器相对系数与传感器头相对系数的相乘来表示。
设定部52基于控制器相对系数与传感器头相对系数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，可抑制控制器90中所含的光源10的光量偏差以及传感器头30中所含的准直透镜31、衍射透镜32及物镜33的光量偏差这两者的影响。
接下来，参照图8及图9对依照第一实施方式的光学测量装置的动作的一例进行说明。图8是例示在第一实施方式的光学测量装置100中设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值的概略动作的流程图。图9是例示在第一实施方式的光学测量装置100中测量到对象物TA的距离的概略动作的流程图。
例如当通过利用者(用户)的操作选择阈值的设定时，光学测量装置100的控制部50执行图8所示的阈值设定处理S200。
＜阈值设定处理＞
最初，设定部52获取通过利用者(用户)的操作输入的参数(S201)。参数由利用者(用户)指定任意的数值。
继而，设定部52从传感器头30获取存储部35中所存储的传感器头相对系数(S202)。具体而言，通过将存储有传感器头相对系数的存储部35连接至控制器90的输入/输出I/F 65，设定部52经由输入/输出I/F 65从存储部35读出并获取传感器头相对系数。
继而，设定部52访问存储部60并获取存储部60中所存储的控制器相对系数(S203)。
继而，设定部52基于在步骤S201中获取的参数、在步骤S202中获取的传感器头相对系数以及在步骤S203中获取的控制器相对系数，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值(S204)。所述阈值例如是将参数、传感器头相对系数及控制器相对系数全部相乘而得的值。
继而，设定部52将在步骤S204中设定的相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值存储于存储部60中(S205)。
在步骤S205之后，设定部52结束阈值设定处理S200。
如此，通过基于传感器头相对系数、控制器相对系数以及参数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，能够在抑制光源10的光量偏差以及准直透镜31、衍射透镜32及物镜33的光量偏差这两者的影响的同时，设定与利用者(用户)的使用方式、应用等对应的阈值。
另外，例如若通过利用者(用户)的操作而光学测量装置100起动，则光学测量装置100的控制部50执行图9所示的距离测量处理S250。
＜距离测量处理＞
最初，控制部50以规定的周期输出控制信号，从光源10向对象物TA投射光(S251)。
继而，控制部50从光接收部40获得由对象物TA反射的反射光的光接收量分布信号(S252)。
继而，判定部53基于在步骤S252中获得的光接收量分布信号来算出反射光的每单位时间的光接收量(S253)。具体而言，判定部53以曝光时间来除光接收量分布信号中的峰值光接收量，以算出反射光的每单位时间的光接收量。
继而，判定部53访问存储部60以读出阈值，并将所述阈值与在步骤S253中算出的反射光的每单位时间的光接收量进行比较，判定反射光的每单位时间的光接收量是否为阈值以上(S254)。
在步骤S254的判定的结果为反射光的每单位时间的光接收量为阈值以上的情况下，认为在基于反射光的光接收量而测量的距离中无噪声。由此，测量部51基于在步骤S252中获得的光接收量分布信号来测量从光学测量装置100的传感器头30到对象物TA的距离(S255)。
继而，测量部51使显示部80显示在步骤S255中测量出的距离(S256)。
在步骤S254的判定的结果为反射光的每单位时间的光接收量不为阈值以上，即，反射光的每单位时间的光接收量小于阈值的情况下，认为在基于反射光的光接收量而测量的距离中有噪声。由此，测量部51不测量从光学测量装置100的传感器头30到对象物TA的距离。
在步骤S256之后、或者在步骤S254的判定的结果为反射光的每单位时间的光接收量小于阈值的情况下，控制部50返回步骤S251，并重复从步骤S251到步骤S256的处理，直至例如光学测量装置100停止。
在本实施方式中，示出了光学测量装置100测量从传感器头30到对象物TA的距离的例子，但并不限定于此。光学测量装置测量的测量值只要是基于反射光的光接收量的值即可。光学测量装置例如也可测量以某位置为基准的距离的变化，即位移。
另外，在本实施方式中，示出了光学测量装置100以白色共焦方式测量距离的例子，但并不限定于此。光学测量装置也可以例如三角测距方式来测量距离。
进而，在本实施方式中，示出了基于光学测量装置100的相对系数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值的例子，但并不限定于此。所述阈值只要是基于与光学测量装置的光量相关的特性信息的阈值即可，也可基于光学测量装置100的相对系数以外的其他信息来设定。
[第二实施方式]
接下来，参照图10至图12对依照本发明的第二实施方式的光学测量装置进行说明。此外，对于与第一实施方式同一或相似的结构标注同一或相似的符号。以下，对与第一实施方式的不同之处进行说明。另外，对于由同样的结构带来的同样的作用效果，不再逐次提及。
