CN1940469A - 位移测量装置以及使用该装置的形状检查装置 - Google Patents

位移测量装置以及使用该装置的形状检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种测量技术，借由具备可根据被测量物上的测量点的形状而从不同角度检测出正反射的光的复眼功能的光传感器，其不仅测量顶点或平坦面的位移也测量斜面的位移。其具备多个受光部(200)、(210)、(220)，利用投光部(100)，使光在被测量物上的测量点聚光，接收来自测量点的正反射的反射光，多个受光部在包括所照明的光并与大致垂直于被测量物的平面交叉的方向上，以测量点为轴大致排列为扇形，且各受光部的受光面所占据的可从测量点接收光的受光范围，以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。

Description

位移测量装置以及使用该装置的形状检查装置
技术领域
本发明涉及一种位移测量装置以及使用该装置的形状检查装置，通过向被测量物照射光并扫描且接收其反射光，对被测量物的表面的位移进行三角测量。本发明尤其涉及一种可测量倾斜于扫描方向的被测量物的表面的位移的技术。
背景技术
先前，作为利用三角测量进行位移测量的装置，存在专利文献1的先前技术所示的内容。如果根据上述的先前技术进行位移测量，则存在无法较好地测量被测量物的表面的倾斜的问题。例如，如图12(A)所示，如果欲测量被测量物的密封材料(sealant)的表面形状，则测量在扫描位置为m点(大致顶点附近的平面的点)处输入扫描光时进行正反射的反射光，并测量位移，如果直接移动至位置n点(斜面的点)，输入与在m点的测量为相同角度的扫描光并欲测量，则在n点进行正反射的反射光向与在m点的反射光不同的方向反射。即，如果将检测反射光的检测器配置在接收m点的反射光的位置，则无法接收n点的反射光。因此，如果将测量结果沿扫描方向进行绘图，则如图12(B)的实线所示，密封材料的倾斜部分，获得与密封材料的实际剖面(图12(B)的虚线)相比下陷的波形。如上所述，是因为倾斜部中无法接收已发生正反射的反射光。
因此，日本专利特公平7-69151号公报的发明是使光位移传感器本身对应于被测量物的倾斜面旋转而测量的内容。日本专利特公平7-69151号公报的发明的技术是以光位移传感器的输出设为特定值并旋转光位移传感器的方式自动控制的构成。因此，可根据测量点的斜面或平面等而测量。
因为根据上述日本专利特公平7-69151号公报的技术，是以将光位移传感器的输出设为特定值的方式自动控制光传感器(light sensor)的旋转位置(角度)，所以必须有直至光位移传感器的输出稳定为特定值的控制时间，而且该控制时间依赖于测量点的形状(平面、斜面等)，在依次扫描测量点并进行测量的位移测量装置中，可能使该扫描时间延迟。而且，构成及旋转位置的控制机构都复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种技术，其通过光传感器防止由该测量点的形状产生的影响，可扫描测量点(无需花费依赖于形状变化的时间)并进行测量，上述光传感器具备可检测根据被测量物上的测量点的形状而从不同角度进行正反射的光的复眼(compound eye)功能。
为了达成上述目的，本发明提供一种位移测量装置，包括：光源(LD)；聚光透镜(collective lens)(2)，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射；受光透镜(3)，接收来自上述被测量物的以上述测量点对称地进行正反射的光；以及受光元件(PSD)，接收在该受光透镜聚光的光，且位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的受光位置，检测上述测量点上的上述被测量物的位移。
由上述受光透镜与上述受光元件形成受光部，且以上述测量点为中心包括多个上述受光部。
在上述发明中，在上述多个受光部中，上述测量点与上述受光透镜的距离全部为大致相同，进而上述受光透镜与上述受光元件的距离全部为大致相同。
