JP2002195808A - 表面変位検出装置 - Google Patents
表面変位検出装置Info
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- JP2002195808A JP2002195808A JP2000397031A JP2000397031A JP2002195808A JP 2002195808 A JP2002195808 A JP 2002195808A JP 2000397031 A JP2000397031 A JP 2000397031A JP 2000397031 A JP2000397031 A JP 2000397031A JP 2002195808 A JP2002195808 A JP 2002195808A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで、分解能を自由に設定できる表面
変位検出装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 間歇的なスポット光で被検物１０７上を
走査する照射手段Ａと、被検物１０７からの反射光を受
ける単一のＰＳＤ（受光素子）１１５が設けられた受光
手段Ｂとで構成する。
変位検出装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 間歇的なスポット光で被検物１０７上を
走査する照射手段Ａと、被検物１０７からの反射光を受
ける単一のＰＳＤ（受光素子）１１５が設けられた受光
手段Ｂとで構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、凹凸または貫通穴
によりキャラクタやパターンが表面に形成された被検物
に対して走査光を照射し、被検物からの反射光で前記被
検物の表面の変位を検出する表面変位検出装置に関す
る。
によりキャラクタやパターンが表面に形成された被検物
に対して走査光を照射し、被検物からの反射光で前記被
検物の表面の変位を検出する表面変位検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、非接触により、凹凸または貫通穴
によりキャラクタやパターンが表面に形成された被検物
の表面変位を検出する際には、被検物上に光を照射し、
被検物上の凹凸の形状から形成される陰影、又は模様等
を、ＣＣＤのようなエリアセンサもしくはラインセンサ
に取り込み、その取り込んだ情報を処理し、キャラクタ
やパターンを判定することがなされている。
によりキャラクタやパターンが表面に形成された被検物
の表面変位を検出する際には、被検物上に光を照射し、
被検物上の凹凸の形状から形成される陰影、又は模様等
を、ＣＣＤのようなエリアセンサもしくはラインセンサ
に取り込み、その取り込んだ情報を処理し、キャラクタ
やパターンを判定することがなされている。
【０００３】図１０〜図１２にその一例を示す。先ず、
図１０において、光源であるレーザダイオード（以下、
ＬＤという）１から出射したレーザ光は、コリメートレ
ンズ３で平行光とされ、シリンドリカルレンズ５で一方
向に集光されて紙面に対して垂直方向に延びる線状光Ｌ
となり、被検物７上に照射される。
図１０において、光源であるレーザダイオード（以下、
ＬＤという）１から出射したレーザ光は、コリメートレ
ンズ３で平行光とされ、シリンドリカルレンズ５で一方
向に集光されて紙面に対して垂直方向に延びる線状光Ｌ
となり、被検物７上に照射される。
【０００４】被検物７で反射した光は集光レンズ１１に
より集光され、紙面に対して垂直方向に受光面が複数分
割された半導体位置検出装置（以下、ＰＳＤという）１
５に入射する。
より集光され、紙面に対して垂直方向に受光面が複数分
割された半導体位置検出装置（以下、ＰＳＤという）１
５に入射する。
【０００５】被検物７上には、エンボス加工により形成
された凸部７ｂで、図１２に示すようなキャラクタ（本
従来例では、数字の「０」）が形成されている。一方、
図１１に示すように、被検物７の平面部７ａで反射し、
ＰＳＤ１５の受光面に入射した光の位置と、凸部７ｂで
反射し、ＰＳＤ１５の受光面に入射した光の位置とでは
異なっている。
された凸部７ｂで、図１２に示すようなキャラクタ（本
従来例では、数字の「０」）が形成されている。一方、
図１１に示すように、被検物７の平面部７ａで反射し、
ＰＳＤ１５の受光面に入射した光の位置と、凸部７ｂで
反射し、ＰＳＤ１５の受光面に入射した光の位置とでは
異なっている。
【０００６】例えば、数字の「０」に線状光Ｌが照射さ
れたとき、ＰＳＤ１５の各受光面での入射光の位置は、
図１２に示すようになる。よって、被検物７を図１０に
おいて矢印Ｉ方向に搬送しながら、ＰＳＤ１５の各受光
面からの出力信号を取り込み、処理することで、キャラ
クタやパターンの判定を行う。
れたとき、ＰＳＤ１５の各受光面での入射光の位置は、
図１２に示すようになる。よって、被検物７を図１０に
おいて矢印Ｉ方向に搬送しながら、ＰＳＤ１５の各受光
面からの出力信号を取り込み、処理することで、キャラ
クタやパターンの判定を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構成で