首先，参照图10及图11对依照本发明的第二实施方式的光学测量装置100A的光量特性值进行说明。图10是例示用于获得第二实施方式的光学测量装置100A所包括的控制器90A的控制器光量特性值的概略结构的结构图。图11是例示用于获得第二实施方式的光学测量装置100A所包括的传感器头30的传感器头光量特性值的概略结构的结构图。
第二实施方式的光学测量装置100A包括控制器90A以及传感器头30，控制器90A与第一实施方式的控制器90的不同之处在于，控制部50A包括设定部52A作为其功能结构。
设定部52A构成为基于光学测量装置100A的光量特性值来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。此外，光学测量装置100A的光量特性值相当于本发明的“特性信息”的另一例。光学测量装置100A的光量特性值例如包括后述的控制器光量特性值以及传感器头光量特性值。
最初，求出光学测量装置100A的光量特性值中的控制器光量特性值。控制器光量特性值例如在控制器90A的检查工序中决定。如图10所示，在检查工序中，控制器90A通过连接缆线CC连接至光量测定装置MD1。在连接有光量测定装置MD1的状态下，控制器90A首先经由第一缆线21及光耦合器24从光源10射出光。从控制器90A射出的光经由连接缆线CC而在光量测定装置MD1中测定其光量。所测定的射出光量例如被存储于光量测定装置MD1的未图示的存储器等中。射出光量的单位例如为[mW]。此处，从控制器90A射出的光被控制成规定的光量。但是，在从控制器90A的光源10至光耦合器24的输出系统中会产生光量偏差，因此由光量测定装置MD1测定的光量成为反映有控制器90A的输出系统中的光量偏差的值。
另一方面，光量测定装置MD1射出预先设定的光量的光，并使所述光经由连接缆线CC入射至控制器90A。入射至控制器90A的光经由光耦合器及第三缆线23而在光接收部40中检测其光接收量。检测到的光接收量例如被存储于存储部60中。光接收量的单位例如为[LSB]。所谓LSB(最低有效位(Least Significant Bit))是光学测量装置100A的光接收量的量子化单位，例如可取从0到4095的值。此处，入射至控制器90A的光的接收量应为预先设定的值。但是，在从控制器90A的光耦合器24至光接收部40、更详细而言为光接收传感器44的输入系统中会产生光量偏差，因此由光接收部40检测的光接收量成为反映有控制器90A的输入系统中的光量偏差的值。
在光量测定装置MD1中测定了射出光量且在控制器90A中检测了光接收量之后，控制器90A例如经由输入/输出I/F 65获取光量测定装置MD1中所存储的射出光量。然后，控制器90A使用所获取的射出光量与存储部60中所存储的光接收量来算出由以下的式(1)表示的控制器90A的光量特性值，即控制器光量特性值。
控制器光量特性值＝射出光量×光接收量…(1)
所算出的控制器光量特性值被存储于控制器90A的存储部60中。此外，控制器光量特性值相当于本发明的“第一特性信息”的另一例。
继而，求出光学测量装置100A的光量特性值中的传感器头光量特性值。传感器头光量特性值例如在传感器头30的检查工序中决定。如图11所示，在检查工序中，传感器头30通过连接缆线CC连接至光量测定装置MD2。在连接有光量测定装置MD2的状态下，光量测定装置MD2射出预先设定的光量的光，并使所述光经由连接缆线CC入射至传感器头30。入射至传感器头30的光从传感器头30照射至基准对象物RTA，并由基准对象物RTA反射。传感器头30将反射光聚光并射出，使所述反射光经由连接缆线CC入射至光量测定装置MD2。光量测定装置MD2测定所入射的反射光的光量，并存储于未图示的存储器等中。反射光量的单位例如为[mW]。此处，在基准对象物RTA为镜子等而为高反射率的情况下，从传感器头30射出的反射光的光量应为预先设定的值。但是，在传感器头30的准直透镜31、衍射透镜32及物镜33等的光学系统中会产生光量偏差，因此由光量测定装置MD2测定的反射光量成为反映有传感器头30的光学系统中的光量偏差的值。
在光量测定装置MD2中测定了反射光量之后，例如将存储部35连接至光量测定装置MD2的未图示的连接端子。光量测定装置MD2将所存储的反射光量写入存储部35。传感器头30的光量特性值、即传感器头光量特性值使用存储部35中所存储的反射光量而由以下的式(2)表示。
传感器头光量特性值＝反射光量…(2)
此外，传感器头光量特性值相当于本发明的“第二特性信息”的另一例。
接下来，参照图12对依照第二实施方式的光学测量装置的动作的一例进行说明。图12是例示在第二实施方式的光学测量装置100A中设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值的概略动作的流程图。
例如若通过利用者(用户)的操作而选择阈值的设定，则光学测量装置100A的控制部50A执行图12所示的阈值设定处理S300。
＜阈值设定处理＞
最初，设定部52A获取通过利用者(用户)的操作输入的参数(S301)。参数由利用者(用户)指定任意的数值。
继而，设定部52A从传感器头30获取存储部35中所存储的传感器头光量特性值(S302)。具体而言，通过将存储有传感器头光量特性值的存储部35连接至控制器90A的输入/输出I/F65，设定部52A经由输入/输出I/F 65从存储部35读出并获取传感器头光量特性值。
继而，设定部52A访问存储部60并获取存储部60中所存储的控制器光量特性值(S303)。