在上述发明中包括：光源(LD)；聚光透镜(2)，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射；受光透镜(3)，接收来自上述被测量物的以上述测量点对称地进行正反射的光；以及受光元件(PSD)，接收在该受光透镜聚光的光，且通过上述光源、上述聚光透镜、上述受光透镜、以及上述受光元件相对于上述被测量物移动，使上述测量点扫描上述被测量物，位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的受光位置，检测上述测量点上的上述被测量物的位移。
以即使将沿着上述被测量物的上述扫描方向的剖面上的两侧倾斜面以及其中间的顶部的任一个作为测量点也可接收光的方式，将由上述受光透镜与上述受光元件形成的多个受光部以上述测量点为中心而排列。
在上述发明中包括光位移传感器，此光位移传感器包括：投光部(100)，利用使光在被测量物上聚光而将聚光的位置作为测量点而照射；以及受光部(210)，用以接收从上述测量点进行正反射的反射光，且位移测量装置通过在与包括上述所照明的光并与上述被测量物大致垂直的平面交叉的方向上，使上述光位移传感器相对地移动而扫描，并测量上述被测量物的位移。
且上述光位移传感器包括多个上述受光部(200、210、220)，多个受光部在与上述平面交叉的方向上，以上述测量点为轴大致排列为扇形，且各上述受光部的受光面所占据的可从上述测量点接收光的受光范围，在位移测量方面，以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。
在上述发明中，上述多个受光部，在与上述平面交叉的点设置1个，并在其两侧对称地排列相同数量。
在上述发明中，上述投光部包括：光源(LD)；以及聚光透镜(2)，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射。
上述多个受光部包括：受光透镜功能元件(3a、3b、3c)，接收从上述测量点进行正反射的光并聚光；以及受光元件(PSD1、PSD2、PSD3)，接收在该受光透镜功能元件聚光的光。
且上述受光部的受光面是上述受光透镜功能元件的受光面。
在上述发明中，从上述多个受光透镜功能元件到该上述所聚光的位置的距离为大致相同，且上述各受光透镜功能元件配置成到上述测量点的距离大致相同，且以邻接的受光透镜功能元件的受光面相连接的方式配置在附近。
在上述发明中，上述各受光透镜功能元件包括：准直透镜(collimatorlens)(3a1、3b1、3c1)，接收从上述测量点进行正反射的光并使其变为平行光(parallel light)；以及受光用聚光透镜(3a2、3b2、3c2)，将来自准直透镜的平行光聚光至上述对应的受光元件。
且上述受光部的受光面是上述准直透镜的受光面，且邻接的准直透镜的受光面相对于上述测量点所占据的受光范围在位移测量方面以相连续的方式而配置，并且各受光透镜功能元件中，上述测量点与上述准直透镜间的距离和上述受光用聚光透镜与上述受光元件间的距离的比为大致相同。
在上述发明中包括：光位移传感器，包括利用使光在被测量物上聚光而将聚光的位置作为测量点而照射的投光部(100)、以及用以接收从上述测量点进行正反射的反射光的受光部(210)；位移测量部(300)，通过在包括上述所照明的光并与大致垂直于上述被测量物的平面正交的方向上，使上述光位移传感器相对地移动而扫描，并根据上述光传感器的输出测量上述被测量物的位移；以及检查部(400)，接收位移测量部的输出并判断被测量物的形状是否合格。
且上述光位移传感器包括多个上述受光部(200、210、220)，该多个受光部在与上述平面交叉的方向上，以上述测量点为轴大致排列为扇形，且各上述受光部的受光面所占据的可从上述测量点接收光的受光范围，在位移测量方面，以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。
在上述发明中，在每个扫描方向不同的方向上分别包括光位移传感器。