は、複数のＰＳＤ１５、すなわち、複数の受光素子が必
要であり、コストが高くなる問題点がある。
は、複数のＰＳＤ１５、すなわち、複数の受光素子が必
要であり、コストが高くなる問題点がある。
【０００８】また、分解能はＰＳＤ１５の受光面の数で
決定されるので、高分解能とするためには、さらにコス
トが高くなる問題点がある。本発明は、上記問題点に鑑
みてなされたもので、その第１の課題は、低コストの表
面変位検出装置を提供することにある。
決定されるので、高分解能とするためには、さらにコス
トが高くなる問題点がある。本発明は、上記問題点に鑑
みてなされたもので、その第１の課題は、低コストの表
面変位検出装置を提供することにある。
【０００９】第２の課題は、分解能を自由に設定できる
表面変位検出装置を提供することにある。
表面変位検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１記載の発明は、被検物に対して走査光を照射し、被
検物からの反射光で前記被検物の表面の変位を検出する
表面変位検出装置において、間歇的なスポット光で被検
物上を走査する照射手段と、前記被検物からの反射光を
受ける単一の受光素子が設けられた受光手段とを有する
ことを特徴する表面変位検出装置である。
項１記載の発明は、被検物に対して走査光を照射し、被
検物からの反射光で前記被検物の表面の変位を検出する
表面変位検出装置において、間歇的なスポット光で被検
物上を走査する照射手段と、前記被検物からの反射光を
受ける単一の受光素子が設けられた受光手段とを有する
ことを特徴する表面変位検出装置である。
【００１１】単一の受光素子を用いることで、低コスト
となる。スポット光のサイズ、スポット光の発光タイミ
ングを制御することで、分解能を自由に設定できる。
となる。スポット光のサイズ、スポット光の発光タイミ
ングを制御することで、分解能を自由に設定できる。
【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の前記照射手段は、直線状に配設された複数の光源
と、該複数の光源に対向して設けられ、前記光源からの
光を集光して前記被検物上でスポット光とする複数のレ
ンズと、前記複数の光源を順次駆動して、前記被検物上
に走査光を照射する駆動部とからなることを特徴とする
表面変位検出装置である。
明の前記照射手段は、直線状に配設された複数の光源
と、該複数の光源に対向して設けられ、前記光源からの
光を集光して前記被検物上でスポット光とする複数のレ
ンズと、前記複数の光源を順次駆動して、前記被検物上
に走査光を照射する駆動部とからなることを特徴とする
表面変位検出装置である。
【００１３】レンズの種類でスポット光のサイズ、及
び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項３記載
の発明は、前記照射手段は、スポット光を照射する光源
が直線状に配置され、一体化されたアレイ発光部と、該
アレイ発光部を順次駆動して前記被検物上に走査光を照
射する駆動部とからなることを特徴とする表面変位検出
装置である。
び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項３記載
の発明は、前記照射手段は、スポット光を照射する光源
が直線状に配置され、一体化されたアレイ発光部と、該
アレイ発光部を順次駆動して前記被検物上に走査光を照
射する駆動部とからなることを特徴とする表面変位検出
装置である。
【００１４】アレイ発光部の種類でスポット光のサイ
ズ、及び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの
制御を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項
４記載の発明は、請求項１記載の発明の前記照射手段
は、１つの光源と、該光源からの光を集光し、スポット
光とするレンズと、該レンズからのスポット光を前記被
検物上に走査する反射体と、前記光源を間歇的に駆動す
る駆動部とからなることを特徴とする表面変位検出装置
である。
ズ、及び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの
制御を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項
４記載の発明は、請求項１記載の発明の前記照射手段
は、１つの光源と、該光源からの光を集光し、スポット
光とするレンズと、該レンズからのスポット光を前記被
検物上に走査する反射体と、前記光源を間歇的に駆動す
る駆動部とからなることを特徴とする表面変位検出装置
である。
【００１５】レンズの種類でスポット光のサイズ、及
び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。尚、スポット
光を走査する反射体としては、ポリゴンミラー、ガルバ
ノミラー、シリコンミラー等があり、また、反射体では
ないが音響光学素子も利用できる。
び、駆動部によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。尚、スポット
光を走査する反射体としては、ポリゴンミラー、ガルバ