继而，设定部52基于在步骤S301中获取的参数、在步骤S302中获取的传感器头光量特性值以及在步骤S303中获取的控制器光量特性值，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值(S304)。具体而言，所述阈值是使用参数、传感器头光量特性值及控制器光量特性值、以及预先存储于存储部60中的演算系数，通过以下的式(3)来算出。此外，演算系数用于将控制器光量特性值与传感器头光量特性值标准化，其单位例如为[1/(mW2×LSB)]。
阈值＝参数×控制器光量特性值×传感器头光量特性值×演算系数…(3)
继而，设定部52A将在步骤S304中设定的相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值存储于存储部60中(S305)。
在步骤S305之后，设定部52A结束阈值设定处理S300。
如此，当通过基于传感器头光量特性值、控制器光量特性值以及参数来设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值时，与第一实施方式同样地，也能够在抑制光源10的光量偏差以及准直透镜31、衍射透镜32及物镜33的光量偏差这两者的影响的同时，设定与利用者(用户)的使用方式、应用等对应的阈值。
以上对本发明的例示性实施方式进行了说明。根据依照本发明一实施方式的光学测量装置100及光学测量方法，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。此处，发明者发现，与单纯的光接收量相比，每单位时间的光接收量的起因于测量条件的变化少，在每个对象物中大致为一定的值。由此，通过基于相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可在不针对每个测量条件设定阈值的情况下判定在所测量的距离中可能产生的噪声的有无。另外，基于与光学测量装置100的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值。由此，例如，通过将理想的反射光的每单位时间的光接收量作为基准值并基于光学测量装置100相对于所述基准值的相对系数，能够与光学测量装置100所固有的光量偏差对应地设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值，可抑制每个光学测量装置的光量偏差的影响。因此，在判定所测量的距离的噪声的有无时，可降低光学测量装置100所固有的光量偏差的影响。
以上所说明的实施方式是用于使本发明容易理解，并非用于限定性地解释本发明。实施方式所具备的各要素以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于所例示的内容，可适宜变更。另外，能够将在不同的实施方式中示出的结构彼此部分地替换或组合。
(附记)
1.一种光学测量装置(100)，基于由对象物(TA)反射的反射光的光接收量来获得测量值，所述光学测量装置(100)包括：
设定部(52)，基于与光学测量装置(100)的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及
判定部(53)，基于阈值来判定测量值的噪声的有无。
9.一种光学测量方法，为光学测量装置(100)所使用，所述光学测量装置(100)基于由对象物(TA)反射的反射光的光接收量来获得测量值，所述光学测量方法包括：
设定步骤，基于与光学测量装置(100)的光量相关的特性信息，设定相对于反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及
判定步骤，基于阈值来判定测量值的噪声的有无。
符号的说明
10：光源
20：导光部
21：第一缆线
22：第二缆线
23：第三缆线
24：光耦合器
30：传感器头
31：准直透镜
32：衍射透镜
33：物镜
35：存储部
40：光接收部
41：准直透镜
42：衍射光栅
43：调整透镜
44：光接收传感器
45：处理电路
50、50A：控制部
51：测量部
52、52A：设定部
53：判定部
60：存储部
65：输入输出I/F
70：操作部
80：显示部
90、90A：控制器
100、100A：光学测量装置
CC：连接缆线
IOL：输入输出线
L1、L2：光
MC：主控制器
MD1、MD2：光量测定装置
MSH：主传感器头
RTA：基准对象物
S200、S300：阈值设定处理
S250：距离测量处理
ST：载台
TA：对象物
UC：上级控制器
λ：波长

Claims (15)

1.一种光学测量装置，基于由对象物反射的反射光的光接收量来获得测量值，其特征在于，所述光学测量装置包括：
设定部，基于与所述光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于所述反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及
判定部，基于所述阈值来判定所述测量值的噪声的有无。
2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，还包括：
控制器，包括发出光的光源；以及
传感器头，包括将所述反射光聚光的光学系统，