此外，如果改变上述发明的表达，则如下所述。即，一种位移测量器，其特征在于：包括光位移传感器，此光位移传感器包括：光源；聚光透镜，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射；受光透镜功能元件，接收以上述测量点为界对称地正反射的光并聚光；以及受光元件，接收在该受光透镜功能元件聚光的光，且通过在包括从上述光源到上述测量点的光路并与大致垂直于上述被测量物的平面正交的方向上，使上述光位移传感器相对于上述被测量物移动，扫描上述测量点，并根据上述受光元件的受光面上的受光位置，检测上述测量点上的上述被测量物的位移。
且上述光位移传感器构成为，在与上述平面交叉的方向上，以该平面为界以上述测量点为轴将多个上述受光透镜功能元件对称地大致排列为扇形，且各上述受光透镜功能元件相对于测量点而具有的受光范围，在位移测量方面，以邻接的受光透镜功能元件间相连续的方式而配置，进而，多个上述受光元件对应于上述所排列的受光透镜功能元件，配置于利用各受光透镜功能元件而聚光的位置。
本发明中，因为光位移传感器为包括可检测不同角度的多个光的受光部的构成，即为具有所谓复眼功能的构成，所以在扫描时可应对测量点的形状变化而接收光，所以可以扫描对应于形状的变化的位移并立即进行测量。而且，因为并无如先前的专利文献1所述的使单眼光位移传感器旋转的机构，所以可以容易地构成。
附图说明
图1(A)、图1(B)是用以说明本发明的光位移传感器的实施例的示意构成图。
图2是大致从箭头A的方向观察图1(A)的构成的示意图。
图3是用以说明包括作为受光元件的PSD以及受光透镜(功能元件)的受光部的图，且是用以说明多个受光部为相同构成时的图。
图4是用以说明改变多个受光部的受光透镜功能元件时的示例图。
图5(A)、图5(B)是用以说明多个受光部中的受光透镜功能元件以及受光元件PSD不同时的示例图。
图6是表示本发明的位移测量装置的实施例的功能构成的图。
图7是表示使用图6的实施例的形状检查装置的实施例的功能构成的图。
图8是表示位移测量结果的示例图。
图9是用以说明受光透镜的受光范围的连续性的图。
图10(A)、10(B)、10(C)是表示包括2个光位移传感器的构成例的图。
图11是用以说明照相机位置的图。
图12(A)、12(B)是用以说明先行技术的图。
1、3a1、3b1、3c1：准直透镜       2、3a2、3b2、3c2：聚光透镜
3、3a、3b、3c：受光透镜(功能元件)
4、4a、4b：光位移传感器          5：扫描机构
6：控制部                        7，8：加法器
9：运算器                        10：图像处理部
11：比较手段             12：判断手段
13：显示手段             100：投光部
200、210、220：受光部    300：位移测量部
400：检查部              500：照相机
600：密封材料            LD：光源
PSD1、PSD2、PSD3：受光元件
具体实施方式
使用图说明本发明的实施例。图1(A)、1(B)是用以说明本发明的光位移传感器的实施例的示意构成图。图1(A)是从与包括从光源LD(激光器二极管，laser diode)照射到被测量物的光并垂直于被测量物的平面正交的方向所观察的图。换言之，是从扫描方向观察的图。图2是从箭头A方向观察图1(A)的构成的示意图。图3是用以说明包括受光元件PSD以及受光透镜(功能元件)的受光部的图，且是用以说明多个受光部为相同构成时的图。图4是用以说明改变多个受光部的受光透镜功能元件时的示例图。图5(A)、5(B)是用以说明多个受光部中的受光透镜功能元件以及受光元件PSD不同时的示例图。图6是表示本发明的位移测量装置的实施例的功能构成的图。图7是表示使用图6的实施例的形状检查装置的实施例的功能构成的图。图8是表示位移测量结果的示例图。图9是用以说明受光范围的连续性的图。图10(A)、10(B)、10(C)是表示包括2个光位移传感器的构成例的图。图11是用以说明照相机的位置的图。
[光位移传感器]