ノミラー、シリコンミラー等があり、また、反射体では
ないが音響光学素子も利用できる。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明の前記照射手段は、１つの光源と、一方の端面が前記
光源の近傍に設けられ、他方の端面が前記被検物の表面
近傍で直線状に配設された複数の光ファイバと、前記光
源と前記光ファイバの一方の各端面との間に設けられた
複数のシャッタと、前記各シャッタを順次切り替えて、
前記被検物上に走査光を照射するシャッタ切替部とから
なることを特徴とする表面変位検出装置である。
明の前記照射手段は、１つの光源と、一方の端面が前記
光源の近傍に設けられ、他方の端面が前記被検物の表面
近傍で直線状に配設された複数の光ファイバと、前記光
源と前記光ファイバの一方の各端面との間に設けられた
複数のシャッタと、前記各シャッタを順次切り替えて、
前記被検物上に走査光を照射するシャッタ切替部とから
なることを特徴とする表面変位検出装置である。
【００１７】光ファイバの径でスポット光のサイズ、シ
ャッタ切替部によるスポット光の発光タイミングの制御
を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項６記
載の発明は、請求項１記載の発明の前記照射手段は、１
つの光源と、前記光源からの光をスポット光とする複数
のレンズが直線状に配列されたレンズアレイと、前記光
源と、前記レンズアレイの入射面との間で、前記各レン
ズに対向して設けられた複数のシャッタと、前記各シャ
ッタを順次切り替えて、前記被検物上に走査光を照射す
るシャッタ切替部とからなることを特徴とする表面変位
検出装置である。
ャッタ切替部によるスポット光の発光タイミングの制御
を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求項６記
載の発明は、請求項１記載の発明の前記照射手段は、１
つの光源と、前記光源からの光をスポット光とする複数
のレンズが直線状に配列されたレンズアレイと、前記光
源と、前記レンズアレイの入射面との間で、前記各レン
ズに対向して設けられた複数のシャッタと、前記各シャ
ッタを順次切り替えて、前記被検物上に走査光を照射す
るシャッタ切替部とからなることを特徴とする表面変位
検出装置である。
【００１８】レンズの種類でスポット光のサイズ、及
び、シャッタ切替部によるスポット光の発光タイミング
の制御を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求
項７記載の発明は、請求項１記載の発明の前記受光手段
は、前記被検物からの反射光を集光するレンズと、単一
の受光素子とからなることを特徴とする表面変位検出装
置である。
び、シャッタ切替部によるスポット光の発光タイミング
の制御を行うことで、分解能を自由に設定できる。請求
項７記載の発明は、請求項１記載の発明の前記受光手段
は、前記被検物からの反射光を集光するレンズと、単一
の受光素子とからなることを特徴とする表面変位検出装
置である。
【００１９】レンズと単一の受光素子を用いることで、
低コストとなる。請求項８記載の発明は、請求項１また
は７記載の発明の前記受光素子は、フォトダイオード、
フォトトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかであ
ることを特徴とする表面変位検出装置である。
低コストとなる。請求項８記載の発明は、請求項１また
は７記載の発明の前記受光素子は、フォトダイオード、
フォトトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかであ
ることを特徴とする表面変位検出装置である。
【００２０】受光素子として、フォトダイオード、フォ
トトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかを用いる
ことで、低コストとなる。請求項９記載の発明は、請求
項１または７記載の発明の前記受光素子は、半導体位置
検出素子であることを特徴とする表面変位検出装置であ
る。
トトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかを用いる
ことで、低コストとなる。請求項９記載の発明は、請求
項１または７記載の発明の前記受光素子は、半導体位置
検出素子であることを特徴とする表面変位検出装置であ
る。
【００２１】受光素子として、半導体位置検出素子を用
いることで、低コストとなる。さらに、半導体位置検出
素子を用いることで、フォトダイオード、フォトトラン
ジスタ、フォトＩＣよりも高い精度で受光位置を検出で
き、より容易に分解能のコントロールが可能となる。
いることで、低コストとなる。さらに、半導体位置検出
素子を用いることで、フォトダイオード、フォトトラン
ジスタ、フォトＩＣよりも高い精度で受光位置を検出で
き、より容易に分解能のコントロールが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
の形態例を説明する。実施の形態例を説明する図１にお
いて、２０１は、２つのローラ２０３，２０５と、これ
らローラ２０３，２０５に巻き掛けられたベルト２０７