所述设定部基于与所述控制器的光量相关的第一特性信息以及与所述传感器头的光量相关的第二特性信息来设定所述阈值。
3.根据权利要求2所述的光学测量装置，其特征在于，
所述控制器还包括存储所述第一特性信息的第一存储部，
所述传感器头还包括存储所述第二特性信息的第二存储部。
4.根据权利要求2或3所述的光学测量装置，其特征在于，还包括：
输入部，用于输入参数，
所述设定部基于所述第一特性信息、所述第二特性信息以及所述参数来设定所述阈值。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的光学测量装置，其特征在于，还包括：
测量部，基于所述反射光的光接收量来测量从所述光学测量装置到所述对象物的距离作为所述测量值。
6.根据权利要求5所述的光学测量装置，其特征在于，
当由所述判定部判定为所述距离中有噪声时，所述测量部不测量所述距离。
7.根据权利要求5或6所述的光学测量装置，其特征在于，
所述光包括多个波长成分，
所述光学系统使所述光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至所述对象物，并且将所述反射光聚光，
所述光学测量装置还包括光接收部，所述光接收部对所述反射光的光接收量进行检测，且构成为能够针对每个所述波长成分检测光接收量。
8.根据权利要求7所述的光学测量装置，其特征在于，
所述测量部基于所述反射光的每个所述波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量所述距离。
9.一种光学测量方法，为光学测量装置所使用，所述光学测量装置基于由对象物反射的反射光的光接收量来获得测量值，其特征在于，所述光学测量方法包括：
设定步骤，基于与所述光学测量装置的光量相关的特性信息，设定相对于所述反射光的每单位时间的光接收量的阈值；以及
判定步骤，基于所述阈值来判定所述测量值的噪声的有无。
10.根据权利要求9所述的光学测量方法，其特征在于，
所述光学测量装置包括：控制器，包括发出光的光源；以及传感器头，包括将所述反射光聚光的光学系统，
所述设定步骤包括：基于与所述控制器的光量相关的第一特性信息以及与所述传感器头的光量相关的第二特性信息来设定所述阈值。
11.根据权利要求10所述的光学测量方法，其特征在于，还包括：
输入步骤，用于输入参数，
所述设定步骤包括：基于所述第一特性信息、所述第二特性信息以及所述参数来设定所述阈值。
12.根据权利要求10或11所述的光学测量方法，其特征在于，还包括：
测量步骤，基于所述反射光的光接收量来测量从所述光学测量装置到所述对象物的距离作为所述测量值。
13.根据权利要求12所述的光学测量方法，其特征在于，
当在所述判定步骤中判定为所述距离中有噪声时，所述测量步骤不测量所述距离。
14.根据权利要求12或13所述的光学测量方法，其特征在于，
所述光包括多个波长成分，
所述光学测量方法还包括：使所述光产生沿着光轴方向的色差，将产生了色差的光照射至所述对象物，并且将所述反射光聚光的步骤；以及
构成为能够针对每个所述波长成分检测光接收量的光接收部对所述反射光的光接收量进行检测的步骤。
15.根据权利要求14所述的光学测量方法，其特征在于，
所述测量步骤包括：基于所述反射光的每个所述波长成分的光接收量分布中的峰值光接收量来测量所述距离。
CN201980057874.1A 2019-01-11 2019-12-26 光学测量装置及光学测量方法 Active CN112639392B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-003677 2019-01-11
JP2019003677 2019-01-11
JP2019170426A JP7445201B2 (ja) 2019-01-11 2019-09-19 光学計測装置及び光学計測方法
JP2019-170426 2019-09-19
PCT/JP2019/051050 WO2020145172A1 (ja) 2019-01-11 2019-12-26 光学計測装置及び光学計測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112639392A true CN112639392A (zh) 2021-04-09
CN112639392B CN112639392B (zh) 2022-09-20

Family

ID=71666924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980057874.1A Active CN112639392B (zh) 2019-01-11 2019-12-26 光学测量装置及光学测量方法

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3910283B1 (zh)
JP (1) JP7445201B2 (zh)
KR (1) KR102612466B1 (zh)
CN (1) CN112639392B (zh)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088519A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Omron Corp 光式センサ