此处，说明光位移传感器的构成以及动作，该光位移传感器包括：图1(A)中的由光源LD、准直透镜1以及聚光透镜2构成的投光部100，及由受光透镜(功能元件)以及受光元件(该1个组合为1个受光部)构成的3个受光部200、210、220(代表性地称为“受光部”)。
此外，本发明中，使用“受光透镜功能元件”的表达，但因为可以单一的透镜或多个透镜达成相同功能、性能，所以是用以表示上述全体的表达。
图1(A)中，光源LD是例如激光器二极管，并发出光。实际是光束(beam)，但图1(A)中仅以线表示。准直透镜1接收来自光源LD的光并转换为平行光发送至聚光透镜2。聚光透镜2将从准直透镜1接收的平行光聚光并照射到被测量物上。以下，将该所照射的位置称为“测量点”。
图1(A)、1(B)及图2中，该例中，作为受光透镜(功能元件)，包括3个受光透镜3a、3b、3c(代表性地称为“受光透镜3”)，接收在所照射的被测量物上的测量点正反射的光并聚光到受光元件PSD1至3的任一个。该例中，受光元件有3个，即PSD1～3。各个受光元件PSD1～3(代表性地称为“受光元件PSD”)，此时，如图1(B)所示，具有相同的构成。受光元件PSD1～3是光学地测量位移并转换为电信号的元件，且可由光电二极管(photodiode)构成，也可由CCD(charge-coupled device，电荷耦合器件)构成。受光元件PSD1～3在光学图1(B)的纵方向，接收光的PSD上的位置、即位移Lp，使用从其两端输出的强度、例如输出A1与输出B1的值，以Lp1＝(A1-B1)/(A1+B1)表示。因此，如图1(A)所示，测量点的形状、高度的变化，受光元件PSD1～3接收光的位置P1、P2、P3由各个输出A1～3、输出B1～3并根据上式而特别指定，并可测量位移Lp1～Lp3(详细内容于后叙述)。
图1(A)、图2的受光透镜3a、3b、3c使用相同焦点距离，例如，如图3所示，使用比例(PSD侧的焦点距离F2/测量点侧的焦点距离F1)相同的透镜(透镜功能元件)。因为受光元件PSD的性能与受光透镜3的性能相同，所以测量点与各受光透镜3之间的距离相同，且测量点与各受光元件PSD之间的距离也相同。此是因为受光部200、210、220的3个位移检测灵敏度设为相同的缘故。
而且，优选如图2所示，包括从投光部100所照明的光的光路并与垂直于被测量物的面(图1(A)的面，或竖立于连接图2的受光元件PSD2与测量点的线上的面)交叉的方式，大致配设为扇形的受光透镜3a、3b、3c的受光面以相互邻接的彼此相接触的方式而构成。即，如图2所示，受光透镜3a所接收的光在受光元件PSD1聚光，受光透镜3b所接收的光在PSD2聚光，受光元件3c所接受的光在受光元件PSD3聚光，由此不会使在配设为从受光透镜3a到3c的扇形中的各角度范围(受光范围)内的光漏出并可接收光。因为如果邻接的各受光元件的受光面间存在缝隙，则因为无法接收进入该缝隙的光，所以进入该缝隙的位置中的测量点的位移产生误差。
此外，如上所述，所谓“配设为扇形的受光透镜3a、3b、3c的受光面以相互邻接彼此而接触的方式而构成”，可以说各受光部(受光透镜3)的受光面相对于测量点所具有的受光范围是以邻接的受光面彼此相连续的方式而配置，虽说完全地连续亦可，但存在配置、结构上的误差等问题。因此，此处的“以连续的方式而配置”意指配置的结果能够实质地测量位移。换言之，允许对实质地测量无影响的受光范围的不连续。例如，将光作为光束捕捉时，如图9所示，因为如果至少光的一部分输入到任一个受光透镜则可以测量，所以具有连续性。图9是用以说明仅取出图4的受光透镜3a1、3b1、3c1并重新排列的图。图9中，来自测量点的反射光A(斜线部分的光束)的一部分从受光透镜3b1与3c1之间穿过，一部分由受光透镜3b1接收。反射光B(斜线部分光束)的一部分输入到受光透镜3b1，其他一部分输入到受光透镜3a1，另外其他一部分从受光透镜3b1与3a1之间穿过，且一部分由受光透镜3b1接收。如此，利用设为来自测量点的反射光并非全部穿过的尺寸关系的结构，从而可具有连续性。
另一方面，扫描过程中，例如，即使利用如下述(i)或(ii)的测量方法在特定距离间存在反射光穿过的情况，在测量方面也是实质地连续并测量，如果其在位移测量所允许的误差范围内，则可以看作是以受光面的受光范围实质连续的方式而配置。
(i)在扫描方向扫描，并在每个特定距离内(扫描方向的测量分辨能力)测量位移。即，可以在扫描方向，在每个特定距离内连续地测量。而且，如上所述，是在每个特定距离内测量，但根据被测量物的种类等预测被测量物的凹凸倾斜度的程度或平坦度的程度时，有时该特定距离的间隔变大，或一部分集中地变小、一部分集中地变大。
(ii)根据被测量部的凹凸形状的倾斜度的程度或平坦度的程度，可在特定距离间隔的每一个或每多个间隔内测量位移，该一个或多个间隔中的值根据前后的测量值校正，或设为结合前后的测量值的线上的推断值。
如上所述，若无实质的较坏影响，则即使存在受光范围的不连续性，也属于本发明的范畴。以下，关于受光范围的连续，即上述含义。
图2是从图1(A)的箭头A方向观察的图(省略光源侧的构成)，并表示根据主扫描的位置，改变正反射的角度，且受光元件PSD1～3的受光位置变化的情形。第1扫描光、第2扫描光以及第3扫描光原本是以一个光主扫描测量点，但在说明方面，将扫描被测量物上的测量点Xn-1时的光作为第1扫描光，将扫描测量点Xn时的光作为第2扫描光及将扫描测量点Xn+1时的光作为第3扫描光而表现。利用第1扫描光在测量点Xn-1的倾斜处(相对于主扫描方向，位于右侧上升的倾斜点)进行正反射的光，利用受光透镜3a聚光于受光元件PSD1(p2)，该位移作为Lp2＝(A1-B1)/(A1+B1)而测量。利用第2扫描光在测量点Xn的顶点进行正反射的光，利用受光透镜3b聚光于受光元件PSD2(P1)，且该位移作为Lp1＝(A2-B2)/(A2+B2)而测量。利用第3扫描光在测量点Xn+1的倾斜处(相对于主扫描方向，位于右侧下降的倾斜点)进行正反射的光，利用受光透镜3c聚光于受光元件PSD3(p3)，且该位移作为Lp3＝(A3-B3)/(A3+B3)而测量。实际上，如以下述位移测量装置(参照图6)所说明般，可以位移L＝(A-B)/(A+B)、A＝A1+A2+A3、B＝B1+B2+B3加以表示。
图8表示该测量结果。图8的横轴表示主扫描方向的扫描位置，纵轴是基于各受光元件PSD的输出而计算的位移。如该图，可接收利用斜面进行正反射的光，并求出其形状位移。
[光位移传感器的实施例]
此处，说明光位移传感器的实施例，尤其说明受光部的实施例。受光部根据构成其的受光元件PSD、受光透镜功能元件等的不同，具有下述(1)～(4)所示的实施例，并可采用任一个。
(1)构成3个受光部的各个受光元件PSD及受光透镜功能元件的性能、功能相同时：
对此，与上述图1(A)、图2所说明的内容相同，测量点与各受光透镜3之间的距离相同，且测量点与各受光元件PSD之间的距离也相同。
(2)各受光部的受光元件PSD的性能、功能相同，但各受光透镜功能元件的性能、功能不同时：
利用图4说明该例。图4的各受光透镜功能元件由接收分别来自测量点的正反射的光并将其变为平行光的准直透镜(3a1、3b1、3c1)、及使该平行光在受光元件PSD聚光的受光用聚光透镜(3a2、3b2、3c2)而构成。此处，将准直透镜3a1、3b1、3c1的各焦点距离设为Fa1、Fb1、Fc1，将受光用聚光透镜3a2、3b2、3c2的各焦点距离设为Fa2，Fb2，Fc2，作为各受光部的光学放大率Fa2/Fa1、Fb2/Fb2、Fc2/Fc1全部为相同的值。此时，测量点与各准直透镜之间的距离、及测量点与各受光元件PSD之间的距离(图4的距离La、Lb、Lc)可分别不同。尤其，准直透镜(3a1、3b1、3c1)与受光元件PSD之间的距离也变得不同。
该例中，因为准直透镜3a1、3b1、3c1使来自测量点的光聚光，所以邻接的准直透镜3a1与准直透镜3b1、准直透镜3b1与准直透镜3c的各受光面相对于测量点的受光范围必须以相连续的方式而排列。其是为了使来自测量点的正反射的光无法从准直透镜间漏出。此时，因为可对应于距准直透镜3a1、3b1、3c1的焦点距离的不同，使距测量点的距离不同(参照图4)，所以与上述(1)不同，易于在邻接的受光面使受光范围连续。
(3)各受光部的受光元件PSD的性能、功能及各受光透镜功能元件的性能、功能不同时：
比较图5(A)、5(B)的2个受光部，说明该例。图5(A)的各受光透镜功能元件由接收分别来自测量点的正反射的光并将其变为平行光的准直透镜(3b1、3c1)、及使该平行光在受光元件PSD聚光的受光用聚光透镜(3b2、3c2)而构成。此处，如果将准直透镜3b1、3c1的各焦点距离设为Fb1、Fc1，将受光用聚光透镜3b2、3c2的各焦点距离设为Fb2、Fc2，则作为各受光部的光学放大率为Fb2/Fb1、Fc2/Fc1。另一方面，图5(B)是扩大图5(A)的受光元件PSD2、3部分的图。该图中，受光元件PSD2与PSD3中，利用后段的数字处理，以相同区划数Q(例如，4096)进行处理，但上述处理的每1个区划(像素、点)的尺寸的比(PSD2的1个区划尺寸/PSD3的1个区划尺寸)等于光学放大率的比{(Fb2/Fb1)/(Fc2/Fc1)}。结果为，受光元件PSD2与受光元件PSD3接收相同的光的每1个区划的灵敏度变得相同。因此，即使该实施例中，从测量点到各受光元件PSD1～3的距离可以根据每个受光部而不同。上述观点可以通过以下对应为，作为受光元件PSD，即使将CCD元件、CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)元件等配置为阵列状而形成时，也可以使用在上述受光元件间像素数(例如：CCD元件数)相同，且该每1个像素的尺寸(例如：CCD元件的尺寸)不同的构成的受光元件。
(4)上述3中，各受光部的各受光透镜功能元件的性能、功能不同，但受光元件PSD的性能、功能相同，并以软件或放大器的增益等调整偏移、灵敏度等时：
因为各受光透镜功能元件的性能、功能不同，所以光学的放大率(灵敏度)或偏移不同，利用软件或放大器进行调整。即，如上述(3)，因为即使放大率Fb2/Fb1与放大率Fc2/Fc1不同，相同功能、性能的受光元件PSD2与PSD3所接收光的图像的位置也不变，所以可以利用该软件或放大器进行调整。
[位移测量装置]
基于图6，说明使用上述说明的光位移传感器的位移测量装置的实施例。
图6中，所简单说明的光位移传感器4是上述图1(A)、1(B)、图2所说明的位移传感器。光位移传感器4中，代表性地揭示有图1(A)中的光源LD、及受光元件PSD1～3。图6中，控制部6，扫描机构5，加法器(adder)7、8，运算器9以及图像处理部10构成位移测量部300。
图6的控制部6预先具有用以扫描并测量被测量物的表面所必须的被测量物的表面的布局(layout)信息，并基于该布局，决定主扫描范围与主扫描次数、及与主扫描方向正交的方向的副扫描范围与副扫描次数，并对扫描机构5进行指示，指示开始扫描。另一方面，输出扫描时位置的信息，即测量点的位置信息。
扫描机构5包括驱动机构及手段，其根据控制部位6的指示，使光位移传感器4与被测量物在主扫描方向相对地移动、及在副扫描方向相对地移动。举例而言，上述手段使光位移传感器4在主扫描方向直线地移动，且在1个主扫描结束后，使被测量物在与主扫描方向正交的方向移动，由此，相对地扫描光位移传感器4对应的测量点。
加法器7使受光元件PSD1～3的上层的各输出A1、A2、A3相加，并输出A＝A1+A2+A3；加法器8使受光元件PSD1～3的下层的各输出B1、B2、B3相加，并输出B＝B1+B2+B3。并且，基于上述输出A、B，运算器9运算作为位移信息的输出L＝(A-B)/(A+B)并输出。此外，测量对象利用正反射的反射光的指向性较强时，因为来自测量点的正反射光为一束，并输入到受光元件PSD1～3的任一个，所以在输出L1＝(A1-B1)/(A1+B1)、输出L2＝(A2-B2)/(A2+B2)或输出L3＝(A3-B3)/(A3+B3)中，接收光的1个运算结果与输出L＝(A-B)/(A+B)的运算结果相同。
作为位移测量装置，如果如图8所示仅画出测量点与位移的图，可以通过对应控制部6的位置信息画出运算器9的输出的图而获得。图像处理部10用以基于运算器9的输出及控制部6的位置信息，将被测量物的表面形状作为各像素为包括位移信息的三维图像而再现。可以运算并输出将主扫描方向、副扫描方向以及位移方向设为三维的图像。
[形状检查装置]
基于图7，利用使用上述所说明的光位移传感器4的位移测量装置，说明用于检查被测量物的表面的位移的形状检查装置的实施例。例如，对于在印刷基板上电子零件搭载回流(reflow)后的、尤其是斜面的焊锡状态的良劣判定也有效。图7中，控制部6、比较手段11、判断手段12以及显示手段13构成检查部400。
图像处理部10生成图像数据，该图像数据表示根据运算器9的输出及来自控制部6的被测量物的测量点的位置(坐标)所测量的区域(测量点的集合区域：例如，印刷于印刷基板上的焊糊(cream solder)面)的面积(例如，所焊锡印刷的面积)或体积(例如，焊锡量)。比较手段11在来自控制部6的该区域中，将设计值等作为参考(面积或体积)而接收，且运算并输出图像数据与参考的差。此外，无需转换为图像数据，也可以输出在该测量点中所测量的位移(高度：例如，焊锡的高度)与参考(此时，例如，测量点的设计方面的高度)的差。
判断手段12对应于参考接收来自控制部的其允许值，并与来自比较手段11的输出相比较，且如果比较手段11的输出在允许值内，则判断被测量物的形状为合格，如果在允许值外则判断为不良(否)。
显示手段13显示判断手段12的判断结果。而且，接收并显示来自控制部6的布局信息(例如，印刷基板的焊锡位置的配置图)，且可以识别地显示布局的哪个位置是不良(否)或是合格。而且，使上述分开或合并，并使基于在图像处理部10生成的图像数据的图像显示，且可以识别地显示哪个位置是不良(否)或是合格。
如果使用上述复眼光位移传感器检查被测量物的表面形状，则不仅可以对包含顶点或平坦部分的形状，也可以对倾斜部分的形状进行良劣判定的检查。
上述说明中，作为被测量物中的测量对象，如图8所示，是以被测量物的表面的凸部的倾斜与其顶点说明本实施例可以进行位移测量，但相反，即使是凹部，根据该凹部的开口的广度也可以测量其倾斜部与底部的位移。
[包括2个光位移传感器的示例]
图10(A)表示包括与图1(A)或图6所示的光位移传感器相同的2个光位移传感器4a以及4b的形状检查装置。位移测量装置可代替该形状检查装置。图10(A)、10(B)、10(C)中，符号与图1(A)、1(B)～图6所示的符号相同的要素，功能也相同。图10(A)、10(B)、10(C)中，光位移传感器4a与光位移传感器4b是相同的，且分别包括相同的投光部100、以及相同的受光部200、210、220。并且，光位移传感器4a与光位移传感器4b配置于与主扫描方向相互正交的方向。上述是例如图10(B)所示在基材上设置为矩形的密封材料600，并如图10(C)所示，用于测量凸起的形状。即，光位移传感器4a测量图10(B)的图面上的上限方向的密封材料600的形状，光位移传感器4b测量图10(B)的图面上的横方向的密封材料600。并且，各光位移传感器4a或4b的各输出利用图10(A)的开关S切换，并经过位移测量部300以及检查部400，将检查结果显示于显示手段13。
光位移传感器4a与光位移传感器4b的切换以及开关S的切换由控制部6进行。操作者如图11所示，在显示手段13确认设置于测量点的上部的照相机500所摄影的测量点的影像，并利用操作手段(未图示)将切换指示输出到控制部6。
如此，无需准备2个光位移传感器，具备1个光位移传感器4，即可在每个不同的测量方向，利用切换机构，转换该光位移传感器4的方向，但此时，产生测量准确度的微量再现性的问题。而且，再现性容易受到切换机构的经时变化的影响。图10(A)的示例中，为了即使测量方向不同也可进行再现性良好的测量，包括2个光位移传感器4a以及4b。

Claims (11)

1、一种位移测量装置，包括：光源；聚光透镜，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射；受光透镜，接收来自上述被测量物的以上述测量点对称地进行正反射的光；以及受光元件，接收在该受光透镜聚光的光，该位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的受光位置，检测上述测量点上的上述被测量物的位移，
其特征在于：
由上述受光透镜与上述受光元件形成受光部，且以上述测量点为中心包括多个上述受光部。
2、如权利要求1所述的位移测量装置，其特征在于：
在上述多个受光部中，上述测量点与上述受光透镜的距离全部为大致相同，进而上述受光透镜与上述受光元件的距离全部为大致相同。
3、一种位移测量装置，包括：光源；聚光透镜，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射；受光透镜，接收来自上述被测量物的以上述测量点对称地进行正反射的光；以及受光元件，接收在该受光透镜聚光的光，且通过上述光源、上述聚光透镜、上述受光透镜、以及上述受光元件相对于上述被测量物移动，使上述测量点扫描上述被测量物，该位移测量装置根据上述受光元件的受光面上的受光位置，检测上述测量点上的上述被测量物的位移，
其特征在于：
以即使将沿着上述被测量物的上述扫描方向的剖面上的两侧倾斜面以及其中间的顶部的任一个作为测量点也可接收光的方式，将由上述受光透镜与上述受光元件形成的多个受光部以上述测量点为中心而排列。
4、一种位移测量装置，包括光位移传感器，该光位移传感器包括：投光部，利用使光在被测量物上聚光而将聚光的位置作为测量点而照射；以及受光部，用以接收从上述测量点进行正反射的反射光，该位移测量装置通过在与包括上述所照明的光并与上述被测量物大致垂直的平面正交的方向上，使上述光位移传感器相对地移动而扫描，并测量上述被测量物的位移，其特征在于：
上述光位移传感器包括多个上述受光部，该多个受光部在与上述平面交叉的方向上，以上述测量点为轴大致排列为扇形，且各上述受光部的受光面所占据的可从上述测量点接收光的受光范围，在位移测量方面，以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。
5、如权利要求4所述的位移测量装置，其特征在于：
上述多个受光部，在与上述平面交叉的点设置1个，并在其两侧对称地排列相同数量。
6、如权利要求4或5所述的位移测量装置，其特征在于：
上述投光部包括：光源；以及聚光透镜，通过使从该光源射出的光聚光于被测量物上而将聚光的位置作为测量点而照射，
上述多个受光部包括：受光透镜功能元件，接收从上述测量点进行正反射的光并聚光；以及受光元件，接收在该受光透镜功能元件聚光的光，
且上述受光部的受光面是上述受光透镜功能元件的受光面。
7、如权利要求6所述的位移测量装置，其特征在于：
从上述多个受光透镜功能元件到该上述所聚光的位置的距离为大致相同，且上述各受光透镜功能元件配置成到上述测量点的距离大致相同，且以邻接的受光透镜功能元件的受光面相连接的方式配置在附近。
8、如权利要求6所述的位移测量装置，其特征在于：
上述各受光透镜功能元件包括：准直透镜，接收从上述测量点进行正反射的光并使其变为平行光；以及受光用聚光透镜，将来自该准直透镜的平行光聚光到上述对应的受光元件，
且上述受光部的受光面是上述准直透镜的受光面，且邻接的准直透镜的受光面相对于上述测量点所占据的受光范围，在位移测量方面以相连续的方式而配置，并且各受光透镜功能元件中，上述测量点与上述准直透镜间的距离和上述受光用聚光透镜与上述受光元件间的距离的比为大致相同。
9、如权利要求4或5所述的位移测量装置，其特征在于：
上述光位移传感器包括2个，且各个上述扫描配置为可以向不同方向扫描。
10、一种形状检查装置，包括：光位移传感器，包括利用使光在被测量物上聚光而将聚光的位置作为测量点而照射的投光部、以及用以接收从上述测量点进行正反射的反射光的受光部；位移测量部，通过在与包括上述所照明的光并与上述被测量物大致垂直的平面正交的方向上，使上述光位移传感器相对地移动而扫描，并根据上述光传感器的输出测量上述被测量物的位移；以及检查部，接收位移测量部的输出并判断该被测量物的形状是否合格，其特征在于：
上述光位移传感器包括多个上述受光部，该多个受光部在与上述平面交叉的方向上，以上述测量点为轴大致排列为扇形，且各上述受光部的受光面所占据的可从上述测量点接收光的受光范围，在位移测量方面，以邻接的受光部的受光面彼此相连续的方式而配置。
11、如权利要求10所述的形状检查装置，其特征在于：
上述光位移传感器包括2个，且各个上述扫描配置为可以向不同方向扫描。
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