と、ローラ２０５を駆動するモータ２０９とからなり、
ベルト２０７上に載置された被検物１０７を矢印Ｉ方向
に搬送する搬送機構である。
の形態例を説明する。実施の形態例を説明する図１にお
いて、２０１は、２つのローラ２０３，２０５と、これ
らローラ２０３，２０５に巻き掛けられたベルト２０７
と、ローラ２０５を駆動するモータ２０９とからなり、
ベルト２０７上に載置された被検物１０７を矢印Ｉ方向
に搬送する搬送機構である。
【００２３】搬送機構２０１上には、間歇的なスポット
光で被検物１０７上を走査する照射手段Ａと、被検物１
０７からの反射光を受ける受光手段Ｂとが設けられてい
る。本実施の形態例の照射手段Ａは、図２に示すよう
に、直線状に複数のスポット光を出射するアレイ発光部
１５１を用いた。
光で被検物１０７上を走査する照射手段Ａと、被検物１
０７からの反射光を受ける受光手段Ｂとが設けられてい
る。本実施の形態例の照射手段Ａは、図２に示すよう
に、直線状に複数のスポット光を出射するアレイ発光部
１５１を用いた。
【００２４】このアレイ発光部１５１は、スポット光を
出射するＬＥＤが直線状に配設され、一体化されたもの
である。また、被検物１０７上には、凹部１０７ｂでも
ってキャラクタやパターンが形成されている。
出射するＬＥＤが直線状に配設され、一体化されたもの
である。また、被検物１０７上には、凹部１０７ｂでも
ってキャラクタやパターンが形成されている。
【００２５】本実施の形態例の受光手段Ｂは、図３に示
すように、被検物１０７上で反射した光を集光するレン
ズ１１４と、レンズ１１４で集光された光を受けるＰＳ
Ｄ１１５を用いた。
すように、被検物１０７上で反射した光を集光するレン
ズ１１４と、レンズ１１４で集光された光を受けるＰＳ
Ｄ１１５を用いた。
【００２６】このＰＳＤ１１５は、単一の受光面１１５
ａを有している。そして、ＰＳＤ１１５の単一の受光面
１１５ａに、被検物１０７上で反射した光が入射する
が、被検物１０７の平面部１０７ａで反射し、ＰＳＤ１
１５の受光面１１５ａに入射した光の位置と、凹部１０
７ｂで反射し、ＰＳＤ１１５の受光面に１１５ａ入射し
た光の位置とでは異なっており、この入射位置の違いに
より、ＰＳＤ１１５の出力信号が異なっている。
ａを有している。そして、ＰＳＤ１１５の単一の受光面
１１５ａに、被検物１０７上で反射した光が入射する
が、被検物１０７の平面部１０７ａで反射し、ＰＳＤ１
１５の受光面１１５ａに入射した光の位置と、凹部１０
７ｂで反射し、ＰＳＤ１１５の受光面に１１５ａ入射し
た光の位置とでは異なっており、この入射位置の違いに
より、ＰＳＤ１１５の出力信号が異なっている。
【００２７】さらに、搬送機構２０１には、被検物１０
７がベルト２０７上に載置された時に応動する被検物検
出部２１１が設けられている。２２１はＰＳＤ１１５の
アナログ信号を増幅するアンプ、２２３は増幅されたア
ナログ信号を二値化する二値化回路、２２５は二値化さ
れた信号と、テーブル２２７とを比較し、被検物１０７
上に凹部１０７ｂで形成されたキャラクタやパターンを
判定する判定部である。
７がベルト２０７上に載置された時に応動する被検物検
出部２１１が設けられている。２２１はＰＳＤ１１５の
アナログ信号を増幅するアンプ、２２３は増幅されたア
ナログ信号を二値化する二値化回路、２２５は二値化さ
れた信号と、テーブル２２７とを比較し、被検物１０７
上に凹部１０７ｂで形成されたキャラクタやパターンを
判定する判定部である。
【００２８】２３３はモータ２０９を駆動するドライ
バ、２３１はアレイ発光部１５１を駆動する駆動部とし
てのドライバ、２５１は全体を制御する制御部である。
次に、図４及び図５を用いて上記構成の動作を説明す
る。
バ、２３１はアレイ発光部１５１を駆動する駆動部とし
てのドライバ、２５１は全体を制御する制御部である。
次に、図４及び図５を用いて上記構成の動作を説明す
る。
【００２９】図４において、制御部２５１は、被検物検
出部２１１からの信号を取り込むと（ステップ１）、ド
ライバ２３３を介してモータ２０９を駆動し、被検物１
０７を矢印Ｉ方向（副走査方向）に搬送する（ステップ
２）。
出部２１１からの信号を取り込むと（ステップ１）、ド
ライバ２３３を介してモータ２０９を駆動し、被検物１
０７を矢印Ｉ方向（副走査方向）に搬送する（ステップ
２）。
【００３０】そして、所定のタイミングになると、ドラ
イバ２３１を介してアレイ発光部１５１を順次駆動し
て、被検物１０７上に間歇的なスポット光で被検物１０
７上を主走査し、データの取り込みを行なう（ステップ
３）。
イバ２３１を介してアレイ発光部１５１を順次駆動し
て、被検物１０７上に間歇的なスポット光で被検物１０
７上を主走査し、データの取り込みを行なう（ステップ
３）。
【００３１】被検物１０７で反射した反射光はＰＳＤ１
１５の受光面へ至り、ＰＳＤ１１５の出力はアンプ２２
１で増幅され、増幅されたアナログ信号は二値化回路２
２３で二値化される（ステップ４）。
１５の受光面へ至り、ＰＳＤ１１５の出力はアンプ２２
１で増幅され、増幅されたアナログ信号は二値化回路２
２３で二値化される（ステップ４）。
【００３２】そして、判定部２２５で二値化された信号
とテーブル２２７とで比較され（ステップ５）、キャラ
クタやパターンの判定が行われる（ステップ６）。この
ような構成によれば、以下のような効果を得ることがで
きる。 （１）単一の受光素子であるＰＳＤ１１５を用いること
で、低コストとなる。 （２）アレイ発光部１５１の種類でスポット光のサイ
ズ、及び、ドライバ２３１によるスポット光の発光タイ
ミングの制御を行うことで、分解能を自由に設定でき
る。
とテーブル２２７とで比較され（ステップ５）、キャラ
クタやパターンの判定が行われる（ステップ６）。この
ような構成によれば、以下のような効果を得ることがで
きる。 （１）単一の受光素子であるＰＳＤ１１５を用いること
で、低コストとなる。 （２）アレイ発光部１５１の種類でスポット光のサイ
ズ、及び、ドライバ２３１によるスポット光の発光タイ
ミングの制御を行うことで、分解能を自由に設定でき
る。
【００３３】本発明は、上記実施の形態例に限定するも
のではない。 （１）照射手段Ａとしては、以下のような構成でもよ
い。 図５に示すように、直線状に配設された複数のＬＤ
３０１が配設されている。
のではない。 （１）照射手段Ａとしては、以下のような構成でもよ
い。 図５に示すように、直線状に配設された複数のＬＤ
３０１が配設されている。
【００３４】各ＬＤ３０１に対向して、ＬＤ３０１から
出射した光を平行光とするコリメートレンズ３０３及び
コリメートレンズ３０３からの平行光をスポット光とす
る凸レンズ３０５とが設けられている。
出射した光を平行光とするコリメートレンズ３０３及び
コリメートレンズ３０３からの平行光をスポット光とす
る凸レンズ３０５とが設けられている。
【００３５】各ＬＤ３０１を駆動するドライバを介し
て、複数のＬＤ３０１を順次駆動して、被検物１０７上
に間歇的なスポット走査光を照射することができる。凸
レンズ３０５の種類でスポット光のサイズ、及び、ドラ
イバによるスポット光の発光タイミングの制御を行うこ
とで、分解能を自由に設定できる。
て、複数のＬＤ３０１を順次駆動して、被検物１０７上
に間歇的なスポット走査光を照射することができる。凸
レンズ３０５の種類でスポット光のサイズ、及び、ドラ
イバによるスポット光の発光タイミングの制御を行うこ
とで、分解能を自由に設定できる。
【００３６】 図６に示すように、１つの光源として
のＬＤ３１１と、ＬＤからの光を集光し、スポット光と
するレンズ３１３と、レンズ３１３からのスポット光を
被検物１０７上に走査する反射体としてのポリゴンミラ
ー３１５と、ポリゴンミラー３１５で反射したスポット
光を一定の走査速度に変換するｆθレンズ３１７とが設
けられている。
のＬＤ３１１と、ＬＤからの光を集光し、スポット光と
するレンズ３１３と、レンズ３１３からのスポット光を
被検物１０７上に走査する反射体としてのポリゴンミラ
ー３１５と、ポリゴンミラー３１５で反射したスポット
光を一定の走査速度に変換するｆθレンズ３１７とが設
けられている。
【００３７】ＬＤ３１１を駆動するドライバを介して、
ＬＤ３１１を間歇的に駆動することにより、被検物１０
７上に間歇的なスポット走査光を照射することができ
る。レンズ３１３の種類でスポット光のサイズ、及び、
ドライバによるＬＤ３１１の発光タイミングの制御を行
うことで、分解能を自由に設定できる。
ＬＤ３１１を間歇的に駆動することにより、被検物１０
７上に間歇的なスポット走査光を照射することができ
る。レンズ３１３の種類でスポット光のサイズ、及び、
ドライバによるＬＤ３１１の発光タイミングの制御を行
うことで、分解能を自由に設定できる。
【００３８】尚、スポット光を走査する反射体として
は、他に、ガルバノミラー、シリコンミラー、音響光学
素子等があるが限定するものではない。 図７に示すように、１つの光源としてのＬＤ３３１
と、一方の端面がＬＤ３３１の近傍に設けられ、他方の
端面が被検物１０７の表面近傍で直線状に配設された複
数の光ファイバ３３３と、ＬＤ３３の光を平行光とし、
光ファイバ３３３の一方の端面へ向けて照射するコリメ
ートレンズ３３５と、コリメートレンズ３３５（光源、
ＬＤ３３１）と光ファイバ３３３の一方の各端面との間
に設けられた複数のシャッタ３３７と、各シャッタ３３
７を順次切り替えて、被検物１０７上に走査光を照射す
るシャッタ切替部３３９とからなっている。
は、他に、ガルバノミラー、シリコンミラー、音響光学
素子等があるが限定するものではない。 図７に示すように、１つの光源としてのＬＤ３３１
と、一方の端面がＬＤ３３１の近傍に設けられ、他方の
端面が被検物１０７の表面近傍で直線状に配設された複
数の光ファイバ３３３と、ＬＤ３３の光を平行光とし、
光ファイバ３３３の一方の端面へ向けて照射するコリメ
ートレンズ３３５と、コリメートレンズ３３５（光源、
ＬＤ３３１）と光ファイバ３３３の一方の各端面との間
に設けられた複数のシャッタ３３７と、各シャッタ３３
７を順次切り替えて、被検物１０７上に走査光を照射す
るシャッタ切替部３３９とからなっている。
【００３９】ＬＤ３３１を駆動した状態で、シャッタ切
替部３３９を介して被検物１０７上に間歇的なスポット
走査光を照射することができる。光ファイバ３３３の径
でスポット光のサイズ、シャッタ切替部３３９によるス
ポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能
を自由に設定できる。
替部３３９を介して被検物１０７上に間歇的なスポット
走査光を照射することができる。光ファイバ３３３の径
でスポット光のサイズ、シャッタ切替部３３９によるス
ポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能
を自由に設定できる。
【００４０】 図８に示すように、１つの光源として
のＬＤ３５１と、ＬＤ３５１から出射した光を集光する
レンズ３５３と、ＬＤ３５１からの光をスポット光とす
る複数のレンズが直線状に配列されたレンズアレイ３５
５と、レンズ３５３（光源；ＬＤ３５１）とレンズアレ
イ３５５との間で、レンズアレイ３５５の各レンズに対
向して設けられた複数のシャッタ３５７と、各シャッタ
３５７を順次切り替えて、被検物１０７上に走査光を照
射するシャッタ切替部３５９とからなっている。
のＬＤ３５１と、ＬＤ３５１から出射した光を集光する
レンズ３５３と、ＬＤ３５１からの光をスポット光とす
る複数のレンズが直線状に配列されたレンズアレイ３５
５と、レンズ３５３（光源；ＬＤ３５１）とレンズアレ
イ３５５との間で、レンズアレイ３５５の各レンズに対
向して設けられた複数のシャッタ３５７と、各シャッタ
３５７を順次切り替えて、被検物１０７上に走査光を照
射するシャッタ切替部３５９とからなっている。
【００４１】ＬＤ３５１を駆動した状態で、シャッタ切
替部３５９を介して被検物１０７上に間歇的なスポット
走査光を照射することができる。レンズアレイ３５５の
レンズの種類でスポット光のサイズ、及び、シャッタ切
替部３５９によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。
替部３５９を介して被検物１０７上に間歇的なスポット
走査光を照射することができる。レンズアレイ３５５の
レンズの種類でスポット光のサイズ、及び、シャッタ切
替部３５９によるスポット光の発光タイミングの制御を
行うことで、分解能を自由に設定できる。
【００４２】（２）受光手段Ｂにあっては、以下のよう
な構成であってもよい。 図９に示すように、ＰＳＤ１１５の代わりに、単一
のフォトダイオード（以下、ＰＤという）４０１であっ
てもよい。
な構成であってもよい。 図９に示すように、ＰＳＤ１１５の代わりに、単一
のフォトダイオード（以下、ＰＤという）４０１であっ
てもよい。
【００４３】この場合、図に示すように、被検物１０７
の平面部１０７ａで反射した光がＰＤ４０１の受光面に
入射し、凹部１０７ｂで反射した光はＰＤ４０１の受光
面に入射しないように、ＰＤ４０１を配置すれば、被検
物１０７の平面部１０７ａと凹部１０７ｂとを判別でき
る。
の平面部１０７ａで反射した光がＰＤ４０１の受光面に
入射し、凹部１０７ｂで反射した光はＰＤ４０１の受光
面に入射しないように、ＰＤ４０１を配置すれば、被検
物１０７の平面部１０７ａと凹部１０７ｂとを判別でき
る。
【００４４】尚、ＰＤ４０１に限定するものではなく、
他に、フォトトランジスタ、フォトＩＣであってもよ
い。さらに、上記実施の形態例では、被検物１０７は凹
部１０７ｂでキャラクタやパターンが形成されていた
が、凸部や貫通穴でキャラクタやパターンが形成されて
いてもかまわない。
他に、フォトトランジスタ、フォトＩＣであってもよ
い。さらに、上記実施の形態例では、被検物１０７は凹
部１０７ｂでキャラクタやパターンが形成されていた
が、凸部や貫通穴でキャラクタやパターンが形成されて
いてもかまわない。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
似よれば、単一の受光素子を用いることで、低コストと
なる。
似よれば、単一の受光素子を用いることで、低コストと
なる。
【００４６】スポット光のサイズ、スポット光の発光タ
イミングを制御することで、分解能を自由に設定でき
る。請求項２記載の発明によれば、レンズの種類でスポ
ット光のサイズ、及び、駆動部によるスポット光の発光
タイミングの制御を行うことで、分解能を自由に設定で
きる。
イミングを制御することで、分解能を自由に設定でき
る。請求項２記載の発明によれば、レンズの種類でスポ
ット光のサイズ、及び、駆動部によるスポット光の発光
タイミングの制御を行うことで、分解能を自由に設定で
きる。
【００４７】請求項３記載の発明によれば、アレイ発光
部の種類でスポット光のサイズ、及び、駆動部によるス
ポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能
を自由に設定できる。
部の種類でスポット光のサイズ、及び、駆動部によるス
ポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能
を自由に設定できる。
【００４８】請求項４記載の発明によれば、レンズの種
類でスポット光のサイズ、及び、駆動部によるスポット
光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能を自由
に設定できる。
類でスポット光のサイズ、及び、駆動部によるスポット
光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能を自由
に設定できる。
【００４９】請求項５記載の発明によれば、光ファイバ
の径でスポット光のサイズ、シャッタ切替部によるスポ
ット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能を
自由に設定できる。
の径でスポット光のサイズ、シャッタ切替部によるスポ
ット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解能を
自由に設定できる。
【００５０】請求項６記載の発明によれば、レンズの種
類でスポット光のサイズ、及び、シャッタ切替部による
スポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解
能を自由に設定できる。
類でスポット光のサイズ、及び、シャッタ切替部による
スポット光の発光タイミングの制御を行うことで、分解
能を自由に設定できる。
【００５１】請求項７記載の発明によれば、レンズと単
一の受光素子を用いることで、低コストとなる。請求項
８記載の発明は、請求項１または７記載の発明の前記受
光素子は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フ
ォトＩＣのうちのいずれかであることを特徴とする表面
変位検出装置である。
一の受光素子を用いることで、低コストとなる。請求項
８記載の発明は、請求項１または７記載の発明の前記受
光素子は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フ
ォトＩＣのうちのいずれかであることを特徴とする表面
変位検出装置である。
【００５２】受光素子として、フォトダイオード、フォ
トトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかを用いる
ことで、低コストとなる。請求項９記載の発明によれ
ば、受光素子として、半導体位置検出素子を用いること
で、低コストとなる。
トトランジスタ、フォトＩＣのうちのいずれかを用いる
ことで、低コストとなる。請求項９記載の発明によれ
ば、受光素子として、半導体位置検出素子を用いること
で、低コストとなる。
【００５３】さらに、半導体位置検出素子を用いること
で、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩ
Ｃよりも高い精度で受光位置を検出でき、より容易に分
解能のコントロールが可能となる。
で、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩ
Ｃよりも高い精度で受光位置を検出でき、より容易に分
解能のコントロールが可能となる。
【図１】第１の実施の形態例を説明する図である。
【図２】図１の照射手段を説明する構成斜視図である。
【図３】図１の受光手段を説明する構成斜視図である。
【図４】実施の形態例の動作を説明する図である。
【図５】照射手段の他の例を説明する構成斜視図であ
る。
る。
【図６】照射手段の他の例を説明する構成斜視図であ
る。
る。
【図７】照射手段の他の例を説明する構成斜視図であ
る。
る。
【図８】照射手段の他の例を説明する構成斜視図であ
る。
る。
【図９】受光手段の他の例を説明する構成斜視図であ
る。
る。
【図１０】従来の表面変位検出装置の構成図である。
【図１１】図１０の動作を説明する図である。
【図１２】図１０の動作を説明する図である。
【符号の説明】 １０７ 被検知物 １１５ ＰＳＤ（受光素子） １５１ ＬＤ Ａ 照射手段 Ｂ 受光手段
Claims (9)
- 【請求項１】 被検物に対して走査光を照射し、被検物
からの反射光で前記被検物の表面の変位を検出する表面
変位検出装置において、 間歇的なスポット光で被検物上を走査する照射手段と、 前記被検物からの反射光を受ける単一の受光素子が設け
られた受光手段と、 を有することを特徴する表面変位検出装置。 - 【請求項２】 前記照射手段は、 直線状に配設された複数の光源と、 該複数の光源に対向して設けられ、前記光源からの光を
集光して前記被検物上でスポット光とする複数のレンズ
と、 前記複数の光源を順次駆動して、前記被検物上に走査光
を照射する駆動部と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項３】 前記照射手段は、 スポット光を照射する光源が直線状に配置され、一体化
されたアレイ発光部と、 該アレイ発光部を順次駆動して前記被検物上に走査光を
照射する駆動部と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項４】 前記照射手段は、 １つの光源と、 該光源からの光を集光し、スポット光とするレンズと、 該レンズからのスポット光を前記被検物上に走査する反
射体と、 前記光源を間歇的に駆動する駆動部と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項５】 前記照射手段は、 １つの光源と、 一方の端面が前記光源の近傍に設けられ、他方の端面が
前記被検物の表面近傍で直線状に配設された複数の光フ
ァイバと、 前記光源と前記光ファイバの一方の各端面との間に設け
られた複数のシャッタと、 前記各シャッタを順次切り替えて、前記被検物上に走査
光を照射するシャッタ切替部と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項６】 前記照射手段は、 １つの光源と、 前記光源からの光をスポット光とする複数のレンズが直
線状に配列されたレンズアレイと、 前記光源と、前記レンズアレイの入射面との間で、前記
各レンズに対向して設けられた複数のシャッタと、 前記各シャッタを順次切り替えて、前記被検物上に走査
光を照射するシャッタ切替部と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項７】 前記受光手段は、 前記被検物からの反射光を集光するレンズと、 単一の受光素子と、 からなることを特徴とする請求項１記載の表面変位検出
装置。 - 【請求項８】 前記受光素子は、 フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣの
うちのいずれかであることを特徴とする請求項１又は７
記載の表面変位検出装置。 - 【請求項９】 前記受光素子は、 半導体位置検出素子であることを特徴とする請求項１又
は７記載の表面変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397031A JP2002195808A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 表面変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397031A JP2002195808A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 表面変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002195808A true JP2002195808A (ja) | 2002-07-10 |
Family
ID=18862222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000397031A Pending JP2002195808A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 表面変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002195808A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005293000A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Kirin Techno-System Corp | 積層枚数計測装置 |
| JP2014232005A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 富士ゼロックス株式会社 | 計測装置 |
| JP2015034947A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 光学装置 |
| CN108051005A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 天津大学 | 目标空间位置和姿态的单个psd探测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5875530A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-07 | 株式会社トプコン | 曲率測定装置 |
| JPH0255907A (ja) * | 1988-08-20 | 1990-02-26 | Juki Corp | 形状認識装置 |
| JPH03162610A (ja) * | 1989-06-19 | 1991-07-12 | Fujitsu Ltd | 高さ測定装置 |
| JPH0626824A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | 光走査型位置ずれ検出装置 |
| JPH08219733A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三次元スキャナ |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397031A patent/JP2002195808A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| JP2015034947A (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 光学装置 |
| CN108051005A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-05-18 | 天津大学 | 目标空间位置和姿态的单个psd探测方法 |
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