JP2002277207A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Keyence Corp 光学測定装置
US20050128475A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Konica Minolta Sensing, Inc. Light measuring apparatus and a method for correcting non-linearity of a light measuring apparatus
US20060267756A1 (en) * 2004-05-27 2006-11-30 Lawrence Kates System and method for high-sensitivity sensor
CN101111890A (zh) * 2005-03-08 2008-01-23 三菱电机株式会社 光学装置和使用该光学装置的光盘装置
JP2010066199A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Denso Corp 物体検知装置
CN102314265A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 精工爱普生株式会社 光学式检测装置、显示装置以及电子设备
CN103764009A (zh) * 2011-09-08 2014-04-30 奥林巴斯株式会社 荧光观察装置
WO2014170118A1 (de) * 2013-04-17 2014-10-23 Mechaless Systems Gmbh Verfahren zur optischen abstandsmessung im nah- und fernbereich
CN104797904A (zh) * 2012-12-12 2015-07-22 欧姆龙株式会社 位移测量方法以及位移测量装置
CN104914480A (zh) * 2014-03-14 2015-09-16 欧姆龙株式会社 多光轴光电传感器系统及其控制方法、程序以及记录介质
CN106878609A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 三星电机株式会社 光学式图像稳定化模块以及相机模块
JP2017116509A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社キーエンス 共焦点変位計
JP2017173159A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 オムロン株式会社 光学計測装置
CN107957582A (zh) * 2017-12-08 2018-04-24 南京理工大学 一种基于恒阈值鉴别法的测距装置及测距方法
CN108345042A (zh) * 2017-01-24 2018-07-31 欧姆龙株式会社 传感器以及传感器的阈值设定方法
US20180238678A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-23 Omron Corporation Optical measurement system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58200029A (ja) * 1982-05-17 1983-11-21 Toyota Motor Corp ヘリカル型吸気ポ−ト
JP2008139513A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Olympus Corp 合焦状態出力装置及び光学機器
JP2010096570A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Mitsutoyo Corp 表面形状測定装置
JP5790178B2 (ja) 2011-03-14 2015-10-07 オムロン株式会社 共焦点計測装置
US8860931B2 (en) * 2012-02-24 2014-10-14 Mitutoyo Corporation Chromatic range sensor including measurement reliability characterization
JP2018136123A (ja) * 2015-06-24 2018-08-30 株式会社村田製作所 距離センサ及びユーザインタフェース装置
JP6818616B2 (ja) * 2017-03-31 2021-01-20 オリンパス株式会社 顕微鏡装置

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000088519A (ja) * 1998-09-17 2000-03-31 Omron Corp 光式センサ
JP2002277207A (ja) * 2001-03-19 2002-09-25 Keyence Corp 光学測定装置
US20050128475A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Konica Minolta Sensing, Inc. Light measuring apparatus and a method for correcting non-linearity of a light measuring apparatus
US20060267756A1 (en) * 2004-05-27 2006-11-30 Lawrence Kates System and method for high-sensitivity sensor
CN101111890A (zh) * 2005-03-08 2008-01-23 三菱电机株式会社 光学装置和使用该光学装置的光盘装置
JP2010066199A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Denso Corp 物体検知装置
CN102314265A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 精工爱普生株式会社 光学式检测装置、显示装置以及电子设备
CN103764009A (zh) * 2011-09-08 2014-04-30 奥林巴斯株式会社 荧光观察装置
CN104797904A (zh) * 2012-12-12 2015-07-22 欧姆龙株式会社 位移测量方法以及位移测量装置
WO2014170118A1 (de) * 2013-04-17 2014-10-23 Mechaless Systems Gmbh Verfahren zur optischen abstandsmessung im nah- und fernbereich
CN104914480A (zh) * 2014-03-14 2015-09-16 欧姆龙株式会社 多光轴光电传感器系统及其控制方法、程序以及记录介质
CN106878609A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 三星电机株式会社 光学式图像稳定化模块以及相机模块
JP2017116509A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 株式会社キーエンス 共焦点変位計
JP2017173159A (ja) * 2016-03-24 2017-09-28 オムロン株式会社 光学計測装置
CN107228635A (zh) * 2016-03-24 2017-10-03 欧姆龙株式会社 光学测量装置
CN108345042A (zh) * 2017-01-24 2018-07-31 欧姆龙株式会社 传感器以及传感器的阈值设定方法
US20180238678A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-23 Omron Corporation Optical measurement system
CN107957582A (zh) * 2017-12-08 2018-04-24 南京理工大学 一种基于恒阈值鉴别法的测距装置及测距方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐正平等: "直接测距型无扫描激光主动成像验证系统", 《光学精密工程》 *
朱铮涛等: "基于远心镜头的激光三角测距系统研究与实现", 《激光与光电子学进展》 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102612466B1 (ko) 2023-12-12
JP7445201B2 (ja) 2024-03-07
KR20210077738A (ko) 2021-06-25
EP3910283B1 (en) 2024-04-03
EP3910283A4 (en) 2022-08-24
CN112639392B (zh) 2022-09-20
JP2020112539A (ja) 2020-07-27
EP3910283A1 (en) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5190330B2 (ja) クロマティックポイントセンサの動作方法、及び、クロマティックポイントセンサ
JP6001440B2 (ja) クロマティックポイントセンサシステム
KR20210092821A (ko) 광학 측정 장치
CN112639392B (zh) 光学测量装置及光学测量方法
JP2017116508A (ja) 共焦点変位計
WO2020145172A1 (ja) 光学計測装置及び光学計測方法
CN110274543B (zh) 光学测量装置以及光学测量方法
CN110058249B (zh) 光学测量装置及光学测量方法
JP7296239B2 (ja) 光学計測装置、光学計測方法、及び光学計測プログラム
US11965729B2 (en) Confocal sensor
TWI754182B (zh) 光學測量裝置以及光學測量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant