JP2008096121A - Optical displacement gauge, optical displacement measuring method, optical displacement measuring program, computer-readable memory medium and recording equipment - Google Patents

Optical displacement gauge, optical displacement measuring method, optical displacement measuring program, computer-readable memory medium and recording equipment Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to high-accuracy detection by surely capturing the desired reflected light. <P>SOLUTION: An optical displacement gauge comprises a light projecting part for irradiating the measurement object with belt-like light spreading in a first direction or scanning, and irradiating in the first direction; a 2-D light-receiving element for outputting as the light-receiving signal at each position in the first direction by receiving reflection light from the measurement object; an amplifier for amplifying light-receiving signal from the 2-D light-receiving elements; a display part for displaying the light-receiving image formed, based on the amplified light-receiving signal amplified by the amplifier; and a mask region designating means for designating the light-receiving mask region to be eliminated from the measurement object to the light-receiving image displayed on the display part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定対象物に光を照射し、測定対象物からの光を受光素子で受光して得られる電気信号から、投光部から測定対象物までの距離、測定対象物の変位等を計測する光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器に関する。   The present invention irradiates the measurement object with light, receives the light from the measurement object with a light receiving element, and calculates the distance from the light projecting unit to the measurement object, the displacement of the measurement object, etc. The present invention relates to an optical displacement meter to be measured, an optical displacement measurement method, an optical displacement measurement program, a computer-readable recording medium, and a recorded device.

測定対象物(ワーク)の寸法や移動量等を測定するために、三角測量を応用した光学式変位計が用いられている。図93は従来の光学式変位計の主要部の構成を示すブロック図である。図93において、駆動回路101は、光出力制御信号Vに基づいてレーザダイオード(Laser Diode:LD)102を駆動する。レーザダイオード102から出射されたレーザ光は投光レンズ103を通してワークWKに照射される。ワークWKからの反射光のうち拡散反射成分や正反射成分が受光レンズ104を通してPSD等の光位置検出素子により受光される。矢印Xで示す方向にワークWKが変位すると、光位置検出素子105の受光面での光スポットの位置が移動する。光位置検出素子105からは、受光面上での光スポットの位置に応じた2つの出力信号が出力され、それらの出力信号はそれぞれ電流電圧変換回路(I−V変換回路)106a、106bにより電流電圧変換される。光位置検出素子105の一方の出力信号は受光面の一端部から光スポットまでの距離に比例した電流値を有し、他方の出力信号は受光面の他端部から光スポットまでの距離に比例した電流値を有する。したがって、これらの2つの出力信号の電流値に基づいてワークWKの変位を検出することができる。 An optical displacement meter using triangulation is used in order to measure the dimension and movement amount of a measurement object (workpiece). FIG. 93 is a block diagram showing a configuration of a main part of a conventional optical displacement meter. In FIG. 93, a drive circuit 101 drives a laser diode (LD) 102 based on a light output control signal Va. The laser light emitted from the laser diode 102 is applied to the work WK through the light projection lens 103. Of the reflected light from the work WK, the diffuse reflection component and the regular reflection component are received by the light position detection element such as PSD through the light receiving lens 104. When the workpiece WK is displaced in the direction indicated by the arrow X, the position of the light spot on the light receiving surface of the light position detecting element 105 moves. Two output signals corresponding to the position of the light spot on the light receiving surface are output from the optical position detection element 105, and these output signals are current-converted by current-voltage conversion circuits (IV conversion circuits) 106a and 106b, respectively. The voltage is converted. One output signal of the light position detecting element 105 has a current value proportional to the distance from one end of the light receiving surface to the light spot, and the other output signal is proportional to the distance from the other end of the light receiving surface to the light spot. Current value. Accordingly, the displacement of the workpiece WK can be detected based on the current values of these two output signals.

このような光学式変位計においては、ワークWKの材質や表面状態によって反射光の強度が異なるため、光位置検出素子105での受光量がある一定のレベルとなるように、レーザダイオード102の光出力を調整する必要がある。図94は光位置検出素子105での受光量を制御するための従来の制御回路の一例を示すブロック図である。図94の制御回路は、電流電圧変換回路106a、106b、加算器112、減算器113、誤差積分回路114、基準電圧発生回路115および光出力調整回路111を含む。電流電圧変換回路106a、106bは、光位置検出素子105の電流信号を電圧信号に変換する。加算器112は、FAR側およびNEAR側のそれぞれの電圧信号を加算することによって、光位置検出素子105の受光量を受光量電圧VLとして出力する。基準電圧発生回路115は、所定の基準電圧Vを発生する。減算器113は、加算器112により得られる受光量電圧VLと基準電圧発生回路115により発生される基準電圧Vとの差を誤差信号VEとして出力する。誤差積分回路114は、減算器113から出力される誤差信号VEを積分し、積分された誤差信号を制御電圧VCとして光出力調整回路111に与える。これにより、加算器112から出力される受光量電圧VLが基準電圧発生回路115により発生される基準電圧Vと等しくなるように光出力調整回路111の電圧が制御される。したがって、光出力調整回路111から図93の駆動回路101に与えられる光出力制御信号Vの電圧を制御することにより、光位置検出素子105での受光量を一定のレベルに制御することができる。 In such an optical displacement meter, the intensity of the reflected light differs depending on the material and surface state of the workpiece WK, so that the light of the laser diode 102 is adjusted so that the amount of light received by the optical position detecting element 105 is a certain level. The output needs to be adjusted. FIG. 94 is a block diagram showing an example of a conventional control circuit for controlling the amount of light received by the optical position detection element 105. In FIG. The control circuit of FIG. 94 includes current / voltage conversion circuits 106a and 106b, an adder 112, a subtractor 113, an error integration circuit 114, a reference voltage generation circuit 115, and an optical output adjustment circuit 111. The current-voltage conversion circuits 106a and 106b convert the current signal of the optical position detection element 105 into a voltage signal. The adder 112 outputs the received light amount of the optical position detecting element 105 as the received light amount voltage VL by adding the respective voltage signals on the FAR side and the NEAR side. The reference voltage generation circuit 115 generates a predetermined reference voltage Vr . Subtractor 113 outputs the difference between the reference voltage V r generated by the received light amount voltage VL and the reference voltage generating circuit 115 obtained by the adder 112 as an error signal VE. The error integration circuit 114 integrates the error signal VE output from the subtractor 113 and supplies the integrated error signal to the light output adjustment circuit 111 as a control voltage VC. Accordingly, the voltage of the received light quantity voltage VL to the reference voltage generating circuit 115 optical output adjustment circuit 111 to be equal to the reference voltage V r generated by output from the adder 112 is controlled. Thus, by controlling the voltage of the optical output control signal V a applied to the drive circuit 101 of FIG. 93 from the optical output adjustment circuit 111 can control the amount of light received by the light position detecting element 105 at a constant level .

このような光学式変位計においては、ワークの表面の色、粗さ、角度等の条件に応じて光の反射率、ひいては受光量が大きく変動する。受光信号が小さすぎても、飽和する等して大きすぎても、測定精度が悪化する。そこで、例えば受光量(画像信号レベル)のピーク値が目標値になるように、発光素子の発光量や増幅器の増幅率(ゲイン)を調整するフィードバック制御を行う技術が開発されている(例えば特許文献1参照)。この光学式変位計は、図95に示すように、ワークWKに光を照射するための発光素子102Bと、ワークWKからの光を受光して画像信号を生成するためのイメージセンサ105Bと、イメージセンサ105Bからの画像信号を増幅する増幅器146Bを含む信号処理回路と、信号処理回路からの画像信号に基づいて発光素子102Bの発光量及び増幅器146Bの増幅率を含む操作量の少なくとも一つのフィードバック制御を実行する制御部144Bとを備え、フィードバック制御における操作量の少なくとも一つの可変幅が変更設定可能である。制御部144Bは、可変幅設定モードにおいて所定期間の操作量のデータに基づいて操作量の適切な可変幅を設定する。この結果、図96に示すように、発光素子102Bの発光量や増幅器146Bの増幅率のフィードバック制御を行うことの利点を残しながら、計測の高速化に対応可能としている。
特開2006−010361号公報 特開平10−267648号公報
In such an optical displacement meter, the reflectivity of light and the amount of received light vary greatly depending on conditions such as the color, roughness and angle of the surface of the workpiece. Even if the received light signal is too small or too large due to saturation or the like, the measurement accuracy deteriorates. Therefore, for example, a technique has been developed that performs feedback control for adjusting the light emission amount of the light emitting element and the amplification factor (gain) of the amplifier so that the peak value of the light reception amount (image signal level) becomes the target value (for example, patents). Reference 1). As shown in FIG. 95, the optical displacement meter includes a light emitting element 102B for irradiating light to the work WK, an image sensor 105B for receiving light from the work WK and generating an image signal, and an image. A signal processing circuit including an amplifier 146B for amplifying an image signal from the sensor 105B, and at least one feedback control of an operation amount including a light emission amount of the light emitting element 102B and an amplification factor of the amplifier 146B based on the image signal from the signal processing circuit And a control unit 144B for executing at least one variable amount of the manipulated variable in the feedback control. The controller 144B sets an appropriate variable width of the operation amount based on the operation amount data for a predetermined period in the variable width setting mode. As a result, as shown in FIG. 96, it is possible to cope with high-speed measurement while retaining the advantage of performing feedback control of the light emission amount of the light emitting element 102B and the amplification factor of the amplifier 146B.
JP 2006-010361 A JP-A-10-267648

一方で、光切断の原理を用いたワークの形状(プロファイル)を測定する装置が開発されている。光切断とは、図97(a)、(b)に示すように、三角測距の原理を2次元に拡張したものである。すなわち、図97(a)に示すようにセンサヘッド部SHからワークWKに照射されるレーザ光LBを帯状にして、三角測距を幅(X方向)に拡大している。その結果、図97(b)に示すように三角測距が幅方向に拡大されたようになる。このため、三角測距においてはライン状(1次元状)の受光素子を使用するのに対し、光切断においては受光素子に2次元状に配置した受光素子JSを使用する。   On the other hand, an apparatus for measuring the shape (profile) of a workpiece using the principle of light cutting has been developed. The light section is a two-dimensional extension of the principle of triangulation as shown in FIGS. 97 (a) and 97 (b). That is, as shown in FIG. 97 (a), the laser beam LB irradiated from the sensor head SH to the workpiece WK is formed in a band shape, and the triangulation is expanded in the width (X direction). As a result, as shown in FIG. 97B, the triangulation is expanded in the width direction. For this reason, a linear (one-dimensional) light-receiving element is used in the triangulation, whereas a light-receiving element JS arranged in a two-dimensional manner is used in the light-receiving element.

このような光切断の原理を使ったプロファイルを測定する装置においては、適切な反射光を補足することが高精度な測定に不可欠となり、言い換えると不要な光成分を可能な限り排除する必要がある。例えば、図101や図102の斜視図に示すような立体的なワークWK13、WK14においては、斜線で示すような帯光OKを投光すると、ワーク表面で反射された光に照射光自体や他の反射光が重なり、ノイズ成分となって正確な計測を妨げる要因となることがある。具体的には、図110の側面図(a)及び平面図(b)において実線で示す帯光を光学式測定装置のセンサヘッド部1から図62のワークWK13に照射すると、波線で示す反射光は照射光と重なってしまい、反射光を適切に検出することが困難となる。これを回避するための対策としては、図111(a)の側面図に示すようにセンサヘッド部1をワークWK13に対して傾斜させることが考えられる。この状態でワークWK13に帯光を照射すると、図111(b)の平面図に示すように、反射光が照射光から離間されるので、反射光を分離して精度良く測定することができる。図112は、ワークWKでの反射光を分離して検出する様子を示している。しかしながら、このような傾斜による反射光の分離には自ずと限界があり、傾斜ができない場合など、対策としては不十分であった。   In an apparatus for measuring a profile using the principle of light cutting, supplementing appropriate reflected light is indispensable for highly accurate measurement, in other words, it is necessary to eliminate unnecessary light components as much as possible. . For example, in the three-dimensional workpieces WK13 and WK14 shown in the perspective views of FIG. 101 and FIG. 102, when the band light OK shown by the oblique lines is projected, the light reflected on the workpiece surface itself or other light is reflected. The reflected light may overlap, becoming a noise component and hindering accurate measurement. Specifically, when the band light indicated by the solid line in the side view (a) and the plan view (b) of FIG. 110 is irradiated from the sensor head unit 1 of the optical measuring device to the work WK13 of FIG. 62, the reflected light indicated by the wavy line. Will overlap with the irradiation light, making it difficult to detect the reflected light appropriately. As a measure for avoiding this, it is conceivable to incline the sensor head unit 1 with respect to the workpiece WK13 as shown in the side view of FIG. When the workpiece WK13 is irradiated with the band light in this state, as shown in the plan view of FIG. 111 (b), the reflected light is separated from the irradiated light, so that the reflected light can be separated and accurately measured. FIG. 112 shows how the reflected light from the workpiece WK is separated and detected. However, there is a limit to the separation of the reflected light by such an inclination, which is insufficient as a countermeasure when the inclination cannot be made.

さらに、ワークによっては反射光が3波以上発生することもあり、このような場合に所望の反射光以外はノイズ成分となるため、精度良く検出することが困難となる。例えば図113に示すように、ワークWK14が透明なガラス板等の透明体を2層重ねた場合には、反射光が各層の表面と裏面で発生するため、計4波発生することになる。このような場合に、所望の反射光のみを適切に補足して精度良く検出できる光学式変位計が求められていた。   Furthermore, depending on the workpiece, three or more waves of reflected light may be generated. In such a case, noise components other than the desired reflected light become noise components, making it difficult to detect with high accuracy. For example, as shown in FIG. 113, when two layers of transparent bodies such as a transparent glass plate are stacked on the work WK14, reflected light is generated on the front and back surfaces of each layer, so that a total of four waves are generated. In such a case, there has been a demand for an optical displacement meter that can appropriately detect only the desired reflected light and accurately detect it.

あるいは、ワークからの表面反射光には、拡散反射成分と正反射成分が含まれ、光学式変位計においてはこれらのいずれか一方を検出する構造となっている。例えば図114は、拡散反射成分が支配的なワークの表面反射光の強度分布を示すグラフであり、光学式変位計は拡散反射成分を検出して変位を計測する。しかしながらワークによっては、図111において波線で示すように正反射光成分が支配的となるものもあり、この場合は正反射光がノイズ成分となって正確な測定を阻害する要因となる。   Alternatively, the surface reflected light from the work includes a diffuse reflection component and a regular reflection component, and the optical displacement meter has a structure for detecting either one of them. For example, FIG. 114 is a graph showing the intensity distribution of the surface reflected light of the workpiece in which the diffuse reflection component is dominant, and the optical displacement meter detects the diffuse reflection component and measures the displacement. However, depending on the work, there are some works in which the specularly reflected light component is dominant as shown by the wavy line in FIG.

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の一の目的は、所望の反射光を確実に補足して高精度な検出を可能とした光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を提供することにある。   The present invention has been made to solve such conventional problems. An object of the present invention is to provide an optical displacement meter, an optical displacement measurement method, an optical displacement measurement program, and a computer-readable recording medium that can reliably detect desired reflected light and enable high-precision detection. It is also to provide recorded equipment.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

以上の目的を達成するために本発明の第1の光学式変位計は、測定対象物の変位を測定する光学式変位計であって、測定対象物に光を第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射、又は第1の方向に走査して照射するための投光部と、測定対象物からの反射光を受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力するための2次元受光素子と、2次元受光素子からの受光信号を増幅するための増幅器と、増幅器で増幅された受光信号に基づき生成された受光画像を表示可能な表示部と、表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域を指定するためのマスク領域指定手段とを備えることができる。これにより、受光信号波形が複数観測される場合でも、不要な受光信号波形を排除するように受光マスク領域を設定して正確な測定が可能となる。特に、波形数が不安定な場合等、単なる受光信号波形の選択のみでは十分な対策とならない際には、不要な受光信号波形を領域で指定することにより必要な信号のみを効果的に選択できる。   In order to achieve the above object, a first optical displacement meter of the present invention is an optical displacement meter that measures the displacement of a measurement object, and has a light spread in the first direction on the measurement object. Irradiation as a band-shaped light, or a light projecting unit for scanning and irradiating in the first direction, and the reflected light from the measurement object are received and output as a light reception signal at each position in the first direction. A two-dimensional light receiving element, an amplifier for amplifying a received light signal from the two-dimensional light receiving element, a display unit capable of displaying a received light image generated based on the received light signal amplified by the amplifier, and a display on the display unit A mask area designating unit for designating a received light mask area to be excluded from the measurement target can be provided for the received light image. As a result, even when a plurality of light reception signal waveforms are observed, it is possible to set the light reception mask region so as to eliminate unnecessary light reception signal waveforms and to perform accurate measurement. In particular, when the number of waveforms is unstable, or simply selecting the received light signal waveform is not enough, it is possible to effectively select only the necessary signals by designating unnecessary received light signal waveforms in the area. .

第2の光学式変位計はさらに、予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させるマスク移動手段を備えることができる。これにより、測定対象の位置が安定しない測定対象物であっても、柔軟に受光マスク領域を移動して調整できるので、受光マスク領域を精緻に設定して、安定した信頼性の高い測定を行うことができる。   The second optical displacement meter further specifies an image to be searched for in advance, performs an image pattern search on the received light image, and determines the light receiving mask area specified by the mask area specifying means based on the search result. A mask moving means for moving can be provided. As a result, even if the measurement target position is not stable, the light receiving mask area can be adjusted flexibly by moving the light receiving mask area. Therefore, the light receiving mask area is precisely set to perform stable and reliable measurement. be able to.

第3の光学式変位計は、マスク領域指定手段で指定可能なマスクの形状を、長方形又は三角形とできる。   In the third optical displacement meter, the shape of the mask that can be specified by the mask area specifying means can be a rectangle or a triangle.

第4の光学式変位計は、測定対象物の変位を測定する光学式変位計であって、測定対象物に光を第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射、又は第1の方向に走査して照射するための投光部と、測定対象物からの反射光を受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力するための2次元受光素子と、2次元受光素子からの受光信号を増幅するための増幅器と、増幅器で増幅された受光信号に基づき生成された受光画像を表示可能な表示部と、表示部上の所望の計測ライン上に複数の受光信号波形が存在する場合に、いずれの受光信号波形を計測光として計測対象とするかを選択するための計測光選択手段とを備えることができる。これにより、複数の反射光が存在する場合でも、このうち計測対象としたい所望の反射光を計測光選択手段で選択できるので、反射光が多く発生する場合でも所望の計測結果を得ることができる。   The fourth optical displacement meter is an optical displacement meter that measures the displacement of the measurement object, and irradiates the measurement object with light as a band-shaped light that spreads in the first direction, or in the first direction. A light projecting unit for scanning and irradiating, a two-dimensional light receiving element for receiving reflected light from the measurement object and outputting it as a light reception signal at each position in the first direction, and a two-dimensional light receiving element An amplifier for amplifying the light reception signal from the display, a display unit capable of displaying a light reception image generated based on the light reception signal amplified by the amplifier, and a plurality of light reception signal waveforms on a desired measurement line on the display unit When it exists, it can be provided with measurement light selection means for selecting which received light signal waveform is to be measured as measurement light. Thereby, even when there are a plurality of reflected lights, the desired reflected light that is desired to be measured can be selected by the measuring light selection means, so that a desired measurement result can be obtained even when a large amount of reflected light is generated. .

第5の光学式変位計はさらに、投光部の照射する光の反射光により、第1の方向の各点において増幅器で得られた増幅信号に基づき、測定対象物のプロファイル形状を演算可能なプロファイル演算手段と、プロファイル形状を表示部で表示された状態で、所望の計測領域を指定するための計測領域指定手段と、領域指定手段で指定された計測領域に対して所望の演算を行うことが可能な計測処理部とを備えることができる。   The fifth optical displacement meter can further calculate the profile shape of the measurement object based on the amplified signal obtained by the amplifier at each point in the first direction by the reflected light emitted from the light projecting unit. Performing a desired calculation on the measurement area designated by the profile calculation means, the measurement area designation means for designating a desired measurement area, and the measurement area designated by the area designation means in a state where the profile shape is displayed on the display unit. And a measurement processing unit capable of

第6の光学式変位測定方法は、測定対象物の変位を光切断法に基づき測定可能な光学式変位測定方法であって、測定対象物に投光部で光を第1の方向に走査して照射、又は第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射する工程と、測定対象物からの反射光を2次元受光素子で受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力する工程と、2次元受光素子からの受光信号を増幅器で増幅する工程と、増幅信号を、デジタル変換手段でデジタル信号に変換する工程と、デジタル変換手段で変換されたデジタル信号に基づき生成された受光画像を表示部に表示する工程と、表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域をマスク領域指定手段で指定する工程と、マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を排除した計測領域に対して所定の演算を行う工程とを含むことができる。これにより、受光信号波形が複数観測される場合でも、不要な受光信号波形を排除するように受光マスク領域を設定して正確な測定が可能となる。特に、波形数が不安定な場合等、単なる受光信号波形の選択のみでは十分な対策とならない際には、不要な受光信号波形を領域で指定することにより必要な信号のみを効果的に選択できる。   The sixth optical displacement measurement method is an optical displacement measurement method capable of measuring the displacement of the measurement object based on the light cutting method, and scans the measurement object with light in the first direction by the light projecting unit. Irradiating or irradiating as a strip-shaped light having a spread in the first direction, and the reflected light from the measurement object is received by the two-dimensional light receiving element and output as a light reception signal at each position in the first direction. And a step of amplifying the received light signal from the two-dimensional light receiving element by an amplifier, a step of converting the amplified signal into a digital signal by a digital conversion means, and a digital signal converted by the digital conversion means A step of displaying the received light image on the display unit, a step of designating the received light mask area to be excluded from the measurement target with respect to the received light image displayed on the display unit by the mask region designating unit, and a designation by the mask region designating unit Received light It may include a step of performing a predetermined operation with respect to the measurement area which eliminated the risk area. As a result, even when a plurality of light reception signal waveforms are observed, it is possible to set the light reception mask region so as to eliminate unnecessary light reception signal waveforms and to perform accurate measurement. In particular, when the number of waveforms is unstable, or simply selecting the received light signal waveform is not enough, it is possible to effectively select only the necessary signals by designating unnecessary received light signal waveforms in the area. .

第7の光学式変位測定方法はさらに、予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させる工程を含むことができる。これにより、測定対象の位置が安定しない測定対象物であっても、柔軟に受光マスク領域を移動して調整できるので、受光マスク領域を精緻に設定して、安定した信頼性の高い測定を行うことができる。   The seventh optical displacement measurement method further specifies an image to be searched in advance, performs an image pattern search on the received light image, and based on the search result, the received light mask area specified by the mask area specifying means The step of moving can be included. As a result, even if the measurement target position is not stable, the light receiving mask area can be adjusted flexibly by moving the light receiving mask area. Therefore, the light receiving mask area is precisely set to perform stable and reliable measurement. be able to.

第8の光学式変位測定プログラムは、測定対象物の変位を光切断法に基づき測定可能な光学式変位測定プログラムであって、測定対象物に投光部で光を第1の方向に走査して照射、又は第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射する機能と、測定対象物からの反射光を2次元受光素子で受光し、第1の方向の各位置における受光信号として出力する機能と、2次元受光素子からの受光信号を増幅器で増幅し、デジタル信号に変換する機能と、変換されたデジタル信号に基づき生成された受光画像を表示部に表示する機能と、表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域をマスク領域指定手段で指定する機能と、マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を排除した計測領域に対して所定の演算を行う機能とをコンピュータに実現させることができる。これにより、受光信号波形が複数観測される場合でも、不要な受光信号波形を排除するように受光マスク領域を設定して正確な測定が可能となる。特に、波形数が不安定な場合等、単なる受光信号波形の選択のみでは十分な対策とならない際には、不要な受光信号波形を領域で指定することにより必要な信号のみを効果的に選択できる。   The eighth optical displacement measurement program is an optical displacement measurement program capable of measuring the displacement of the measurement object based on the light cutting method, and scans the measurement object with light in the first direction by the light projecting unit. And the function of irradiating as a band-shaped light having a spread in the first direction and the reflected light from the measurement object are received by a two-dimensional light receiving element and output as a light reception signal at each position in the first direction. Function, a function of amplifying a received light signal from a two-dimensional light receiving element with an amplifier and converting it to a digital signal, a function of displaying a received light image generated based on the converted digital signal on a display unit, A function for designating the received light mask area to be excluded from the measurement target for the displayed received light image by the mask area designating means and a predetermined calculation for the measurement area excluding the light receiving mask area designated by the mask area designating means. It is possible to realize the function and performing the computer. As a result, even when a plurality of light reception signal waveforms are observed, it is possible to set the light reception mask region so as to eliminate unnecessary light reception signal waveforms and to perform accurate measurement. In particular, when the number of waveforms is unstable, or simply selecting the received light signal waveform is not enough, it is possible to effectively select only the necessary signals by designating unnecessary received light signal waveforms in the area. .

第9の光学式変位測定プログラムはさらに、予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させる機能を含むことができる。これにより、測定対象の位置が安定しない測定対象物であっても、柔軟に受光マスク領域を移動して調整できるので、受光マスク領域を精緻に設定して、安定した信頼性の高い測定を行うことができる。   The ninth optical displacement measurement program further designates an image to be searched in advance, performs an image pattern search on the received light image, and based on the search result, the received light mask area designated by the mask area designation means The function of moving the image can be included. As a result, even if the measurement target position is not stable, the light receiving mask area can be adjusted flexibly by moving the light receiving mask area. Therefore, the light receiving mask area is precisely set to perform stable and reliable measurement. be able to.

第10のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器は、上記プログラムを格納するものである。記録媒体には、CD−ROM、CD−R、CD−RWやフレキシブルディスク、磁気テープ、MO、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−R、DVD+R、DVD−RW、DVD+RW、Blu−ray(登録商標)、HD DVD等の磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリその他のプログラムを格納可能な媒体が含まれる。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録した機器には、上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウエア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。   The computer-readable recording medium or the recorded device that stores the tenth program stores the program. CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, magnetic tape, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD + R, DVD-RW, DVD + RW, Blu-ray (registered) Trademarks), HD DVD and other magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, semiconductor memories and other media that can store programs. The program includes a program distributed in a download manner through a network line such as the Internet, in addition to a program stored and distributed in the recording medium. Further, the recorded devices include general-purpose or dedicated devices in which the program is implemented in a state where it can be executed in the form of software, firmware, or the like. Furthermore, each process and function included in the program may be executed by computer-executable program software, or each part of the process or hardware may be executed by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC), or program software. And a partial hardware module that realizes a part of hardware elements may be mixed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を例示するものであって、本発明は光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施の形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below includes an optical displacement meter, an optical displacement measurement method, an optical displacement measurement program, a computer-readable recording medium, and a recorded device for embodying the technical idea of the present invention. The present invention does not specify an optical displacement meter, an optical displacement measurement method, an optical displacement measurement program, a computer-readable recording medium, and a recorded device as follows. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims as the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely described. It is just an example. In addition, the size, positional relationship, and the like of members illustrated in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and reference numeral indicate the same or the same members, and detailed description will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
(Embodiment 1)

図1〜図3に、本発明の実施の形態1に係る光学式変位計100を示す。図1は本発明の実施例1に係る光学式変位計100の構成を示すブロック図、図2は光学式変位計100のシステム構成を示す斜視図、図3はマイクロプロセッサ44によるフィードバック制御の構成を示すブロック図を、それぞれ示している。ここでは主にフィードバック制御の一例について説明する。   1 to 3 show an optical displacement meter 100 according to Embodiment 1 of the present invention. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical displacement meter 100 according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a system configuration of the optical displacement meter 100, and FIG. 3 is a configuration of feedback control by a microprocessor 44. The block diagram which shows is shown, respectively. Here, an example of feedback control will be mainly described.

図1は、光学式変位計100の測定原理を示している。光学式変位計100はレーザ変位計ともいわれ、三角測量の原理を用いて対象物の変位を非接触で測定するのに用いられる。LDドライバ11の制御によってレーザダイオード12から発せられたレーザ光は、投光レンズ13を通りワークWKを照射する。ワークWKで反射したレーザ光の一部は、受光レンズ14を通って2次元受光素子15により受光される。2次元受光素子15は、複数の画素構成部が平面状に配列されたCCD又はCMOSイメージセンサであり、受光量に相当する電荷が画素構成部ごとに蓄積され、取り出される。   FIG. 1 shows the measurement principle of the optical displacement meter 100. The optical displacement meter 100 is also called a laser displacement meter, and is used to measure the displacement of an object in a non-contact manner using the principle of triangulation. Laser light emitted from the laser diode 12 under the control of the LD driver 11 passes through the light projecting lens 13 and irradiates the work WK. A part of the laser beam reflected by the workpiece WK passes through the light receiving lens 14 and is received by the two-dimensional light receiving element 15. The two-dimensional light receiving element 15 is a CCD or CMOS image sensor in which a plurality of pixel components are arranged in a plane, and electric charges corresponding to the amount of received light are accumulated and extracted for each pixel component.

ワークWKが図1に破線で示すように変位すると、ワークWKで反射して2次元受光素子15に達するレーザ光の光路が破線のように変化する。その結果、2次元受光素子15の受光面における受光スポットの位置が移動し、上記の受光信号波形、すなわち受光像の位置が変化する。2次元受光素子15の各画素構成部における受光量に応じた蓄積電荷が読み出し回路16によって読み出され、信号処理によって一次元の受光量分布である受光波形が得られる。この受光波形のピーク位置や重心からワークWKの変位が求まる。   When the workpiece WK is displaced as indicated by a broken line in FIG. 1, the optical path of the laser beam that is reflected by the workpiece WK and reaches the two-dimensional light receiving element 15 changes as indicated by the broken line. As a result, the position of the light receiving spot on the light receiving surface of the two-dimensional light receiving element 15 moves, and the light receiving signal waveform, that is, the position of the received light image changes. Accumulated charges corresponding to the amount of received light in each pixel component of the two-dimensional light receiving element 15 are read out by the readout circuit 16, and a received light waveform that is a one-dimensional received light amount distribution is obtained by signal processing. The displacement of the workpiece WK is obtained from the peak position and the center of gravity of the received light waveform.

図2は、光学式変位計100のシステム構成を示している。この光学式変位計100は、センサヘッド部21とコントローラ部22、表示器27からなる。センサヘッド部21は、図1で示したLDドライバ11、レーザダイオード12、投光レンズ13、受光レンズ14、2次元受光素子15及び読み出し回路16を内蔵している。コントローラ部22は、センサヘッド部21を接続するヘッド接続部24と共に、表示部を構成する表示器27を接続する表示器接続部25を備える。コントローラ部22は、マイクロプロセッサ(制御部)を有し、センサヘッド部21のLDドライバ11を介してレーザダイオード12の出力(発光量)を制御すると共に、2次元受光素子15から読み出された信号からワークWKの変位を求める処理を実行する。なお、レーザダイオード12の制御を、センサヘッド部21で行わせることも可能であり、この場合はセンサヘッド部に制御部を持たせる。また、コントローラ部22の前面には、各種の設定、操作を行うための入力インターフェースとして、押ボタンスイッチやコンソール、あるいはこれらを接続するためのコネクタ類を備えることもできる。さらにコントローラ部22は、半導体メモリを挿入するためのスロットや電源端子台、拡張コネクタ、USBやRS232C等のシリアルポートといったインターフェースを備える。さらにまたコントローラ部22は、複数台のセンサヘッド部21を接続するため、増設ユニット26を接続することもできる。図2の例では、コントローラ部22を構成するメインのアンプユニット28に対して、1台の増設ユニット26を接続しており、計2台のセンサヘッド部21を接続可能としている。増設ユニット26を更に増やすことで、より多くのセンサヘッド部を接続可能とできる。なお、コントローラ部22を構成するアンプユニット自体に複数のセンサヘッド部21を接続するためのヘッド接続部を複数設けたり、増設ユニットに2以上のヘッド接続部を設けてもよいことは言うまでもない。センサヘッド部21とコントローラ部22は電気ケーブル23で接続され、相互に電気信号がやりとりされると共に、電源電圧がコントローラ部22からセンサヘッド部21に供給される。表示器27は、計測結果の数値表示や各種設定値の表示に使用される。この表示器27は、LCDやCRT等を用いたディスプレイを備える。   FIG. 2 shows a system configuration of the optical displacement meter 100. The optical displacement meter 100 includes a sensor head unit 21, a controller unit 22, and a display 27. The sensor head unit 21 incorporates the LD driver 11, the laser diode 12, the light projecting lens 13, the light receiving lens 14, the two-dimensional light receiving element 15, and the readout circuit 16 shown in FIG. 1. The controller unit 22 includes a display unit connection unit 25 that connects a display unit 27 that constitutes the display unit together with a head connection unit 24 that connects the sensor head unit 21. The controller unit 22 includes a microprocessor (control unit), controls the output (light emission amount) of the laser diode 12 via the LD driver 11 of the sensor head unit 21, and is read from the two-dimensional light receiving element 15. A process for obtaining the displacement of the workpiece WK from the signal is executed. The laser diode 12 can also be controlled by the sensor head unit 21. In this case, the sensor head unit has a control unit. In addition, a push button switch, a console, or connectors for connecting these can be provided on the front surface of the controller unit 22 as an input interface for performing various settings and operations. Furthermore, the controller unit 22 includes an interface such as a slot for inserting a semiconductor memory, a power supply terminal block, an expansion connector, and a serial port such as a USB or RS232C. Furthermore, since the controller unit 22 connects a plurality of sensor head units 21, an extension unit 26 can be connected. In the example of FIG. 2, one extension unit 26 is connected to the main amplifier unit 28 constituting the controller unit 22, so that a total of two sensor head units 21 can be connected. By further increasing the number of extension units 26, more sensor heads can be connected. Needless to say, a plurality of head connection portions for connecting the plurality of sensor head portions 21 to the amplifier unit itself constituting the controller portion 22 may be provided, or two or more head connection portions may be provided in the extension unit. The sensor head unit 21 and the controller unit 22 are connected by an electric cable 23 to exchange electric signals with each other, and a power supply voltage is supplied from the controller unit 22 to the sensor head unit 21. The display device 27 is used for displaying numerical values of measurement results and various setting values. The display device 27 includes a display using an LCD, a CRT, or the like.

図1に示すように、レーザダイオード12から発せられたレーザ光は、投光レンズ13を通りワークWKを照射する。ワークWKで反射したレーザ光の一部は、受光レンズ14を通って2次元受光素子15に入射する。2次元受光素子15の各画素構成部に蓄積された電荷は、読み出し回路16によって読み出される。読み出し回路16は、読み出し用パルス信号である画素選択信号を2次元受光素子15に与えて各画素構成部を順次走査することによって、一次元の受光量分布に相当する時系列の電圧信号を得る。   As shown in FIG. 1, the laser light emitted from the laser diode 12 passes through the light projecting lens 13 and irradiates the work WK. Part of the laser light reflected by the workpiece WK passes through the light receiving lens 14 and enters the two-dimensional light receiving element 15. The charges accumulated in each pixel component of the two-dimensional light receiving element 15 are read out by the readout circuit 16. The readout circuit 16 obtains a time-series voltage signal corresponding to a one-dimensional received light amount distribution by applying a pixel selection signal that is a readout pulse signal to the two-dimensional light receiving element 15 and sequentially scanning each pixel component. .

例えば、2次元受光素子15が256画素からなり、画素ごとの転送レートが1マイクロ秒の場合は、256マイクロ秒要して全画素構成部の蓄積電荷が読み出され、読み出し回路16から時系列の電圧信号として出力される。この全画素の蓄積電荷を読み出すのに要する時間に、制御演算に要する時間を加えたものがサンプリング周期である。読み出し回路16の出力信号は、コントローラ部22に渡される。   For example, when the two-dimensional light receiving element 15 is composed of 256 pixels and the transfer rate for each pixel is 1 microsecond, the accumulated charge of all the pixel components is read out in 256 microseconds, and the readout circuit 16 performs time series. Is output as a voltage signal. The sampling period is obtained by adding the time required for the control calculation to the time required for reading the accumulated charges of all the pixels. The output signal of the readout circuit 16 is passed to the controller unit 22.

レーザダイオード12から発せられるレーザ光の強さ(発光量)はLDドライバ11を介して図3に示すマイクロプロセッサ44によって制御される。レーザ光の強さが変われば、ワークWKで反射され、2次元受光素子15に入射する光量(受光量)も変化する。そこで、ワークWKの光反射率(明るさ)に応じてレーザダイオード12から発せられるレーザ光の強さを調節することにより、2次元受光素子15の各画素構成部における蓄積電荷の飽和を回避しながら、そのダイナミックレンジを十分に活用できるようにしている。具体的には、レーザダイオード12を駆動するパルスのパルス幅又はデューティ比を変えることによってレーザ光の強さを調節する。もちろん、パルス電圧(ピーク値)を変えることによって、レーザ光の強さを調節してもよい。   The intensity (light emission amount) of the laser light emitted from the laser diode 12 is controlled by the microprocessor 44 shown in FIG. If the intensity of the laser light changes, the amount of light (the amount of received light) reflected by the workpiece WK and incident on the two-dimensional light receiving element 15 also changes. Accordingly, by adjusting the intensity of the laser light emitted from the laser diode 12 according to the light reflectance (brightness) of the work WK, saturation of accumulated charges in each pixel component of the two-dimensional light receiving element 15 is avoided. However, the dynamic range can be fully utilized. Specifically, the intensity of the laser beam is adjusted by changing the pulse width or duty ratio of a pulse for driving the laser diode 12. Of course, the intensity of the laser beam may be adjusted by changing the pulse voltage (peak value).

上記のようなマイクロプロセッサ44による発光量(レーザ光の強さ)の制御は、一種のフィードバック制御として行われる。つまり、受光量に相当する値(例えばピーク値)が所定の目標値になるように、発光量(レーザ光の強さ)のフィードバック制御が行われる。発光量のフィードバック制御に代えて、増幅器のゲイン(増幅率)のフィードバック制御を行ってもよい。あるいは、発光量のフィードバック制御と増幅器の増幅率のフィードバック制御とを併用するようにしてもよい。例えば目標値に対するフィードバック量の誤差が所定の範囲内に収まっている間は増幅器の増幅率のフィードバック制御を行い、フィードバック量の誤差が所定の範囲を超えたときは発光量のフィードバック制御を行うように構成することが可能である。したがって、レーザダイオード12の発光量及び増幅器の増幅率を含む操作量の少なくとも一つのフィードバック制御を実行すればよい。   The control of the light emission amount (laser light intensity) by the microprocessor 44 as described above is performed as a kind of feedback control. That is, feedback control of the light emission amount (laser light intensity) is performed so that a value (for example, a peak value) corresponding to the light reception amount becomes a predetermined target value. Instead of feedback control of the light emission amount, feedback control of the gain (amplification factor) of the amplifier may be performed. Alternatively, the feedback control of the light emission amount and the feedback control of the amplification factor of the amplifier may be used in combination. For example, feedback control of the amplification factor of the amplifier is performed while the error of the feedback amount with respect to the target value is within a predetermined range, and feedback control of the light emission amount is performed when the error of the feedback amount exceeds the predetermined range. It is possible to configure. Therefore, at least one feedback control of the operation amount including the light emission amount of the laser diode 12 and the amplification factor of the amplifier may be executed.

図3は、マイクロプロセッサ44によるフィードバック制御の構成を示すブロック図である。マイクロプロセッサ44(が実行するプログラム)によって、比較部441、操作量算出部442及び出力部443が構成されている。また、図1におけるLDドライバ11及びレーザダイオード12が制御対象451に相当し、2次元受光素子15、読出し回路16等がフィードバック回路(FB回路)52に相当する。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of feedback control by the microprocessor 44. A comparison unit 441, an operation amount calculation unit 442, and an output unit 443 are configured by the microprocessor 44 (a program executed by the microprocessor 44). Further, the LD driver 11 and the laser diode 12 in FIG. 1 correspond to the controlled object 451, and the two-dimensional light receiving element 15, the readout circuit 16, and the like correspond to the feedback circuit (FB circuit) 52.

比較部441は、あらかじめ定められた目標値とフィードバック量とを比較し、その誤差を出力する。この誤差に基づいて操作量算出部442が操作量を算出し、出力部443に与える。この操作量は、上述の発光量又は(及び)増幅率に相当する。操作量は、マイクロプロセッサ44の出力部443から制御信号として制御対象451に与えられる。すなわち、LDドライバ11又は(及び)増幅器に制御信号が与えられ、レーザダイオード12の発光量又は(及び)増幅器の増幅率が制御される。そして、フィードバック回路452(2次元受光素子15、読出し回路16等)によって得られる受光量のピーク値が再びマイクロプロセッサ44の比較部441にフィードバックされることにより、フィードバックループが形成されている。   The comparison unit 441 compares a predetermined target value with the feedback amount and outputs the error. Based on this error, the operation amount calculation unit 442 calculates the operation amount and provides it to the output unit 443. This operation amount corresponds to the above-described light emission amount or (and) amplification factor. The operation amount is given to the control object 451 as a control signal from the output unit 443 of the microprocessor 44. That is, a control signal is given to the LD driver 11 or (and) the amplifier, and the light emission amount of the laser diode 12 or (and) the amplification factor of the amplifier is controlled. Then, the peak value of the received light amount obtained by the feedback circuit 452 (two-dimensional light receiving element 15, reading circuit 16, etc.) is fed back to the comparison unit 441 of the microprocessor 44, thereby forming a feedback loop.

光学式変位計は、プロファイル形状の生成に加えて、生成されたプロファイル形状に基づいて各種の演算を行う計測処理部と、所望の計測領域を指定する計測領域指定手段とを備えているため、ユーザ側でアプリケーションに応じた専用の変位演算プログラム等を組む必要がなく、容易にワークのプロファイル形状測定と変位測定を行うことができる。
(実施の形態2)
The optical displacement meter includes a measurement processing unit that performs various calculations based on the generated profile shape in addition to the generation of the profile shape, and a measurement region specifying unit that specifies a desired measurement region. The user does not need to set up a dedicated displacement calculation program according to the application, and can easily measure the profile shape and displacement of the workpiece.
(Embodiment 2)

次に本発明の実施2の形態に係る光学式変位計200のブロック図を、図4に示す。この図に示す光学式変位計200も、センサヘッド部1とコントローラ部2とを接続して構成される。センサヘッド部1は、ワークWKに帯光を照射する投光部3と、ワークからの帯光の反射光を受光して受光画像を撮像し、第1の方向の各位置における受光信号として出力するための2次元受光素子15とを備える。コントローラ部2は、投光部3に含まれる投光素子の光量を制御するドライバなどの光量制御部51と、2次元受光素子15の受光特性を制御する受光素子制御部52と、受光素子で撮像された受光画像を読み込む画像読込部56と、画像読込部56で取得された受光信号に基づいて光量制御部51や受光素子制御部52をフィードバック制御する受光データ制御部60と、受光データ制御部60で得られたプロファイルに対して所望の演算を行うための計測処理部54と、受光データ制御部60で取得された受光画像やプロファイル形状を表示する表示部70と、受光データ制御部60や表示部70を操作するためのインターフェース部80と、必要なデータを保持するメモリ部90と、受光ピーク波形の安定度を出力する安定度出力手段58と、測定モードと設定モードとを切り替えるモード切替手段53と、アラーム信号を生成するアラーム検出手段55とを備える。また画像読込部56は、2次元受光素子15からの受光信号を増幅するための増幅器と、増幅器で得られた増幅信号をデジタル信号に変換するためのデジタル変換手段を含む。
(投光部3)
Next, FIG. 4 shows a block diagram of an optical displacement meter 200 according to the second embodiment of the present invention. The optical displacement meter 200 shown in this figure is also configured by connecting the sensor head unit 1 and the controller unit 2. The sensor head unit 1 receives a light projection unit 3 that irradiates the work WK with band light, receives reflected light of the band light from the work, captures a light reception image, and outputs it as a light reception signal at each position in the first direction. And a two-dimensional light receiving element 15 for the purpose. The controller unit 2 includes a light amount control unit 51 such as a driver that controls the light amount of the light projecting element included in the light projecting unit 3, a light receiving element control unit 52 that controls the light receiving characteristics of the two-dimensional light receiving element 15, and a light receiving element. An image reading unit 56 that reads the received light reception image, a light reception data control unit 60 that performs feedback control of the light amount control unit 51 and the light receiving element control unit 52 based on the light reception signal acquired by the image reading unit 56, and light reception data control A measurement processing unit 54 for performing a desired calculation on the profile obtained by the unit 60, a display unit 70 for displaying a received light image and a profile shape acquired by the received light data control unit 60, and a received light data control unit 60. And an interface unit 80 for operating the display unit 70, a memory unit 90 for holding necessary data, and a stability output means for outputting the stability of the received light peak waveform 8, includes a mode switching unit 53 for switching the measurement mode and setting mode, and the alarm detection means 55 for generating an alarm signal. The image reading unit 56 includes an amplifier for amplifying the light reception signal from the two-dimensional light receiving element 15 and digital conversion means for converting the amplified signal obtained by the amplifier into a digital signal.
(Light projector 3)

投光部3は、投光素子、投光レンズを備える。投光素子としては、半導体レーザ(LD:Laser Diode)の他、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を用いることもできる。投光レンズは、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ及びロッドレンズで構成される。投光部3の投光素子である半導体レーザから発光される光を、投光レンズで帯状とし、測定対象物に照射する。帯光はレーザシート光、スリット光、ラインビーム等とも呼ばれる。   The light projecting unit 3 includes a light projecting element and a light projecting lens. As the light projecting element, a light emitting diode (LED) can be used in addition to a semiconductor laser (LD). The light projecting lens includes a collimating lens, a cylindrical lens, and a rod lens. The light emitted from the semiconductor laser that is the light projecting element of the light projecting unit 3 is formed into a belt shape by the light projecting lens, and is irradiated to the measurement object. The band light is also called laser sheet light, slit light, line beam, or the like.

投光部3の発光量は、投光素子の駆動電流の振幅、ONデューティ等のパラメータを調整することで制御できる。したがって操作量には、このような投光素子の駆動電流の振幅又は発光レベル、デューティ比又は発光時間、2次元受光素子15の露光時間、あるいは増幅器の増幅率(信号レベルのゲイン)等のパラメータが含まれる。
(2次元受光素子15)
The light emission amount of the light projecting unit 3 can be controlled by adjusting parameters such as the amplitude of the drive current of the light projecting element and the ON duty. Accordingly, the manipulated variable includes parameters such as the amplitude or light emission level of the light projecting element, the duty ratio or light emission time, the exposure time of the two-dimensional light receiving element 15, or the amplification factor (signal level gain) of the amplifier. Is included.
(Two-dimensional light receiving element 15)

投光素子の帯光は、ワーク表面(あるいは裏面、中間)で反射され、受光レンズを介して2次元受光素子15で受光され、受光画像が取得される。2次元受光素子15としては、リニアイメージセンサであるCCDやCMOSセンサを複数列配置して2次元状とした2次元イメージセンサが使用できる。例えば1次元のリニアイメージセンサであるCCDを画素のライン数分だけ平行に配置して2次元受光素子15を構成する。CCDは受光波形のピークの検出に好適な撮像素子である。特に、受光素子にポジションセンシティブディテクタ(PSD)を使用すると、受光面全体での照度重心位置を検出するため2次反射や3次反射、乱反射等による影響が大きい。これに対しCCDは、画素情報に基づいて受光ピーク位置を正確に検出でき、このような乱反射の影響を受けず正確な測定が可能となる。
(受光データ制御部60)
The band light of the light projecting element is reflected by the work surface (or back surface, middle) and received by the two-dimensional light receiving element 15 through the light receiving lens, and a received light image is acquired. As the two-dimensional light receiving element 15, a two-dimensional image sensor that is a two-dimensional shape by arranging a plurality of rows of CCD or CMOS sensors as linear image sensors can be used. For example, the two-dimensional light receiving element 15 is configured by arranging CCDs, which are one-dimensional linear image sensors, in parallel by the number of pixel lines. The CCD is an image sensor suitable for detecting the peak of the received light waveform. In particular, when a position sensitive detector (PSD) is used for the light receiving element, the influence of secondary reflection, tertiary reflection, irregular reflection, etc. is large because the illuminance barycentric position of the entire light receiving surface is detected. On the other hand, the CCD can accurately detect the light receiving peak position based on the pixel information, and can perform accurate measurement without being affected by such irregular reflection.
(Light reception data control unit 60)

受光データ制御部60は、受光画像から各ラインのピークレベル等を算出し、受光量制御を行う受光レベル制御手段61と、受光画像データからプロファイル形状を演算する等、各種の画像処理を行う画像処理部62と、ワークの状態を判別する等、各種の演算を行う演算部610の機能を実現する。さらに画像処理部62は、プロファイルを演算するプロファイル演算手段64、トレンドグラフを作成するトレンドグラフ作成手段65、プロファイル着色手段66やプロファイルハイライト手段67、受光画像着色手段68、多重合成手段69等の機能を実現する。
(演算部610)
The received light data control unit 60 calculates the peak level of each line from the received light image, and receives received light level control means 61 for controlling the received light amount, and performs various image processing such as calculating the profile shape from the received light image data. The functions of the processing unit 62 and the calculation unit 610 that performs various calculations such as determining the state of the workpiece are realized. Further, the image processing unit 62 includes a profile calculation unit 64 that calculates a profile, a trend graph generation unit 65 that generates a trend graph, a profile coloring unit 66 and a profile highlight unit 67, a received light image coloring unit 68, a multiple synthesis unit 69, and the like. Realize the function.
(Calculation unit 610)

また演算部610は、水平基準位置と現実の水平線とがなす傾斜角を演算する傾斜角演算手段611、高低差基準位置同士の間の高低差を演算する高低差演算手段612、ワークの段差を示すプロファイル形状に対してワークに対するセンサヘッド部の傾きを補正する傾き補正手段613、複数のプロファイル形状の段差部分に基づきプロファイル形状同士を合成するためプロファイルサーチを行うプロファイルマッチング手段614、プロファイルマッチング手段614で合成された共通するプロファイル形状から差分情報を抽出する差分抽出手段615、ワークの状態を判別するワーク判定手段63、受光画像に対して画像サーチを行う画像サーチ手段616、画像サーチ結果に応じて適切な位置に受光マスク領域を移動させるマスク移動手段617、照射光と略平行なエッジ面を有するワークの受光画像中から、隣接する2次元受光素子の画素間の受光光量の変化に基づいてエッジ面の位置を算出するエッジ面算出手段618等の機能を実現する。これらの詳細については後述する。この受光データ制御部60はASIC等のマイクロプロセッサで構成できる。なお図4、図10等の例では、光量フィードバック制御を行う受光データ制御部60をコントローラ部2に設けているが、センサヘッド部1側でレーザダイオード12の制御を行わせてもよい。例えば、図5に示すように、センサヘッド部1側にヘッド制御部50を設け、ヘッド制御部50でレーザダイオード12の発光量の制御、あるいは光量フィードバック制御を行わせることもできる。
(受光レベル制御手段61)
Further, the calculation unit 610 includes an inclination angle calculation unit 611 that calculates an inclination angle formed by the horizontal reference position and the actual horizontal line, an elevation difference calculation unit 612 that calculates an elevation difference between the elevation difference reference positions, and a step of the workpiece. Inclination correcting means 613 for correcting the inclination of the sensor head relative to the workpiece with respect to the profile shape shown, profile matching means 614 for performing profile search to synthesize the profile shapes based on the step portions of the plurality of profile shapes, and profile matching means 614 Difference extraction means 615 for extracting difference information from the common profile shape synthesized in step, work determination means 63 for determining the state of the work, image search means 616 for performing image search on the received light image, and according to the image search result Move the mask to move the light receiving mask area to an appropriate position. Means 617, edge surface calculation means 618 for calculating the position of the edge surface based on the change in the amount of received light between the pixels of the adjacent two-dimensional light receiving elements from the received light image of the workpiece having the edge surface substantially parallel to the irradiation light, etc. Realize the function. Details of these will be described later. The received light data control unit 60 can be constituted by a microprocessor such as an ASIC. In the examples of FIGS. 4 and 10, the light reception data control unit 60 that performs light amount feedback control is provided in the controller unit 2. However, the laser diode 12 may be controlled on the sensor head unit 1 side. For example, as shown in FIG. 5, a head control unit 50 can be provided on the sensor head unit 1 side, and the head control unit 50 can control the light emission amount of the laser diode 12 or the light amount feedback control.
(Light reception level control means 61)

受光レベル制御手段61は、デジタル変換手段で得られたデジタル信号の、各ラインにおける受光信号波形のピークレベルの分布が適切な範囲に収まるよう、投光部3の発光量や2次元受光素子15の利得、増幅器の増幅率等を適正値に設定する。また、全範囲にわたって受光量を取得する他、測定に必要な領域のみに制限して制御することもできる。例えば暗い部位の情報のみが必要な場合は、明るい部位の飽和を無視して制御でき、測定目的に適したより高精度な受光画像を得ることができる。   The light reception level control means 61 adjusts the light emission amount of the light projecting unit 3 and the two-dimensional light receiving element 15 so that the distribution of the peak level of the light reception signal waveform in each line of the digital signal obtained by the digital conversion means is within an appropriate range. The gain and the amplification factor of the amplifier are set to appropriate values. In addition to acquiring the amount of received light over the entire range, it is also possible to control by limiting only to the area necessary for measurement. For example, when only dark part information is required, control can be performed while ignoring saturation of a bright part, and a highly accurate received light image suitable for measurement purposes can be obtained.

これに加えて、ライン間の受光信号波形のピークレベルの分布が所定の範囲内となるように、投光部3の発光量や増幅器の増幅率を含む操作量の少なくともいずれかのパラメータをフィードバック制御する。ここでは、受光量が一定となるようなフィードバック制御を行う。操作量は、受光レベル制御手段61にて演算、調整する他、インターフェース部80の操作量調整手段81からユーザが操作することもできる。
(プロファイル演算手段64)
In addition to this, at least one parameter of the operation amount including the light emission amount of the light projecting unit 3 and the amplification factor of the amplifier is fed back so that the distribution of the peak level of the light reception signal waveform between the lines is within a predetermined range. Control. Here, feedback control is performed so that the amount of received light is constant. The operation amount can be calculated and adjusted by the light reception level control means 61 and can be operated by the user from the operation amount adjustment means 81 of the interface unit 80.
(Profile calculation means 64)

プロファイル演算手段64は、光切断法に基づきワークの変位を測定し、ワークのプロファイル形状を演算する。演算されたワークのプロファイル形状は、表示部70上で波形状に表示される。
(計測処理部54)
The profile calculation means 64 measures the displacement of the workpiece based on the light cutting method and calculates the profile shape of the workpiece. The calculated profile shape of the workpiece is displayed in a wave shape on the display unit 70.
(Measurement processing unit 54)

計測処理部54は、プロファイル演算手段64で演算されたプロファイル形状に対して、設置補正処理、位置補正処理、計測処理等を行う。計測処理としては、指定した線分の高低差測定や傾斜角度検出、指定した面積の演算等、各種の演算が含まれる。
(インターフェース部80)
The measurement processing unit 54 performs installation correction processing, position correction processing, measurement processing, and the like on the profile shape calculated by the profile calculation means 64. The measurement processing includes various calculations such as height difference measurement of a specified line segment, inclination angle detection, and calculation of a specified area.
(Interface unit 80)

インターフェース部80は、コントローラ部2に対する設定等、必要な入力や操作を行うための入力手段を構成する。ユーザが設定や操作を行うための部材として、入出力デバイスを利用することもできる。また光学式変位測定計を操作するための光学式変位測定プログラムのユーザインターフェース画面としてもよい。インターフェース部を構成する入出力デバイスはコンピュータと有線もしくは無線で接続され、あるいはコンピュータ等に固定されている。一般的な入力部としては、例えばマウスやキーボード、スライドパッド、トラックポイント、タブレット、ジョイスティック、コンソール、ジョグダイヤル、デジタイザ、ライトペン、テンキー、タッチパッド、アキュポイント等の各種ポインティングデバイスが挙げられる。またこれらの入出力デバイスは、プログラムの操作のみに限られず、光学式変位測定計等のハードウェアの操作にも利用できる。さらに、インターフェース画面を表示する表示部70のディスプレイ自体にタッチスクリーンやタッチパネルを利用して、表示部70とインターフェース部80とを兼用させることもでき、画面上をユーザが手で直接触れることにより入力や操作を可能としたり、または音声入力その他の既存の入力手段を利用、あるいはこれらを併用することもできる。   The interface unit 80 constitutes an input unit for performing necessary inputs and operations such as settings for the controller unit 2. An input / output device can also be used as a member for the user to perform settings and operations. Further, it may be a user interface screen of an optical displacement measurement program for operating the optical displacement meter. Input / output devices constituting the interface unit are connected to a computer by wire or wirelessly, or are fixed to the computer or the like. Examples of general input units include various pointing devices such as a mouse, keyboard, slide pad, track point, tablet, joystick, console, jog dial, digitizer, light pen, numeric keypad, touch pad, and accu point. These input / output devices are not limited to program operations, but can also be used to operate hardware such as an optical displacement meter. Furthermore, the display unit 70 that displays the interface screen can also be used as the display unit 70 and the interface unit 80 by using a touch screen or a touch panel for the display itself. Or can be operated, voice input or other existing input means can be used, or these can be used together.

図4の例では、インターフェース部80は、操作量調整手段81、計測領域指定手段82、時刻指定手段83、サンプリング指定部84、制御領域指定手段85、マスク領域指定手段86、多重合成条件設定手段87、多重合成範囲制限手段88、合成前画像選択手段89、プロファイル形状中から水平基準位置を指定する水平部位指定手段812、既知の高低差を有する段差形状を有するワークのプロファイル形状中で段差を構成する面を各々高低差基準位置として指定する高低差指定手段814、傾斜角演算手段611で演算された傾斜角を手動で調整するための傾斜角調整手段816、高低差演算手段612で演算された高低差を手動で調整するための高低差調整手段818、段差形状を有するワークのプロファイル形状中から段差を示す段差プロファイル形状を各々指定するための共通プロファイル指定手段820、表示部に表示されるプロファイル形状を上下又は左右に反転可能な反転手段822、表示部に表示されるプロファイル形状を手動で移動及び/又は回転可能なプロファイル移動手段824、傾き補正手段613で演算された傾きを手動で調整するための傾き調整手段826、ワークの変位を測定する測定モードにおいて2以上のセンサヘッド部の配置レイアウトを、横配置、縦配置、挟み込み配置のいずれかから選択する配置モード選択手段828、プロファイル形状中からプロファイルサーチを行うための基準となる登録プロファイルを指定する登録プロファイル指定手段830、登録プロファイル中でプロファイルサーチの際の重要度を低下させた無効領域を指定する無効領域指定手段832、登録プロファイル中で変化の大きい部位を自動的に抽出し無効領域として設定する無効化手段834、表示部上の所望の計測ライン上に複数の受光信号波形が存在する場合に、いずれの受光信号波形を計測光として計測対象とするかを選択するための計測光選択手段836等の機能を実現する。操作量調整手段81は、フィードバック制御の操作量を調整するための手段である。計測領域指定手段82は、計測処理部54で計測を行う対象となる計測領域を、表示部70のプロファイル表示領域71から指定する。時刻指定手段83は、表示部70のトレンドグラフ表示領域72から時刻を指定する。サンプリング指定部84は、メモリ部90でプロファイル形状を記録するタイミング及び/又は枚数を指定する。制御領域指定手段85は、フィードバック制御の対象とする制御領域を指定する。マスク領域指定手段86は、フィードバック制御の対象としないマスク領域を指定する。ここでは、プロファイル形状上に設定するプロファイルマスク領域と、受光画像上に設定する受光マスク領域とを、共通のマスク領域指定手段86で指定可能としている。また、個別のマスク領域指定手段を設け、プロファイルマスク領域を設定するプロファイルマスク領域指定手段と、受光マスク領域を指定する受光マスク領域指定手段とを備えることもできる。
(プロファイルマスク領域指定機能)
In the example of FIG. 4, the interface unit 80 includes an operation amount adjusting unit 81, a measurement region specifying unit 82, a time specifying unit 83, a sampling specifying unit 84, a control region specifying unit 85, a mask region specifying unit 86, and a multiple composition condition setting unit. 87, multiple composition range restriction means 88, pre-combination image selection means 89, horizontal part designation means 812 for designating the horizontal reference position from among the profile shapes, and steps in the profile shape of a workpiece having a known step difference in height. The height difference designating means 814 for designating each constituting surface as the height difference reference position, the tilt angle adjusting means 816 for manually adjusting the tilt angle calculated by the tilt angle calculating means 611, and the height difference calculating means 612 are calculated. The height difference adjusting means 818 for manually adjusting the height difference, the step from the profile shape of the workpiece having the step shape. Common profile designating means 820 for designating each step profile shape, reversing means 822 capable of reversing the profile shape displayed on the display unit vertically or horizontally, manually moving the profile shape displayed on the display unit, and / or Alternatively, a rotatable profile moving means 824, an inclination adjusting means 826 for manually adjusting the inclination calculated by the inclination correcting means 613, and an arrangement layout of two or more sensor head portions in a measurement mode for measuring the displacement of a workpiece. Arrangement mode selection means 828 for selecting from horizontal arrangement, vertical arrangement, and sandwich arrangement, registration profile designation means 830 for specifying a registration profile as a reference for performing profile search from the profile shape, and profile search in the registration profile Invalidity with reduced importance An invalid area designating unit 832 for designating an area, an invalidating unit 834 for automatically extracting a part having a large change in the registered profile and setting it as an invalid area, and a plurality of received light signal waveforms on a desired measurement line on the display unit. When present, the function of the measurement light selection means 836 and the like for selecting which received light signal waveform is to be measured as measurement light is realized. The operation amount adjusting unit 81 is a unit for adjusting the operation amount of feedback control. The measurement area designating unit 82 designates a measurement area to be measured by the measurement processing unit 54 from the profile display area 71 of the display unit 70. The time designation unit 83 designates the time from the trend graph display area 72 of the display unit 70. The sampling designation unit 84 designates the timing and / or number of sheets for recording the profile shape in the memory unit 90. The control area designating unit 85 designates a control area to be subjected to feedback control. The mask area designating unit 86 designates a mask area that is not subject to feedback control. Here, the profile mask area set on the profile shape and the light receiving mask area set on the received light image can be specified by the common mask area specifying means 86. In addition, individual mask area specifying means may be provided, and profile mask area specifying means for setting the profile mask area and light receiving mask area specifying means for specifying the light receiving mask area may be provided.
(Profile mask area specification function)

逆に、フィードバック制御の対象としないプロファイルマスク領域を、プロファイル形状上に指定することもできる。ここでは、マスク領域指定手段86によって、プロファイル表示領域71上から、フィードバック制御の対象としないプロファイルマスク領域PMを指定する。図6の例では、プロファイル形状が不安定になっている範囲を一点鎖線で示す枠状のプロファイルマスク領域PMを指定する。フィードバック制御に際しては、プロファイルマスク領域PMの計測値が無視されるため、このような不安定な領域が排除された正確なフィードバック制御結果を得ることができ、安定した信頼性の高い制御と測定が実現される。   Conversely, a profile mask region that is not subject to feedback control can be specified on the profile shape. Here, the mask area designation means 86 designates a profile mask area PM that is not subject to feedback control from the profile display area 71. In the example of FIG. 6, a frame-like profile mask region PM that indicates a range in which the profile shape is unstable is indicated by a one-dot chain line. In feedback control, the measurement value of the profile mask region PM is ignored, so that an accurate feedback control result in which such an unstable region is eliminated can be obtained, and stable and reliable control and measurement can be performed. Realized.

また多重合成条件設定手段87は、多重合成を行うための多重合成条件を設定するための部材であって、さらに多重合成範囲を制限するための多重合成範囲制限手段88を備える。さらにまた合成前画像選択手段89は、合成前画像の撮像条件を指定するための部材である。
(メモリ部90)
The multiple composition condition setting means 87 is a member for setting multiple composition conditions for performing multiple composition, and further includes multiple composition range limiting means 88 for restricting the multiple composition range. Furthermore, the pre-combination image selection means 89 is a member for designating the imaging conditions for the pre-combination image.
(Memory unit 90)

メモリ部90は、受光ピーク記憶手段91及び合成前画像記憶手段92として機能する。受光ピーク記憶手段91は、ワーク判定手段63でピーク数記憶受光量制御を行う際に、計数した受光ピーク数を保持する。   The memory unit 90 functions as a light reception peak storage unit 91 and a pre-combination image storage unit 92. The received light peak storage unit 91 holds the counted number of received light peaks when the workpiece determination unit 63 performs peak number storage received light amount control.

またメモリ部90で撮像された受光画像及び演算されたプロファイル形状を、測定した時間情報と共に逐次保存するプロファイルストレージ機能を実現することもできる。これにより過去のプロファイル変化の履歴を保持できる。保存するデータは、プロファイルを波形状のラインとして保存する他、数値データ(点)の集合、あるいはプロファイル形状を表示するプロファイル画像として保存することもできる。また、各種の設定を保持するメモリ部90と兼用することもできる。さらにメモリ部90に、トレンドグラフや、アラーム検出手段55がアラーム信号を出力した期間を記録することもできる。
(プロファイルデータストレージ機能)
It is also possible to realize a profile storage function that sequentially stores the received light image captured by the memory unit 90 and the calculated profile shape together with the measured time information. Thereby, the history of past profile changes can be held. In addition to saving the profile as a wave-shaped line, the data to be saved can be saved as a set of numerical data (points) or a profile image displaying the profile shape. It can also be used as the memory unit 90 that holds various settings. Furthermore, a trend graph and a period during which the alarm detection means 55 outputs an alarm signal can be recorded in the memory unit 90.
(Profile data storage function)

また、プロファイルデータをメモリ部のプロファイルデータストレージ領域に保存するプロファイルデータストレージ機能を有しており、これにより後でデータを呼び出して確認することができる。これを利用することで、ワークの形状が時間的に異なる場合に、その変化量の測定に好適に利用できる。例えば図103の斜視図及び図104の断面図に示すように、接着剤SZを塗布する塗布装置TSがワークWK15上の所定の位置に適量の接着剤SZを正しい形状に塗布しているかどうかを確認する用途においては、バックグラウンド、すなわち塗布対象のワークWK15の形状が一定であれば、これを登録画像として予め登録しておき、測定モードにおいては塗布後のプロファイル形状のみを登録画像と対比すれば確認できる。しかしながら、現実にはワークの形状が一定でないことがあるため、個別に塗布前のプロファイル形状と塗布後のプロファイル形状を計測する必要がある。この場合、同一のワークに対して時間的に異なるタイミングでプロファイル形状を取得しなければならない。   Further, it has a profile data storage function for saving profile data in the profile data storage area of the memory unit, so that the data can be recalled and confirmed later. By using this, when the shape of the workpiece is temporally different, it can be suitably used for measuring the amount of change. For example, as shown in the perspective view of FIG. 103 and the cross-sectional view of FIG. 104, whether or not the coating device TS for applying the adhesive SZ is applying an appropriate amount of the adhesive SZ to a predetermined position on the workpiece WK15. In the application to be confirmed, if the background, that is, the shape of the workpiece WK15 to be applied is constant, this is registered in advance as a registered image, and only the profile shape after application is compared with the registered image in the measurement mode. Can be confirmed. However, since the shape of the workpiece may not be constant in reality, it is necessary to individually measure the profile shape before application and the profile shape after application. In this case, the profile shape must be acquired for the same workpiece at different timings.

このような用途においては、プロファイル形状を保存するプロファイルデータストレージ機能が好適に利用できる。すなわち、所定のタイミングで接着剤塗布前、塗布後のワークのプロファイル形状を各々取得し、これをメモリ部のデータストレージ領域に保存した上で、取得時間を指定して表示部に呼び出すことにより、容易に前後のプロファイル形状を対比することができる。表示部においては、取得時間の異なるプロファイル形状を複数並べて表示することも、またこれらを切り替えて表示させることもできる。さらに必要に応じてプロファイル形状の差分を差分プロファイルとして表示することもできる。   In such an application, a profile data storage function for saving a profile shape can be preferably used. That is, by obtaining the profile shape of the workpiece before and after applying the adhesive at a predetermined timing, and storing this in the data storage area of the memory unit, by calling the display unit with the acquisition time specified, It is possible to easily compare the front and rear profile shapes. In the display unit, a plurality of profile shapes having different acquisition times can be displayed side by side, or these can be switched and displayed. Furthermore, the difference in profile shape can be displayed as a difference profile as necessary.

プロファイルデータストレージ機能を利用すれば、センサヘッド部が1台でも、同一のセンサヘッド部で同一のワークを異なるタイミングで各々撮像し、後にこれらをデータストレージ領域から読み出して表示部で表示させることができる。図106に、1台のセンサヘッド部でワークの加工前の形状及び加工後の形状を測定するタイミングチャートを示す。図において、N、M等で示す位置は、センサヘッド部1によるワークの計測位置を示している。図106では、Nの位置にあるセンサヘッド部1で加工前のワークの形状を測定し、同じワークの加工後の形状をMの位置にあるセンサヘッド部1で測定する。同様に、N+1の位置にあるセンサヘッド部1で加工前のワークの形状を、M+1にあるセンサヘッド部で加工後のワークの形状を、各々測定する。この場合、測定の順序としては一のセンサヘッド部1又はワークを相対的に移動させて、N→M→N+1→M+1の順に測定する。このようにして、センサヘッド部を加工前、加工後の測定に共用し、少ないハードウェア資源でも効率よく時間差処理、すなわち時間的に異なるタイミングのプロファイル形状を取得、対比等することができる。この場合は、図104に示すように、接着剤SZ塗布前のワークWK15及び塗布後のワークWK15を撮像できる位置にセンサヘッド部1を移動させる機構、あるいはワークWK15側を、搬送後にセンサヘッド部1の垂下に戻す機構が必要となる。このため、好ましくは2台若しくはそれ以上のセンサヘッド部を用いて、塗布前後のワークを個別のセンサヘッド部で各々撮像する。この構成であれば、センサヘッド部やワークの移動機構を簡略化できる。本実施の形態では、後述する図40に示すように、2台のセンサヘッド部を使用し、図103、図104に示すワークWK15に対して、接着剤SZの塗布前のプロファイル形状と塗布後のプロファイル形状を、各々のセンサヘッド部1で取得している。図40は2台のセンサヘッド部を接続可能なコントローラ部2のブロック図を示している。このセンサヘッド部1で、図105(a)に示す接着剤塗布前のプロファイル形状と、図105(b)に示す塗布後のプロファイル形状を各々計測し、後述するマッチング手段を用いて、ワークの形状に基づきこれらのプロファイル形状を合成し、図105(c)のような合成プロファイルを得る。さらに図105(d)に示すように、これらの差分プロファイルを抽出することで、塗布された接着剤の正確なプロファイルを得ることができる。   If the profile data storage function is used, even if there is only one sensor head unit, the same sensor head unit can capture the same work at different timings, and then read them from the data storage area and display them on the display unit. it can. FIG. 106 is a timing chart for measuring the shape of a workpiece before and after machining with one sensor head unit. In the figure, positions indicated by N, M, etc. indicate the workpiece measurement positions by the sensor head unit 1. In FIG. 106, the shape of the workpiece before machining is measured by the sensor head unit 1 at the N position, and the shape of the same workpiece after machining is measured by the sensor head unit 1 at the M position. Similarly, the shape of the workpiece before processing is measured by the sensor head portion 1 at the position N + 1, and the shape of the workpiece after processing is measured by the sensor head portion at the position M + 1. In this case, as a measurement order, one sensor head unit 1 or the workpiece is relatively moved, and measurement is performed in the order of N → M → N + 1 → M + 1. In this way, the sensor head unit can be shared for measurement before and after processing, and time difference processing, that is, profile shapes at different timings can be acquired and compared with less hardware resources. In this case, as shown in FIG. 104, a mechanism for moving the sensor head unit 1 to a position where the workpiece WK15 before the application of the adhesive SZ and the workpiece WK15 after the application can be imaged, or the sensor head unit after the workpiece WK15 side is conveyed. A mechanism for returning to 1 drooping is required. For this reason, it is preferable that two or more sensor head portions are used, and the workpieces before and after coating are respectively imaged by the individual sensor head portions. With this configuration, the sensor head unit and the workpiece moving mechanism can be simplified. In the present embodiment, as shown in FIG. 40 described later, two sensor head units are used, and the profile shape before application of the adhesive SZ and the application after application to the workpiece WK15 shown in FIGS. Are obtained by each sensor head unit 1. FIG. 40 is a block diagram of the controller unit 2 to which two sensor head units can be connected. With this sensor head unit 1, the profile shape before application of the adhesive shown in FIG. 105 (a) and the profile shape after application shown in FIG. 105 (b) are respectively measured, and using the matching means described later, These profile shapes are synthesized based on the shape to obtain a synthesized profile as shown in FIG. Furthermore, as shown in FIG. 105 (d), by extracting these differential profiles, an accurate profile of the applied adhesive can be obtained.

なお、図103の例では、ワークWK15上の接着剤SZ塗布位置とは異なる部位を、塗布前のプロファイル形状として測定している。図103に示すように、塗布位置がワークの溝状で、どの位置でも同一のプロファイルが得られる場合は、塗布位置と異なる部位を塗布前のプロファイル形状として代用してもよい。この方法であれば、実質的に同一のタイミングで塗布前と塗布後のプロファイル形状を同時に取得できる。もちろん、同一部位のプロファイル形状を、塗布前後で撮像することもでき、これによって特にワークの成形精度が劣る場合でもより正確な接着剤の測定が可能となる。   In the example of FIG. 103, a part different from the application position of the adhesive SZ on the workpiece WK15 is measured as a profile shape before application. As shown in FIG. 103, when the application position is a groove shape of a workpiece and the same profile can be obtained at any position, a portion different from the application position may be used as the profile shape before application. With this method, the profile shapes before and after application can be acquired at substantially the same timing. Of course, the profile shape of the same part can also be imaged before and after the application, which makes it possible to measure the adhesive more accurately even when the molding accuracy of the workpiece is particularly poor.

また、ここでは一例として接着材の塗布量を計測する例を説明したが、本実施の形態はこれに限られず、加工形状の確認など、処理の前後で変化する形状を比較する用途において広く活用できる。   Moreover, although the example which measures the application quantity of an adhesive material was demonstrated here as an example, this Embodiment is not restricted to this, It uses widely in the use which compares the shape which changes before and after processing, such as confirmation of a processing shape. it can.

さらに、逐次的に表示や処理などを行う形態の他、所定のデータが集まった時点で一括して処理する用途にも利用できる。例えば図107に示すように、接着剤の塗布前のプロファイル形状を複数箇所で測定して保存しておき、塗布後にこれら複数箇所の形状を計測し、例えば接着剤塗布面積の和など、複数のプロファイル形状を利用した一括処理を行うこともできる。図107の例では、纏めて加工前のワークについて測定した後、加工後のワークを測定するよう、N→N+1→N+2→...→M→M+1→M+2の順で測定する。この場合は、2台のセンサヘッド部1を利用して、各々加工前のワーク、加工後のワークを測定する構成とすることも、また1台のセンサヘッド部1で加工前後のワークを測定する構成とすることもできる。
(計測ピッチ)
Furthermore, in addition to a form in which display and processing are performed sequentially, the present invention can be used for a purpose of batch processing when predetermined data is collected. For example, as shown in FIG. 107, the profile shape before application of the adhesive is measured and stored at a plurality of locations, and the shape of the plurality of locations is measured after application. Batch processing using profile shapes can also be performed. In the example of FIG. 107, N → N + 1 → N + 2 →... So that the workpiece after machining is measured collectively and then the workpiece after machining is measured. . . → Measure in order of M → M + 1 → M + 2. In this case, it is possible to use two sensor head portions 1 to measure the workpiece before and after machining, respectively, or to measure the workpiece before and after machining with one sensor head portion 1. It can also be set as the structure to do.
(Measurement pitch)

メモリ部のデータストレージ領域にプロファイル形状を保存するタイミング又は計測ピッチは、ワークの搬送ラインの速度や求められるプロファイル形状の精度等に応じて、任意に設定できる。図108に示すように、計測ピッチが比較的粗い場合には直前で取得したプロファイル形状を順次表示できる。図108の例では、同一のワークにつき、加工前、加工後を順次測定することができ、N→M→N+1→M+1→N+2の順に、ワークを測定して順次読み出し、加工前後の形状を対比できる。一方、計測ピッチを細かくしたい場合には、接着剤塗布前のプロファイルデータが複数存在するため、これらを一旦保存しておき、表示の際に改めて読み出す必要がある。図109の例では、接着剤塗布前の計測位置から塗布後の計測位置までの間に、4周期進んでいる。すなわち、塗布前のワークの計測位置Nに対応する塗布後の計測位置はM+4であり、また塗布前の計測位置N+1に対応する塗布後の計測位置はM+5、同様にN+2に対応する位置はM+6となる。このため、保存のタイミングと表示のタイミングに応じて、計測ピッチを設定し、例えば表示部で表示させるプロファイル形状が、何回分の計測ピッチあるいはサンプリング周期に相当するのか、等で指定できるようにする。   The timing or measurement pitch at which the profile shape is stored in the data storage area of the memory unit can be arbitrarily set according to the speed of the workpiece conveyance line, the required profile shape accuracy, and the like. As shown in FIG. 108, when the measurement pitch is relatively coarse, the profile shapes acquired immediately before can be displayed sequentially. In the example of FIG. 108, before and after machining can be measured sequentially for the same workpiece, workpieces are measured and read sequentially in the order of N → M → N + 1 → M + 1 → N + 2, and the shapes before and after machining are compared. it can. On the other hand, when it is desired to make the measurement pitch fine, since there are a plurality of profile data before applying the adhesive, it is necessary to temporarily store these data and to read them again at the time of display. In the example of FIG. 109, four cycles are advanced from the measurement position before application of the adhesive to the measurement position after application. That is, the measurement position after application corresponding to the measurement position N of the workpiece before application is M + 4, the measurement position after application corresponding to the measurement position N + 1 before application is M + 5, and similarly the position corresponding to N + 2 is M + 6. It becomes. For this reason, the measurement pitch is set according to the storage timing and the display timing so that the profile shape displayed on the display unit can be specified by how many measurement pitches or sampling periods correspond, for example. .

また、プロファイル形状を保存するタイミングは、種々の方法で指定でき、例えばコントローラ部内部で自律的に作成されるタイミング信号を利用したり、外部から入力されるトリガ信号を利用して保存することもできる。また複数のセンサヘッド部を接続している態様においては、タイミング信号やトリガ信号は、各センサヘッド部共通としたり、あるいはセンサヘッド部毎に個別の信号とすることもできる。例えば、一のトリガ信号に応じて、個々のセンサヘッド部が個別に動作する態様、あるいはトリガ信号に応じて2個のセンサヘッド部が同期して動作する態様、あるいはトリガ信号に応じて動作するが、1個のトリガ信号に対して複数回のプロファイル取得を行う態様など、種々の動作を設定できる。   The timing for saving the profile shape can be specified by various methods. For example, it can be saved by using a timing signal autonomously created inside the controller unit or by using a trigger signal input from the outside. it can. In an aspect in which a plurality of sensor head portions are connected, the timing signal and the trigger signal can be common to the sensor head portions, or can be individual signals for each sensor head portion. For example, a mode in which each sensor head unit operates individually according to one trigger signal, a mode in which two sensor head units operate in synchronization according to a trigger signal, or a mode according to a trigger signal However, it is possible to set various operations such as an aspect of performing profile acquisition a plurality of times for one trigger signal.

なお、保存したプロファイル形状を単に表示部に表示させるのみならず、他の処理を含めることが可能であることはいうまでもない。例えば、図105(d)に示すような差分プロファイルを演算して表示部に表示させる処理、あるいはプロファイル形状の表示を省略して、差分プロファイルの面積や高さを演算して、演算結果のみを表示させる等、種々の処理とできる。
(保存データ種別設定)
Needless to say, the stored profile shape is not only displayed on the display unit, but may include other processes. For example, the process of calculating the difference profile as shown in FIG. 105 (d) and displaying it on the display unit, or omitting the display of the profile shape, calculating the area and height of the difference profile, and calculating only the calculation result. Various processes such as display are possible.
(Saved data type setting)

また保存する対象となるデータは、任意に設定でき、例えば全てのプロファイルとする他、異常が発生しているプロファイル(NGプロファイル)のみとしてもよい。全プロファイルを保存する場合、異常が頻発している場合にはさほど問題にならないが、一方異常の発生が少ない場合には、多数保存されたプロファイルデータの中から、不具合の発生しているプロファイルデータを見つけ出すことは容易でない。   The data to be stored can be arbitrarily set. For example, all the profiles may be used, or only the profile in which an abnormality has occurred (NG profile) may be used. When saving all profiles, it does not matter so much when abnormalities occur frequently. On the other hand, if the occurrence of abnormalities is small, the profile data in which a defect has occurred from a large number of saved profile data. It is not easy to find out.

そこで、本実施の形態においては、プロファイルデータストレージ領域にプロファイルデータを保存する際、異常の発生しているプロファイルデータについては、その旨を付記して保存する。図7に、保存されたプロファイルデータの一覧を示す。この例では、一覧表示される各プロファイルデータに、プロファイル番号とプロファイル取得時刻に加えて、計測でエラー(NG)が発生しているデータには、エラー発生を示すフラグを付加している。   Therefore, in the present embodiment, when profile data is stored in the profile data storage area, the profile data in which an abnormality has occurred is stored with a notice to that effect. FIG. 7 shows a list of stored profile data. In this example, in addition to the profile number and profile acquisition time, data indicating an error (NG) in measurement is added to each profile data displayed in a list with a flag indicating the occurrence of an error.

保存されたプロファイルデータは、表示部にて一覧表示することが可能であり、例えば図7のような表形式で表示できる。一覧表示からプロファイル番号を選択すると、選択されたプロファイル波形がプロファイル表示領域71に表示される。また、選択されたプロファイル以外にも、比較用のプロファイルを複数表示させることもできる。このように複数のプロファイルを並列的に表示し、これらを対比しやすくして異常発生箇所の確認や発生過程の確認などに利用できる。さらに、プロファイルに着色等のハイライト処理を施して表示部に表示させることもできる。例えば、全てのプロファイルデータを表示した上に、選択されているプロファイルのみを異なる色で重ねて表示することで、プロファイルの傾向やばらつき等を直感的に把握できるようにする。   The stored profile data can be displayed as a list on the display unit, and can be displayed in a table format as shown in FIG. 7, for example. When a profile number is selected from the list display, the selected profile waveform is displayed in the profile display area 71. In addition to the selected profile, a plurality of comparison profiles can be displayed. In this way, a plurality of profiles can be displayed in parallel, and these can be easily compared and used for confirming the location where an abnormality has occurred or confirming the process of occurrence. Furthermore, the profile can be displayed on the display unit by performing a highlighting process such as coloring. For example, by displaying all the profile data and displaying only the selected profile with different colors in an overlapping manner, it is possible to intuitively grasp the tendency and variation of the profile.

なお、異常が発生しているプロファイルデータかどうかの判断は、予め設定した判定条件に従う。例えば、プロファイルデータに飽和点が含まれている場合、所定の下限閾値よりも低い受光量の点が含まれている場合等とできる。
(表示部70)
Whether or not the profile data has an abnormality is determined according to a predetermined determination condition. For example, a case where a saturation point is included in the profile data, or a point where the received light amount is lower than a predetermined lower limit threshold can be included.
(Display unit 70)

表示部70は、演算結果や撮像された画像データ等を表示する。図4に示す例では、プロファイル形状を表示するためのプロファイル表示領域71、トレンドグラフを表示するためのトレンドグラフ表示領域72、光量グラフを表示するための光量グラフ表示領域73、受光画像を表示するための受光画像表示領域74等を備える。これらの領域は、表示部の領域を適宜分割して一画面で複数表示させたり、あるいは複数の画面を切り替えて表示することもできる。例えば、図8に示すようにプロファイル演算手段64で演算されたワークのプロファイル形状を表示する。これにより、ワークのプロファイル形状を視覚的に確認できる。また、プロファイル形状に対して、計測処理部54により各種演算を行うことができる。例えば、段差部分の高低差を演算したり、指定した線分の長さや面積等を演算できる。演算すべき部位は、インターフェース部80を構成するマウスやキーボード等のポインティングデバイスで構成される計測領域指定手段82で指定する。   The display unit 70 displays calculation results, captured image data, and the like. In the example shown in FIG. 4, a profile display area 71 for displaying a profile shape, a trend graph display area 72 for displaying a trend graph, a light quantity graph display area 73 for displaying a light quantity graph, and a received light image are displayed. A received light image display area 74 and the like. These areas can be displayed by dividing the area of the display unit as appropriate and displayed on one screen, or by switching between a plurality of screens. For example, as shown in FIG. 8, the profile shape of the workpiece calculated by the profile calculation means 64 is displayed. Thereby, the profile shape of the workpiece can be visually confirmed. In addition, various calculations can be performed on the profile shape by the measurement processing unit 54. For example, the height difference of the stepped portion can be calculated, and the length and area of the designated line segment can be calculated. The part to be calculated is designated by the measurement area designation means 82 constituted by a pointing device such as a mouse or a keyboard constituting the interface unit 80.

また図9に示すように、2次元受光素子15で撮像した受光画像を受光画像表示領域74に表示することもできる。受光画像は、ワークのプロファイル形状が適切に計測できていない場合等に、受光素子で取得した生画像として受光輝度分布を確認する際に好適に利用できる。これらプロファイル形状や受光画像の表示は、表示画面を切り替えて行う他、同時に表示させることもできる。特に、2画面で個別にプロファイル形状と受光画像を並べて表示させる他、これらを一画面で重ねて表示することもできる。この表示部70は、CRTモニタや液晶ディスプレイ等が利用できる。また表示部70は、コントローラ部2に組み込む構成の他、コントローラ部2と別部材に構成することもできる。   In addition, as shown in FIG. 9, the received light image captured by the two-dimensional light receiving element 15 can be displayed in the received light image display area 74. The received light image can be suitably used when confirming the received light luminance distribution as a raw image acquired by the light receiving element, for example, when the profile shape of the workpiece is not properly measured. The display of the profile shape and the received light image can be performed simultaneously with switching the display screen. In particular, in addition to displaying the profile shape and the received light image side by side separately on two screens, they can be displayed superimposed on one screen. The display unit 70 can be a CRT monitor, a liquid crystal display, or the like. The display unit 70 can be configured as a separate member from the controller unit 2 in addition to the configuration incorporated in the controller unit 2.

図4のブロック図において、太線で示す矢印は画像データの流れ、破線矢印はプロファイルデータの流れ、細線矢印は制御信号の流れを、それぞれ示している。この光学式変位計200では、まず投光部3の投光素子を点灯させ、帯光をワークに照射し、その反射光を受光素子で結像する。このアナログ信号は画像読込部56で取り込まれ、増幅器で増幅され変換手段でデジタル信号に変換される。これにより画像読込部56で受光画像が取得されると共に、受光データ制御部60の画像処理部62でプロファイル形状が生成される。これらの画像データは、表示部70にて表示される。また一方で受光レベル制御手段61がフィードバック制御を行い、受光量のピーク値が適切に得られるよう、操作量が調整される。   In the block diagram of FIG. 4, arrows shown by bold lines indicate the flow of image data, broken arrows indicate the flow of profile data, and thin arrows indicate the flow of control signals. In the optical displacement meter 200, first, the light projecting element of the light projecting unit 3 is turned on, the band light is irradiated onto the work, and the reflected light is imaged by the light receiving element. The analog signal is captured by the image reading unit 56, amplified by an amplifier, and converted into a digital signal by a conversion means. As a result, the received light image is acquired by the image reading unit 56 and the profile shape is generated by the image processing unit 62 of the received light data control unit 60. These image data are displayed on the display unit 70. On the other hand, the light reception level control means 61 performs feedback control, and the operation amount is adjusted so that the peak value of the light reception amount can be obtained appropriately.

なお、以上のセンサヘッド部とコントローラ部との切り分けは一例に過ぎず、コントローラ部の機能の一部をセンサヘッド部に持たせたり、センサヘッド部とコントローラ部とを一体とすることもできる。また、一のコントローラ部に複数のセンサヘッド部を接続し、これらを制御することも可能である。コントローラ部とセンサヘッド部との接続は、I/O接続の他、データ通信によることも可能である。
(通信手段57)
The above separation of the sensor head part and the controller part is merely an example, and the sensor head part may have a part of the function of the controller part, or the sensor head part and the controller part may be integrated. It is also possible to connect a plurality of sensor head units to one controller unit and control them. The connection between the controller unit and the sensor head unit can be performed by data communication in addition to the I / O connection.
(Communication means 57)

光学式変位計はさらに、外部機器GKとの通信を行うための通信手段57を備えることもできる。実施の形態2の変形実施例として、図10に通信手段57を備える光学式変位計300のブロック図を示す。この光学式変位計300は、測定モードと、操作量調整手段81が通信手段57を介して外部機器GKと通信することによって操作量を調整する操作量調整モードとを、モード切替手段53で切り替える。操作量調整モードにおいて、受光レベル制御手段61で演算された操作量は、操作量調整手段81及び通信手段57を介して外部機器GKに送信され、外部機器GKで操作量データが記憶される。このように光学式変位計は、フィードバック制御の操作量の調整を操作量調整手段81で行う他、通信手段57を介して光学式変位計と接続された外部機器GKから調整することもできる。例えば、外部機器GKとしてコンピュータを接続し、該コンピュータ上で動作するプログラムによって操作量調整機能を実現できる。この場合は、コンピュータの表示装置や入力装置によって提供されるユーザインターフェイスにより、操作量の調整操作をより分かりやすいものとすることができる。   The optical displacement meter may further include a communication unit 57 for performing communication with the external device GK. As a modified example of the second embodiment, FIG. 10 shows a block diagram of an optical displacement meter 300 provided with communication means 57. In the optical displacement meter 300, the mode switching unit 53 switches between the measurement mode and the operation amount adjustment mode in which the operation amount adjustment unit 81 adjusts the operation amount by communicating with the external device GK via the communication unit 57. . In the operation amount adjustment mode, the operation amount calculated by the light reception level control means 61 is transmitted to the external device GK via the operation amount adjustment means 81 and the communication means 57, and the operation amount data is stored in the external device GK. As described above, the optical displacement meter can be adjusted from the external device GK connected to the optical displacement meter via the communication means 57 in addition to the adjustment of the operation amount of the feedback control by the operation amount adjusting means 81. For example, a computer is connected as the external device GK, and the operation amount adjustment function can be realized by a program operating on the computer. In this case, the adjustment operation of the operation amount can be made easier to understand by the user interface provided by the display device or the input device of the computer.

なお通信手段57による外部機器GKとの通信は、有線に限られず無線接続も利用できる。また、外部機器GKであるコンピュータ上で動作するプログラムが、操作量データに基づいて適切な操作量の調整量を決定するのではなく、ユーザが調整量を任意に設定又は変更するための表示等のユーザインターフェイスを提供することもできる。
(受光画像撮像条件の最適化)
Note that communication with the external device GK by the communication unit 57 is not limited to wired communication, and wireless connection can also be used. In addition, a program that operates on a computer that is the external device GK does not determine an adjustment amount of an appropriate operation amount based on the operation amount data, but a display for the user to arbitrarily set or change the adjustment amount. A user interface can also be provided.
(Optimization of received light image capturing conditions)

実際に光学式変位計で計測対象として考えられるワークのパターンとしては、図11に示すような表面が平坦で表面状態も均一なワークWK1、又は図12に示すように表面は平坦であるが、部位によって表面状態、特に反射率が異なるワークWK2、あるいは図13に示すように、立体形状であり、部位によって反射状態が異なるワークWK3等が考えられる。図11のようなワークWK1では、反射光量の分布がほぼ一定であるため、ピークレベルのばらつきも少なく、一枚の受光画像で全体の反射量を把握できる。一方、図12のようなワークWK2では、部位によって反射光量が異なるため、操作量の調整が必要となり、あるいは撮像条件を変更した複数の受光画像を撮像して、これらを合成するマルチ露光が必要となる。さらに図13のようなワークWK3でも同様の処理が必要となる。この場合において、ワークのどのようなプロファイル情報を利用したいかに応じて、撮像すべきポイントも異なる。例えば、極力、多くの部位を計測したい場合は、上述のように全体の受光量分布を把握できるよう、露光時間の調整やマルチ露光が必要となる。一方で、ワークWK3において、極端に反射光量が少ない隅部の測定精度が無視できる場合は、ワークの頂点部分に受光量制御が働けばよい。あるいは幅などの測定用途等、頂点部分の精度よりも隅部の精度が求められる場合は、隅部に受光量制御が働けばよい。このように、用途や目的に応じた受光量制御を行うことで、極端に反射光量が少ない部位は計測しなくても良い用途であれば、ワークの表面部分のみを撮像できれば足りる。あるいは、極端に反射光量が多い部分は計測しなくても良い用途であれば、逆にワークの表面部分を撮像対象あるいは処理対象、制御対象から省いて、隅部のみを撮像すれば足りる。このように、用途や目的に応じた撮像を適切に行うことで、効率よく、また精度よくプロファイル情報を取得できる。本実施の形態は、このような用途別の撮像に好適な機能を備えている。以下、具体的に各機能について説明する。   As a work pattern that is actually considered as an object to be measured by the optical displacement meter, the work WK1 having a flat surface as shown in FIG. 11 and a uniform surface state, or the surface is flat as shown in FIG. A work WK2 having a different surface state, in particular, reflectivity depending on the part, or a work WK3 having a three-dimensional shape and having a different reflection state depending on the part, as shown in FIG. In the workpiece WK1 as shown in FIG. 11, since the distribution of the reflected light amount is almost constant, there is little variation in the peak level, and the total reflection amount can be grasped with one received light image. On the other hand, in the work WK2 as shown in FIG. 12, since the amount of reflected light differs depending on the part, it is necessary to adjust the operation amount, or it is necessary to take a plurality of received light images with different imaging conditions and synthesize multiple exposures. It becomes. Further, similar processing is required for the workpiece WK3 as shown in FIG. In this case, the points to be imaged differ depending on what profile information of the workpiece is desired to be used. For example, when it is desired to measure as many parts as possible, adjustment of exposure time and multi-exposure are necessary so that the entire received light amount distribution can be grasped as described above. On the other hand, in the workpiece WK3, when the measurement accuracy at the corner where the amount of reflected light is extremely small can be ignored, the received light amount control may be applied to the apex portion of the workpiece. Alternatively, when the accuracy of the corner is required rather than the accuracy of the apex portion, such as for measuring the width, etc., the received light amount control may be applied to the corner. In this way, if the amount of reflected light is controlled according to the application and purpose, it is sufficient if only the surface portion of the workpiece can be imaged if it is not necessary to measure a part where the amount of reflected light is extremely small. Alternatively, if it is an application that does not require measurement of a portion where the amount of reflected light is extremely large, the surface portion of the workpiece may be omitted from the imaging target, the processing target, and the control target, and only the corners may be captured. Thus, profile information can be acquired efficiently and accurately by appropriately performing imaging according to the application and purpose. The present embodiment has a function suitable for such application-specific imaging. Each function will be specifically described below.

受光画像やプロファイル形状が適切に得られるように調整すべき操作量としては、発光素子の発光レベルや発光時間、2次元受光素子の露光時間、増幅器の回路増幅率の信号レベルのゲイン等が挙げられる。これらの操作量は、操作量調整手段でユーザが直接設定する他、光学式変位計側で自動的に設定することもできる。特に、受光レベル制御手段でフィードバック制御することによって、適切な値に設定できる。しかしながら、操作量の設定可能な範囲が広大であり、またワークに応じて反射光量などが大きく変化するため、受光レベル制御手段による自動制御が追従できないことがあり、フィードバック制御が働かず発散したり、あるいは制御が安定するまで時間がかかることもある。そこで、より安定した動作を得るための手法として、2次元受光素子の感度特性を調整し、飽和しないような曲線の受光特性を有する2次元受光素子を使用する。具体的には、Log特性を備える2次元受光素子を使用する。これによって、受光信号の高い領域で絶対値が抑えられ、低い領域の信号との差が相対的に縮まり、2次元受光素子のライン間で受光信号に高低差があってもこれを軽減できるので、一枚の受光画像で対応可能な受光信号の範囲を広く取ることができる。すなわち、1度の撮像で済ませることができ、また複数枚の受光画像を合成するマルチ露光を行う場合においても、撮像回数を低減できる。
(モード切替手段53)
Examples of the operation amount to be adjusted so that the received light image and the profile shape can be appropriately obtained include the light emission level and light emission time of the light emitting element, the exposure time of the two-dimensional light receiving element, and the gain of the signal level of the circuit gain of the amplifier. It is done. These manipulated variables can be set directly by the user using the manipulated variable adjusting means, or can be automatically set on the optical displacement meter side. In particular, an appropriate value can be set by performing feedback control with the light receiving level control means. However, the range in which the operation amount can be set is vast, and the amount of reflected light varies greatly depending on the workpiece. Or it may take time until the control is stabilized. Therefore, as a method for obtaining a more stable operation, the sensitivity characteristic of the two-dimensional light receiving element is adjusted, and a two-dimensional light receiving element having a light receiving characteristic with a curve that does not saturate is used. Specifically, a two-dimensional light receiving element having Log characteristics is used. As a result, the absolute value is suppressed in the region where the light reception signal is high, and the difference from the signal in the low region is relatively reduced. The range of the received light signal that can be handled by one received light image can be widened. That is, one imaging can be completed, and the number of imaging can be reduced even when multi-exposure is performed in which a plurality of received light images are combined.
(Mode switching means 53)

モード切替手段53は、測定対象物の変位を測定する測定モードと、操作量を設定する設定モードとを切り替える。設定モードにおいては、予め測定対象物に対して投光部3で帯光を照射し、第1の方向の各位置における増幅信号のピークの分布状態を測定し、受光レベル制御手段61が、第1の方向における分布状態に応じて操作量を調整することができる。これにより、受光レベル制御手段61が第1の方向における各位置でのピークの分布に基づいて、適切な操作量に調整できるので、2次元受光素子15で得られるピークレベルの第1方向におけるライン間の格差を低減し、有効にピークレベルを捕捉して変位量を測定できる。このように、実際の運用に先立ち、一旦ワークをラインに流して、最適な調整を行うなど、予め設定モードで適切な操作量に調整した状態で測定モードを実行することにより、敢えてフィードバック制御を行わずとも適切な制御が実現できる。特に、実際のワークに対して変化させるべき範囲を予め設定しておくことで、フィードバック制御させた場合の発散を防止して、より安定した動作が見込まれる。   The mode switching unit 53 switches between a measurement mode for measuring the displacement of the measurement object and a setting mode for setting the operation amount. In the setting mode, the light projecting unit 3 previously irradiates the measurement object with band light, measures the distribution state of the peak of the amplified signal at each position in the first direction, and the received light level control means 61 The operation amount can be adjusted according to the distribution state in the direction of 1. As a result, the light receiving level control means 61 can adjust the operation amount to an appropriate amount based on the peak distribution at each position in the first direction, so that the line in the first direction of the peak level obtained by the two-dimensional light receiving element 15 can be obtained. It is possible to reduce the gap between them and effectively capture the peak level to measure the displacement. In this way, before actual operation, the work is once flowed to the line and optimal adjustment is performed, etc. Appropriate control can be realized without this. In particular, by setting a range to be changed with respect to an actual workpiece in advance, it is possible to prevent divergence when feedback control is performed, and more stable operation is expected.

あるいは、用途や目的によっては、測定モードにおいても受光レベル制御手段61でフィードバック制御を実行しながら測定対象物の変位を測定する構成も可能であり、設定モードを経ることなく測定モード中で適切な操作量に設定したり、あるいは予め設定モードで大まかな操作量を設定した後、測定モードでさらに最適な操作量に調整しながら稼働させることもできる。
(自動調整機能)
Alternatively, depending on the application and purpose, it is possible to measure the displacement of the measurement object while executing feedback control by the light receiving level control means 61 even in the measurement mode. It is also possible to set the operation amount or set a rough operation amount in the setting mode in advance and then operate while adjusting the operation amount to a more optimal operation amount in the measurement mode.
(Automatic adjustment function)

さらに後述するように2次元受光素子として受光特性を調整可能な素子を使用する場合は、設定モードにおいて、受光画像の輝度分布情報から2次元受光素子の受光感度を受光レベル制御手段で自動調整する機能を持たせてもよい。具体的には、実際にワークを配置あるいはラインに流し、ワークの受光画像を2次元受光素子で撮像し、輝度分布データを取り込む。この輝度分布情報に基づいて、受光レベル制御手段が2次元受光素子の受光特性を自動調整する。すなわち、実際のワークを撮像して得られた輝度分布データから、すべての輝度情報を適切に取得できるよう、受光特性を調整する。具体的には、図14のプロファイル表示領域71の例に示すように、ワークWKの各位置における反射光量を2次元受光素子でライン毎に検出する。図14において示す矢印は、2次元受光素子のラインに相当する。この結果、各ラインの受光量のピーク値を抽出し、受光画像全体でピーク値(輝度)の頻度をカウントして、図15に示すような受光画像の輝度分布のヒストグラムを取得する。このヒストグラムに基づき、分布の範囲を把握し、この範囲をカバーできるように、2次元受光素子の受光特性(図16等)を調整あるいは選択する。最も適切な選択肢あるいは調整が不可能な場合は、近接した設定を行うと共に、ユーザに対して最適設定が不可能であることを警告することもできる。また必要に応じて受光特性を変化させて2枚以上の受光画像を撮像することもできる。これにより、測定モードに入る前のセッティング時において、適切な受光特性となるよう予め設定できるので、測定モードでより安定した運用を図ることができる。   Further, as will be described later, when an element capable of adjusting the light receiving characteristics is used as the two-dimensional light receiving element, the light receiving sensitivity of the two-dimensional light receiving element is automatically adjusted by the light receiving level control means from the luminance distribution information of the received light image in the setting mode. It may have a function. Specifically, the work is actually arranged or flowed on a line, a light reception image of the work is captured by a two-dimensional light receiving element, and luminance distribution data is captured. Based on this luminance distribution information, the light receiving level control means automatically adjusts the light receiving characteristics of the two-dimensional light receiving element. That is, the light receiving characteristics are adjusted so that all luminance information can be appropriately acquired from luminance distribution data obtained by imaging an actual workpiece. Specifically, as shown in the example of the profile display area 71 in FIG. 14, the amount of reflected light at each position of the workpiece WK is detected for each line by the two-dimensional light receiving element. The arrow shown in FIG. 14 corresponds to a line of a two-dimensional light receiving element. As a result, the peak value of the received light amount of each line is extracted, the frequency of the peak value (luminance) is counted in the entire received light image, and a histogram of the brightness distribution of the received light image as shown in FIG. 15 is acquired. Based on this histogram, the distribution range is grasped, and the light receiving characteristics (FIG. 16 and the like) of the two-dimensional light receiving element are adjusted or selected so as to cover this range. When the most appropriate option or adjustment is impossible, it is possible to make a close setting and warn the user that the optimum setting is impossible. Further, it is possible to capture two or more received light images by changing the light receiving characteristics as necessary. Thereby, since it can set beforehand so that it may become a suitable light reception characteristic at the time of setting before entering measurement mode, more stable operation can be aimed at in measurement mode.

さらに、このような自動調整は、輝度分布のすべての範囲が一枚の受光画像で捉えられる方向で2次元受光素子の受光特性を調整する方法に限られず、輝度分布の一部のみを捉えるよう受光特性を調整する方法も採用できる。特に、計測に際してすべての輝度情報が必要でない場合は、必要な部位の輝度がカバーされるように調整することで、より効率よく、また精度も確保した受光画像を取得できる。   Furthermore, such automatic adjustment is not limited to the method of adjusting the light receiving characteristics of the two-dimensional light receiving element in a direction in which the entire range of the luminance distribution can be captured by a single received light image, and only a part of the luminance distribution is captured. A method of adjusting the light receiving characteristics can also be adopted. In particular, when not all luminance information is required for measurement, it is possible to acquire a light-receiving image with higher efficiency and accuracy by adjusting the luminance so that the luminance of a necessary part is covered.

さらに調整すべき対象として、2次元受光素子の受光特性の選択に限られず、上述した操作量を適宜利用できる。例えば、発光素子の発光レベルや発光時間、2次元受光素子の露光時間、増幅器の回路増幅率の信号レベルのゲイン等が挙げられる。   Furthermore, the operation amount described above is not limited to the selection of the light receiving characteristics of the two-dimensional light receiving element, but can be appropriately used. For example, the light emission level and light emission time of the light emitting element, the exposure time of the two-dimensional light receiving element, the gain of the signal level of the circuit gain of the amplifier, and the like can be mentioned.

さらに、以上のようにして受光レベル制御手段等により自動調整された操作量、あるいはフィードバック制御により調整された操作量を、ユーザがさらに操作量調整手段から調整することもできる。ユーザは、必要に応じて微調整や再設定を行うことができ、計算値や理論値と異なる挙動を示す場合の調整や、自動調整が働かない場合に手動で設定し直す、あるいは当初から設定を行う場合などに利用できる。
(候補パターンの提示)
Furthermore, the operation amount automatically adjusted by the light receiving level control means or the like as described above or the operation amount adjusted by feedback control can be further adjusted by the user from the operation amount adjustment means. The user can make fine adjustments and resets as necessary. Adjustments are made when the behavior differs from the calculated or theoretical values, or when the automatic adjustment does not work, it can be reset manually or set from the beginning. It can be used when performing
(Presentation of candidate pattern)

さらに、自動調整に際しては、一の結果(操作量)のみを演算するのでなく、用途に応じた複数の候補パターンを生成し、これを表示部上でユーザに提示して選択させるように構成してもよい。具体的には、受光レベル制御手段等により複数の候補パターンを演算し、表示部に一覧表示に表示する。図17に、このような候補パターンKPの表示例を示す。候補パターンKPは、異なる操作量でプロファイル形状を演算した場合に得られるプロファイル形状として表示している。表示部は、プロファイル形状を表示するプロファイル表示領域71を複数有している。これによりユーザは、所望の結果が得られている候補パターンKPを表示部の画面上から選択することで、容易に必要な結果を得ることができる。図17の例では、3つの候補パターンKPを表示しているが、この例に限られず4つ以上あるいは2つ以下を表示することもできる。候補パターンをサムネイル状に小さく表示すれば、一画面で表示できる候補パターンの数を多くできる。また一画面で候補パターンを一覧表示する例に限られず、複数の画面を切り替えて表示すれば、候補パターンを大きく表示でき、細かな点の視認性も良くなる。
(ハイライト処理)
Furthermore, in the automatic adjustment, it is configured not to calculate only one result (operation amount) but to generate a plurality of candidate patterns according to the use and to present and select them on the display unit. May be. Specifically, a plurality of candidate patterns are calculated by the light receiving level control means or the like and displayed on the display unit in a list display. FIG. 17 shows a display example of such a candidate pattern KP. The candidate pattern KP is displayed as a profile shape obtained when the profile shape is calculated with different operation amounts. The display unit has a plurality of profile display areas 71 for displaying profile shapes. Thus, the user can easily obtain a necessary result by selecting a candidate pattern KP from which a desired result is obtained from the screen of the display unit. In the example of FIG. 17, three candidate patterns KP are displayed, but the present invention is not limited to this example, and four or more or two or less can be displayed. If the candidate patterns are displayed in small thumbnails, the number of candidate patterns that can be displayed on one screen can be increased. Moreover, it is not restricted to the example which displays a list of candidate patterns on one screen. If a plurality of screens are switched and displayed, the candidate patterns can be displayed in a large size, and the visibility of fine points is improved.
(Highlight processing)

図18にプロファイル表示領域71の拡大図を示す。この図に示すように、プロファイル形状に対し、プロファイルハイライト手段で受光量に応じたハイライト処理を施すこともできる。この例では、プロファイル形状の各位置における受光量のレベルに応じて、異なる色を着色している。例えば、光量が適切な範囲にある部位は青色(図18においてBAで示す幅狭ハッチング領域)、閾値以上で光量過多の部位は赤色(図18においてRAで示す2線ハッチング領域)、光量不足の部位は灰色(図18においてGAで示す幅広ハッチング領域)等、受光量のレベルに応じて異なる色に着色する。これにより、プロファイル形状の位置毎の受光量をユーザは視覚的に把握でき、測定に必要な部位にて光量が不適切な部分の少ないプロファイル形状を容易に選択できる。プロファイルハイライト手段による色分けは、受光量のレベルと色の割り当てが予め設定される。またプロファイルハイライト手段は、受光量のレベルに応じてプロファイルの描画色を変更する他、蛍光色やグレーアウト、枠線の表示、太字・細字・破線などの線種のパターン変更、ハッチングのパターンを変更するなど、他の部位と区別できる手法が適宜利用できる。
(光量グラフ)
FIG. 18 shows an enlarged view of the profile display area 71. As shown in this figure, a highlight process according to the amount of received light can be applied to the profile shape by the profile highlight means. In this example, different colors are colored according to the level of the amount of received light at each position of the profile shape. For example, a part where the light quantity is in an appropriate range is blue (a narrow hatched area indicated by BA in FIG. 18), a part where the light quantity is excessive above the threshold is red (a two-line hatching area indicated by RA in FIG. 18), and the light quantity is insufficient. The part is colored in a different color according to the level of the amount of received light, such as gray (a wide hatched area indicated by GA in FIG. 18). As a result, the user can visually grasp the amount of light received at each position of the profile shape, and can easily select a profile shape having a small amount of inappropriate light quantity at a site necessary for measurement. In the color classification by the profile highlight means, the level of received light amount and the color assignment are preset. In addition to changing the drawing color of the profile according to the level of received light, the profile highlighting means changes the line type pattern such as bold, thin, and broken lines, and the hatch pattern. A method that can be distinguished from other parts, such as changing, can be used as appropriate.
(Light intensity graph)

さらに、図19に示すように、候補パターンKPとしてプロファイル形状に加えて、プロファイル形状の位置毎の光量を示す光量グラフを表示することもできる。光量グラフは、図20の拡大図に示すように、各々プロファイル表示領域71の下に設けられた光量グラフ表示領域73に表示される。これにより、プロファイル形状と光量レベルが同時に表示され、特に上下に配置することで、プロファイル形状の対応する位置における光量を視認でき、選択の際のより客観的な指標として利用できる。   Further, as shown in FIG. 19, in addition to the profile shape, a light amount graph indicating the light amount at each position of the profile shape can be displayed as the candidate pattern KP. The light quantity graph is displayed in a light quantity graph display area 73 provided below the profile display area 71, as shown in the enlarged view of FIG. As a result, the profile shape and the light amount level are displayed at the same time, and the light amount at the position corresponding to the profile shape can be visually recognized by arranging them at the top and bottom, and can be used as a more objective index at the time of selection.

また、候補パターンとして光量グラフのみを表示させたり、受光画像を表示することもできる。また画像全体でなく、一部のみを表示させることもできる。特に、測定に必要な領域が限られている場合は、該領域のみを表示あるいは拡大表示することで、より対比、確認が容易で、視認性を一層高めることができる。
(複数ラインでのフィードバック制御)
Moreover, only a light quantity graph can be displayed as a candidate pattern, or a received light image can be displayed. Further, only a part of the image can be displayed instead of the entire image. In particular, when the area required for measurement is limited, display or enlargement display of only the area makes it easier to compare and confirm, and can further improve the visibility.
(Feedback control with multiple lines)

2次元受光素子を用いた光学式変位計では、リニアイメージセンサを2次元状に配列しているため、リニアイメージセンサでの受光量のフィードバック制御に加えて、複数列のリニアイメージセンサ同士の間、すなわちライン間での受光量の分布を考慮したフィードバック制御も必要となる。具体的には、2次元受光素子15の場合は、図21(a)のようなリニアイメージセンサLIが画素のライン数分だけ並列に配置されたような構造となるため、図21(b)に示すように一の受光信号のピークなども画素列数分存在する。1次元CCDやCMOSなどのリニアイメージセンサの場合は、受光信号のピークなどに基づいてレーザ光のパワーなど決定するのみで足りていたのに対し、2次元受光素子15の場合は、ピークレベルが複数列存在するので、これらライン間のピーク高低差も考慮した制御を行う必要がある。特に表面状態の大きく異なる部位が混在しているワークの場合、列毎にピークレベルが大きく異なるため、安定制御や高精度な変位算出に悪影響が生じる。このため本実施の形態では、受光レベル制御手段61で受光量をフィードバック制御する手法として、以下の方法を採用している。
(1)計測したピークレベルのうち大きさの上位a%目を抽出し、制御対象とする方法
(2)計測したピークレベルのうち大きさの上位b%〜c%目までの平均を算出し、制御対象とする方法
(3)受光特性(受光量−出力電圧関係)が非線形の2次元受光素子を用いることにより、ピークレベルの列間格差を軽減した上で上記(1)又は(2)の制御を行う方法
In an optical displacement meter using a two-dimensional light receiving element, linear image sensors are arranged two-dimensionally, so that in addition to the feedback control of the amount of light received by the linear image sensor, a plurality of linear image sensors are connected to each other. That is, feedback control in consideration of the distribution of the amount of received light between lines is also necessary. Specifically, in the case of the two-dimensional light receiving element 15, since the linear image sensor LI as shown in FIG. 21A is arranged in parallel by the number of pixel lines, the structure shown in FIG. As shown in FIG. 5, there are as many peaks of one light reception signal as the number of pixel columns. In the case of a linear image sensor such as a one-dimensional CCD or CMOS, it is only necessary to determine the power of the laser beam based on the peak of the received light signal, whereas in the case of the two-dimensional light receiving element 15, the peak level is high. Since there are a plurality of rows, it is necessary to perform control in consideration of the difference in peak height between these lines. In particular, in the case of a workpiece in which parts having greatly different surface states are mixed, the peak level varies greatly from column to column, which adversely affects stable control and highly accurate displacement calculation. For this reason, in the present embodiment, the following method is adopted as a method for feedback control of the amount of received light by the received light level control means 61.
(1) Extracting the upper a% of the magnitudes from the measured peak level and making it a control target (2) Calculate the average from the upper b% to the c% of the magnitudes of the measured peak levels (3) By using a two-dimensional light receiving element whose light receiving characteristic (light receiving amount-output voltage relationship) is nonlinear, the above-mentioned (1) or (2) How to control

(1)の方法では、ピークレベルが大きい箇所に注目することで、受光信号が飽和し難い制御が可能になる。a%は、任意の値に設定でき、好ましくは50%に設定できる。一例として、5%〜15%、例えば上位10%目に設定することで、突発的、局所的に反射光量が大きい列を除外し、より安定的な制御を行うことができる。   In the method (1), it is possible to control the received light signal not to be saturated by paying attention to a portion where the peak level is large. a% can be set to an arbitrary value, preferably 50%. As an example, by setting to 5% to 15%, for example, the top 10%, it is possible to exclude columns that have a large amount of reflected light suddenly and locally and perform more stable control.

(2)の方法では、ピークレベルの大きい箇所のみならず、小さい箇所にも注目することで、反射光量の小さいワークを検出しつつ、反射光量の大きいワーク部分も光量過多にならないような制御を実現できる。b%〜c%目は、5%〜95%、好ましくは10%〜90%とする。特に上位10%〜90%とすることで、突発的、局所的にピークレベルが大きい、もしくは小さい異常点を除外することができる。   In the method (2), control is performed so that not only a portion with a large peak level but also a small portion is detected, so that a workpiece with a small amount of reflected light is detected and a workpiece portion with a large amount of reflected light is not excessive. realizable. The b% -c% th is 5% -95%, preferably 10% -90%. In particular, by setting the upper 10% to 90%, it is possible to exclude abnormal points that suddenly and locally have a large or small peak level.

(3)の方法では、非線形の受光特性、具体的には受光量が多い領域でも出力が飽和し難くなるような特性を有する2次元受光素子を用いる。通常のCCDやCMOSなどの受光特性は直線状であり、受光光量が強すぎると出力信号は飽和するが、高出力の領域で非線形とすることで広いダイナミックレンジを確保できる。特に、受光光量の強い領域での出力信号の大きさが抑えられる結果、相対的に低い領域の信号との差が縮まり、列間におけるピークの高低差を軽減し、上記(1)、(2)の処理をより効果的に行うことができる。好ましくは、Log特性等と呼ばれる、2次元受光素子の受光特性(感度曲線)が、対数のグラフのような曲線若しくはこれに近い折れ線を有する2次元受光素子を使用する。Log特性を強くする程、受光信号の高い領域を低く抑えることができる。
(Log特性)
In the method (3), a two-dimensional light receiving element having a non-linear light receiving characteristic, specifically, a characteristic that the output is not easily saturated even in a region where the amount of received light is large is used. The light receiving characteristic of a normal CCD or CMOS is linear, and the output signal is saturated if the amount of received light is too strong, but a wide dynamic range can be secured by making it non-linear in a high output region. In particular, as a result of suppressing the magnitude of the output signal in the region where the amount of received light is strong, the difference from the signal in the relatively low region is reduced, and the difference in peak height between the columns is reduced. ) Can be more effectively performed. Preferably, a two-dimensional light receiving element called a log characteristic or the like having a light receiving characteristic (sensitivity curve) of a two-dimensional light receiving element having a curve like a logarithmic graph or a polygonal line close thereto is used. The stronger the log characteristic, the lower the region where the received light signal is high.
(Log characteristics)

Log特性とは、図16に示すように、入出力特性が非線形なカーブを示す特性である。ここでは、受光量が高い領域で、感度が低下するようなカーブを有するものとする。これにより、受光量が飽和する虞を低減し、広いレンジで受光量を再現できるようになる。このことは、受光レベルに高低差のあるワークでも、適切に一枚の受光画像で撮像できることに繋がる。またマルチ露光を行う際の合成前画像の枚数を低減できる。これにより、撮像に要する処理時間を短くし、また処理量低減して高速且つ低負荷の処理が実現される。   As shown in FIG. 16, the log characteristic is a characteristic indicating a curve in which the input / output characteristic is non-linear. Here, it is assumed that there is a curve in which sensitivity decreases in a region where the amount of received light is high. Thereby, the possibility that the amount of received light is saturated can be reduced, and the amount of received light can be reproduced in a wide range. This leads to the ability to appropriately capture a single received light image even with a workpiece having a difference in height in received light level. In addition, the number of pre-combination images when performing multi-exposure can be reduced. As a result, the processing time required for imaging is shortened, and the processing amount is reduced to realize high-speed and low-load processing.

Log特性を強くする程、受光光量の高い領域での、出力信号の大きさを抑えることができる。例えば光量ピークの分布の下端が相対値で500を下回る場合にはLog特性を強くする。   The stronger the log characteristic, the more the output signal can be suppressed in a region where the amount of received light is high. For example, when the lower end of the light amount peak distribution is less than 500 in relative value, the Log characteristic is strengthened.

また、受光特性として、受光量が低い領域でピークを増すような特性を付加してもよい。さらに、任意の受光特性カーブを作成可能なマルチスロープ特性を備える2次元受光素子や、受光特性曲線を任意に調整可能な2次元受光素子を利用することもできる。複数の特性カーブの切り替えや受光特性曲線の調整は、受光素子制御部52にて行う。また、これらの受光特性は曲線状のもののみならず、直線状、折れ線状のものを利用することも可能であることは言うまでもない。これにより、測定対象物に応じた感度に2次元受光素子の受光特性を選択あるいは調整し、適切な測定が実現できる。なお測定モードにおいてフィードバック制御を行う例に限られず、設定モードにおいてもLog特性等の非線形な受光特性を備える2次元受光素子を使用することは有効である。   Further, as a light receiving characteristic, a characteristic that increases a peak in a region where the amount of received light is low may be added. Furthermore, a two-dimensional light receiving element having a multi-slope characteristic capable of creating an arbitrary light receiving characteristic curve or a two-dimensional light receiving element capable of arbitrarily adjusting the light receiving characteristic curve can be used. Switching of the plurality of characteristic curves and adjustment of the light receiving characteristic curve are performed by the light receiving element control unit 52. Needless to say, these light receiving characteristics can be not only curved but also linear or polygonal. Accordingly, it is possible to select or adjust the light receiving characteristics of the two-dimensional light receiving element with the sensitivity corresponding to the measurement object, and to realize appropriate measurement. Note that the present invention is not limited to the example in which feedback control is performed in the measurement mode, and it is effective to use a two-dimensional light receiving element having a nonlinear light receiving characteristic such as a Log characteristic in the setting mode.

受光特性の調整は、フィードバック制御と関連させて行うこともできる。例えば、計測したプロファイル形状の波形ピークの分布を示す光量グラフを作成した際、光量グラフ中の明るい側の10%、及び暗い側の10%を測定対象から排除し、これらを除いた残りの80%が、所定の光量範囲に入るように、受光特性を調整する。このように、すべての受光レベルをカバーせずとも、中心的な値を網羅できるように調整すれば、より正確で信頼性の高い制御結果が期待できる。なお、この例では光量は相対値で表示され、例えばレベル500〜900に入るように受光特性が決定される。
(ワーク判定手段63)
The adjustment of the light receiving characteristic can also be performed in association with the feedback control. For example, when a light amount graph showing the distribution of waveform peaks of the measured profile shape is created, 10% on the bright side and 10% on the dark side in the light amount graph are excluded from the measurement target, and the remaining 80 except these are excluded. The light receiving characteristics are adjusted so that% falls within a predetermined light amount range. As described above, if the adjustment is made so that the central value can be covered without covering all the light receiving levels, a more accurate and highly reliable control result can be expected. In this example, the light quantity is displayed as a relative value, and the light receiving characteristics are determined so as to fall within levels 500 to 900, for example.
(Work determination means 63)

さらに2次元受光素子15で受光する受光量のフィードバック制御を行う際の問題点として、受光ピークが確認されない列の処置が挙げられる。受光ピークが確認されない場合の原因として、(a)レーザの発光量が足りない、(b)列に対応した位置に実際にワークがない、の2つの理由が挙げられる。しかしながら、従来はフィードバック制御系でいずれの原因が該当するかを区別することは不可能であった。   Furthermore, as a problem when performing feedback control of the amount of light received by the two-dimensional light receiving element 15, there is a treatment of a column in which no light reception peak is confirmed. There are two reasons why the light receiving peak is not confirmed: (a) the amount of light emitted from the laser is insufficient, and (b) there is actually no workpiece at the position corresponding to the column. However, conventionally, it has been impossible to distinguish which cause corresponds to the feedback control system.

原因が(a)であれば、レーザの光量を大きくする方向で制御をかけることで対応できる。しかしながら、実際の原因が(b)であった場合は、レーザ光量をどれほど大きくしても受光ピークを確認できない。それどころか、レーザ光量を上げる結果、受光ピークを確認できていた他の列の受光信号まで飽和してしまい、精度悪化を招くこともありえる。   If the cause is (a), it can be dealt with by controlling in the direction of increasing the amount of laser light. However, when the actual cause is (b), the received light peak cannot be confirmed no matter how much the laser light quantity is increased. On the contrary, as a result of increasing the amount of laser light, the light reception signals in other columns in which the light reception peak has been confirmed may be saturated, leading to deterioration in accuracy.

このような問題に対して、本実施の形態では、適切なフィードバック制御が行えるように、ワーク判定手段63が受光ピーク数に基づいてワークの状態を判別する。具体的には、図22のフローチャートに示すように、まず前準備としてステップS221で発光素子を最大発光量で発光させ、計測できた受光ピーク数をカウントし、メモリ部90の受光ピーク記憶手段91に記憶しておく(ステップS222)。この状態で受光ピークを検出する際に受光ピーク数をカウントし(ステップS223)、検出された受光ピーク数を、受光ピーク記憶手段91に保存されている受光ピーク数と比較する(ステップS224)。比較の結果、検出受光ピーク数と保存受光ピーク数との差が既定値以下であれば、ワークに変化無しとして受光量フィードバック制御、すなわち上記(1)〜(3)のいずれかの制御を行うと共に、ステップS223に戻って制御を繰り返す。一方、検出受光ピーク数と保存受光ピーク数との差が既定値よりも大きい場合、ワークの状態に大きな変化が生じていると判断し、再びステップS221に戻り、最大光量での受光ピーク数をカウントし直した上で、比較を行う。このようにワーク判定手段63で、ワークの状態変化を受光ピーク数に基づいて確認するというピーク数記憶受光量制御を行うことで、受光量の変化がワークの状態変化によるものか、単に反射光量が不足しているかを判別できるので、受光レベル制御手段61において正確なフィードバック制御を実現できる。
(制御領域指定手段85)
In this embodiment, the workpiece determination unit 63 determines the workpiece state based on the number of received light peaks so that appropriate feedback control can be performed with respect to such a problem. Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 22, as a preparation, first, in step S221, the light emitting element emits light with the maximum light emission amount, the number of received light reception peaks is counted, and the light reception peak storage unit 91 of the memory unit 90 is counted. (Step S222). When detecting the received light peak in this state, the number of received light peaks is counted (step S223), and the detected received light peak number is compared with the received light peak number stored in the received light peak storage means 91 (step S224). As a result of the comparison, if the difference between the detected light reception peak number and the stored light reception peak number is equal to or less than the predetermined value, the received light amount feedback control, that is, the control in any one of the above (1) to (3) is performed with no change in the workpiece. At the same time, the process returns to step S223 to repeat the control. On the other hand, if the difference between the detected light reception peak number and the stored light reception peak number is larger than the predetermined value, it is determined that a large change has occurred in the state of the work, and the process returns to step S221 again, and the light reception peak number at the maximum light quantity is determined. Re-count and compare. In this way, by performing the peak number storage received light amount control in which the workpiece determination unit 63 confirms the workpiece state change based on the number of received light peaks, whether the change in the received light amount is due to the workpiece state change or simply the reflected light amount. Therefore, it is possible to realize accurate feedback control in the light receiving level control means 61.
(Control area specifying means 85)

さらに別の方法として、受光量制御を行う範囲として制御領域を指定可能とすることも、制御の安定に好適である。例えば、光学式変位計においてはマスク機能など、計測対象とする計測領域を計測領域指定手段82で指定する機能を備えたものが存在する。しかしながら、これはあくまでも変位測定など、計測領域の設定を主眼としているため、制御すべき操作量の安定化とは異なる観点から選定される。その結果、計測領域内にワークの存在しない部位が含まれていたり、反射光量の極端に小さい、もしくは大きい部位等が混在することがある。このような部位は、受光量ピークレベルが他の部位と大きく異なるため、このようなデータを含めたままフィードバック制御を行ったのでは正確な操作量に調整することができなくなる虞がある。   Further, as another method, it is also suitable for stable control that a control region can be designated as a range in which the received light amount control is performed. For example, some optical displacement meters have a function for designating a measurement area to be measured by the measurement area designation means 82, such as a mask function. However, since this mainly focuses on setting of the measurement region such as displacement measurement, it is selected from a viewpoint different from stabilization of the operation amount to be controlled. As a result, there may be a portion where the workpiece does not exist in the measurement region or a portion where the amount of reflected light is extremely small or large. Such a part has a light receiving amount peak level that is significantly different from other parts. Therefore, if feedback control is performed while including such data, it may not be possible to adjust the operation amount accurately.

そこで、本実施の形態ではこのような計測領域とは別個に、制御対象の範囲として制御領域を制御領域指定手段85で指定可能とし、これにより制御に適した領域範囲を独自に設定可能とした。この様子を図23に基づいて説明する。この例では、図23(b)に示すようなワークWK4に対してレーザ光の帯光を照射する例を考える。図23(a)は、図23(b)に示すワークWK4を上面から撮像した受光画像を表示部70上に表示させた状態を示している。この画面上で、計測領域指定手段82にて矩形状で示す計測領域KRを指定している。計測領域KR内には、丸で囲んだ領域にはワークが存在せず、したがってこの部分の反射光量は他の部位に比べて極めて低く、変動の要因となる。そこで、計測領域と別に制御領域SRを指定する。図23(c)は、図23(a)で示す計測領域KRに重ねて、このような制御領域SRを制御領域指定手段85から指定した例を示している。この図に示すように、制御領域SRは帯状に指定されており、特にワークの存在しない部位を排除して指定しているため、受光量ピークレベルが低い部位、或いはばらつく部位を排除して、全体のレベルを一定化でき、より高精度で安定した受光量フィードバック制御が実現できる。図23(c)の例では制御領域SRを帯状に指定したが、これに限られず、矩形状、多角形状、円形状、楕円状や任意の領域等に設定することも可能であることは言うまでもない。   Therefore, in the present embodiment, separately from such a measurement area, a control area can be designated as a control target range by the control area designating means 85, and thereby an area range suitable for control can be set independently. . This will be described with reference to FIG. In this example, consider an example in which the workpiece WK4 as shown in FIG. FIG. 23A shows a state in which a received light image obtained by capturing the workpiece WK4 shown in FIG. On this screen, a measurement area KR indicated by a rectangular shape is designated by the measurement area designation means 82. In the measurement region KR, there is no work in the circled region, and therefore the amount of reflected light at this part is extremely low compared to other parts, causing fluctuations. Therefore, the control area SR is specified separately from the measurement area. FIG. 23C shows an example in which such a control region SR is designated from the control region designation means 85 so as to overlap the measurement region KR shown in FIG. As shown in this figure, the control region SR is specified in a band shape, and in particular, it is specified by excluding the part where the workpiece does not exist. The overall level can be made constant, and more accurate and stable received light amount feedback control can be realized. In the example of FIG. 23 (c), the control region SR is specified as a band shape, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the control region SR can be set to a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, an arbitrary region, or the like. Yes.

なお、制御領域SRを指定する制御領域指定手段85は、計測領域を指定する計測領域指定手段82と同じ部材を使用することもできる。すなわち、一の指定手段で、制御領域と計測領域を各々指定するよう部材を共通化できる。
(安定度出力手段58)
The control area designating unit 85 that designates the control area SR can use the same member as the measurement area designating means 82 that designates the measurement area. That is, the member can be made common so that the control area and the measurement area are designated by one designation means.
(Stability output means 58)

さらに一方、受光ピーク波形の安定性に関する指標である安定度を出力する安定度出力手段58を備えることもできる。受光信号に基づきフィードバック制御を行う際には、高速でワーク形状で搬送する場合、反射率が異なる場合や、受光量が安定するまでの過渡的な期間に受光信号が飽和、もしくは不足した状態で撮像されることもある。このような場合、変位等計測値の精度は、受光量制御が安定した場合に比べて低下したり、真値と大きく異なる異常値を示すといった問題がある。図24は正常な受光信号の波形を示しており、これに対して図25は異常な受光信号の波形を示している。具体的には、図25(a)はブロードな波形、図25(b)はノイズなどの外乱が加わりギザギザした波形、図25(c)はCCDの端で切れている波形をそれぞれ示している。信号波形が異常を示す状態で、このような信号波形を処理して計測演算を行うと、誤差要因となる。   On the other hand, a stability output means 58 for outputting the stability, which is an index related to the stability of the received light peak waveform, can be provided. When performing feedback control based on the received light signal, if the workpiece is conveyed at high speed, if the reflectance is different, or if the received light signal is saturated or insufficient during the transitional period until the received light amount becomes stable It may be imaged. In such a case, there is a problem that the accuracy of the measurement value such as displacement is lower than that in the case where the received light amount control is stable, or an abnormal value greatly different from the true value is shown. FIG. 24 shows the waveform of a normal light reception signal, while FIG. 25 shows the waveform of an abnormal light reception signal. Specifically, FIG. 25 (a) shows a broad waveform, FIG. 25 (b) shows a jagged waveform due to disturbance such as noise, and FIG. 25 (c) shows a waveform cut off at the end of the CCD. . If such a signal waveform is processed and measurement calculation is performed in a state where the signal waveform indicates an abnormality, an error factor is caused.

これに対して本実施の形態では、フィードバック制御が安定したかどうかを示す指標として、安定度を安定度出力手段58で出力でき、算出された計測値の信頼度や、この状態で計測値を算出するかどうかの指標として利用できる。本実施の形態では、(1)飽和した受光量ピークの数、及び/又は光量不足の受光量ピークのライン数、(2)受光信号が異常な形状を示すピークのライン数に基づいて、制御の安定/不安定を判別する。安定度は、異常な受光ピークのライン数等、予め設定されたアラーム条件を満たすと、アラーム出力を出力する。また、異常なピークのライン数や種別などの情報を、安定度情報として直接出力することもできる。   On the other hand, in the present embodiment, the stability can be output by the stability output means 58 as an index indicating whether the feedback control is stable, and the reliability of the calculated measurement value and the measurement value in this state are displayed. It can be used as an index of whether to calculate. In the present embodiment, control is performed based on (1) the number of saturated received light quantity peaks and / or the number of received light quantity peak lines with insufficient light quantity, and (2) the number of peak lines where the received light signal has an abnormal shape. To determine the stability / instability. When the stability satisfies a preset alarm condition such as the number of abnormal light receiving peak lines, an alarm output is output. Also, information such as the number and type of abnormal peak lines can be directly output as stability information.

さらに安定度出力手段58が出力する安定度に基づいて、段階的な警告を発する警告手段59を備えてもよい。図4に示したブロック図の例では、安定度出力手段58が、アラームレベルを段階的に設定可能な警告手段59を含んでいる。例えば「1列でも飽和又は光量不足があれば、アラーム出力とする」段階や、「飽和又は光量不足が幾つあっても計測値を算出する」段階等、用途や目的などに応じて任意に設定できる。このような安定度出力手段58を用いた受光量制御安定検出機能により、ユーザの求める精度と計測安定性に即した変位計測が可能になる。
(計測光選択手段836)
Further, a warning means 59 that issues a stepwise warning based on the stability output by the stability output means 58 may be provided. In the example of the block diagram shown in FIG. 4, the stability output means 58 includes warning means 59 that can set the alarm level in stages. For example, “Alarm output if there is saturation or insufficient light intensity even in one row” stage or “Calculate measured value no matter how many saturation or insufficient light intensity” stage, etc. it can. With such a received light amount control stability detection function using the stability output means 58, it becomes possible to perform displacement measurement in accordance with the accuracy and measurement stability required by the user.
(Measurement light selection means 836)

また図101や図102に示すようなワークWK13、WK14に対してプロファイルを計測しようとすると、計測ライン上に複数の受光信号波形が生じる場合がある。このような場合に、いずれの受光信号波形を計測光として計測対象とするかを選択するための計測光選択手段836を、光学式変位計に設けることもできる。具体的には、計測ライン上に複数の波形が存在する場合に、波形の順番を認識して、一番Near側を計測する、あるいはNear側からn番目、Far側からm番目といった方法で、波形の順番を認識して何番目の波形を計測対象として処理するか選択できる。このように、適切な計測光を計測光選択手段836で選択することで、反射光が多く発生する場合でも不要な反射光を排除して、本来の計測光を計測対象とできる。
(受光マスク機能)
Further, when a profile is measured for the workpieces WK13 and WK14 as shown in FIGS. 101 and 102, a plurality of light reception signal waveforms may be generated on the measurement line. In such a case, the optical displacement meter can be provided with measurement light selection means 836 for selecting which received light signal waveform is to be measured as measurement light. Specifically, when there are a plurality of waveforms on the measurement line, the order of the waveforms is recognized and the nearest Near side is measured, or the nth from the Near side and the mth from the Far side are used. By recognizing the order of the waveforms, it is possible to select the number of waveforms to be processed as a measurement target. In this way, by selecting appropriate measurement light with the measurement light selection means 836, even when a large amount of reflected light is generated, unnecessary reflected light can be eliminated and the original measurement light can be measured.
(Light receiving mask function)

上記の方法は、反射が安定していて、どの位置でも波形数が安定している場合には好適に利用できる。しかしながら、波形数が不安定な場合もあり、この場合は上記の方法では計測光を定める、あるいは他の波形を排除する方法として不十分である。このような場合には、マスク領域指定手段86で受光マスク領域JMを指定することで対処できる。具体的には、図26に示すように、受光画像を表示した表示部の画面上で、計測処理の対象外とする受光マスク領域JMを設定する。図26の例では、2本の反射光が確認されているので、この内、測定に不要な反射光成分を含むように、受光マスク領域JMを設定する。受光マスク領域JMは、長方形や台形、三角形、あるいは直線や円弧などにより指定可能である。図26の例では、長方形と2つの台形を組み合わせてM字状に受光マスク領域JMを指定している。この結果、図27に示すように、波線で示す反射光成分が適切に排除され、実線で示す反射光成分を残して、この情報に基づいて計測処理部54が計測を行う。
(マスク移動手段617)
The above method can be suitably used when the reflection is stable and the number of waveforms is stable at any position. However, the number of waveforms may be unstable. In this case, the above method is insufficient as a method for determining the measurement light or excluding other waveforms. Such a case can be dealt with by designating the light receiving mask region JM with the mask region designating means 86. Specifically, as shown in FIG. 26, a light reception mask area JM that is not subject to measurement processing is set on the screen of the display unit that displays the light reception image. In the example of FIG. 26, since two reflected lights are confirmed, the light receiving mask region JM is set so as to include a reflected light component unnecessary for measurement. The light receiving mask area JM can be designated by a rectangle, trapezoid, triangle, straight line, arc, or the like. In the example of FIG. 26, the light receiving mask region JM is designated in an M shape by combining a rectangle and two trapezoids. As a result, as shown in FIG. 27, the reflected light component indicated by the wavy line is appropriately excluded, leaving the reflected light component indicated by the solid line, and the measurement processing unit 54 performs measurement based on this information.
(Mask moving means 617)

受光マスク領域JMは、図28に示すように計測光に合わせてぎりぎりに設定すると、正確な測定が見込まれる。しかしながら、ワークによっては、マスク機能を使用した場合でもワーク位置が安定しない場合もあり得る。例えばライン上を搬送されるワークをCCDカメラで撮像するような用途では、ワークの位置が撮像毎に変化し、波形の出現位置も一定しない。このような場合に、図28のように受光マスク領域JMを計測光に合わせてぎりぎりに設定すると、図29に示すようにワークが位置ずれした結果、本来の計測対象である計測光の一部がマスクされ、測定ができなくなることがある。これに対して、図30に示すようにワークの位置ずれを見越して余裕をもって受光マスク領域JMを設定すると、図31に示すように計測光をマスクしてしまう事態は回避できるが、逆にこれらの図で波線枠UMで示すように、反射光の一部を除外できなくなる。このように、ワークの位置ずれが生じる用途においては、受光マスク領域JMの設定が適切に行えないという不都合が生じ得る。   As shown in FIG. 28, when the light receiving mask region JM is set to the limit in accordance with the measurement light, accurate measurement is expected. However, depending on the work, the work position may not be stable even when the mask function is used. For example, in an application in which a workpiece conveyed on a line is imaged with a CCD camera, the position of the workpiece changes with each imaging, and the appearance position of the waveform is not constant. In such a case, if the light receiving mask area JM is set to the limit in accordance with the measurement light as shown in FIG. 28, the workpiece is displaced as shown in FIG. May be masked and measurement may not be possible. On the other hand, if the light receiving mask region JM is set with a margin in anticipation of the positional deviation of the workpiece as shown in FIG. 30, it is possible to avoid the situation where the measurement light is masked as shown in FIG. As shown by the wavy line UM in the figure, part of the reflected light cannot be excluded. As described above, in an application in which the position of the workpiece is displaced, there may be a problem that the light receiving mask region JM cannot be appropriately set.

そこで、予め受光画像に対して画像サーチを行い、サーチ結果に応じて適切な位置に受光マスク領域JMを移動させるためのマスク移動手段617を用意する。以下、設定モードにおいてマスク移動手段617の設定手順と、計測モードにおいて実際にマスク移動手段617が受光マスク領域JMを移動させる手順を、図32、図35のフローチャート、及び図33〜図34、図36〜図37のイメージ図に基づいて説明する。まず、設定時の手順を図32のフローチャートに基づいて説明すると、ステップS321で基準となる受光画像を取得し、この画像中から、サーチの際の基準となる登録画像TGを登録する。ここでは図33に示すように、受光画像中の安定している領域に対して、登録画像TGを枠線などにより設定する。次にステップS322で、画像サーチを行う範囲を設定する。例えば、画像の全領域に対して画像サーチを行う他、ワークが移動する範囲が予め判明している範囲は、その移動範囲を画像サーチ範囲として指定する。さらにステップS323で、受光画像中からマスク領域指定手段86により受光マスク領域JMを指定する。好ましくは図34に示すように、測定に不要な反射光をほぼカバーできるよう、ぎりぎりの範囲に指定する。   Therefore, an image search is performed on the received light image in advance, and a mask moving means 617 for moving the received light mask region JM to an appropriate position according to the search result is prepared. Hereinafter, the setting procedure of the mask moving unit 617 in the setting mode and the procedure in which the mask moving unit 617 actually moves the light receiving mask region JM in the measurement mode will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 32 and 35 and FIGS. This will be described with reference to the image diagrams of FIGS. First, the procedure at the time of setting will be described with reference to the flowchart of FIG. 32. In step S321, a received light image serving as a reference is acquired, and a registered image TG used as a reference in search is registered from this image. Here, as shown in FIG. 33, a registered image TG is set by a frame line or the like for a stable region in the received light image. In step S322, a range for image search is set. For example, in addition to performing an image search for the entire area of the image, a range in which the range in which the workpiece moves is known in advance is designated as the image search range. In step S323, the light receiving mask area JM is specified by the mask area specifying means 86 from the received light image. Preferably, as shown in FIG. 34, a marginal range is specified so that reflected light unnecessary for measurement can be substantially covered.

以上のようにして設定モードでマスク画像及びマスク移動の設定を行った上で、計測モードにてマスク移動が行われる手順を以下、図35のフローチャートに基づいて説明する。まずステップS351で受光画像取得のトリガ入力を受けると、ステップS352で受光画像の取り込みが実行される。次にステップS353で、入力された受光画像中から、登録画像TGがどの位置に存在するかを調べるため、画像サーチ手段616が画像サーチを行う。画像サーチ手段616が実行する画像サーチとしては、パターンマッチングなど、既存の画像処理の手法が適宜利用できる。画像サーチを行った結果、図36に示すように、受光画像中における登録画像TGの位置が特定される。そしてステップS354で、サーチ結果に基づいて、受光マスク領域JMを移動させる。具体的には、図36に示すようにサーチされた登録画像TGの座標位置に応じて、図37に示すように受光マスク領域JMを追従させるように貼り付ける。そしてステップS355で、マスク処理を行い、受光画像データからプロファイル演算手段がプロファイル形状を作成し、ステップS356でプロファイル形状に対して、計測処理部54が計測処理を実行する。この手順を、入力された受光画像毎に繰り返す。   A procedure for performing mask movement in the measurement mode after setting the mask image and mask movement in the setting mode as described above will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, when a trigger input for obtaining a received light image is received in step S351, capture of the received light image is executed in step S352. Next, in step S353, the image search means 616 performs an image search in order to examine the position where the registered image TG exists in the received light reception image. As an image search executed by the image search means 616, an existing image processing method such as pattern matching can be used as appropriate. As a result of the image search, the position of the registered image TG in the received light image is specified as shown in FIG. In step S354, the light receiving mask region JM is moved based on the search result. Specifically, the light receiving mask region JM is pasted so as to follow as shown in FIG. 37 according to the coordinate position of the registered image TG searched as shown in FIG. In step S355, mask processing is performed, and the profile calculation means creates a profile shape from the received light image data. In step S356, the measurement processing unit 54 performs measurement processing on the profile shape. This procedure is repeated for each input received light image.

このように、入力された受光画像に対して各々画像サーチを行い、サーチ結果に応じて、受光マスク領域JMを移動させることで、受光マスク領域JMを計測光或いは反射光にぎりぎりに設定しても、ワーク位置の変動に追従でき、不要な反射光などの外乱を確実にカットでき、精度の高い演算が行える。
(センサヘッド部較正機能)
In this way, each image search is performed on the received light reception image, and the light reception mask region JM is moved according to the search result, so that the light reception mask region JM is set to the limit of measurement light or reflected light. However, it can follow changes in the workpiece position, reliably cut out disturbances such as unnecessary reflected light, and perform highly accurate calculations.
(Sensor head calibration function)

また一方、光学式変位計は、センサヘッド部の設営に際して、センサヘッド部の投光部が発する照射光とワークとの位置関係を較正するためのセンサヘッド部較正機能を備えている。照射光である帯光とワークとの角度が正確に調整されていないと、正確な変位測定結果を得ることができない。例えば図98に示すように、凸状を有するワークWK5が水平に載置され、帯光OKが垂直に入射する状態で、図98で実線矢印で示すワークWK5の凸状の高さHを測定する例を考えると、図99に示すように帯光OKの入射面に対してワークWK5が傾斜していると、波線矢印で示す高さH’が測定されることとなって、測定誤差が生じる。同様に、帯光OKの幅方向と直交する方向にワークが傾いても、測定誤差が生じる。例えば図100に示すように帯光OKがワークWK12の入射面に対して傾いた場合、波線で示す帯光OK’が入射されて測定誤差を生じる。このような問題を解消するために、物理的にセンサヘッド部とワークとの相対位置の位置決めを行う方法と、センサヘッド部とワークとの相対位置の位置ずれを予め光学式変位計に較正値として記憶させておき、計測結果を較正値で補正した結果を演算結果として表示する方法が挙げられる。いずれの方法に対しても、センサヘッド部較正機能は有効である。以下、センサヘッド部較正機能について説明する。
(傾き補正機能)
On the other hand, the optical displacement meter has a sensor head portion calibration function for calibrating the positional relationship between the irradiation light emitted from the light projecting portion of the sensor head portion and the workpiece when the sensor head portion is set up. An accurate displacement measurement result cannot be obtained unless the angle between the band light, which is the irradiation light, and the workpiece is accurately adjusted. For example, as shown in FIG. 98, the convex height H of the workpiece WK5 indicated by the solid line arrow in FIG. 98 is measured in a state where the convex workpiece WK5 is placed horizontally and the band light OK is incident vertically. Considering the example, if the work WK5 is inclined with respect to the incident surface of the band light OK as shown in FIG. 99, the height H ′ indicated by the wavy arrow is measured, and the measurement error is Arise. Similarly, a measurement error occurs even if the workpiece is tilted in a direction orthogonal to the width direction of the band light OK. For example, as shown in FIG. 100, when the band light OK is inclined with respect to the incident surface of the workpiece WK12, the band light OK ′ indicated by the wavy line is incident to cause a measurement error. In order to solve such a problem, a method for physically positioning the relative position between the sensor head unit and the workpiece, and a positional deviation of the relative position between the sensor head unit and the workpiece are previously calibrated in an optical displacement meter. And a method of displaying the result of correcting the measurement result with the calibration value as the calculation result. The sensor head calibration function is effective for both methods. Hereinafter, the sensor head unit calibration function will be described.
(Tilt correction function)

図38に示すように、平坦なワークWK6が水平面に対して傾斜している状態を考える。この状態で帯光が鉛直方向に入射されるとした場合、測定誤差が生じる。そこで、この傾斜角を検出する。まず、平坦なワークWK6に対して投光部から帯光を照射して、プロファイル形状を表示部に表示させる。この状態で、プロファイル形状中で、水平部位指定手段812により、水平とみなす水平線上に位置する水平基準位置として2つの部位を水平部位指定手段812で指定する。この指定は、図38に示すように矩形状の領域で水平基準位置指定枠SKとして指定する。そして傾斜角演算手段611が、水平基準位置同士を結ぶ見なし水平線と、現実の水平線とがなす傾斜角を演算する。さらに、見なし水平線を水平として扱うよう、較正角を設定する。具体的には、指定された領域中に含まれるプロファイル形状を、傾斜角演算手段611で抽出し、さらに領域内に含まれるプロファイルの中心位置と平均高さを算出する。そして2箇所の領域で得られた平均高さが水平となるように、較正角に基づき、計測に際して角度補正を行う。このように、センサヘッド部とワークとの物理的な位置調整を行うことなく、傾斜角を較正量として保持し、光学式変位計の内部処理で演算結果を補正することにより、面倒な位置調整をソフトウェア的に処理でき、設置時の調整作業を大幅に省力化できる。   As shown in FIG. 38, a state in which the flat work WK6 is inclined with respect to the horizontal plane is considered. If the band light is incident in the vertical direction in this state, a measurement error occurs. Therefore, this inclination angle is detected. First, the flat work WK6 is irradiated with band light from the light projecting unit, and the profile shape is displayed on the display unit. In this state, in the profile shape, the horizontal part designating unit 812 designates two parts as the horizontal reference position located on the horizontal line regarded as horizontal by the horizontal part designating unit 812. This designation is designated as a horizontal reference position designation frame SK in a rectangular area as shown in FIG. Then, the tilt angle calculation means 611 calculates the tilt angle formed by the assumed horizontal line connecting the horizontal reference positions and the actual horizontal line. In addition, the calibration angle is set to treat the deemed horizon as horizontal. Specifically, the profile shape included in the designated area is extracted by the inclination angle calculation means 611, and the center position and average height of the profile included in the area are calculated. Then, angle correction is performed during measurement based on the calibration angle so that the average height obtained in the two regions is horizontal. In this way, troublesome position adjustment is achieved by holding the tilt angle as a calibration amount without correcting the physical position between the sensor head and the workpiece, and correcting the calculation result by internal processing of the optical displacement meter. Can be processed in software, and adjustment work during installation can be greatly saved.

また、水平基準位置を点で指定するのでなく、領域として指定できるので、指定作業を容易にできる。また、指定された領域内からプロファイルの傾斜角を傾斜角演算手段611で自動的に演算できるので、より精度良く且つ確実に水平位置を較正できる利点も得られる。   In addition, since the horizontal reference position can be designated as an area rather than designated by a point, the designation work can be facilitated. Further, since the inclination angle of the profile can be automatically calculated from the designated area by the inclination angle calculating means 611, there is also an advantage that the horizontal position can be calibrated more accurately and reliably.

なお、マウスなどのポインティングデバイスを使用して水平基準位置を点で指定する構成としても良い。この場合は、エッジ検出処理などを用いて、自動的にプロファイル形状の線状が選択されるようなスナップ機能を備えることで、選択を容易にできる。   In addition, it is good also as a structure which designates a horizontal reference position with a point using pointing devices, such as a mouse | mouth. In this case, the selection can be facilitated by providing a snap function that automatically selects the line shape of the profile shape by using edge detection processing or the like.

また、較正角に基づく補正を行う他、傾斜角の演算のみを傾斜角演算手段611で行うようにしてもよい。演算結果に基づき、物理的にセンサヘッド部とワークとの角度調整を行うこともできる。例えば演算された傾斜角を表示部に表示させる、あるいは外部に出力することで、本来水平面に設定すべきワークの傾斜角度が判明するので、この角度を0にするよう、ワークやセンサヘッド部の位置を調整する。また調整結果に対して同様の作業を繰り返すことで、再調整を可能とし、最終的に見なし水平線と現実の水平線を一致させることができる。   In addition to performing correction based on the calibration angle, only the calculation of the tilt angle may be performed by the tilt angle calculation means 611. Based on the calculation result, it is possible to physically adjust the angle between the sensor head unit and the workpiece. For example, by displaying the calculated tilt angle on the display unit or by outputting it to the outside, the tilt angle of the workpiece that should be originally set on the horizontal plane can be found. Adjust the position. Further, by repeating the same operation on the adjustment result, readjustment can be performed, and it is possible to finally match the assumed horizontal line with the actual horizontal line.

また傾斜角演算手段611が、演算された傾斜角に基づいて光学式変位計の傾斜を自動的に補正する機能を持たせても良い。例えば、投光部を備えるセンサヘッド部の角度調整機構を備え、角度調整機構を傾斜角演算手段611の演算結果に応じて制御し、センサヘッド部がワークに対して水平位置となるよう自動調整する。これにより、面倒な設置時の水平位置較正を自動化できる。   Further, the tilt angle calculation means 611 may have a function of automatically correcting the tilt of the optical displacement meter based on the calculated tilt angle. For example, an angle adjustment mechanism of a sensor head unit including a light projecting unit is provided, the angle adjustment mechanism is controlled according to the calculation result of the tilt angle calculation means 611, and automatic adjustment is performed so that the sensor head unit is in a horizontal position with respect to the workpiece. To do. Thereby, the horizontal position calibration at the time of troublesome installation can be automated.

なお、ここでいう水平線は説明のための一例であって、実際の用途に応じて、水平線に代わって垂直線や任意の角度の線あるいは平面に一致させるよう調整できることは言うまでもない。また、水平基準位置は3以上指定することもできる。
(傾斜角調整手段816)
Note that the horizontal line here is an example for explanation, and it goes without saying that it can be adjusted to match a vertical line, a line of an arbitrary angle, or a plane instead of the horizontal line in accordance with an actual application. Three or more horizontal reference positions can be designated.
(Inclination angle adjusting means 816)

さらに、演算された傾斜角を調整する傾斜角調整手段816を設けても良い。これにより、傾斜角をユーザが手動で微調整することができ、現実の設置状態や計測目的に適応させた柔軟な調整が可能となる。
(高低差補正機能)
Further, an inclination angle adjusting means 816 for adjusting the calculated inclination angle may be provided. As a result, the tilt angle can be finely adjusted manually by the user, and flexible adjustment adapted to the actual installation state and measurement purpose is possible.
(Elevation difference correction function)

以上は、センサヘッド部較正機能の内、傾斜角を調整する傾き補正機能について説明した。これに加えて、高低差を較正する高低差補正機能、すなわち図100に示したように、投光の帯光の幅方向と直交する方向に傾斜している場合の較正も行うことができる。以下、図39に基づいて高低差補正機能について説明する。ここでは、高低差が既知の凸状を有するワークWK7を配置して計測を行う。図39に示すように、プロファイル形状を取得し、表示部に表示させた状態で、段差を構成する第1の面である上面と第2の面である下面を各々、高低差基準位置として、高低差指定手段814で指定する。高低差指定手段814による高低差基準位置の指定は、上記水平部位指定手段812と同様、矩形状の領域で高低差基準位置指定枠KKとして指定することで安定して指定できる。これにより、高低差演算手段612が、領域内の平均高さを各々算出し、さらにこれら2つの領域の平均高さの高低差を算出する。このようにして得られた高低差に対し、既知の凸状の高低差(実寸)を入力することで、これらの差から、帯光の幅方向と直交する方向への傾斜が演算できる。よって、高低差が実寸と一致するように較正量を設定することで、以降の演算において高低差を較正した演算結果を得ることができる。また、上述の通りプロファイルの高低差が実寸値と一致するように、物理的な調整を行う際の指標として利用することもできる。   The above has described the tilt correction function for adjusting the tilt angle among the sensor head unit calibration functions. In addition to this, a height difference correction function for calibrating the height difference, that is, calibration in the case of tilting in a direction orthogonal to the width direction of the light band of the projected light can be performed as shown in FIG. Hereinafter, the height difference correction function will be described with reference to FIG. Here, the workpiece WK7 having a convex shape with a known height difference is arranged and measured. As shown in FIG. 39, in the state where the profile shape is acquired and displayed on the display unit, the upper surface that is the first surface and the lower surface that is the second surface constituting the step are respectively set as the height difference reference positions. It is designated by the height difference designation means 814. Designation of the height difference reference position by the height difference designation means 814 can be stably designated by designating as a height difference reference position designation frame KK in a rectangular area as in the horizontal part designation means 812. Thereby, the height difference calculating means 612 calculates the average height in each region, and further calculates the height difference between the average heights of these two regions. By inputting a known convex height difference (actual size) with respect to the height difference thus obtained, the inclination in the direction perpendicular to the width direction of the band light can be calculated from these differences. Therefore, by setting the calibration amount so that the height difference matches the actual size, it is possible to obtain a calculation result obtained by calibrating the height difference in the subsequent calculation. Further, as described above, it can also be used as an index when performing physical adjustment so that the height difference of the profile matches the actual size value.

なお、水平部位指定手段812や高低差指定手段814による水平基準位置、高低差基準位置等の基準位置の指定は、矩形状による指定に限られず、円や楕円、任意の領域などとすることもできる。また、指定された領域内からエッジ面を検出する他、直接点若しくは線でこれら基準位置を指定してもよい。
(実施の形態3)
The specification of the reference position such as the horizontal reference position and the height difference reference position by the horizontal part specifying means 812 and the height difference specifying means 814 is not limited to the rectangular shape, and may be a circle, an ellipse, an arbitrary region, or the like. it can. Further, in addition to detecting the edge surface from the designated area, these reference positions may be designated by direct points or lines.
(Embodiment 3)

上記の光学式変位計は、1台のコントローラ部に1台のセンサヘッド部を接続する例を説明した。一方、1台のコントローラ部に2台以上のセンサヘッド部を接続するヘッド接続部を設けることもできる。図40に実施の形態3として、2台のセンサヘッド部を接続可能なヘッド接続部4を備えるコントローラ部の例を示す。この光学式変位計では、2台のセンサヘッド部を使った処理が可能である。すなわち、2台のセンサヘッド部で同一のワークの異なる部位を計測したり、同一のワークを異なるタイミングで計測したり、あるいは異なるワークを計測することもでき、これらの演算結果を組み合わせることで高度な計測が可能となる。図41(a)に、2台のセンサヘッド部を横並びに配置して、測定可能な領域を実質的に拡張して使用する例を示す。理想的には、各センサヘッド部をワークWK8に対して同じ姿勢で設置することで、図41(b)に示すように各センサヘッド部で得られたプロファイル形状を、図41(c)に示すように合成することができる。しかしながら現実には、同一のワークWK8に対して2台のセンサヘッド部の位置を誤差なく設置することは困難である。この結果、図42(a)に示すようにセンサヘッド部の傾きなどによって、図42(b)等に示すように得られたプロファイルにも誤差が生じ、そのまま連結することはできない。そこで、光学式変位計は複数台のセンサヘッド部を連結するためのセンサヘッド部結合機能を備える。
(センサヘッド部結合機能)
In the above optical displacement meter, one sensor head unit is connected to one controller unit. On the other hand, a head connection unit that connects two or more sensor head units to one controller unit may be provided. FIG. 40 shows an example of a controller unit including a head connection unit 4 that can connect two sensor head units as a third embodiment. In this optical displacement meter, processing using two sensor head units is possible. In other words, two sensor heads can measure different parts of the same workpiece, measure the same workpiece at different timings, or measure different workpieces. Measurement is possible. FIG. 41 (a) shows an example in which two sensor head portions are arranged side by side and the measurable area is substantially expanded. Ideally, by setting each sensor head unit in the same posture with respect to the workpiece WK8, the profile shape obtained by each sensor head unit as shown in FIG. 41 (b) is shown in FIG. 41 (c). Can be synthesized as shown. However, in reality, it is difficult to install the positions of the two sensor head portions without error on the same workpiece WK8. As a result, an error occurs in the profile obtained as shown in FIG. 42 (b) due to the inclination of the sensor head as shown in FIG. 42 (a), and the profile cannot be connected as it is. Therefore, the optical displacement meter has a sensor head unit coupling function for connecting a plurality of sensor head units.
(Sensor head coupling function)

2台のセンサヘッド部で各々得られたプロファイル形状を重ねるために、図41(a)に示すように、帯光OKの照射光が一部重なるように配置されることがあるが、実際に得られた2個のプロファイル形状を結合する際には、どれだけ重ねれば良いか、その判断は容易でない。特に、センサヘッド部の設置に際して傾斜や位置ずれがあるため、これらを解消するには、高さ方向と幅方向にプロファイルを移動させた上で、結合のための処理を行う必要がある。
(補正プロファイル作成機能)
In order to overlap the profile shapes obtained by the two sensor heads, as shown in FIG. 41A, the irradiation light of the band light OK may be arranged so as to partially overlap. When combining the two obtained profile shapes, it is not easy to determine how much to overlap. In particular, since there is an inclination or a positional deviation when the sensor head unit is installed, in order to eliminate these, it is necessary to perform processing for coupling after moving the profile in the height direction and the width direction.
(Correction profile creation function)

このため、上述した傾き補正手段613を用いて、各プロファイル形状の段差部を利用して、ワークに対する各センサヘッド部の傾きを補正する補正プロファイル作成機能を備える。ここでは、傾き補正機能及び高低差補正機能を利用する。この手順を、図43の模式図に基づいて説明する。まず図43(a)に示すように、凸状などの段差を有するワークWK9を用意し、2台のセンサヘッド部の帯光OKの照射領域がいずれも段差を含むように配置する。そして図4の傾き補正手段613で、図43(b)に示すように各センサヘッド部の傾き補正及び/又は高低差補正を行い、補正プロファイルを作成する。さらに図43(c)に示すように、各センサヘッド部の補正プロファイルに対して、同じ部位、すなわち段差部分に相当する共通プロファイル形状を共通プロファイル指定手段820で指定する。ここでは、ユーザが共通プロファイル指定手段820により、手動で段差部を指定する構成としている。ただ、共通プロファイル指定手段820が各補正プロファイルを比較して、共通プロファイル形状を自動的に抽出するよう構成してもよい。そして、共通プロファイル指定手段820で指定された共通プロファイル形状が一致するように、プロファイルマッチング手段614がプロファイルサーチ(後述)を行い、2個のプロファイル形状の高さや間隔等を自動的に調整した上で、これらを合成する。なお、プロファイルマッチング手段614による共通プロファイル形状の高さや間隔等を自動演算結果に対して、ユーザが手動で微調整できる機能を設けてもよい。図4の例では、プロファイル形状のオフセット量を設定可能なプロファイル移動手段824、傾斜角を調整可能な傾き調整手段826を設けている。また、高低差演算手段で演算された高低差を手動で調整するための高低差調整手段814を利用することもできる。このようにして、図43(d)に示すように、複数のセンサヘッド部で測定されたプロファイルを連結するよう合成できる。
(直接マッチング機能)
For this reason, a correction profile creation function for correcting the inclination of each sensor head part with respect to the workpiece by using the step part of each profile shape using the inclination correction means 613 described above is provided. Here, an inclination correction function and an elevation difference correction function are used. This procedure will be described based on the schematic diagram of FIG. First, as shown in FIG. 43 (a), a workpiece WK9 having a stepped shape such as a convex shape is prepared, and arranged so that the irradiation areas of the band light OK of the two sensor head portions both include a step. Then, as shown in FIG. 43B, the inclination correction unit 613 in FIG. 4 performs inclination correction and / or height difference correction of each sensor head unit to create a correction profile. Further, as shown in FIG. 43 (c), the common profile shape corresponding to the same portion, that is, the stepped portion is designated by the common profile designation means 820 with respect to the correction profile of each sensor head portion. Here, the user manually designates the step portion by the common profile designation means 820. However, the common profile designating unit 820 may compare each correction profile and automatically extract the common profile shape. Then, the profile matching unit 614 performs a profile search (described later) so that the common profile shape designated by the common profile designation unit 820 matches, and automatically adjusts the height and interval of the two profile shapes. Then we synthesize these. Note that a function may be provided that allows the user to manually fine-tune the height and interval of the common profile shape by the profile matching unit 614 with respect to the automatic calculation result. In the example of FIG. 4, profile moving means 824 that can set the offset amount of the profile shape and inclination adjusting means 826 that can adjust the inclination angle are provided. Also, the height difference adjusting means 814 for manually adjusting the height difference calculated by the height difference calculating means can be used. In this way, as shown in FIG. 43 (d), the profiles measured by the plurality of sensor head portions can be combined.
(Direct matching function)

さらに、センサヘッド部毎に傾き補正や高低差補正を行うことなく、図44に示すように、補正前の各プロファイル形状に対して、共通プロファイル指定手段820で共通プロファイル形状の指定を行い、直接マッチングを行う直接マッチング機能を備えることもできる。この手順を、図44の模式図及び図45のフローチャートに基づいて説明する。まず、必要に応じてステップS451でセンサヘッド部の個々の傾斜を補正する。プロファイルの結合のみを行うのであれば、この高低を省略することもできる。次にステップS452で、2つのセンサヘッド部からの照射光の重複部分にワークWK9の凸状部分が位置するよう、ワークWK9を配置する。そしてステップS453で、各センサヘッド部でプロファイル形状を取り込む。次にステップS454で、各センサヘッド部のプロファイル形状に対し、共通プロファイル形状の範囲を共通プロファイル指定手段820で各々指定する。なお、各センサヘッド部で得られる共通プロファイル形状が同一の場合は、一方のセンサヘッド部でのみ共通プロファイル形状を指定すれば足りる。またこの際も、ユーザが共通プロファイル指定手段820を操作して手動で共通プロファイル形状を指定する他、共通プロファイル指定手段820で自動的に共通プロファイル形状を抽出することもできる。この方法であれば、ユーザによる領域指定を省いて極めて簡単に複数プロファイルのマッチングを実現できる。次にステップS455で、両方のセンサヘッド部で共通プロファイル形状が一致するように、プロファイルマッチング手段614でプロファイルサーチを行う。最後にステップS456で、プロファイルサーチの結果に基づき、プロファイル形状の結合条件をプロファイルマッチング手段614で演算し、合成を行う。   Furthermore, without performing inclination correction or height difference correction for each sensor head, as shown in FIG. 44, the common profile shape is designated by the common profile designation means 820 for each profile shape before correction, and directly A direct matching function for matching can also be provided. This procedure will be described based on the schematic diagram of FIG. 44 and the flowchart of FIG. First, the individual inclination of the sensor head unit is corrected in step S451 as necessary. If only profile merging is performed, this height can be omitted. Next, in step S452, the workpiece WK9 is arranged so that the convex portion of the workpiece WK9 is positioned in the overlapping portion of the irradiation light from the two sensor head portions. In step S453, each sensor head unit captures a profile shape. In step S454, a common profile shape range is designated by the common profile designating unit 820 for the profile shape of each sensor head unit. In addition, when the common profile shape obtained in each sensor head part is the same, it is sufficient to specify a common profile shape only in one sensor head part. Also at this time, the user can manually extract the common profile shape by the common profile designating unit 820 in addition to manually designating the common profile shape by operating the common profile designating unit 820. According to this method, matching of a plurality of profiles can be realized very easily without omitting area designation by the user. Next, in step S455, the profile search is performed by the profile matching unit 614 so that the common profile shapes match in both sensor heads. Finally, in step S456, based on the result of the profile search, the profile matching unit 614 calculates a profile shape combining condition, and performs synthesis.

なお、上記の例では2つのセンサヘッド部を利用した2つのプロファイル形状の合成について説明したが、3以上のプロファイル形状の合成についても同様に行えることは言うまでもない。すなわち、例えば3台のセンサヘッド部A、B、Cを接続した光学式変位計においては、まずセンサヘッド部A、Bのプロファイル形状の合成を行った後、合成後のプロファイル形状A+Bとプロファイル形状Cとの合成を行えばよい。
(プロファイル反転機能)
In the above example, the synthesis of two profile shapes using two sensor head units has been described, but it goes without saying that the synthesis of three or more profile shapes can be similarly performed. That is, for example, in an optical displacement meter in which three sensor head portions A, B, and C are connected, first, the profile shapes of the sensor head portions A and B are synthesized, and then the profile shape A + B and the profile shape after synthesis are synthesized. What is necessary is just to synthesize | combine with C.
(Profile inversion function)

以上は、センサヘッド部を横並びに配置した例について説明した。複数のセンサヘッド部をレイアウトする例としては、他にもセンサヘッド部同士を対向させて配置することも考えられる。複数のセンサヘッド部を隣接して配置する際には、物理的にセンサヘッド部が干渉しないように配置するスペースが確保できるかどうかが問題となる。言い換えると、配置スペースの関係からセンサヘッド部を同じ姿勢で配置することができず、上下左右に反転した姿勢で配置しなければならない事態も起こり得る。例えば、図46に示すようにセンサヘッド部を鏡面状に配置する結果、得られたプロファイル形状が左右反転した状態となり、そのままでは形状の比較などに不都合となる。このため、プロファイル形状を反転させる機能を備えており、具体的には反転手段822がプロファイル形状を、必要に応じて上下又は左右に反転させて表示部に表示可能としている。これにより、センサヘッド部の配置状態の制約によらず、各センサヘッド部で取得されたプロファイル形状の対比を、適切に行うことが可能となる。
(左右反転)
The example in which the sensor head portions are arranged side by side has been described above. As an example of laying out a plurality of sensor head parts, it is also conceivable to arrange the sensor head parts to face each other. When arranging a plurality of sensor head portions adjacent to each other, it becomes a problem whether a space for arranging the sensor head portions so that the sensor head portions do not interfere physically can be secured. In other words, the sensor head unit cannot be arranged in the same posture due to the arrangement space, and there may be a situation where the sensor head unit must be arranged in an upside down, left and right posture. For example, as shown in FIG. 46, as a result of disposing the sensor head portion in a mirror shape, the obtained profile shape is left-right inverted, which is inconvenient for comparison of shapes. Therefore, it has a function of inverting the profile shape. Specifically, the inverting means 822 can display the profile shape on the display unit by inverting the profile shape vertically or horizontally as necessary. Thereby, it becomes possible to appropriately compare the profile shapes acquired by each sensor head unit, regardless of the restriction of the arrangement state of the sensor head unit.
(Flip horizontal)

反転手段822により、プロファイルの差分を取得する例を、図47に基づいて説明する。まず、図48に示すように一のワークWK10に対して、異なる部位のプロファイル形状を取得するよう、2台のセンサヘッド部を配置する。各センサヘッド部で得られたプロファイル形状に対して、各々傾き補正及び/又は高低差補正を実行し、図47(a)に示すように補正プロファイルを作成する。次に、共通プロファイル指定手段820を用いて、各センサヘッド部の補正プロファイルに対して、共通の部位を指定する。具体的には、図47(b)で波線で示す枠状の共通プロファイル指定枠KWに共通プロファイル形状を含める。そして、設定された枠内の共通プロファイル形状がマッチングするように、プロファイルマッチング手段614が2個のプロファイルの高さと位置を自動演算する。この結果、図47(c)に示すように2個のプロファイル形状が重ね合わせて表示部に表示される。ここでは、異なる部位を観察しているため、完全一致でなく部分一致のパターンマッチングを行う。また、図47(d)に示すようにプロファイルの差分を差分プロファイルとして表示することもできる。またこの方法に限られず、上述の通り自動演算されたプロファイル形状の高さや位置をユーザが微調整する機能を設けたり、あるいはセンサヘッド部毎に傾き補正や高低差補正を行うことなく、補正前のプロファイル形状に対して共通プロファイル形状を指定し、直接マッチングを行うこともできる。
(上下反転)
An example of acquiring a profile difference by the reversing unit 822 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 48, two sensor head units are arranged so as to acquire profile shapes of different parts with respect to one work WK10. Inclination correction and / or height difference correction are performed on the profile shapes obtained by the sensor head units to create a correction profile as shown in FIG. Next, using the common profile designating unit 820, a common part is designated for the correction profile of each sensor head unit. Specifically, the common profile shape is included in the frame-shaped common profile designation frame KW indicated by the wavy line in FIG. Then, the profile matching unit 614 automatically calculates the height and position of the two profiles so that the common profile shape within the set frame matches. As a result, as shown in FIG. 47C, the two profile shapes are superimposed and displayed on the display unit. Here, since different parts are observed, partial matching pattern matching is performed instead of complete matching. Further, as shown in FIG. 47 (d), profile differences can be displayed as a difference profile. The method is not limited to this method, and a function for fine adjustment of the height and position of the profile shape automatically calculated as described above is provided by the user, or before correction is performed without performing tilt correction or height difference correction for each sensor head unit. It is also possible to specify a common profile shape for each profile shape and perform direct matching.
(flip upside down)

さらに、図49に示すように2台のセンサヘッド部で同一のワークWK11を挟み込んで計測することもできる。この際、ワークWK11上の計測箇所が離れて存在する場合には、センサヘッド部を同じ向きに設置することもできる。しかしながら、計測箇所が近い場合は、図50に示すように、センサヘッド部の投光側が対向するように設置する必要がある。この場合には、2台のセンサヘッド部でプロファイルの左右が反転されてしまうので、形状の比較に不都合となる。そこで、反転手段822により左右反転や上下反転を組み合わせることで、調整できる。この例を図51に基づいて説明する。ここでは、図49に示すようにワークWK11の上下を2台のセンサヘッド部で挟み込んで、凸状部分の厚さdを計測する。図51(a)に示すように、各センサヘッド部で計測されたプロファイル形状の傾き補正及び/又は高低差補正を行い、補正プロファイルを作成する。次に図51(b)に示すように、補正プロファイルの一方(図51(a)において右側)を反転手段822で上下反転し、さらに図51(c)に示すように左右反転する。この状態で、各補正プロファイルに対して位置合わせを行う部位を共通プロファイル指定手段820で指定する。図51(c)の例では、凸状の立ち上がり部分を含めるよう波線で示す枠状の共通プロファイル指定枠KWで囲む。そして共通プロファイル指定枠KW内のプロファイルが一致するように、プロファイルマッチング手段614が2個のプロファイル形状の高さと位置を自動演算し、これらを合成する。ここでは、プロファイルを連結するのでなく、図51(d)に示すように、ワークWK11の凸状の厚さdが計測できるように、上下にプロファイルを配置している。   Furthermore, as shown in FIG. 49, the same workpiece WK11 can be sandwiched and measured by two sensor head portions. At this time, when the measurement points on the workpiece WK11 exist apart from each other, the sensor head unit can be installed in the same direction. However, when the measurement points are close, as shown in FIG. 50, it is necessary to install the sensor head unit so that the light projecting sides face each other. In this case, the right and left of the profile are inverted between the two sensor heads, which is inconvenient for comparing the shapes. Therefore, the reversing means 822 can be adjusted by combining left-right reversal or vertical reversal. This example will be described with reference to FIG. Here, as shown in FIG. 49, the workpiece WK11 is sandwiched between two sensor head portions, and the thickness d of the convex portion is measured. As shown in FIG. 51A, the correction profile is created by performing the inclination correction and / or the height difference correction of the profile shape measured by each sensor head unit. Next, as shown in FIG. 51 (b), one of the correction profiles (the right side in FIG. 51 (a)) is inverted upside down by the inversion means 822, and further inverted horizontally as shown in FIG. 51 (c). In this state, the common profile designating unit 820 designates a part to be aligned with each correction profile. In the example of FIG. 51 (c), it is surrounded by a frame-shaped common profile designation frame KW indicated by a wavy line so as to include a convex rising portion. Then, the profile matching means 614 automatically calculates the height and position of the two profile shapes so as to match the profiles in the common profile designation frame KW, and synthesizes them. Here, instead of connecting the profiles, as shown in FIG. 51 (d), the profiles are arranged vertically so that the convex thickness d of the workpiece WK11 can be measured.

なお、プロファイル形状の上下反転/左右反転は反転手段822により個別に行われるが、計測用途に応じて自動的に反転処理が選択、実行されるよう構成することもできる。具体的には、ワークの変位を測定する測定モードとして、2台以上のセンサヘッド部の配置レイアウトを、横配置、縦配置、挟み込み配置のいずれかから選択する配置モード選択手段828を設け、配置モード選択手段828で選択された配置モードに応じて、反転手段822の反転方向を自動的に選択するよう構成する。これにより、2台以上のセンサヘッド部の配置レイアウトに応じたプロファイル波形の反転が自動的に行われ、設定の手間を省くと共に設定ミスを回避できる。一例として、センサヘッド部A、Bの2つで得られたプロファイル形状を反転手段822で反転させる手順を、図52のフローチャートに基づいて説明する。まずステップS521で、センサヘッド部Aを上下反転させるかどうかを判定する。反転させない場合は、そのままステップS523に進み、反転させる場合は、ステップS522に進み、センサヘッド部Aで得られたプロファイル形状を反転手段822で上下に反転させた上で、ステップS523に進む。次にステップS523では、センサヘッド部Aのプロファイル形状を左右反転させるかどうかを判定し、反転させない場合はステップS525に進み、反転させる場合はステップS524に進み、センサヘッド部Aのプロファイル形状を左右反転させた上でステップS525に進む。以下同様にしてセンサヘッド部Bについても、先ずステップS525で上下反転の有無を判定し、反転させる場合はステップS526を介して上下反転させた後、ステップS527に進む。さらにステップS527では左右反転の有無を判定し、反転させる場合はステップS528を介して左右反転させた後、ステップS529に進み、後処理を行う。このように、各センサヘッド部毎に上下、左右の反転の有無を判定し、必要な反転を行わせることにより、対比させやすい姿勢でプロファイル形状を表示部に表示、あるいは計測処理部54で演算することができる。
(プロファイルサーチ)
Note that the vertical / horizontal inversion of the profile shape is individually performed by the reversing unit 822. However, the reversing process may be automatically selected and executed according to the measurement application. Specifically, as a measurement mode for measuring the displacement of the workpiece, an arrangement mode selection unit 828 is provided to select an arrangement layout of two or more sensor head units from a horizontal arrangement, a vertical arrangement, and a sandwich arrangement. The reversing direction of the reversing unit 822 is automatically selected according to the arrangement mode selected by the mode selecting unit 828. Thereby, inversion of the profile waveform according to the arrangement layout of two or more sensor head portions is automatically performed, so that setting trouble can be saved and setting mistakes can be avoided. As an example, a procedure for inverting the profile shape obtained by the two sensor head portions A and B by the inverting means 822 will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S521, it is determined whether or not the sensor head part A is turned upside down. If not reversed, the process proceeds to step S523 as it is, and if reversed, the process proceeds to step S522, the profile shape obtained by the sensor head part A is reversed up and down by the inverting means 822, and the process proceeds to step S523. Next, in step S523, it is determined whether or not the profile shape of the sensor head part A is reversed left and right. If not reversed, the process proceeds to step S525. If reversed, the process proceeds to step S524. After the inversion, the process proceeds to step S525. In the same manner, the sensor head portion B is also first checked in step S525 for the presence or absence of upside down. In the case of inversion, it is inverted up and down through step S526, and then the process proceeds to step S527. Further, in step S527, the presence / absence of left / right reversal is determined, and in the case of reversing, the left / right reversal is performed via step S528, and then the process proceeds to step S529 to perform post-processing. In this way, the presence or absence of up / down and left / right reversal is determined for each sensor head unit, and the necessary reversal is performed, so that the profile shape is displayed on the display unit in an easy-to-contrast posture or is calculated by the measurement processing unit 54. can do.
(Profile search)

受光マスク領域JMの自動追従や傾き補正/高低差補正、2以上のプロファイルの合成等においては、プロファイル形状に対するプロファイルサーチが有効に機能する。上記で説明したプロファイルサーチでは、登録プロファイルを一旦設定した上で、同じ登録プロファイルに基づいてマッチングを行っている。プロファイルサーチは、登録プロファイルを構成する座標位置情報に基づいて、入力されたプロファイル形状を構成する座標位置情報に、登録プロファイルを構成する座標位置情報が含まれているかどうかを検索する。プロファイル形状は画像データと異なり、座標位置情報であるため、プロファイルサーチは、画像データのサーチに比較してデータ量や処理量が少なく、低負荷で高速なサーチが実現できる。なおプロファイルサーチは実寸法で行われる。一方、ワークによっては登録プロファイル自体が確定し難いものもある。このような場合には、登録プロファイルを毎回変更することも可能である。以下、プロファイル形状に対するプロファイルサーチの詳細な手順について説明する。
(回転/移動のプロファイルサーチ)
In automatic tracking of the light receiving mask region JM, inclination correction / level difference correction, synthesis of two or more profiles, profile search for the profile shape functions effectively. In the profile search described above, once a registered profile is set, matching is performed based on the same registered profile. In the profile search, based on the coordinate position information constituting the registered profile, the coordinate position information constituting the input profile shape is searched for whether the coordinate position information constituting the registered profile is included. Unlike the image data, the profile shape is coordinate position information. Therefore, the profile search requires less data and processing than the image data search, and can realize a high-speed search with a low load. Note that the profile search is performed with actual dimensions. On the other hand, depending on the work, it is difficult to determine the registration profile itself. In such a case, the registration profile can be changed every time. The detailed procedure of profile search for the profile shape will be described below.
(Rotation / movement profile search)

先ず、図98、図99に示すようにワークWK5が傾いた場合にも安定して計測できるように、プロファイル波形を登録プロファイルとしてプロファイルサーチを行う例について説明する。ここでは、表示部70のプロファイル表示領域71に表示されたプロファイル形状上から予めプロファイル形状を登録プロファイルとして、図4に示す登録プロファイル指定手段830を用いて領域で指定し(図54(a)において破線枠で示す登録プロファイル指定領域PS)、入力された測定対象のプロファイル形状中から、最も合致する位置をプロファイルマッチング手段614がプロファイルサーチで検出し、サーチ結果に基づいて計測プロファイルを回転・移動させて形状測定を行う。この手順を、図53のフローチャート及び図54のイメージ図に基づいて説明する。まず、ステップS611に示すように、プロファイルサーチを開始する回転角度及び移動距離を設定する。次にステップS612で登録プロファイルのプロファイルを回転/移動させる。さらにステップS613で、プロファイルマッチング手段614が入力プロファイルの各点との差を演算する。次にステップS614で、各点の差を基にプロファイルのマッチング度を演算する。さらにステップS615で、マッチング度の最も高い条件(ここでは回転角度・移動量)を記憶する。上記の手順を所定のサーチ範囲(回転角度・移動量)で繰り返す。具体的にはステップS616で、入力プロファイルのすべての範囲を走査したかどうか判定し、未だの場合はステップS612に戻って上記処理を継続し、一方すべての範囲を走査し終えた場合は、ステップS617に進み、マッチング度の最も高い条件を検出位置として出力する。このようにして、図54(b)に示すように入力プロファイルから、登録プロファイルのプロファイルサーチにより、回転されたプロファイルを検出し、その座標位置を出力できる。この結果に従い、プロファイルマッチング手段614は必要に応じて入力プロファイルを回転、移動させて表示部70に表示させることもできる。
(無効領域設定)
First, an example will be described in which a profile search is performed using a profile waveform as a registered profile so that stable measurement can be performed even when the workpiece WK5 is tilted as shown in FIGS. Here, the profile shape is designated in advance as a registered profile from the profile shape displayed in the profile display area 71 of the display unit 70 using the registered profile designation means 830 shown in FIG. 4 (in FIG. 54A). (Registered profile designation area PS indicated by a broken line frame), the profile matching means 614 detects the best matching position from the input profile shape of the measurement object by profile search, and rotates and moves the measurement profile based on the search result. To measure the shape. This procedure will be described based on the flowchart of FIG. 53 and the image diagram of FIG. First, as shown in step S611, a rotation angle and a moving distance for starting a profile search are set. Next, in step S612, the profile of the registered profile is rotated / moved. In step S613, the profile matching unit 614 calculates a difference from each point of the input profile. In step S614, a profile matching degree is calculated based on the difference between the points. Furthermore, in step S615, the condition with the highest matching degree (here, the rotation angle / movement amount) is stored. The above procedure is repeated within a predetermined search range (rotation angle / movement amount). Specifically, in step S616, it is determined whether or not the entire range of the input profile has been scanned. If not, the process returns to step S612 and the above processing is continued. If all the ranges have been scanned, step S616 is performed. Proceeding to S617, the condition with the highest matching degree is output as the detection position. In this way, as shown in FIG. 54B, the rotated profile can be detected from the input profile by the profile search of the registered profile, and the coordinate position can be output. According to this result, the profile matching unit 614 can rotate and move the input profile as necessary to display it on the display unit 70.
(Invalid area setting)

一方、光切断の原理を使った光学式変位計ではワークのエッジ部分の形状が安定しない場合がある。例えば図55(a)に示すような凸状を有するワークにおいては、図55(b)に示すように凸状のエッジ部分でピーク状のノイズが載ることがある。このようなノイズ成分によって、測定誤差が低下する。そこで、登録プロファイル中に、プロファイルサーチの対象としない無効領域を設けることで、このような形状変動の影響を受け難くすることができる。無効領域は、プロファイル表示領域71上から、図4に示す無効領域指定手段832で指定する。図55の例では図55(b)に示すように、凸状のエッジ部分に生じるピーク状ノイズを含むよう、登録プロファイル指定領域PS中に矩形状の無効領域MAを設定する。   On the other hand, in the optical displacement meter using the principle of light cutting, the shape of the edge portion of the workpiece may not be stable. For example, in a workpiece having a convex shape as shown in FIG. 55 (a), peak-shaped noise may appear at the convex edge portion as shown in FIG. 55 (b). Such noise components reduce measurement errors. Therefore, by providing an invalid area that is not a target for profile search in the registered profile, it is possible to make it difficult to be affected by such shape fluctuation. The invalid area is designated from the profile display area 71 by the invalid area designation means 832 shown in FIG. In the example of FIG. 55, as shown in FIG. 55 (b), a rectangular invalid area MA is set in the registration profile designation area PS so as to include peak noise generated at the convex edge portion.

なお、この例では無効領域を1のみ設定したが、2以上設定することも可能であることは言うまでもない。例えば図55(c)に示すように、登録プロファイル指定領域PS中で凸状のエッジ部分2カ所に、各々無効領域MAを設定することができる。また、無効領域についてプロファイルサーチの対象から完全に除外する他、プロファイルサーチの対象とはするが重み付けを低く設定することもできる。
(傾き無効化機能)
Although only one invalid area is set in this example, it goes without saying that two or more invalid areas can be set. For example, as shown in FIG. 55 (c), invalid areas MA can be set at two convex edge portions in the registered profile designation area PS, respectively. In addition to completely excluding the invalid area from the profile search target, the weight can be set low although it is the profile search target.
(Tilt invalidation function)

また、図56に示すようなエッジ部分を有するワーク等、形状の安定しないワークにおいて、登録プロファイル中から手動で無効領域を設定する他、自動的に傾斜の変化が大きい領域を登録プロファイル中から抽出して、これらの部分を無効化あるいは重み付けを低くするよう設定することもできる。この処理は、図4に示す無効化手段834が自動的に行う。以下、この手順を図57のフローチャート及び図56のイメージ図に基づいて説明する。先ず図53と同様にステップS651で、プロファイルサーチを開始する回転角度及び移動距離を設定し、次いでステップS652で、登録プロファイルのプロファイルを回転/移動させる。さらにステップS653で、無効化手段834が登録プロファイルのデータを解析し、形状の変化が急峻な領域と緩やかな領域とを抽出する。さらにステップS654で、プロファイルマッチング手段614が入力プロファイルの各点との差を演算する。そしてステップS655で、形状の変化が急峻な部分については、この影響を低減する処理を行う。すなわち、この領域を処理の対象から除外したり、あるいは比重が軽くなるよう重み付けを行う。その上でステップS656で、各点の差に基づいてプロファイル形状のマッチング度をプロファイルマッチング手段614が演算する。そしてステップS657で、マッチング度が最も高い条件を検出位置とする。さらにステップS658で、入力プロファイルのすべての範囲を走査したかどうか判定し、未だの場合はステップS652に戻って上記処理を継続し、一方すべての範囲を走査し終えた場合は、ステップS659に進み、マッチング度の最も高い条件を検出位置として出力する。このようにして、エッジ部分を有するワークにおいても、登録プロファイルの中の傾きの変化に応じた軽重によって精度の高いマッチングが実現でき、検出精度を向上させることができる。
(死角処理機能)
In addition, for workpieces with unstable shapes, such as workpieces with edges as shown in FIG. 56, in addition to manually setting invalid areas from the registration profile, areas with large inclination changes are automatically extracted from the registration profile. Then, these portions can be set to be invalidated or weighted low. This processing is automatically performed by the invalidating means 834 shown in FIG. Hereinafter, this procedure will be described based on the flowchart of FIG. 57 and the image diagram of FIG. First, in the same manner as in FIG. 53, in step S651, the rotation angle and moving distance for starting the profile search are set, and in step S652, the profile of the registered profile is rotated / moved. Further, in step S653, the invalidating means 834 analyzes the data of the registered profile, and extracts a region having a sharp change and a region having a gentle change. In step S654, the profile matching unit 614 calculates a difference from each point of the input profile. In step S655, processing for reducing this influence is performed on the portion where the shape change is steep. That is, this region is excluded from the processing target, or weighting is performed so that the specific gravity becomes light. In step S656, the profile matching unit 614 calculates the matching degree of the profile shape based on the difference between the points. In step S657, a condition having the highest matching degree is set as a detection position. Further, in step S658, it is determined whether or not the entire range of the input profile has been scanned. If not, the process returns to step S652 to continue the above processing. The condition with the highest matching degree is output as the detection position. In this way, even in a workpiece having an edge portion, high-precision matching can be realized by light weight corresponding to a change in inclination in the registered profile, and detection accuracy can be improved.
(Blind spot processing function)

一方で、図58に示すように光切断の原理を使った光学式変位計で凸状を有するワークを計測する場合、プロファイル形状の段差部分等、死角になる可能性のある形状については高精度で測定することが困難である。例えば図58(a)に示すワークが回転して図58(b)のようになると、上方向から照射光を照射させても凸状の付け根部分には照射光が届かず、図58(c)に示すようなプロファイルとして観測されることになる。このように死角が発生すると、形状のマッチング精度が低下し、マッチングの結果が安定しなくなる。このような問題に対し、登録プロファイル中で、無効化手段834が傾斜が垂直に近い部位を自動的に抽出し、このような部位を計測に際して排除あるいは重み付けを軽くする処理を行う。この様子を、図58のイメージ図及び図59のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップS671で、図53等と同様にプロファイルサーチを開始する回転角度及び移動距離を設定し、次いでステップS672で、登録プロファイルのプロファイルを回転/移動させる。登録プロファイルが登録された時点で、この登録プロファイルの回転によって死角が生じ得る部位が含まれるかどうかを判断できるので、ステップS673で、無効化手段834によりこのような部位が含まれるかどうか、含まれる場合はその位置を確認する。次にステップS674で、プロファイルマッチング手段614が入力プロファイルの各点との差を演算する。ここで、画像の回転によって死角になる部位については、この影響を低減する処理を行う(ステップS675)。すなわち、この領域を処理の対象から除外したり、あるいは比重が軽くなるよう重み付けを行う。以下図57等と同様にステップS676で、各点の差に基づいてプロファイル形状のマッチング度をプロファイルマッチング手段614が演算する。そしてステップS677で、マッチング度が最も高い条件を検出位置とする。さらにステップS678で、入力プロファイルのすべての範囲を走査したかどうか判定し、未だの場合はステップS672に戻って上記処理を継続し、一方すべての範囲を走査し終えた場合は、ステップS679に進み、マッチング度の最も高い条件を検出位置として出力する。このようにして、エッジ部分を有するワークにおいても、登録プロファイルの中の傾きの変化に応じた軽重によって精度の高いマッチングが実現でき、検出精度を向上させることができる。
(横方向精度の向上)
On the other hand, as shown in FIG. 58, when measuring a workpiece having a convex shape with an optical displacement meter that uses the principle of light cutting, it is highly accurate for shapes that may become blind spots, such as stepped portions of profile shapes. It is difficult to measure with. For example, when the workpiece shown in FIG. 58 (a) rotates and becomes as shown in FIG. 58 (b), the irradiation light does not reach the convex root portion even if the irradiation light is irradiated from above, and FIG. ) Will be observed. When a blind spot is generated in this way, the shape matching accuracy is lowered, and the matching result becomes unstable. In order to deal with such a problem, the invalidation means 834 automatically extracts a part where the inclination is nearly vertical in the registration profile, and performs processing for removing such part or reducing the weight in measurement. This will be described with reference to the image diagram of FIG. 58 and the flowchart of FIG. First, in step S671, the rotation angle and movement distance for starting the profile search are set in the same manner as in FIG. 53 and the like, and then in step S672, the profile of the registered profile is rotated / moved. When the registration profile is registered, it can be determined whether or not a part where a blind spot can be generated by rotation of the registration profile is included. Therefore, in step S673, whether or not such a part is included by the invalidation unit 834 is included. If it is, check its position. In step S674, the profile matching unit 614 calculates a difference from each point of the input profile. Here, for a part that becomes a blind spot due to the rotation of the image, processing for reducing this influence is performed (step S675). That is, this region is excluded from the processing target, or weighting is performed so that the specific gravity becomes light. Thereafter, in the same manner as in FIG. 57 and the like, in step S676, the profile matching unit 614 calculates the matching degree of the profile shape based on the difference between the points. In step S677, the condition with the highest matching degree is set as the detection position. Further, in step S678, it is determined whether or not the entire range of the input profile has been scanned. If not, the process returns to step S672 and the above processing is continued. The condition with the highest matching degree is output as the detection position. In this way, even in a workpiece having an edge portion, high-precision matching can be realized by light weight corresponding to a change in inclination in the registered profile, and detection accuracy can be improved.
(Improved lateral accuracy)

一方、光切断の原理を用いて垂直に近い断面を計測する場合には、受光素子の分解能のため横方向の精度が制限されるという問題が生じる。すなわち、図60に示すように凸状に変化するワークのエッジ面ED、すなわち凸状立ち上がり部分、立ち下がり部分のような、プロファイルが急峻に変化する部位では、隣接する画素間で高い位置と低い位置が生じ、中間の位置が存在しない離散的なデータとなって精度が悪くなってしまう。一方で、エッジ位置の変化に応じて、受光画像自体は図61に示すように受光量の変化を有している。特に、CCDのような2次元受光素子では、図62に示すようにエッジ面の近傍で隣接する画素の受光光量が段階的に変化する。そこで、垂直に近いエッジ位置を計測する場合には、プロファイル形状に変換した状態で位置補正をするよりも、プロファイル形状に変換する前の受光画像データを使って位置検出を行うことにより、エッジ位置の精度を向上させることができる。この検出は、図4に示すエッジ面算出手段618が行う。これにより、CCDの分解能による制限を受けることなくサブピクセルオーダでの高精度な立ち上がり位置、立ち下がり位置の検出が可能となる。この手順を、図63のフローチャートに基づいて説明する。まずステップS711で、プロファイル形状上で設定された登録プロファイルの範囲に基づいて、対応する受光画像上で該当する領域を演算する。次にステップS712で、該当領域の登録プロファイルを移動させる。そしてステップS713で登録プロファイルと入力プロファイルで正規化相関を行い、相関値を演算する。次にステップS714で、相関値の最も高い条件(移動量)を記憶する。さらに上記の処理を、すべての部位で処理し終わるまで所定の領域内を走査するよう、上記ステップS712に戻って処理を繰り返す(ステップS715)。そしてステップS716で、相関値の最も高い条件と、その周囲の相関値に基づき、補間処理を行い、サブピクセルオーダでピーク位置を算出する。最後に、ステップS717で、ピーク位置が受光画像上で演算されるため、その結果をリニアライズして距離情報に変換する。このようにして、受光画像を利用した極めて高精度なマッチング処理を実現できる。
(形状測定機能)
On the other hand, when measuring a nearly vertical cross section using the principle of light cutting, there arises a problem that the lateral accuracy is limited due to the resolution of the light receiving element. That is, as shown in FIG. 60, the edge surface ED of a workpiece that changes in a convex shape, that is, a portion where the profile changes sharply, such as a convex rising portion and a falling portion, is high and low between adjacent pixels. The position is generated, and the data becomes discrete data having no intermediate position, and the accuracy is deteriorated. On the other hand, the received light image itself has a change in the amount of received light as shown in FIG. 61 in accordance with the change in the edge position. In particular, in a two-dimensional light receiving element such as a CCD, as shown in FIG. 62, the amount of light received by adjacent pixels near the edge surface changes stepwise. Therefore, when measuring the edge position close to vertical, the position detection is performed by using the received light image data before conversion to the profile shape, rather than performing position correction in the state converted to the profile shape. Accuracy can be improved. This detection is performed by the edge surface calculation means 618 shown in FIG. Thereby, it is possible to detect the rising position and the falling position with high accuracy in the sub-pixel order without being limited by the resolution of the CCD. This procedure will be described based on the flowchart of FIG. First, in step S711, the corresponding region on the corresponding received light image is calculated based on the range of the registered profile set on the profile shape. In step S712, the registration profile of the corresponding area is moved. In step S713, normalized correlation is performed between the registered profile and the input profile, and a correlation value is calculated. In step S714, the condition (movement amount) with the highest correlation value is stored. Further, the process returns to step S712 and repeats the process so that the predetermined area is scanned until the above process is completed for all the parts (step S715). In step S716, interpolation processing is performed based on the condition with the highest correlation value and the surrounding correlation values, and the peak position is calculated in the sub-pixel order. Finally, in step S717, since the peak position is calculated on the received light image, the result is linearized and converted into distance information. In this way, extremely high-precision matching processing using the received light image can be realized.
(Shape measurement function)

上述したプロファイルサーチ処理は、プロファイル形状の位置補正のみならず、プロファイル形状の計測等にも使用できる。例えば、図64の例では対向するワークWK14について、各々の対向部分である2箇所の形状について共通プロファイル指定枠KWを指定し、プロファイルマッチング手段614でプロファイルサーチを行うことにより、これら2箇所の中点を検出するといった処理も可能となる。このように、プロファイルサーチは位置補正のみならず、計測においても有効に機能させることができる。
(プロファイル演算機能)
The profile search process described above can be used not only for position correction of the profile shape but also for measurement of the profile shape. For example, in the example of FIG. 64, for the workpiece WK14 facing each other, the common profile designation frame KW is designated for the two shapes that are the respective facing portions, and the profile search is performed by the profile matching means 614. Processing such as detecting points is also possible. Thus, the profile search can function effectively not only in position correction but also in measurement.
(Profile calculation function)

さらに、プロファイル形状を手動で移動させるプロファイル移動手段824や、プロファイルの加算、反転等の操作機能を備えることもできる。図65に、表示部70上に表示されたプロファイル形状を手動で操作する画面例を示す。この図に示す表示部70は、ワークのプロファイル形状をプロファイル表示領域71に示しており、図65(a)の例では、プロファイル表示領域71の右側を上下に分割して、2台のセンサヘッド部1で取得したプロファイル形状PR1、PR2を各々表示している。さらにプロファイル表示領域71の左側に、プロファイル形状PR1、PR2を加算した加算プロファイル形状PR3を表示している。このように、複数のプロファイル形状に対して、加算、減算、差分抽出等の演算を行うことができる。特に、プロファイルサーチ等により合成されたプロファイル形状の、共通する形状部分の差分情報を差分抽出手段615で抽出することで、プロファイルの差分を演算、表示することができ、指定された部位の相違点の比較が容易に行える。
(プロファイル移動手段)
Furthermore, profile moving means 824 for manually moving the profile shape and operation functions such as addition and inversion of profiles can be provided. FIG. 65 shows an example of a screen for manually operating the profile shape displayed on the display unit 70. The display unit 70 shown in this figure shows the profile shape of the workpiece in the profile display area 71. In the example of FIG. 65 (a), the right side of the profile display area 71 is divided vertically into two sensor heads. The profile shapes PR1 and PR2 acquired by the part 1 are respectively displayed. Further, on the left side of the profile display area 71, an added profile shape PR3 obtained by adding the profile shapes PR1 and PR2 is displayed. In this way, operations such as addition, subtraction, and difference extraction can be performed on a plurality of profile shapes. In particular, by extracting the difference information of the common shape portion of the profile shape synthesized by profile search or the like by the difference extraction means 615, the difference of the profile can be calculated and displayed, and the difference between the designated parts Can be easily compared.
(Profile transfer means)

また図65(b)の例では、プロファイル表示領域71の下側を左右に分割して、プロファイル形状PR1、PR2を各々表示し、さらにプロファイル表示領域71の上側に、プロファイル形状A、Bを合成した合成プロファイル形状PR4を表示している。プロファイル同士の合成は、プロファイルマッチング手段614のプロファイルサーチにより行われる。さらに、図65の画面から、各プロファイル形状の上下、左右への移動や反転を行うことができる。また、回転や拡大/縮小機能を備えてもよい。これにより、プロファイルサーチで合成された合成プロファイル形状を、さらにオフセット量を設定するなど、手動で微調整することが可能となる。
(プロファイル形状の着色表示機能)
In the example of FIG. 65 (b), the lower side of the profile display area 71 is divided into right and left to display the profile shapes PR1 and PR2, respectively, and the profile shapes A and B are synthesized on the upper side of the profile display area 71. The synthesized profile shape PR4 is displayed. The profiles are combined by profile search of the profile matching means 614. Furthermore, each profile shape can be moved up and down, left and right, and reversed from the screen of FIG. Further, a rotation or enlargement / reduction function may be provided. As a result, the composite profile shape synthesized by the profile search can be finely adjusted manually, such as by setting an offset amount.
(Profile shape coloring display function)

表示部上で図8に示すようにプロファイル形状を表示することにより、ワークのプロファイル形状を確認できる。しかしながら、プロファイル形状では、受光量の多寡や変化等を知ることができないため、ワークの正確な形状が測定できているかどうかは、この画像だけでは判断できない。このため、図9に示すように表示部の表示を受光画像に切り替えて、プロファイル形状の各部の受光状態を確認することが行われる。ただ、受光画像は白黒の濃淡画像であり、受光の分布状態が判り難いという問題がある。またプロファイル形状と受光画像とを個別に表示させたのでは、対応位置の確認が容易でなく、また表示画面を一々切り替える必要がある等操作も面倒である。そこで、本実施の形態では、プロファイル着色手段によりプロファイル形状のプロファイル形状を着色処理し、プロファイル形状のみから、受光量やその変化等を把握できるようにすることができる。
(プロファイル着色機能)
By displaying the profile shape on the display unit as shown in FIG. 8, the profile shape of the workpiece can be confirmed. However, since the profile shape cannot know the variation or change in the amount of received light, it cannot be determined from this image alone whether the exact shape of the workpiece can be measured. For this reason, as shown in FIG. 9, the display on the display unit is switched to the received light image, and the light receiving state of each part of the profile shape is confirmed. However, the received light image is a black and white grayscale image, and there is a problem that the distribution state of received light is difficult to understand. If the profile shape and the received light image are individually displayed, it is not easy to confirm the corresponding position, and operations such as the need to switch the display screen one by one are troublesome. Therefore, in the present embodiment, the profile shape of the profile shape can be colored by the profile coloring means so that the amount of received light and its change can be grasped only from the profile shape.
(Profile coloring function)

プロファイル着色手段は、プロファイル形状を構成する位置毎の光量に応じて、予め光量の範囲を区分けし、各範囲毎に割り当てられた異なる色を着色する着色処理を施した状態で表示部に表示可能である。また、プロファイル着色手段は、プロファイル形状に対し、プロファイル形状の位置毎の光量の変化量に応じて、予め光量変化の範囲を区分けし、各範囲毎に割り当てられた異なる色を着色する着色処理を施した状態で表示部に表示することもできる。以下、プロファイル着色手段でプロファイル形状を着色する様子を、図66〜図68で示す表示部上で表示されるプロファイル形状のイメージ図に基づいて説明する。   The profile coloring means can display on the display unit in a state where the range of the light quantity is divided in advance according to the light quantity at each position constituting the profile shape, and a different color assigned to each range is applied. It is. Further, the profile coloring means divides the range of the light amount change in advance according to the amount of change in the light amount at each position of the profile shape with respect to the profile shape, and performs a coloring process for coloring different colors assigned to each range. It can also be displayed on the display unit in the applied state. Hereinafter, how the profile shape is colored by the profile coloring means will be described with reference to an image diagram of the profile shape displayed on the display unit shown in FIGS.

図66は、プロファイル形状を表示する際にプロファイルの光量状態、具体的には光量の多寡に応じて、プロファイル着色手段が表示する色を変化させている。この例では、光量が適切な部分を青色(図66において実線のハッチングで示す)、光量が所定の上限閾値よりも多い部分を白色(図66において太線かつ間隔の狭いハッチングで示す)、逆に光量が所定の下限閾値よりも少ない場合に赤色(図66において3本線のハッチングで示す)で示している。このように、プロファイル形状を色分けして表示部上に表示させることで、プロファイル形状を見るだけで、安定して計測できているかを判断できる。閾値の例としては、例えば受光量を0〜255の256階調(8ビット)で検出する場合、上限閾値を191以上、下限閾値を64以下等に設定する。このような閾値は、光学式変位計側で予め設定しておく他、ユーザが任意に指定、調整するよう構成してもよい。特に、測定条件等に応じて適切な閾値を設定することにより、よりアプリケーションに即したカラー表示にてプロファイル形状の安定度を確認することができる。   In FIG. 66, when the profile shape is displayed, the color displayed by the profile coloring means is changed according to the light quantity state of the profile, specifically, the amount of the light quantity. In this example, a portion with an appropriate amount of light is blue (indicated by a solid line hatching in FIG. 66), a portion having a light amount greater than a predetermined upper limit threshold value is white (indicated by a thick line and narrowly spaced hatching in FIG. 66), and conversely When the amount of light is less than a predetermined lower limit threshold, it is indicated in red (indicated by three-line hatching in FIG. 66). In this manner, by displaying the profile shape in different colors and displaying it on the display unit, it is possible to determine whether or not the measurement is stably performed only by looking at the profile shape. As an example of the threshold value, for example, when detecting the received light amount with 256 gradations (8 bits) of 0 to 255, the upper limit threshold value is set to 191 or more, the lower limit threshold value is set to 64 or less, and the like. Such a threshold may be set in advance on the optical displacement meter side, or may be configured to be arbitrarily designated and adjusted by the user. In particular, by setting an appropriate threshold value according to the measurement conditions and the like, the stability of the profile shape can be confirmed by color display that is more suitable for the application.

また図67は、プロファイルの光量変化に応じてプロファイル着色手段が着色処理を行う例を示している。プロファイル形状が安定しない場合としては、光量変化が激しい場合も考えられる。この場合に光量変化が激しい部位が特定できるよう、前後の位置で受光量の変化が所定範囲内であれば受光量変化が適切であるとして青色(図67の例では実線のハッチング)、所定の範囲を超える場合は受光量の変化が激しいとして緑色(図67の例では破線のハッチング)に、それぞれプロファイル着色手段で着色して表示する。受光量範囲の例としては、上記同様0〜255の8ビットで検出する場合、プロファイル形状を構成する画素の前後で受光量の差が64以内を受光量変化が適切とする。またこの範囲も、光学式変位計側で予め設定しておく他、ユーザが任意に設定する構成とすることもできる。さらに、対象となる画素の前後数画素の受光レベルを参照し、平均値に対して最大・最小の変化量の割合にて判断することもできる。   FIG. 67 shows an example in which the profile coloring means performs the coloring process according to the change in the light amount of the profile. As a case where the profile shape is not stable, there may be a case where the light amount change is severe. In this case, if the change in the amount of received light is within a predetermined range at the front and rear positions so that the region where the change in the amount of light is significant can be identified, the change in the amount of received light is appropriate (blue in the example of FIG. 67), If it exceeds the range, the change in the amount of received light is assumed to be severe, and the color is displayed in green (broken line hatching in the example of FIG. 67) by the profile coloring means. As an example of the received light amount range, when detection is performed with 8 bits of 0 to 255 as described above, a change in received light amount is appropriate when the difference in received light amount is within 64 before and after the pixels constituting the profile shape. In addition, this range can be set in advance on the optical displacement meter side, or can be arbitrarily set by the user. Further, it is possible to determine the ratio of the maximum / minimum change amount with respect to the average value with reference to the light reception levels of several pixels before and after the target pixel.

さらに、図68に示すようにプロファイル着色手段で上記を組み合わせて着色処理することもできる。図68の例では、プロファイルの各位置における受光量の多寡及び変化量に応じて着色している。この着色の判定手順の一例を図69のフローチャートに基づいて説明する。先ずステップS691でプロファイル形状の着色処理の対象となる画素の初期位置に移動する。プロファイル形状はライン状であるため、プロファイル形状を表示する画像のすべての画素を走査する必要はなく、プロファイル形状の位置に該当する受光画像の画素のみを順次走査することで、効率よく着色処理を行える。また、プロファイル形状の中で、着色処理を行う範囲をさらに絞ることもできる。次にステップS692で該画素の受光量が適切かどうか、所定の閾値と比較して判定する。適切な場合はさらにステップS693−1に進み、受光量が安定しているかどうかを判定する。具体的には、該画素と隣接する直前の画素と受光量を比較し、その差が所定の閾値よりも少ない場合は安定、大きい場合は安定していない、と判定する。安定の場合はステップS694−1に進み、受光量が適切かつ安定と判定した場合の着色処理(例えば青色)を行い、ステップS695に進む。一方、ステップS693−1で受光量が安定していないと判定された場合はステップS694−2に進み、受光量が適切であるが不安定と判定した場合の着色処理(例えば緑色)を行い、ステップS695に進む。さらに一方、ステップS692で、受光量が適切でないと判定された場合は、ステップS693−2に進み、受光量の多寡を判定する。具体的には、受光量を所定の閾値と比較して多いかどうかを判定し、多い場合はステップS694−3に進み、受光量が多い場合の着色処理(例えば白色)を行いステップS695に進む。また受光量が少ない場合はステップS694−4に進み、受光量が少ない場合の着色処理(例えば赤色)を行い、ステップS695に進む。このようにして、該画素の着色処理が終了すると、ステップS695で画素位置が最終位置に達したかどうかを判定し、未だの場合はステップS696に進み、着色処理の対象画素を移動すると共に、ステップS692に戻り、上記のステップを繰り返す。そしてステップS695で画素の最終位置に達したと判定されると、処理を終了する。以上の手順によって、対象の画素を順次走査して、プロファイル形状に着色処理を行うことができる。   Furthermore, as shown in FIG. 68, the coloring process can be performed by combining the above by the profile coloring means. In the example of FIG. 68, coloring is performed according to the amount of received light and the amount of change at each position of the profile. An example of the coloring determination procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step S691, the pixel is moved to the initial position of the target pixel for profile shape coloring processing. Since the profile shape is a line shape, it is not necessary to scan all the pixels of the image displaying the profile shape, and only the pixels of the received light image corresponding to the position of the profile shape are sequentially scanned for efficient coloring processing. Yes. In addition, the range in which the coloring process is performed in the profile shape can be further narrowed down. In step S692, it is determined whether or not the amount of light received by the pixel is appropriate by comparing with a predetermined threshold value. If appropriate, the process proceeds to step S693-1 to determine whether the amount of received light is stable. Specifically, the amount of received light is compared with the immediately preceding pixel adjacent to the pixel, and when the difference is smaller than a predetermined threshold, it is determined that the pixel is stable and when the difference is larger, it is not stable. If stable, the process proceeds to step S694-1 to perform a coloring process (for example, blue) when it is determined that the amount of received light is appropriate and stable, and the process proceeds to step S695. On the other hand, if it is determined in step S693-1 that the amount of received light is not stable, the process proceeds to step S694-2, and a coloring process (for example, green) is performed when it is determined that the amount of received light is appropriate but unstable. The process proceeds to step S695. On the other hand, if it is determined in step S692 that the amount of received light is not appropriate, the process proceeds to step S693-2 to determine the amount of received light. Specifically, it is determined whether the amount of received light is large compared to a predetermined threshold value. If the amount of received light is large, the process proceeds to step S694-3, and coloring processing (for example, white) is performed when the amount of received light is large. . If the amount of received light is small, the process proceeds to step S694-4, and coloring processing (for example, red) is performed when the amount of received light is small, and the process proceeds to step S695. Thus, when the coloring process of the pixel is completed, it is determined in step S695 whether or not the pixel position has reached the final position. If not, the process proceeds to step S696 to move the target pixel for the coloring process, Returning to step S692, the above steps are repeated. If it is determined in step S695 that the pixel has reached the final position, the process ends. According to the above procedure, the target pixel can be sequentially scanned and the profile shape can be colored.

またプロファイルを着色処理する手順は、上記に限られず、他の方法、例えば図70のフローチャートに示す手順も利用できる。この手順を説明すると、先ずステップS701で画素の初期位置に移動し、次にステップS702で該画素の受光量が適切かどうかを判定する手順は上記図69と同様である。受光量が適切な場合はステップS703−1に進み、受光量が適切と判定した場合の着色処理(例えば青色)を行う。一方、受光量が所定の下限閾値よりも少ない場合は、ステップS703−2に進み、受光量が安定しているかどうかを判定する。具体的には、該画素と隣接する直前の画素と受光量を比較し、その差が所定の閾値よりも少ない場合は安定、大きい場合は安定していない、と判定する。安定の場合はステップS704−1に進み、受光量が少ない場合の着色処理(例えば赤色)を行い、ステップS705に進む。一方、ステップS703−2で安定していないと判定された場合はステップS704−2に進み、受光量変化が大きい場合の着色処理(例えば緑色)を行い、ステップS705に進む。さらに一方、ステップS702で受光量が上限閾値よりも多いと判定された場合は、ステップS703−3に進み、上記と同様に受光量が安定しているかどうかをさらに判定する。安定している場合はステップS704−3に進み、受光量が多い場合の着色処理(例えば白色)を行いステップS705に進む。また安定していない場合は、ステップS704−4に進み、受光量変化が大きい場合の着色処理(例えば緑色)を行い、ステップS705に進む。このようにして、該画素の着色処理が終了した後の処理は、上記図69と同様に、ステップS705で画素位置が最終位置に達したかどうかを判定し、未だの場合はステップS706に進み、着色処理の対象画素を移動すると共に、ステップS702に戻り、上記のステップを繰り返す。またステップS705で画素の最終位置に達したと判定されると、処理を終了する。このような手順によっても、対象の画素を順次走査してプロファイル形状に着色処理を行うことができる。   The procedure for coloring the profile is not limited to the above, and other methods such as the procedure shown in the flowchart of FIG. 70 can also be used. This procedure will be described. First, the procedure for moving to the initial position of the pixel in step S701 and then determining whether or not the received light amount of the pixel is appropriate in step S702 is the same as in FIG. If the amount of received light is appropriate, the process proceeds to step S703-1, and a coloring process (for example, blue) is performed when it is determined that the amount of received light is appropriate. On the other hand, if the amount of received light is smaller than the predetermined lower threshold, the process proceeds to step S703-2 to determine whether the amount of received light is stable. Specifically, the amount of received light is compared with the immediately preceding pixel adjacent to the pixel, and when the difference is smaller than a predetermined threshold, it is determined that the pixel is stable, and when it is larger, the pixel is not stable. If stable, the process proceeds to step S704-1, performing a coloring process (for example, red) when the amount of received light is small, and then proceeds to step S705. On the other hand, if it is determined in step S703-2 that the state is not stable, the process proceeds to step S704-2, where a coloring process (for example, green) is performed when the change in the amount of received light is large, and the process proceeds to step S705. On the other hand, if it is determined in step S702 that the amount of received light is greater than the upper limit threshold value, the process proceeds to step S703-3, and it is further determined whether the amount of received light is stable as described above. If stable, the process proceeds to step S704-3, and a coloring process (for example, white) is performed when the amount of received light is large, and the process proceeds to step S705. If it is not stable, the process proceeds to step S704-4 to perform a coloring process (for example, green) when the amount of received light is large, and then proceeds to step S705. In this way, the processing after the coloring process of the pixel is completed is determined in step S705 as to whether or not the pixel position has reached the final position as in FIG. 69. If not, the process proceeds to step S706. The target pixel of the coloring process is moved, and the process returns to step S702 to repeat the above steps. If it is determined in step S705 that the final position of the pixel has been reached, the process ends. Also by such a procedure, the target pixel can be sequentially scanned and the profile shape can be colored.

これらの手順は一例であり、例えば先に受光量が安定しているかどうかを判定した後、受光量の多寡を判定するように順序を入れ替えても、同様の結果を得ることができる。また上述した着色の例は一例であって、他と区別しやすく、また表示部上で視認し易い色の組み合わせを適宜選択できる。
(プロファイルの経時的な表示機能)
These procedures are examples. For example, the same result can be obtained even if the order is changed so as to determine the amount of received light after determining whether the received light is stable first. Moreover, the example of coloring mentioned above is an example, Comprising: The combination of the color which is easy to distinguish from others and is easy to visually recognize on a display part can be selected suitably.
(Profile display function over time)

以上の方法では、測定の一時点におけるプロファイル形状を表示部上で確認することができる。一方、ライン上を順次搬送されるワークを測定する場合等、時間的に変化するワークを測定することもあり、このような場合は測定されるワークのプロファイルも経時的に変化する。光学式変位計は、測定したプロファイル形状のデータをメモリ部に保持することができ、必要に応じて過去のある時点に遡って、その時点におけるプロファイル形状を表示させることが可能となる。しかしながら、従来の光学式変位計では、各時点でのプロファイル形状を切り替えて表示するに止まり、経時的、連続的なプロファイルの変化の状態や、その時点でプロファイルが安定して測定できていたかどうかを判断することが容易でなかった。   In the above method, the profile shape at one point in time of measurement can be confirmed on the display unit. On the other hand, a workpiece that changes with time may be measured, such as when measuring workpieces that are sequentially conveyed on the line. In such a case, the profile of the workpiece that is measured also changes with time. The optical displacement meter can store the measured profile shape data in the memory unit, and can display the profile shape at that point in time by going back to a certain point in the past as necessary. However, with the conventional optical displacement meter, it is only possible to switch and display the profile shape at each time point, and the state of the profile change over time and whether the profile could be measured stably at that time point. It was not easy to judge.

これに対し、本実施の形態では、各時点でのプロファイル形状を表示部上に重ねて表示することができ、しかもプロファイルハイライト手段でプロファイル形状毎に異なるハイライト処理を加えることで、各時点でのプロファイル形状を区別でき、プロファイル形状の時間的な変化を視覚的に確認し易くできる。この様子を、図71〜図73に基づいて説明する。
(プロファイルハイライト機能)
On the other hand, in the present embodiment, the profile shape at each time point can be displayed on the display unit in an overlapping manner, and different highlight processing is performed for each profile shape by the profile highlight means, so that each time point The profile shape can be distinguished from each other, and the temporal change of the profile shape can be easily confirmed visually. This state will be described with reference to FIGS.
(Profile highlight function)

プロファイルハイライト手段は、異なるタイミングで複数測定したプロファイル形状を表示部で重ねて表示すると共に、時系列的に各プロファイル形状に対して異なるハイライト処理を施した状態で表示部に表示する。図71の例では、一定の時間間隔で得られた複数のプロファイル形状を重ねて表示部に表示すると共に、最新のプロファイル形状ほど太く表示され、古いプロファイル形状ほど細く表示されるようにプロファイルハイライト手段でハイライト処理している。また、図72に示すように、最新のプロファイル形状ほど濃く、古いプロファイル形状ほど薄く表示されるようなハイライト処理としてもよい。さらに、着色の度合いを漸増的、漸減的に変化させたり(例えば新しいほど青く、古いほど赤く)、ラインのパターンを実線、破線、1点鎖線、2点鎖線等と変化させる、あるいは上記を組み合わせる等、ハイライト処理のパターンは他と区別できる態様が適宜利用できる。これにより、異なるタイミングで測定された複数のプロファイル形状に基づき、プロファイルの時間的な安定度を表示することができる。
(プロファイル幅表示機能)
The profile highlight means displays a plurality of profile shapes measured at different timings on the display unit, and displays them on the display unit in a state where different highlight processes are applied to each profile shape in time series. In the example of FIG. 71, a plurality of profile shapes obtained at regular time intervals are superimposed and displayed on the display unit, and the latest profile shape is displayed thicker and the old profile shape is displayed thinner. It is highlighted by means. Also, as shown in FIG. 72, highlight processing may be performed such that the latest profile shape is darker and the old profile shape is lighter. Furthermore, the degree of coloring is changed gradually and gradually (for example, the newer is blue, the older is red), the line pattern is changed to a solid line, broken line, one-dot chain line, two-dot chain line, etc., or a combination of the above For example, the highlight processing pattern can be used in a mode that can be distinguished from others. Thereby, the temporal stability of the profile can be displayed based on a plurality of profile shapes measured at different timings.
(Profile width display function)

またプロファイルハイライト手段は、異なるタイミングで複数測定したプロファイル形状を表示部で重ねて表示し、各位置における最大値と最小値で区画される幅状を着色して表示することもできる。このようなプロファイル幅表示機能より、プロファイルの取り得る範囲を視覚的に把握できる。また必要に応じてプロファイルの分布表示や、包絡線で囲まれた領域を着色する機能等を付加することもできる。
(平均プロファイル表示機能)
Further, the profile highlight means can display a plurality of profile shapes measured at different timings on the display unit, and can color and display the width shape defined by the maximum value and the minimum value at each position. With such a profile width display function, a possible range of the profile can be visually grasped. Further, a profile distribution display, a function of coloring the region surrounded by the envelope, and the like can be added as necessary.
(Average profile display function)

さらに、各位置におけるプロファイルの平均値を、幅状の表示色と異なる色に着色して表示する平均プロファイル表示機能も備えることができる。図73の例では、プロファイル形状の軌跡を黄色(図73においてハッチングで示す)に塗り潰して帯状に表示すると共に、各位置における平均値を青色(図73において太線で示す)に着色して、平均のプロファイル形状として表示部に表示している。これによって、過去に取得したプロファイルの履歴情報から、プロファイルの取り得る範囲と平均値を知ることができ、解析に役立てることができる。   Further, an average profile display function for displaying the average value of the profile at each position in a color different from the width display color can be provided. In the example of FIG. 73, the locus of the profile shape is filled with yellow (indicated by hatching in FIG. 73) and displayed in a band shape, and the average value at each position is colored in blue (indicated by a thick line in FIG. 73) to obtain the average The profile shape is displayed on the display unit. Thus, the range and average value that can be taken by the profile can be known from the history information of the profile acquired in the past, which can be used for analysis.

さらに、上記のプロファイル幅表示機能や平均プロファイル表示機能は、過去に撮像されメモリ部に保持されているすべてのデータについて実行する他、特定の期間内、あるいはデータ数にて実行することもできる。例えば、計測開始からリセットされるまでの全プロファイル形状に対して実行したり、最新のプロファイルからN個、あるいはサンプリングトリガ発生期間や過去t秒まで遡った範囲等に限定して、プロファイル幅や平均プロファイルを表示することができる。このように複数のプロファイル形状を重ねて表示し、さらに必要に応じてこの状態にて変位や高度差、面積等の演算、計測を可能とすることで、計測範囲の設定等も容易となる。
(受光画像着色機能)
Furthermore, the profile width display function and the average profile display function described above can be executed within a specific period or the number of data, in addition to being executed for all data captured in the past and held in the memory unit. For example, the profile width or average is executed for all profile shapes from the start of measurement until it is reset, limited to the N number from the latest profile, or the sampling trigger generation period or the range that goes back to the past t seconds. The profile can be displayed. As described above, a plurality of profile shapes are displayed in an overlapping manner, and further, calculation and measurement of displacement, altitude difference, area, and the like can be performed in this state as necessary, so that the measurement range can be easily set.
(Light receiving image coloring function)

以上は、プロファイル形状を表示部に表示させる手段を説明した。このようなプロファイル形状の表示に加えて、2次元受光素子で撮像した受光画像を単独もしくはプロファイル形状と重ねて表示部に表示することもできる。例えば、ワークのプロファイル形状が適切に計測できていない場合には、図8に示すプロファイル形状から図9に示す受光画像に切り替えて判断することがある。しかしながら、受光画像は白黒の濃淡画像であるため、受光の分布状態が判り難い。   The means for displaying the profile shape on the display unit has been described above. In addition to the display of the profile shape, the received light image picked up by the two-dimensional light receiving element can be displayed on the display unit alone or superimposed on the profile shape. For example, when the profile shape of the workpiece cannot be measured appropriately, the determination may be made by switching from the profile shape shown in FIG. 8 to the received light image shown in FIG. However, since the received light image is a black and white grayscale image, it is difficult to understand the distribution state of the received light.

そこで本実施の形態では、図74に示すように受光画像着色手段で受光画像に着色処理を施した状態で表示部に表示させることができる。受光画像着色手段は、受光画像に対し、画素毎の受光信号の階調に応じて着色処理を行う。予め階調を複数の範囲に区分けし、範囲毎に異なる色を割り当て、受光画像の画素毎に、その階調に割り当てられた色を着色する。これにより、受光画像が等高線図のように表示されるので、受光信号の輝度分布を視覚的に把握できる。また等高線の境界輪郭線の粗密によって受光分布勾配が急峻であるか、緩やかであるか等が認識し易くなり、プロファイルの傾斜の度合い等を視覚的に把握できる。さらにプロファイル形状のピークレベルの高低も、色により認識し易くなる。例えば2次元受光素子が受光信号を0〜255の256階調(8ビット)で受光する際には、16階調ずつ、16の範囲に区分けし、それぞれに異なる色(例えば高い順に黄色、緑色、青色、紫色、橙色、桃色、赤色等)を割り当てることにより、16色で受光量のレベルを表現できる。図74の例では、受光画像表示領域74上のWKaの部分で、上から橙色DC、紫色PC、青色BC、緑色GC、青色BC、紫色PC、橙色DCの7つの領域に色分けされており、またWKbの部分では上から橙色DC、紫色PC、青色BC、緑色GC、黄色YC、緑色GC、青色BC、紫色PC、橙色DCの9つの領域に色分けされており、さらにWKcの部分でも上から橙色DC、紫色PC、青色BC、緑色GC、黄色YC、緑色GC、青色BC、紫色PC、橙色DCの9つの領域に色分けされている。このような等高線表示機能によって、平面的な受光画像を、輝度値を高さ方向とした等高線モデルのように表現でき、単なる白黒の濃淡画像でなく、カラーで色分け表示することによって遙かに見易く、輝度の高低や分布、勾配等を視覚的に把握できるようになる。また等高線表示機能はON/OFF可能であり、必要に応じて実行できる。なお等高線の色分けは一例であり、任意の色の組み合わせが利用できることは言うまでもない。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 74, the received light image can be displayed on the display unit in a state where the received light image is colored by the received light image coloring means. The received light image coloring means performs a coloring process on the received light image according to the gradation of the received light signal for each pixel. The gradation is divided into a plurality of ranges in advance, a different color is assigned to each range, and the color assigned to the gradation is colored for each pixel of the received light image. As a result, the received light image is displayed as a contour map, so that the luminance distribution of the received light signal can be visually grasped. In addition, it is easy to recognize whether the received light distribution gradient is steep or gentle due to the density of the contour outline of the contour line, and the degree of profile inclination can be visually grasped. Furthermore, the level of the peak level of the profile shape is easily recognized by the color. For example, when a two-dimensional light receiving element receives a received light signal in 256 gradations (8 bits) from 0 to 255, it is divided into 16 gradations in 16 ranges, and different colors (for example, yellow, green in descending order) , Blue, purple, orange, pink, red, etc.), the received light level can be expressed in 16 colors. In the example of FIG. 74, in the WKa portion on the received light image display area 74, the color is divided into seven areas of orange DC, purple PC, blue BC, green GC, blue BC, purple PC, and orange DC from the top. In the WKb part, the color is divided into nine areas of orange DC, purple PC, blue BC, green GC, yellow YC, green GC, blue BC, purple PC, and orange DC from the top. It is divided into nine areas of orange DC, purple PC, blue BC, green GC, yellow YC, green GC, blue BC, purple PC, and orange DC. Such a contour display function allows a planar light-receiving image to be expressed like a contour model with a luminance value in the height direction. It is much easier to see by displaying color-coded colors instead of just a monochrome grayscale image. It becomes possible to visually grasp the brightness level, distribution, gradient, and the like. The contour line display function can be turned ON / OFF, and can be executed as necessary. The color coding of the contour lines is an example, and it goes without saying that any combination of colors can be used.

また、受光信号の輝度分布のすべてに色分けを行う構成に限られず、指定された範囲についてのみ色分けを実行するよう構成してもよい。さらに色分けに代わって、あるいはこれに加えて、異なるハッチングやドット等のパターンを加えることもでき、これによってさらに視覚的に受光画像の輝度分布を把握し易くできる。   In addition, the present invention is not limited to the configuration in which the color distribution is performed on all the luminance distributions of the light reception signals, and the color classification may be performed only on a designated range. Further, instead of or in addition to color coding, patterns such as different hatching and dots can be added, which makes it easier to visually grasp the luminance distribution of the received light image.

さらに、光切断方式では複数の受光が発生するような場合には、表示部で受光画像を表示させていても、どの部分を計測しているかが判別し難い。そこで、図75に示すように受光画像着色手段で着色処理した受光画像に重ねてプロファイル形状を表示することにより、受光分布のどの位置を検出しているかを視覚的に認識し易くできる。図75の例では、図74で示した受光画像表示領域74上に、プロファイル形状を赤色RCで表示している。すなわち、受光画像表示領域74上のWKaの部分で、上から橙色DC、紫色PC、青色BC、赤色RC、青色BC、紫色PC、橙色DCの7つの領域に色分けされており、またWKbの部分では上から橙色DC、紫色PC、青色BC、緑色GC、赤色RC、緑色GC、青色BC、紫色PC、橙色DCの9つの領域に色分けされており、さらにWKcの部分でも上から橙色DC、紫色PC、青色BC、緑色GC、赤色RC、緑色GC、青色BC、紫色PC、橙色DCの9つの領域に色分けされている。
(トレンドグラフ)
Furthermore, in the case where a plurality of light receptions occur in the light cutting method, it is difficult to determine which part is being measured even if a light reception image is displayed on the display unit. Thus, as shown in FIG. 75, by displaying the profile shape over the received light image colored by the received light image coloring means, it is easy to visually recognize which position of the received light distribution is detected. In the example of FIG. 75, the profile shape is displayed in red RC on the received light image display area 74 shown in FIG. That is, the portion of WKa on the received light image display area 74 is color-coded into seven areas of orange DC, purple PC, blue BC, red RC, blue BC, purple PC, and orange DC from the top, and the WKb part. The color is divided into nine areas: orange DC, purple PC, blue BC, green GC, red RC, green GC, blue BC, purple PC, orange DC from the top, and orange DC, purple from the top also in the WKc part. It is color-coded into nine areas: PC, blue BC, green GC, red RC, green GC, blue BC, purple PC, and orange DC.
(Trend graph)

さらに表示部は、プロファイル形状として表示するためのプロファイル表示領域と別に、投光部の発光量又は2次元受光素子の受光量の時間変化を示すトレンドグラフを表示するためのトレンドグラフ表示領域を設けることができる。図76に、このような表示部の表示例を示し、上部にプロファイル表示領域を設けて最新の時刻に生成されたプロファイル形状を表示すると共に、下部にトレンドグラフ表示領域を設けてトレンドグラフを表示している。この例では、トレンドグラフ表示領域は表示部の一画面を分割して設けられており、一画面でプロファイル形状とトレンドグラフとを同時に確認できる。また、プロファイル形状を表示する表示部と別途、トレンドグラフを表示するためのトレンドモニタ画面を設ける構成としてもよい。   Further, the display unit is provided with a trend graph display region for displaying a trend graph indicating a temporal change in the light emission amount of the light projecting unit or the light reception amount of the two-dimensional light receiving element, in addition to the profile display region for displaying as a profile shape. be able to. FIG. 76 shows a display example of such a display unit, in which a profile display area is provided at the top to display the profile shape generated at the latest time, and a trend graph display area is provided at the bottom to display a trend graph. is doing. In this example, the trend graph display area is provided by dividing one screen of the display unit, and the profile shape and the trend graph can be confirmed simultaneously on one screen. Moreover, it is good also as a structure which provides the trend monitor screen for displaying a trend graph separately from the display part which displays a profile shape.

トレンドグラフは横軸を時間軸として、時系列変化を記録するトレンド記録機能を実現する。トレンドグラフの縦軸は、発光量や受光量に限らず、増幅器の増幅率の変化等、フィードバック制御される操作量や、制御対象である計測値を表示することもできる。またエラー発生の有無を判定するための閾値をトレンドグラフ上に重ねて表示させることもできる。
(時刻指定手段)
The trend graph implements a trend recording function that records time series changes with the horizontal axis as the time axis. The vertical axis of the trend graph can display not only the light emission amount and the light reception amount, but also an operation amount that is feedback-controlled such as a change in amplification factor of the amplifier, and a measurement value that is a control target. In addition, a threshold value for determining whether or not an error has occurred can be displayed over the trend graph.
(Time designation means)

さらに、トレンドグラフ表示領域上で時刻を指定する時刻指定手段によって、指定された時刻におけるプロファイル形状をプロファイル表示領域に表示させることができる。時刻指定手段を操作して異なる時刻を指定すると、プロファイル表示領域は新たに指定された時刻におけるプロファイル形状の表示に切り替えられる。このように、トレンドグラフ表示領域とプロファイル表示領域とを連動させることで、より使い勝手のよい操作環境が実現される。図76の例では、時刻指定手段としてマウス等のポインティングデバイスでトレンドグラフ上で所定の時刻を直接指定する。指定された時刻は、横軸に垂直な破線で表示され、ユーザは現在プロファイル表示領域に表示されるプロファイル形状の撮像時刻をトレンドグラフ上で確認できる。またマウスを操作して破線の位置を調整することにより、前後の時刻に容易に変更可能としてもよい。   Further, the profile shape at the designated time can be displayed in the profile display area by the time designation means for designating the time on the trend graph display area. When a different time is specified by operating the time specifying means, the profile display area is switched to display the profile shape at the newly specified time. In this way, a more user-friendly operating environment is realized by linking the trend graph display area and the profile display area. In the example of FIG. 76, a predetermined time is directly specified on the trend graph with a pointing device such as a mouse as the time specifying means. The designated time is displayed with a broken line perpendicular to the horizontal axis, and the user can check the imaging time of the profile shape currently displayed in the profile display area on the trend graph. Moreover, it is good also as changing easily in front and back time by operating a mouse | mouth and adjusting the position of a broken line.

トレンドグラフ及びプロファイル形状は、取得した時間情報と共にメモリ部に保存されており、時刻指定手段で指定された時刻(あるいはその近傍の時刻)に計測されたプロファイル形状がメモリ部から読み出されて、プロファイル表示領域に展開される。
(アラーム発生期間表示機能)
The trend graph and profile shape are stored in the memory unit together with the acquired time information, and the profile shape measured at the time specified by the time specifying means (or the time in the vicinity thereof) is read from the memory unit, Expanded to the profile display area.
(Alarm occurrence period display function)

このようなトレンドグラフは、発光量や受光量のフィードバック制御の状態を監視するモニタリング作業に好適であり、特に異常発生時の原因究明や処置改善効果の観測等に好適に利用できる。視覚化されたトレンドグラフでアラームの発生タイミングを特定し、原因を解析すると共に、改善策を施した後も、正しく改善結果が反映されたかどうかをトレンドグラフから確認できる。例えば、図76に示すようにワークの有無によって反射率が急激に変化し、フィードバック制御が瞬時に対応できず、発光量が急激に増加してエラーが発生する場合の対応を考える。まず、ユーザはエラーの発生箇所をトレンドグラフで確認する。この際、図77に示すように、アラーム発生期間をトレンドグラフ上に表示することで、ユーザは問題の発生箇所を速やかに把握できる。
(アラーム検出機能)
Such a trend graph is suitable for monitoring work for monitoring the state of feedback control of the light emission amount and the light reception amount, and can be suitably used particularly for investigation of the cause at the time of occurrence of abnormality and observation of treatment improvement effect. It is possible to identify the occurrence timing of an alarm with a visualized trend graph, analyze the cause, and confirm whether the improvement result is correctly reflected from the trend graph even after taking improvement measures. For example, as shown in FIG. 76, let us consider a case in which the reflectance changes rapidly depending on the presence or absence of a workpiece, the feedback control cannot respond instantaneously, and the light emission amount increases abruptly and an error occurs. First, the user confirms the location where an error has occurred with a trend graph. At this time, as shown in FIG. 77, by displaying the alarm occurrence period on the trend graph, the user can quickly grasp the location where the problem occurred.
(Alarm detection function)

アラーム信号は、アラーム検出手段で生成される。例えば受光レベル制御手段でフィードバック制御する際に、操作量又は受光量が所定の閾値を越えると、アラーム検出手段がアラーム信号を出力する。アラーム検出手段がアラーム信号を出力すると、その発生期間をメモリ部に保持しておく。そしてトレンドグラフを表示する際には、メモリ部からアラーム発生期間を読み出して、トレンドグラフ作成手段がトレンドグラフの時間軸上でアラーム発生期間を自動的にハイライト表示してトレンドグラフ表示領域にて表示する。ハイライト表示は、図77に示すようにアラーム発生期間を帯状に色分けして表示する他、ハッチングや反転表示、点滅、トレンドグラフの線の太さや色、線種をアラーム発生期間で他の期間と変更する等、他の部分と区別するための各種の手法が適宜採用できる。これにより、ユーザはアラーム発生期間をトレンドグラフ上で即座に識別できるので、問題発生のタイミングを速やかに把握できる。ユーザはトレンドグラフを解析して、アラーム発生期間を短くするためフィードバック制御の操作量を調整する作業を行う。   The alarm signal is generated by an alarm detection means. For example, when feedback control is performed by the light reception level control means, the alarm detection means outputs an alarm signal if the operation amount or the light reception amount exceeds a predetermined threshold value. When the alarm detection means outputs an alarm signal, the generation period is held in the memory unit. When displaying the trend graph, the alarm generation period is read from the memory, and the trend graph creation means automatically highlights the alarm generation period on the time axis of the trend graph and displays it in the trend graph display area. indicate. As shown in Fig. 77, the highlight display displays the alarm occurrence period by color coding in a band, as well as hatching, reverse display, blinking, line thickness and color of the trend graph, line type in the alarm occurrence period and other periods For example, various methods for distinguishing from other parts can be adopted as appropriate. As a result, the user can immediately identify the alarm occurrence period on the trend graph, so that the problem occurrence timing can be quickly grasped. The user analyzes the trend graph and adjusts the operation amount of the feedback control in order to shorten the alarm generation period.

また、必要な対策を行った後、処置改善効果をトレンドグラフで観測できる。図78の例では、移動するワークが測定対象領域に侵入した部位において発光量のオーバーシュートが生じないように、投光部の発光量を破線で示すように徐々に増加させることで、発光量が閾値を越えないように設定できる。このような設定を行った後、実際にワークを投入して、システムがエラーを発生させることなく正しく運用できることをトレンドグラフにて確認できる。また必要に応じて、発光量の微調整等の再設定を行うこともでき、再設定の結果が正しく反映されたかどうかもトレンドグラフで容易に確認することができる。
このようにトレンドグラフを用いてフィードバック制御による応答を観察することで、フィードバック制御の操作量を調整し、ワークの反射率や進入速度等、使用環境に応じた調整が行える。またこの作業において、トレンドグラフ上にアラーム発生期間を重ねて表示可能とすることは、エラー発生に対する処置改善の作業性を向上させ、さらに設定後のエラー発生の有無の確認にも便利で、使い勝手の改善に資する。
(受光量と発光量の同時表示機能)
In addition, after taking the necessary measures, the treatment improvement effect can be observed with a trend graph. In the example of FIG. 78, the light emission amount is increased by gradually increasing the light emission amount of the light projecting unit as indicated by the broken line so that the overshoot of the light emission amount does not occur at the site where the moving workpiece has entered the measurement target region. Can be set so as not to exceed the threshold. After making such settings, you can check the trend graph to confirm that the system can be operated correctly without causing errors by actually putting in the workpiece. If necessary, resetting such as fine adjustment of the light emission amount can be performed, and it can be easily confirmed on the trend graph whether the resetting result is correctly reflected.
Thus, by observing the response by feedback control using a trend graph, the amount of operation of feedback control can be adjusted and adjustments, such as a workpiece | work reflectance and approach speed, according to use environment can be performed. In addition, in this work, it is possible to display the alarm generation period on the trend graph in an overlapping manner, improving the workability of improving the treatment for error occurrence, and also convenient for checking the occurrence of error after setting. Contribute to improvement.
(Simultaneous display function of received light amount and emitted light amount)

上述の通り、トレンドグラフの縦軸は発光量に限られず、受光量や発光量と受光量の同時表示等とすることもできる。図79に、発光量と受光量とを同時に表示したトレンドグラフの例を示す。図79のトレンドグラフの例では、発光量を実線で、受光量を破線で示している。フィードバック制御では受光量の変化に対応して発光量が変化するため、発光量のみならず受光量を表示できることは、解析の全般に資する。
(計測領域指定機能)
As described above, the vertical axis of the trend graph is not limited to the light emission amount, and may be a light reception amount, a simultaneous display of the light emission amount and the light reception amount, or the like. FIG. 79 shows an example of a trend graph displaying the light emission amount and the light reception amount simultaneously. In the example of the trend graph of FIG. 79, the light emission amount is indicated by a solid line and the light reception amount is indicated by a broken line. In the feedback control, the amount of light emission changes in response to the change in the amount of received light, so that not only the amount of emitted light but also the amount of received light can be displayed contributes to the overall analysis.
(Measurement area specification function)

さらにプロファイル表示領域で表示するプロファイル形状上から、計測領域指定手段で計測領域を指定して、指定された計測領域における受光量の平均、ピーク値等を計測処理部で演算して表示することもできる。図79の例では、計測領域指定手段としてマウス等のポインティングデバイスでプロファイル形状上で所望の領域を矩形状の枠で囲んで計測領域を指定し、指定された計測領域内でのピーク光量や平均光量を、トレンドグラフ表示領域で表示できる。このようにプロファイル表示領域とトレンドグラフ表示領域とを連動させ、トレンドグラフ表示領域上にて時刻指定手段で指定された時刻におけるプロファイル形状をプロファイル表示領域に表示させる他、逆にプロファイル表示領域上にて計測領域指定手段で指定された計測領域の発光量や受光量をトレンドグラフ表示領域にてトレンドグラフとして表示することもできる。
(計測値表示機能)
Furthermore, from the profile shape displayed in the profile display area, the measurement area can be specified by the measurement area specifying means, and the average, peak value, etc. of the received light amount in the specified measurement area can be calculated and displayed. it can. In the example of FIG. 79, a measurement area is specified by surrounding a desired area on a profile shape with a rectangular frame with a pointing device such as a mouse as a measurement area specifying means, and the peak light quantity or average in the specified measurement area is specified. The amount of light can be displayed in the trend graph display area. In this way, the profile display area and the trend graph display area are linked to display the profile shape at the time specified by the time specification means on the trend graph display area in the profile display area. Thus, the light emission amount and the light reception amount of the measurement region designated by the measurement region designation means can be displayed as a trend graph in the trend graph display region.
(Measurement value display function)

また、トレンドグラフで表示する対象として、発光量や受光量に限られず、計測値を表示することもできる。フィードバック制御の制御対象となる計測値を直接、時系列的に表示することで、制御結果が正しく得られていることをダイレクトに確認できる。図80は、計測値の平均値をトレンドグラフ中に表示する例を示す。ユーザは、直接計測値を確認しながら、アラームが発生する期間を短くしたり、計測値が不安定になる期間を縮小するために、フィードバックの操作量を調整できる。また調整後に得られた計測値を再度トレンドグラフで確認して微調整することもできる。このようにトレンドグラフ上に計測値を表示することで、フィードバック制御の操作量の調整結果を容易に確認できる。また、調整前のトレンドグラフと調整後のトレンドグラフを、トレンドグラフ表示領域に重ねて表示してもよく、操作量の調整と実際に反映された結果とをさらに対比し易くできる。また操作量として増幅器の増幅率や発光量、受光量等を適宜計測値に重ねて表示可能としてもよい。
(プロファイルデータストレージ機能とトレンドグラフの連携)
In addition, the object to be displayed in the trend graph is not limited to the light emission amount and the light reception amount, and a measurement value can also be displayed. By directly displaying the measurement values to be controlled by feedback control in time series, it is possible to directly confirm that the control result is correctly obtained. FIG. 80 shows an example in which an average value of measured values is displayed in a trend graph. The user can adjust the feedback operation amount in order to shorten the period in which the alarm occurs or to reduce the period in which the measurement value becomes unstable while directly checking the measurement value. Further, the measured value obtained after the adjustment can be confirmed again on the trend graph and finely adjusted. Thus, by displaying the measured value on the trend graph, the adjustment result of the feedback control operation amount can be easily confirmed. In addition, the trend graph before adjustment and the trend graph after adjustment may be displayed so as to overlap each other in the trend graph display area, and the adjustment of the operation amount and the actually reflected result can be more easily compared. Further, the amplification factor, the light emission amount, the light reception amount, etc. of the amplifier as the operation amount may be displayed so as to be appropriately superimposed on the measured value.
(Linkage of profile data storage function and trend graph)

さらに、上述したプロファイルデータをメモリ部のプロファイルデータストレージ領域に保存するプロファイルデータストレージ機能に、トレンドグラフの機能をリンクさせることもできる。これによれば、トレンドグラフ表示領域上で時刻を指定する時刻指定手段によって、指定された時刻におけるプロファイル形状をプロファイル表示領域に表示させることができる。時刻指定手段を操作して異なる時刻を指定すると、プロファイル表示領域は新たに指定された時刻におけるプロファイル形状の表示に切り替えられる。このように、トレンドグラフ表示領域とプロファイル表示領域とを連動させることで、より使い勝手のよい操作環境が実現される。図81の例では、時刻指定手段としてトレンドグラフの横軸に垂直な細線(赤色)が表示されており、マウス等のポインティングデバイスで時刻指定手段を操作して所定の時刻を直接指定する。これにより、時刻指定手段の細線が示す時刻におけるプロファイル形状がメモリ部から呼び出されてプロファイル表示領域に表示される。ユーザはプロファイル形状の撮像時刻をトレンドグラフ上で確認できる。またマウスを操作して細線の位置を調整することにより、前後の時刻に容易に変更できる。   Furthermore, the trend graph function can be linked to the profile data storage function for storing the profile data described above in the profile data storage area of the memory unit. According to this, the profile shape at the designated time can be displayed in the profile display area by the time designation means for designating the time on the trend graph display area. When a different time is specified by operating the time specifying means, the profile display area is switched to display the profile shape at the newly specified time. In this way, a more user-friendly operating environment is realized by linking the trend graph display area and the profile display area. In the example of FIG. 81, a thin line (red) perpendicular to the horizontal axis of the trend graph is displayed as time designation means, and a predetermined time is directly designated by operating the time designation means with a pointing device such as a mouse. As a result, the profile shape at the time indicated by the thin line of the time specifying means is called from the memory unit and displayed in the profile display area. The user can check the imaging time of the profile shape on the trend graph. In addition, by adjusting the position of the thin line by operating the mouse, it is possible to easily change the time before and after.

プロファイルデータストレージ機能を実現するために、トレンドグラフ及びプロファイル形状は、取得した時間情報と共にメモリ部に保存されており、時刻指定手段で指定された時刻(あるいはその近傍の時刻)に計測されたプロファイル形状がメモリ部から読み出されて、プロファイル表示領域に展開される。図81の例では、図81(b)では下部のトレンドグラフ表示領域にて右端(現在時刻)に時刻指定手段が位置しており、上部のプロファイル表示領域では現在時刻のプロファイル形状が表示される。また図81(a)に示すように時刻指定手段をマウスにより右側に移動させると、プロファイル形状の表示も、指定された時刻における画像(アラーム発生時点でのプロファイル形状)に変更される。   In order to realize the profile data storage function, the trend graph and profile shape are stored in the memory unit together with the acquired time information, and the profile measured at the time designated by the time designation means (or a time nearby). The shape is read from the memory unit and developed in the profile display area. In the example of FIG. 81, in FIG. 81 (b), the time designation means is located at the right end (current time) in the lower trend graph display area, and the profile shape of the current time is displayed in the upper profile display area. . If the time designation means is moved to the right side with the mouse as shown in FIG. 81A, the display of the profile shape is also changed to the image at the designated time (profile shape at the time of alarm occurrence).

このようにプロファイル形状を保存するプロファイルデータストレージ機能とトレンドモニタ表示機能とを組み合わせることで、時刻を戻すとその時点で取得されたプロファイル形状を参照できるようになり、計測処理部でワークに対する計測を行う際にはプロファイル波形の安定性などを考慮して適切な対策を講じることができる。例えば、図81(a)に示すようにトレンドグラフ上で受光量が異常を示している場合、この領域(あるいはアラーム発生期間)でのプロファイル形状を表示させると、部分的に不安定になっていることが確認できる。このような不安定領域は、ワークの測定誤差の原因となるので、ワークの高さ測定等を安定して行うために、不安定領域を生じない範囲で測定を行うことが好ましい。
(制御領域指定機能)
By combining the profile data storage function that saves the profile shape and the trend monitor display function in this way, the profile shape acquired at that time can be referenced when the time is returned, and the measurement processing unit can measure the workpiece. When performing, appropriate measures can be taken in consideration of the stability of the profile waveform. For example, as shown in FIG. 81 (a), when the received light amount shows an abnormality on the trend graph, if the profile shape in this area (or alarm generation period) is displayed, it becomes partially unstable. It can be confirmed. Since such an unstable region causes a measurement error of the workpiece, it is preferable to perform measurement within a range in which the unstable region does not occur in order to stably measure the height of the workpiece.
(Control area specification function)

そこで制御領域指定手段を用いて、プロファイル表示領域上でフィードバック制御の対象とする制御領域を指定する。制御領域は、不安定領域が発生していない範囲で可能な限り広く設定することが好ましい。図81(a)の例では、凸状のプロファイル波形の平坦な領域である頂部分と左右の裾部分の計3カ所に、枠状の制御領域を指定する。これにより受光データ制御部によるフィードバック制御は、安定したプロファイルが得られている領域にて行われるため、不安定領域を排除してより正確なフィードバック制御結果が得られ、また計測処理部で正確なワークの測定を行うことができる。
(マスク領域指定機能)
In view of this, a control area to be subjected to feedback control is designated on the profile display area by using the control area designating means. The control region is preferably set as wide as possible within a range where no unstable region occurs. In the example of FIG. 81 (a), frame-shaped control areas are designated at a total of three locations, the top portion and the left and right skirt portions, which are flat regions of a convex profile waveform. As a result, the feedback control by the received light data control unit is performed in a region where a stable profile is obtained. Therefore, a more accurate feedback control result can be obtained by eliminating the unstable region. The workpiece can be measured.
(Mask area specification function)

逆に、フィードバック制御の対象としないプロファイルマスク領域を指定することもできる。ここでは、マスク領域指定手段86によって、プロファイル表示領域71上から、フィードバック制御の対象としないプロファイルマスク領域PMを指定する。図81(a)の例では、プロファイル形状の不安定領域を一点鎖線で示す枠状のプロファイルマスク領域PMを指定する。フィードバック制御に際しては、プロファイルマスク領域PMの計測値が無視されるため、このような不安定領域が排除された正確なフィードバック制御結果を得ることができ、安定した信頼性の高い制御と測定が実現される。また制御領域指定機能やマスク領域指定機能は、いずれか一方のみ設定する他、図81(a)に示すように両方を同時に利用してもよい。
(サンプリングトリガ)
Conversely, a profile mask region that is not subject to feedback control can also be specified. Here, the mask area designation means 86 designates a profile mask area PM that is not subject to feedback control from the profile display area 71. In the example of FIG. 81 (a), a frame-like profile mask region PM in which an unstable region having a profile shape is indicated by a one-dot chain line is designated. When feedback control is performed, the measurement value of the profile mask area PM is ignored, so that accurate feedback control results can be obtained in which such unstable areas are eliminated, and stable and reliable control and measurement are realized. Is done. In addition to setting only one of the control area designating function and the mask area designating function, both may be used simultaneously as shown in FIG.
(Sampling trigger)

また、メモリ部でプロファイル形状を記録するタイミング及び/又は枚数を指定可能なサンプリング指定手段を備えることもできる。これにより、サンプリング指定手段で指定されたサンプリング間隔で撮像された一定枚数の画像、あるいはサンプリングトリガに基づいて一定期間あるいは一定枚数の画像を保存できるようになる。このように、メモリ部で記録するプロファイル形状の枚数を制限することで、無尽蔵に大量の画像データを記録する必要をなくし、メモリ量の削減を図ることができる。また、古い画像データを上書きするよう設定してもよい。   In addition, it is possible to provide sampling designation means capable of designating the timing and / or number of recording of the profile shape in the memory unit. As a result, a fixed number of images taken at the sampling interval specified by the sampling specifying means, or a fixed period or a predetermined number of images can be stored based on the sampling trigger. In this way, by limiting the number of profile shapes to be recorded in the memory unit, it is not necessary to record an infinite amount of image data, and the amount of memory can be reduced. Alternatively, the old image data may be set to be overwritten.

サンプリングトリガを発生させる要因は、ユーザがサンプリング指定手段から指定する。例えば、所定の閾値(トリガレベル)を計測値や投光量、受光量等が越えた場合あるいは下回る場合等に設定する。図82の例では、トレンドグラフ表示領域に受光量のトレンドグラフ(実線)とトリガレベル(破線)が重ねて表示されており、受光量がトリガレベルを越えるとサンプリングトリガが出力され、トリガ発生から一定期間(網掛けで示すトリガ発生期間)のプロファイル形状を取得してメモリ部に保存している。このように、プロファイル形状の保存期間を、所定の閾値を越えた異常発生時に制限することで、参照の必要があるデータのみを効率よく収集して利用でき、メモリ量を有効に活用できる。
(多重合成)
The factor for generating the sampling trigger is designated by the user from the sampling designation means. For example, a predetermined threshold value (trigger level) is set when a measured value, light projection amount, received light amount, or the like exceeds or falls below. In the example of FIG. 82, a trend graph (solid line) and a trigger level (broken line) of the received light amount are superimposed on the trend graph display area, and when the received light amount exceeds the trigger level, a sampling trigger is output, A profile shape for a certain period (trigger generation period indicated by shading) is acquired and stored in the memory unit. In this way, by limiting the profile shape storage period when an abnormality occurs that exceeds a predetermined threshold, only the data that needs to be referenced can be efficiently collected and used, and the amount of memory can be used effectively.
(Multiple synthesis)

上記は、受光画像を各々異なる多重合成条件、あるいはタイミング毎に撮像する例を説明した。一方、より鮮明な受光画像を得るために、受光画像である合成前画像を複数撮像して合成する多重合成も可能である。しかしながら、多重合成では複数回の撮像を行う必要があるため、生成までに時間がかかるという問題がある。また、多重合成を行う時間や範囲を設定することは従来できず、そもそも多重合成を行うための多重合成条件を柔軟に設定できるようなインターフェースも提供されていなかった。ユーザにおいては、多重合成で得られる受光画像の仕上がり状態を確認しながら設定項目を調整可能とすることで、より適切な多重合成の条件を設定できると思われる。そこで本実施の形態では、多重合成を行う範囲や領域を制限することで、無駄な撮像を排除して効率を改善し、撮像時間を短縮しつつ高精度な受光画像を得ることを可能としている。この様子を、図83〜図85に基づいて説明する。   The above has described an example in which the received light image is captured at different multiple composition conditions or at different timings. On the other hand, in order to obtain a clearer received light image, it is possible to perform multiple combining in which a plurality of pre-combination images that are received light images are captured and combined. However, there is a problem that it takes a long time to generate because multiple imaging requires imaging a plurality of times. In addition, it has not been possible to set a time and range for performing multiple synthesis, and an interface that can flexibly set multiple synthesis conditions for performing multiple synthesis has not been provided. It seems that the user can set more appropriate conditions for multiple composition by making it possible to adjust the setting items while confirming the finished state of the received light image obtained by multiple composition. Therefore, in the present embodiment, by limiting the range and area where multiple synthesis is performed, it is possible to eliminate unnecessary imaging and improve efficiency, and to obtain a highly accurate received light image while shortening the imaging time. . This will be described with reference to FIGS.

図83は、全範囲につき多重合成を行った例を示す。ここでは、多重合成条件で変化させるパラメータとして、2次元受光素子の露光時間を段階的に変化させている。図83の例のように、一画面中に非常に反射率の高い部分(図83の中央上、「明るい部分」という)、非常に反射率の低い部分(図83の左下、「暗い部分」という)、中間的な反射率の部分(図83の右中央)が含まれている場合は、明るい部分から暗い部分まで変化させて合成前画像を撮像して多重合成を行う必要がある。すなわち、図83に示すように、全範囲において段階的に露光時間を変化させて、広範囲に複数枚の合成前画像を撮像する必要がある。これによって、反射率の差が大きいワーク等、一画面中で明暗の差の大きい部分を含んでいても一の受光画像として確認できる。   FIG. 83 shows an example in which multiple composition is performed over the entire range. Here, the exposure time of the two-dimensional light receiving element is changed stepwise as a parameter to be changed under the multiple composition condition. As in the example of FIG. 83, a portion with very high reflectivity (upper center in FIG. 83, referred to as “bright portion”) and a portion with very low reflectivity (lower left portion of FIG. 83, “dark portion”). In the case where an intermediate reflectance portion (right center in FIG. 83) is included, it is necessary to change the bright portion to the dark portion and capture the pre-combination image to perform multiple combining. That is, as shown in FIG. 83, it is necessary to capture a plurality of pre-combination images in a wide range by changing the exposure time stepwise in the entire range. Thereby, even if a part having a large difference in brightness and darkness is included in one screen, such as a work having a large difference in reflectance, it can be confirmed as one received light image.

一方、撮像対象のワークによっては、撮像回数を減らせる場合がある。例えば、反射率が異なるワークであっても、その程度が小さい場合や、その反射率の分布が2〜3点に固まって存在する場合(一例として明るいワークと暗いワークの2種類があるが、その中間のワークが存在しない場合)がある。こういったワークに対しては、明るい部分と暗い部分の2箇所に対して、限定的な合成前画像の撮像(一例として明るい部分と暗い部分に1回づつの撮像)を行うだけでも、必要にして十分な多重合成画像を得ることができ、結果として計測時間の短縮、多重合成処理の効率化を図ることができる。このような例を図84に示す。図84において、非常に暗い部分は計測に必要がない、あるいは非常に暗い部分が画像中に含まれていない場合等は、このような範囲での合成前画像の撮像を省くことができる。この結果、露光時間を変化させる段階数を減らすことができ、必要な範囲内のみで合成前画像を撮像して全体の撮像枚数を減らすことができ、計測の高速化が図れる。
(多重合成範囲制限手段88)
On the other hand, depending on the workpiece to be imaged, the number of imaging may be reduced. For example, even if the workpiece has a different reflectivity, when the degree is small, or when the reflectance distribution is fixed to 2 to 3 points (as an example, there are two types, a bright workpiece and a dark workpiece, There is no intermediate workpiece). For such workpieces, it is necessary to perform limited pre-combination image capture (for example, one image capture for the bright and dark areas) for the bright and dark areas. As a result, sufficient multiple composite images can be obtained, and as a result, measurement time can be shortened and multiple composite processing can be made more efficient. Such an example is shown in FIG. In FIG. 84, when a very dark part is not necessary for measurement, or when a very dark part is not included in the image, it is possible to omit the pre-combination image capturing in such a range. As a result, the number of steps for changing the exposure time can be reduced, the pre-combination images can be captured only within the necessary range, and the total number of images captured can be reduced, thereby speeding up the measurement.
(Multiple synthesis range limiting means 88)

図84の例では、露光時間を変化させる範囲をゲージ状に表示しており、このゲージ状から、露光時間を変化させない、すなわち合成前画像を撮像しない範囲を指定することができる。このようにゲージ状は多重合成範囲制限手段88を構成し、実際に露光時間を変化させる多重合成範囲を指定することができる。   In the example of FIG. 84, a range in which the exposure time is changed is displayed in a gauge shape, and from this gauge shape, a range in which the exposure time is not changed, that is, a pre-combination image is not captured can be designated. In this way, the gauge shape constitutes the multiple composition range limiting means 88, and the multiple composition range for actually changing the exposure time can be designated.

ゲージ状は、多重合成範囲の開始位置と終了位置を指定する。例えば、開始位置を示す矢印と、終了位置を示す矢印を各々スライド自在に調整する。あるいは、ゲージ状の長さを直接伸縮させたり、スライダで調整することもできる。図83の例では、伸縮自在な矢印によって多重合成範囲を指定している。   The gauge shape designates the start position and end position of the multiple composition range. For example, an arrow indicating the start position and an arrow indicating the end position are adjusted to be slidable. Alternatively, the gauge-like length can be directly expanded and contracted, or adjusted with a slider. In the example of FIG. 83, the multiple composition range is designated by an extendable arrow.

また、この例ではゲージ状で露光時間を変化させる範囲を示しており、露光時間が長くなるほど暗い部分の検出に好適であり、露光時間が短くなるほど明るい部分の検出に好適であることを示すように、露光時間の大小と共に、実際に取得される画素の輝度を併せて表示している。これによりユーザは、視覚的にどのような輝度までを記録するように把握できるため、調整作業を感覚的に行うことができ好都合である。また、この例では多重合成条件で変化させるパラメータとして、2次元受光素子の露光時間(ここでは2次元受光素子であるCCDの露光開始時間から露光終了時間までの時間幅)を調整しているが、シャッタースピードや絞り等により調整することもできる。あるいは、他のパラメータとして発光素子の発光量(照射光量、発光出力)、発光時間や増幅器の増幅率(受光ゲイン)、発光時間、Log特性等の受光特性、投光部に入力する入力量、得られた受光画像の輝度等のパラメータを単独、若しくは組み合わせて調整してもよい。   Further, in this example, a range in which the exposure time is changed in a gauge shape is shown. As the exposure time becomes longer, it is suitable for detection of a dark portion, and as the exposure time is shortened, it is suitable for detection of a bright portion. In addition, the brightness of the pixel actually acquired is displayed together with the magnitude of the exposure time. This allows the user to grasp the brightness of what is recorded visually, which is convenient because the adjustment work can be performed sensibly. In this example, the exposure time of the two-dimensional light receiving element (here, the time width from the exposure start time to the exposure end time of the CCD which is the two-dimensional light receiving element) is adjusted as a parameter to be changed under the multiple composition condition. It can also be adjusted by the shutter speed, aperture, etc. Alternatively, as other parameters, the light emission amount of the light emitting element (irradiation light amount, light emission output), light emission time, amplification factor of the amplifier (light reception gain), light emission time, light reception characteristics such as log characteristics, input amount to be input to the light projecting unit, Parameters such as the brightness of the obtained received light image may be adjusted individually or in combination.

さらには、結果として得られる受光画像の輝度でもって多重合成条件を指定することもできる。具体的には、ユーザが輝度変化させたい範囲の終端値(初期値及び最終値)を指定することで、指定された輝度が得られるように単独のパラメータあるいは複数パラメータの組み合わせを逆算して、調整する。この方法では、ユーザがパラメータの意味を理解せずとも、所望の輝度でもって範囲を指定でき、光学式変位計側で指定された輝度となるように内部で該当するパラメータを自動設定することができるので、設定が容易であり、特に初心者に適している。   Furthermore, the multiple composition condition can be designated by the brightness of the received light image obtained as a result. Specifically, by specifying the end value (initial value and final value) of the range in which the user wants to change the brightness, the single parameter or a combination of multiple parameters is back-calculated to obtain the specified brightness, adjust. In this method, the user can specify a range with a desired luminance without understanding the meaning of the parameter, and automatically set the corresponding parameter internally so that the luminance specified on the optical displacement meter side can be obtained. Since it can, it is easy to set up and is especially suitable for beginners.

多重合成画像の合成に際しては、まず指定された範囲で、所定の幅で変化させて合成前画像を各々撮像する。この変化幅は、光学式変位計側で指定する他、ユーザが指定することもできる。例えば露光時間で指定する場合、露光時間の初期値と変化幅を多重合成範囲制限手段88で指定することで、指定された多重合成条件に従い合成前画像を撮像する。また、多重合成範囲制限手段88で撮像回数、あるいは撮像したい合成前画像の枚数を指定することもできる。この場合は、指定した範囲で必要な枚数の合成前画像が撮像されるように、範囲の終端値から自動的に時間間隔が演算される。また範囲を制限せず、対象範囲の全範囲で均等に時間幅を設定して合成前画像を撮像することでき、この方法でも合成前画像の撮像処理を短縮できる。   When synthesizing the multiple synthesized images, first, the pre-combined images are captured while changing within a specified range with a predetermined width. This change width can be specified by the user in addition to specifying on the optical displacement meter side. For example, when designating by the exposure time, the initial value and change width of the exposure time are designated by the multiple composition range limiting means 88, and the pre-combination image is taken according to the designated multiple composition conditions. Further, the number of times of image capture or the number of pre-combine images to be captured can be designated by the multiple composition range limiting means 88. In this case, the time interval is automatically calculated from the end value of the range so that the necessary number of pre-combination images are captured in the specified range. In addition, the range is not limited, and the pre-combination image can be picked up by setting the time width evenly in the entire range of the target range, and this method can also shorten the imaging processing of the pre-combination image.

また多重合成範囲制限手段88は、多重合成を行う多重合成範囲を対象範囲中から複数指定することもできる。図85の例では、受光画像中に含まれる非常に暗い部分と、非常に明るい部分の2点のみ計測できれば足りる用途を示している。この場合に図85に示すように、伸縮自在な矢印を2つ用いて、2つの多重合成範囲を指定している。これにより、中間部分の合成前画像の取得を省くことができ、全体的な計測時間の短縮が図られる。
(トラックバック機能)
Further, the multiple synthesis range limiting means 88 can also designate a plurality of multiple synthesis ranges for performing multiple synthesis from the target range. The example of FIG. 85 shows an application in which it is sufficient to measure only two points, a very dark part and a very bright part included in the received light image. In this case, as shown in FIG. 85, two multiple composition ranges are designated using two retractable arrows. Thereby, the acquisition of the pre-combination image of the intermediate portion can be omitted, and the overall measurement time can be shortened.
(Trackback function)

さらに、上述したプロファイルストレージ機能を用いて、既に撮像した任意の合成前画像を遡って表示させることができる。まず、図86に示すように、対象範囲の全範囲、又は多重合成範囲制限手段88で指定された多重合成範囲で合成前画像を撮像し、多重合成を行う。この際に撮像された合成前画像データを全て、撮像時の撮像条件と関連付けて合成前画像メモリ部に保存しておき、後で合成前画像選択手段89により多重合成条件を指定して合成前画像を読み出し、表示部に表示させることができる。合成前画像選択手段89は、例えばスライドバー状に構成し、矢印で多重合成条件を指定する。これによりユーザは直感的に多重合成条件を指示、調整することができる。特にスライドバー状は、連続的に前後の条件に変化させることができるので、操作性に優れる。また、数値で多重合成条件を直接指定する構成としてもよいことはいうまでもない。また指定する多重合成条件としては、上記実施例で採用した2次元受光素子の露光時間の他、発光素子の発光量等、他のパラメータ、あるいは合成前画像を撮像した時刻などとしてもよい。このようにして、過去に撮像した合成前画像の中から、所望の合成前画像を合成前画像選択手段89で呼び出して表示部上に表示させ、さらに合成前画像選択手段89で撮像時刻も含めた撮像条件を変更すると、これに応じて表示部における合成前画像の表示が逐次更新され、ユーザは前後の変化の様子などを表示部上から容易に把握できる。   Furthermore, any pre-combination image that has already been captured can be displayed retroactively using the profile storage function described above. First, as shown in FIG. 86, the pre-combination image is captured in the entire range of the target range or the multiple composition range designated by the multiple composition range restriction means 88, and multiple composition is performed. All the pre-combination image data captured at this time are stored in the pre-combination image memory unit in association with the imaging conditions at the time of imaging, and the pre-combination image selection means 89 later specifies the multiple composition conditions before the composition. Images can be read and displayed on the display unit. The pre-combine image selection means 89 is configured, for example, in the shape of a slide bar, and specifies multiple composition conditions with arrows. As a result, the user can instruct and adjust the multiple composition conditions intuitively. In particular, the slide bar shape is excellent in operability because it can be continuously changed to the front and back conditions. Needless to say, the multiple composition conditions may be directly specified by numerical values. In addition to the exposure time of the two-dimensional light receiving element employed in the above embodiment, other multiple parameters such as the light emission amount of the light emitting element or the time at which the pre-combination image was captured may be used as the multiple combining condition to be specified. In this way, a desired pre-combination image is called out by the pre-combination image selection unit 89 from among the pre-combination images captured in the past and displayed on the display unit, and the pre-combination image selection unit 89 includes the imaging time. When the imaging condition is changed, the display of the pre-combination image on the display unit is sequentially updated accordingly, and the user can easily grasp the state of change before and after the display unit.

さらにこの際、上述した受光画像の等高線表示機能やプロファイル形状の着色表示機能、ラインブライト波形表示機能等を利用することで、光量が適切に得られているかどうかをビジュアルに確認できる。
(一部のみを保存)
Further, at this time, it is possible to visually confirm whether or not the light quantity is appropriately obtained by using the above-described contour display function of the received light image, the color display function of the profile shape, the line bright waveform display function, and the like.
(Save only part)

また上記では、対象範囲の全範囲において撮像した合成前画像をすべて保存する例を説明したが、一部の合成前画像のみを保存する構成とすることもできる。例えば、合成前画像を撮像し多重合成画像を生成した後、使用した合成前画像の内、代表的な合成前画像のみを抽出して合成前画像記憶手段92に保存する。一例として、5枚おき、10枚おきといった間隔を指定して抽出する方法や、露光時間の代表値に該当する画像のみを抽出する方法、トリガ等に基づく所定のタイミングに従い画像を抽出する方法等が挙げられる。このように、保存する合成前画像を制限することで、必要なデータ容量を少なく抑え、ハードウェア資産を効率よく活用できる。あるいは、変化量の大きい範囲など、重要と思われる領域については重点的にデータを保存し、そうでない範囲はデータの保存を少なく、あるいは省略するなど、重み付けや緩急を付けた保存を行うこともできる。このような重み付けは、ユーザが重点的に保存する領域を手動で指定する他、光学式変位計側で変化量を自動的に検出して変化の激しい領域を自動抽出する方法でも実現できる。またこの例においても、上記と同様に光量による色分け表示等各種のハイライト表示を適用できる。さらに露光時間を変化させる範囲を制限することもできる。また、保存した合成前画像をすべて利用して合成画像を合成、あるいは合成前画像を表示部に表示させる必要はなく、一部のみを利用可能であることは言うまでもない。
(サムネイル表示)
In the above description, the example in which all the pre-combination images captured in the entire target range are stored has been described. However, only a part of the pre-combination images may be stored. For example, after a pre-combination image is captured and a multiple composite image is generated, only a representative pre-combination image is extracted from the used pre-combination images and stored in the pre-combination image storage unit 92. As an example, a method of extracting by specifying intervals such as every fifth image, every tenth image, a method of extracting only an image corresponding to the representative value of the exposure time, a method of extracting an image according to a predetermined timing based on a trigger, etc. Is mentioned. In this way, by limiting the pre-combination images to be stored, the necessary data capacity can be reduced and hardware assets can be used efficiently. Alternatively, data may be stored with emphasis on areas that are considered important, such as a range with a large amount of change, and data that is not so may be stored with weighting or urgency, such as reducing or omitting data storage. it can. Such weighting can be realized by a method in which the user manually designates an area to be preferentially stored, or a method of automatically detecting an amount of change on the optical displacement meter side and automatically extracting a rapidly changing area. Also in this example, various highlight displays such as color-coded display based on the amount of light can be applied as described above. Furthermore, the range in which the exposure time is changed can be limited. It is needless to say that it is not necessary to synthesize a synthesized image using all the stored images before synthesis or to display a pre-synthesized image on the display unit, and only a part can be used.
(Thumbnail display)

さらに、保存された合成前画像の呼び出しは、上述したスライドバー状で選択する他、図87に示すように選択対象の合成前画像を一覧表示して選択する構成としてもよい。この例では、合成前画像を示す縮小画像を、表示部の上部に縮小表示し、ユーザはこれらの内から所望の合成前画像を選択することで、該当する合成前画像を表示部に表示させることができる。このように選択対象の画像データ数が少ない場合は、直接ボタン状に表示して、ユーザに選択するよう構成してもよい。また縮小画像は、撮像条件を輝度や露光時間で示すことで、ユーザは小さな画像からでも撮像条件を視覚的に把握でき、特に複数の縮小画像を並べて表示することで相互の画像間の対比も容易となり、視認性及び操作性に優れる。   Furthermore, the stored pre-combination images may be called out in the form of the slide bar described above, or the selection-target pre-combination images may be displayed as a list and selected as shown in FIG. In this example, the reduced image indicating the pre-combination image is displayed in a reduced size on the upper part of the display unit, and the user selects a desired pre-combination image from these to display the corresponding pre-combination image on the display unit. be able to. As described above, when the number of image data to be selected is small, the image data may be displayed directly in a button shape and selected by the user. In addition, the reduced image shows the imaging conditions by brightness and exposure time, so that the user can visually grasp the imaging conditions even from a small image. Especially, by displaying a plurality of reduced images side by side, the contrast between the images can also be compared. It becomes easy and has excellent visibility and operability.

あるいは縮小画像を、合成前画像を縮小表示したサムネイル画像としてもよい。ただ、図87の状態でサムネイル画像を表示すると小さくて見辛くなる虞があるので、好ましくは図88に示すように、表示部全体を使って複数の合成前画像を並べて表示する。図88の例では、左上の画像が最も露光時間が長く、右に進むほど露光時間が短くなる。また右上の画像は左下の画像に連なり、右下の画像が露光時間の最も少ない画像である。これにより、合成前画像の全体を一覧表示でき、前後の撮像条件を対比させつつ所望の画像を選択できる。またこの例においても、上記と同様に光量による色分け表示等各種のハイライト表示を適用できる。
(多重合成画像のリアルタイム表示)
Alternatively, the reduced image may be a thumbnail image obtained by reducing and displaying the pre-combination image. However, when thumbnail images are displayed in the state of FIG. 87, there is a possibility that the thumbnail images may be small and difficult to see. Preferably, as shown in FIG. In the example of FIG. 88, the upper left image has the longest exposure time, and the exposure time becomes shorter as it goes to the right. The upper right image is continuous with the lower left image, and the lower right image is the image with the shortest exposure time. As a result, the entire pre-combination image can be displayed as a list, and a desired image can be selected while comparing the preceding and following imaging conditions. Also in this example, various highlight displays such as color-coded display based on the amount of light can be applied as described above.
(Real-time display of multiple composite images)

このように、合成前画像を確認しながら、多重合成画像の生成に適した合成前画像の条件や範囲を選択し、多重合成条件を再設定して多重合成を行う。この作業を容易にするために、多重合成条件の再設定に応じて多重合成画像を表示部上にリアルタイム表示することもできる。図89(a)、(b)は、このような多重合成画像のリアルタイム表示の一例を示している。図89(a)は、表示領域右上のスライドバー状で指定された露光時間の多重合成範囲で合成画像を生成して表示部に表示した状態を示しており、この状態から光量が適切かどうかなどを検討し、スライドバー状で再度、露光範囲を調整すると、図89(b)に示すように表示部に表示される多重合成画像が更新される。このように、現在設定されている多重合成条件に応じて多重合成画像を表示できるため、ユーザは多重合成を行う範囲や条件の設定を調整しやすくなる。またこの例においても、必要に応じて光量による色分け表示等各種のハイライト表示を適用できる。ここで多重合成画像のリアルタイム更新をスムーズに行うため、合成前画像は合成前画像記憶手段92に保存された画像データを用いて行われる。これにより、リアルタイム更新が可能となり、スムーズな設定作業が行えるようになる。
(多重合成領域の指定)
In this way, while confirming the pre-combine image, the pre-combination image conditions and range suitable for generating the multiple composite image are selected, and the multiple composite condition is reset to perform the multiple composite. In order to facilitate this operation, the multiple composite image can be displayed on the display unit in real time in accordance with the resetting of the multiple composite conditions. FIGS. 89A and 89B show an example of such a real-time display of multiple composite images. FIG. 89 (a) shows a state in which a composite image is generated and displayed on the display unit in a multiple composite range of exposure times specified by a slide bar shape at the upper right of the display area, and whether or not the light quantity is appropriate from this state. When the exposure range is adjusted again with a slide bar shape, the multiple composite image displayed on the display unit is updated as shown in FIG. As described above, since the multiple composite image can be displayed according to the currently set multiple composition condition, the user can easily adjust the setting of the range and condition for performing the multiple composition. Also in this example, various highlight displays such as color-coded display based on the amount of light can be applied as necessary. Here, in order to smoothly update the multiple composite image in real time, the pre-combination image is performed using the image data stored in the pre-combination image storage unit 92. As a result, real-time updating is possible and smooth setting work can be performed.
(Specify multiple composition area)

上記の例では、表示部上に表示されるすべての領域を使用して多重合成を行う例を説明した。一方、一画像中で限られた領域内でのみ多重合成を行うこともでき、多重合成を行う多重合成領域(面積)を縮小することで、画像のデータサイズを縮小してさらに多重合成処理を高速化できる。このような例を図90、図91に基づいて説明する。図90の例では、上述した図85等と同様に、受光画像中に非常に明るい部分(図90の中央上部分)と、非常に暗い部分(右下部分)、中間的な明るさの部分(左下)が含まれており、この内、非常に明るい部分と暗い部分のみで計測を行えば足りる用途を考える。この場合、先ず上述した多重合成範囲制限手段88を用いて、対象範囲中から、多重合成を行う多重合成範囲を2カ所設定する。すなわち、非常に暗い部分に相当する露光時間の比較的長い範囲(多重合成範囲1)と、非常に明るい部分に相当する露光時間の比較的短い範囲(多重合成範囲2)をそれぞれ設定する。   In the above example, an example in which multiple composition is performed using all the areas displayed on the display unit has been described. On the other hand, multiple composition can be performed only within a limited area in one image. By reducing the multiple composition area (area) for performing multiple composition, the data size of the image can be reduced and further multiple composition processing can be performed. Speed can be increased. Such an example will be described with reference to FIGS. In the example of FIG. 90, as in the above-described FIG. 85 and the like, a very bright part (upper center part of FIG. 90), a very dark part (lower right part), and an intermediate brightness part in the received light image. (Lower left) is included. Of these, it is necessary to perform measurement only in very bright and dark areas. In this case, first, using the above-described multiple composition range limiting means 88, two multiple composition ranges for performing multiple composition are set from the target range. That is, a relatively long exposure time range (multiple synthesis range 1) corresponding to a very dark portion and a relatively short exposure time range (multiple synthesis range 2) corresponding to a very bright portion are set.

同時に、それぞれの多重合成範囲において、受光画像を全エリアで撮像するのでなく、撮像範囲を制限して割り当てる。この例では、図91に示すように、多重合成範囲1において撮像すべき領域、すなわち非常に暗い領域を、受光画像中から多重合成領域制限手段で指定する。ここではポインティングデバイスを利用して、該当する多重合成領域1を受光画像中で領域指定し、さらに多重合成範囲1に関連付ける。同様に、多重合成範囲2に相当する多重合成領域2として、非常に明るい領域を受光画像中から多重合成領域制限手段で領域指定し、これを多重合成範囲2に割り当てる。このようにして、多重合成範囲毎に多重合成領域を割り当てた後、受光画像の撮像を行い、多重合成手段69で多重合成画像を生成する。この際、露光時間の範囲を制限できることと相俟って、実際に撮像を行う面積を制限することで、撮像すべき画像データ量を低減でき、処理すべきデータ量を少なくすることで処理の低負荷化と高速化を図ることができる。   At the same time, in each multiplex composition range, the received light image is not captured in all areas, but is allocated by limiting the imaging range. In this example, as shown in FIG. 91, a region to be imaged in the multiple combining range 1, that is, a very dark region is designated by the multiple combining region limiting means from the received light image. Here, using a pointing device, the corresponding multiple synthesis region 1 is designated in the received light image and further associated with the multiple synthesis range 1. Similarly, as the multiple composition region 2 corresponding to the multiple composition range 2, a very bright region is designated by the multiple composition region restriction means from the received light image and assigned to the multiple composition range 2. In this way, after assigning multiple composite areas for each multiple composite range, the received light image is picked up, and the multiple composite means 69 generates a multiple composite image. At this time, coupled with being able to limit the range of exposure time, by limiting the area that is actually imaged, the amount of image data to be captured can be reduced, and the amount of data to be processed can be reduced. Low load and high speed can be achieved.

なお、上記の例では先に多重合成範囲制限手段88を用いて多重合成範囲を複数指定した後に、多重合成領域制限手段を用いて多重合成領域を指定し、多重合成範囲毎に多重合成領域を割り当てる手順としたが、この手順に限られず、例えば先に多重合成領域制限手段を用いて多重合成領域を複数指定した後に、多重合成範囲制限手段88を用いて多重合成範囲を指定し、多重合成領域毎に多重合成範囲を割り当てる手順としてもよい。あるいは、一括して多重合成領域や多重合成範囲を指定した後、これらを割り当てる他、一の多重合成範囲を指定した後、該当する多重合成領域を指定して割り当てる作業を順次繰り返す手順としてもよい。   In the above example, after specifying a plurality of multiple combining ranges using the multiple combining range limiting means 88, a multiple combining area is specified using the multiple combining area limiting means, and a multiple combining area is set for each multiple combining range. However, the present invention is not limited to this procedure. For example, after a plurality of multiple synthesis areas are first designated using the multiple synthesis area restriction means, the multiple synthesis range is designated using the multiple synthesis range restriction means 88, and the multiple synthesis area is designated. A procedure for assigning a multiple composition range for each region may be used. Alternatively, after assigning the multiple composite areas and the multiple composite ranges in a batch and assigning them, it is also possible to specify a multiple composite range and then specify and assign the relevant multiple composite areas in order. .

このようにして多重合成の高速化を図り、リアルタイムでの処理にも十分対応でき、インライン処理等、即時性が求められる用途にも対応可能とできる。
(レーザスキャン式2次元変位センサ)
In this way, it is possible to increase the speed of multiple synthesis, sufficiently cope with real-time processing, and it is possible to cope with applications requiring immediacy such as inline processing.
(Laser scan type two-dimensional displacement sensor)

また本発明をレーザスキャン式2次元変位センサに適用することもできる。レーザスキャン式2次元変位センサ400の概要を図92に示す。この図に示すようにレーザスキャン式2次元変位センサ400は、発光素子401と、非球面ガラスである投光レンズ402と、スキャナ403と、ハーフミラー404と、X方向受光素子405と、受光レンズ406と、Z方向受光素子407とを備える。受光素子405、407は、2次元のCCDやCMOS等のイメージセンサが利用できる。また、1次元のイメージセンサを利用して、各ライン毎に切り替えて受光信号を取得することもできる。この方法であれば、ライン毎に個別にフィードバック制御を行うことができる。また、合成画像を生成せずとも、ライン毎に適切な光量に調整した受光画像を得ることができる。レーザスキャン式2次元変位センサ400は、帯光に変わって、発光素子401が発するスポット状のレーザ光をスキャナ403でX軸方向に偏光して線状に走査する。線状のレーザ光はハーフミラー404により、表面反射光と透過光に分離される。ハーフミラー404の表面反射光はX方向受光素子405上にスポットを結像し、X方向での測定点を決定する。一方ハーフミラー404を透過した透過光は、ワークWK13に照射される。そしてワークWK13の拡散反射光が受光レンズ406で集光され、Z方向受光素子407上にスポットを結ぶ。このスポットの位置の変化によりワークWK13のZ方向の移動を測定する。このようにX方向受光素子405で検知した測定点と、Z方向受光素子407で検知した測定点とを照合することで、ワークWK13の形状を検出できる。   The present invention can also be applied to a laser scanning type two-dimensional displacement sensor. An outline of the laser scanning type two-dimensional displacement sensor 400 is shown in FIG. As shown in this figure, a laser scanning type two-dimensional displacement sensor 400 includes a light emitting element 401, a light projection lens 402 made of aspherical glass, a scanner 403, a half mirror 404, an X direction light receiving element 405, and a light receiving lens. 406 and a Z direction light receiving element 407. As the light receiving elements 405 and 407, a two-dimensional image sensor such as a CCD or CMOS can be used. In addition, it is also possible to acquire a light reception signal by switching for each line using a one-dimensional image sensor. With this method, feedback control can be performed individually for each line. Further, it is possible to obtain a light reception image adjusted to an appropriate light amount for each line without generating a composite image. The laser scanning type two-dimensional displacement sensor 400 scans the spot-shaped laser light emitted from the light-emitting element 401 in the X-axis direction by the scanner 403 in a linear manner instead of the band light. The linear laser beam is separated into surface reflected light and transmitted light by the half mirror 404. The surface reflected light of the half mirror 404 forms a spot image on the X direction light receiving element 405 and determines a measurement point in the X direction. On the other hand, the transmitted light that has passed through the half mirror 404 is applied to the workpiece WK13. Then, the diffuse reflected light of the workpiece WK13 is collected by the light receiving lens 406, and a spot is formed on the Z direction light receiving element 407. The movement of the workpiece WK13 in the Z direction is measured by the change in the spot position. Thus, by collating the measurement point detected by the X direction light receiving element 405 with the measurement point detected by the Z direction light receiving element 407, the shape of the workpiece WK13 can be detected.

本発明の光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器は、透明体や樹脂、黒ゴム等のワークの変位を測定可能なCCDレーザ変位センサとして好適に適用でき、基板の反り測定やタイヤの表面形状測定、ディスペンサのノズル高さ制御、ステージの位置制御等の用途に利用できる。   The optical displacement meter, the optical displacement measuring method, the optical displacement measuring program, the computer-readable recording medium, and the recorded device of the present invention are a CCD capable of measuring the displacement of a workpiece such as a transparent body, resin, or black rubber. It can be suitably applied as a laser displacement sensor, and can be used for purposes such as substrate warpage measurement, tire surface shape measurement, dispenser nozzle height control, and stage position control.

本発明の実施の形態1に係る光学式変位計の測定原理を示す図である。It is a figure which shows the measurement principle of the optical displacement meter which concerns on Embodiment 1 of this invention. 光学式変位計の外観を示す平面図及び側面図である。It is the top view and side view which show the external appearance of an optical displacement meter. マイクロプロセッサによるフィードバック制御の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the feedback control by a microprocessor. 本発明の実施の形態2に係る光学式変位計を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the optical displacement meter which concerns on Embodiment 2 of this invention. センサヘッド部に制御部を備える光学式変位計を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an optical displacement meter provided with a control part in a sensor head part. プロファイル形状に枠状のプロファイルマスク領域を指定する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which designates a frame-shaped profile mask area | region as a profile shape. 保存されたプロファイルデータの一覧を示す表である。It is a table | surface which shows the list of the preserve | saved profile data. ワークのプロファイル形状を表示部に表示する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which displays the profile shape of a workpiece | work on a display part. ワークの受光画像を表示部に表示する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which displays the light-receiving image of a workpiece | work on a display part. 通信手段を備える光学式変位計を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an optical displacement meter provided with a communication means. 表面が平坦で表面状態も均一なワークを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the workpiece | work where the surface is flat and the surface state is uniform. 表面が平坦で部位によって表面状態が異なるワークを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the workpiece | work from which a surface is flat and a surface state changes with parts. 部位によって反射状態が異なる立体形状のワークを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the solid | 3D-shaped workpiece | work from which a reflective state changes with parts. 2次元受光素子の各ラインで受光量を検出する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the light reception amount is detected in each line of a two-dimensional light receiving element. 受光画像の輝度分布のヒストグラムを示すグラフである。It is a graph which shows the histogram of the luminance distribution of a received light image. 2次元受光素子の受光特性の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the light reception characteristic of a two-dimensional light receiving element. 候補パターンとしてプロファイル形状を表示した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which displayed the profile shape as a candidate pattern. プロファイル表示領域を拡大した模式図である。It is the schematic diagram which expanded the profile display area. 候補パターンとしてプロファイル形状と光量グラフを表示した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which displayed the profile shape and the light quantity graph as a candidate pattern. プロファイル表示領域と光量グラフ表示領域を拡大した模式図である。It is the schematic diagram which expanded the profile display area and the light quantity graph display area. 受光信号の波形を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the waveform of a received light signal. ピーク数を記憶して受光量を制御する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which memorize | stores the number of peaks and controls received light quantity. 制御領域を指定する様子を説明する斜視図及び模式図である。It is the perspective view and schematic diagram explaining a mode that a control area | region is designated. 正常な受光信号波形の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a normal light reception signal waveform. 異常な受光信号波形の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of an abnormal light received signal waveform. 受光画像に受光マスク領域を設定する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a light reception mask area | region is set to a light reception image. 図26から反射光を分離する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that reflected light is isolate | separated from FIG. 受光マスク領域を計測光に合わせてぎりぎりに設定する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which sets a light reception mask area | region according to measurement light at the last minute. 位置ずれによって受光マスク領域で計測光の一部がマスクされた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state by which some measurement light was masked by the light reception mask area | region by position shift. 位置ずれを考慮して受光マスク領域を設定した例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which set the light reception mask area | region in consideration of position shift. 図30の受光マスク領域で位置ずれが発生した例を示す模式図である。FIG. 31 is a schematic diagram illustrating an example in which a positional shift occurs in the light receiving mask region of FIG. 30. マスク移動の設定時の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure at the time of the setting of a mask movement. 受光画像中で登録画像を設定する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a registration image is set in a light reception image. 受光マスク領域をぎりぎりに設定する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a light reception mask area | region is set to the last minute. マスク移動の実行手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the execution procedure of a mask movement. 画像サーチにより受光画像中における登録画像の位置を特定した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which specified the position of the registration image in the light reception image by image search. 受光画像に応じて、受光マスク領域が追従する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a light reception mask area | region tracks according to a light reception image. 傾斜しているワークに対して傾き補正機能を実行する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that an inclination correction function is performed with respect to the workpiece | work which is inclined. 高低差が既知の凸状を有するワークに対して高低差補正機能を実行する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a height difference correction function is performed with respect to the workpiece | work which has a convex shape with a known height difference. 本発明の実施の形態3に係る光学式変位計を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the optical displacement meter which concerns on Embodiment 3 of this invention. 2台のセンサヘッド部を横並びに配置して、照射光の面積を実質的に拡張して使用する例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example which arrange | positions two sensor head parts side by side and expands the area of irradiated light substantially, and uses it. 図41のセンサヘッド部の一方が傾いて配置された状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state by which one of the sensor head parts of FIG. 41 was inclined and arrange | positioned. センサヘッド部結合機能を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a sensor head part coupling | bonding function. 直接マッチング機能を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a direct matching function. 直接マッチング機能の手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure of a direct matching function. センサヘッド部を鏡面状に配置する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which arrange | positions a sensor head part in mirror surface shape. 反転手段によりプロファイルの差分を取得する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the difference of a profile is acquired by the inversion means. 一のワークに対して、異なる部位のプロファイル形状を取得するよう帯光を照射する様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that a band light is irradiated with respect to the one workpiece | work so that the profile shape of a different site | part may be acquired. 2台のセンサヘッド部で同一のワークを挟み込んで計測する様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that the same workpiece | work is pinched | interposed and measured with two sensor head parts. センサヘッド部の投光側が対向するように設置する様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that it installs so that the light projection side of a sensor head part may oppose. 反転手段によりワークの凸状部分の厚さを計測する様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that the thickness of the convex part of a workpiece | work is measured by the inversion means. プロファイル形状を反転手段で反転させる手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which reverses a profile shape with a reverse means. プロファイル形状中から、合致する位置をプロファイルサーチで検出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which detects the matching position by profile search from profile shape. 登録プロファイルと、これに基づきプロファイル形状にプロファイルサーチを行った結果を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the result of having performed the profile search to the profile shape based on this with a registration profile. 無効領域を設定する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that an invalid area | region is set. ワーク中の傾斜の変化が大きい領域を自動的に抽出する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the area | region where the change of the inclination in a workpiece | work is large is extracted automatically. 傾き無効化機能で無効化を行う手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which performs invalidation by the inclination invalidation function. 死角の発生により計測されるプロファイル形状を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the profile shape measured by generation | occurrence | production of a blind spot. 死角処理機能により死角を自動抽出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which automatically extracts a blind spot by a blind spot processing function. 凸状に変化するワークでプロファイルが離散的となる様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that a profile becomes discrete with the workpiece | work which changes to convex shape. 図60のワークの受光画像を示す平面図である。FIG. 61 is a plan view showing a received light image of the workpiece in FIG. 60. エッジ部分における2次元受光素子の受光光量の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the received light quantity of the two-dimensional light receiving element in an edge part. 受光画像を用いたエッジ位置の検出手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection procedure of the edge position using a received light image. プロファイルサーチを利用したワークの測定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a measurement of the workpiece | work using profile search. プロファイル形状を手動で操作する画面例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example of a screen which operates a profile shape manually. プロファイルの光量状態に応じてプロファイル形状を着色して表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which colors and displays a profile shape according to the light quantity state of a profile. プロファイルの光量変化に応じてプロファイル形状を着色して表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which colors and displays a profile shape according to the light quantity change of a profile. プロファイルの光量状態及び光量変化に応じてプロファイル形状を着色して表示する例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the example which colors and displays a profile shape according to the light quantity state and light quantity change of a profile. 着色の判定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination procedure of coloring. 着色の他の判定手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other determination procedure of coloring. 最新のプロファイル形状ほど太くなるよう、複数のプロファイル形状を重ねて表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays a some profile shape in piles so that it may become thicker as the newest profile shape. 最新のプロファイル形状ほど濃くなるよう、複数のプロファイル形状を重ねて表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays a some profile shape in piles so that it may become darker as the newest profile shape. 平均プロファイルを表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays an average profile. 受光画像に着色処理を施して表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which gives a coloring process to a light reception image, and displays it. 着色処理した受光画像にプロファイル形状を重ねて表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which superimposes and displays a profile shape on the light reception image which carried out the coloring process. トレンドグラフ表示領域を設けた表示部を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the display part which provided the trend graph display area. トレンドグラフ上にアラーム発生期間を表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays an alarm generation period on a trend graph. トレンドグラフ上でオーバーシュートの発生を回避するようゲイン調整する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that gain adjustment is performed so that generation | occurrence | production of an overshoot may be avoided on a trend graph. 発光量と受光量とを同時に表示したトレンドグラフを示すイメージ図である。It is an image figure which shows the trend graph which displayed the light emission amount and the light reception amount simultaneously. 計測値の平均値をトレンドグラフ中に表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays the average value of a measured value in a trend graph. プロファイルデータストレージ機能とトレンドグラフを連携させた状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which linked the profile data storage function and the trend graph. トレンドグラフ表示領域にトリガレベルを表示する状態を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the state which displays a trigger level in a trend graph display area. 複数の合成前画像に基づき多重合成を行った合成画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the synthesized image which performed the multiple composition based on the some pre-combination image. 暗い部分を省いた合成画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the synthesized image which excluded the dark part. 多重合成範囲を複数指定した合成画像を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the synthetic | combination image which designated the multiple synthetic | combination range. トラックバック機能により既に撮像した合成前画像を読み込む様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the pre-combination image already imaged by the track back function is read. 合成前画像を一覧表示して既に撮像した合成前画像を読み込む様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the pre-combination image which displayed the list of the pre-combination images and was already imaged is read. 複数の合成前画像を並べて表示する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that a some pre-combination image is displayed side by side. 多重合成画像をリアルタイム表示する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that a multiple composite image is displayed in real time. 多重合成を行う多重合成領域を制限する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the multiple composition area | region which performs multiple composition is restrict | limited. 多重合成を行う多重合成領域を制限する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that the multiple composition area | region which performs multiple composition is restrict | limited. レーザスキャン式2次元変位センサを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a laser scanning type two-dimensional displacement sensor. 従来の光学式変位計の主要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the conventional optical displacement meter. 光位置検出素子での受光量を制御するための従来の制御回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional control circuit for controlling the light reception amount in an optical position detection element. 従来の他の光学式変位計の主な回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main circuit structures of the other conventional optical displacement meter. 可変幅の設定方法の例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the example of the setting method of a variable width. 光切断の原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the principle of optical cutting. 凸状突起を有するワークに対し帯光を投光して凸状突起の高さを計測する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a band light is projected with respect to the workpiece | work which has a convex-shaped protrusion, and the height of a convex-shaped protrusion is measured. 図98のワークが幅方向に傾いて設置された場合に凸状突起の高さを計測する様子を示す模式図である。FIG. 99 is a schematic diagram showing a state in which the height of convex protrusions is measured when the work of FIG. 98 is installed tilted in the width direction. 帯光の幅方向と直交する方向に傾いて設置された場合に誤差が生じる様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that an error arises when it inclines and installs in the direction orthogonal to the width direction of a band light. V字状の谷を形成したワークに投光する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that light is projected to the workpiece | work which formed the V-shaped valley. ローラ状のワークに投光する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that light is projected on a roller-shaped workpiece | work. 凹凸のあるワーク上に塗布された接着剤のプロファイルを測定する様子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a mode that the profile of the adhesive agent apply | coated on the uneven | corrugated workpiece | work is measured. 図103のワークに接着剤を塗布する様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that an adhesive agent is apply | coated to the workpiece | work of FIG. 図103のワークで測定された接着剤塗布前後のプロファイル形状を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the profile shape before and behind adhesive application | coating measured with the workpiece | work of FIG. 一のセンサヘッド部で同一のワークを異なるタイミングで撮像する様子を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows a mode that the same workpiece | work is imaged at a different timing with one sensor head part. 処理前の複数のプロファイル形状及び処理後の複数のプロファイル形状に基づく一括処理の例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart illustrating an example of batch processing based on a plurality of profile shapes before processing and a plurality of profile shapes after processing. 処理前と処理後のタイミングが比較的粗い例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example with comparatively rough timing before processing and after processing. 処理前と処理後のタイミングが比較的密な例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example with comparatively dense timing before processing and after processing. 図101のワークにセンサヘッド部から投光する様子を示す側面図(a)及び平面図(b)である。FIG. 101 is a side view (a) and a plan view (b) showing a state in which light is projected from the sensor head unit onto the workpiece of FIG. 101. 図101のワークに対してセンサヘッド部を傾斜させた状態で、投光する様子を示す側面図(a)及び平面図(b)である。FIG. 102B is a side view and a plan view showing a state where light is projected in a state where the sensor head portion is inclined with respect to the workpiece of FIG. 図111のワークから、反射光を分離する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that reflected light is isolate | separated from the workpiece | work of FIG. 透明体のワークで反射光が複数発生する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that several reflected light generate | occur | produces with the workpiece | work of a transparent body. 表面反射光の拡散反射成分と正反射成分の強度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the intensity distribution of the diffuse reflection component of a surface reflected light, and a regular reflection component.

符号の説明Explanation of symbols

100、200…光学式変位計
1…センサヘッド部
2…コントローラ部
3…投光部
4…ヘッド接続部
11…ドライバ
12…レーザダイオード
13…投光レンズ
14…受光レンズ
15…2次元受光素子
16…読み出し回路
21…センサヘッド部
22…コントローラ部
23…電気ケーブル
24…ヘッド接続部
25…表示器接続部
26…増設ユニット
27…表示器
28…アンプユニット
44…マイクロプロセッサ;441…比較部;442…操作量算出部;443…出力部
451…制御対象;452…フィードバック回路
50…ヘッド制御部
51…光量制御部
52…受光素子制御部
53…モード切替手段
54…計測処理部
55…アラーム検出手段
56…画像読込部
57…通信手段
58…安定度出力手段
59…警告手段
60…受光データ制御部
61…受光レベル制御手段
62…画像処理部
63…ワーク判定手段
64…プロファイル演算手段
65…トレンドグラフ作成手段
66…プロファイル着色手段
67…プロファイルハイライト手段
68…受光画像着色手段
69…多重合成手段
70…表示部
71…プロファイル表示領域
72…トレンドグラフ表示領域
73…光量グラフ表示領域
74…受光画像表示領域
80…インターフェース部
81…操作量調整手段
82…計測領域指定手段
83…時刻指定手段
84…サンプリング指定部
85…制御領域指定手段
86…マスク領域指定手段
87…多重合成条件設定手段
88…多重合成範囲制限手段
89…合成前画像選択手段
90…メモリ部
91…受光ピーク記憶手段
92…合成前画像記憶手段
101…駆動回路
102…レーザダイオード;102B…発光素子
103…投光レンズ
104…受光レンズ
105…光位置検出素子;105B…イメージセンサ
106a、106b…電流電圧変換回路
111…光出力調整回路
112…加算器
113…減算器
114…誤差積分回路
115…基準電圧発生回路
144B…制御部;146B…増幅器
400…レーザスキャン式2次元変位センサ
401…発光素子;402…投光レンズ;403…スキャナ;404…ハーフミラー
405…X方向受光素子;406…受光レンズ;407…Z方向受光素子
610…演算部
611…傾斜角演算手段
612…高低差演算手段
613…傾き補正手段
614…プロファイルマッチング手段
615…差分抽出手段
616…画像サーチ手段
617…マスク移動手段
618…エッジ面算出手段
812…水平部位指定手段
814…高低差指定手段
816…傾斜角調整手段
818…高低差調整手段
820…共通プロファイル指定手段
822…反転手段
824…プロファイル移動手段
826…傾き調整手段
828…配置モード選択手段
830…登録プロファイル指定手段
832…無効領域指定手段
834…無効化手段
836…計測光選択手段
WK、WK1〜WK15…ワーク
PR1〜4、WKa、WKb、WKc…プロファイル形状
VC…制御電圧;VE…誤差信号;VL…受光量電圧
Va…光出力制御信号;Vr…基準電圧
SH…センサヘッド部;LB…レーザ光;JS…受光素子
OK、OK’…帯光;H、H’…高さ;d…凸状部分の厚さ
BA…青色領域;RA…赤色領域;GA…灰色領域
DC…橙色;PC…紫色;BC…青色;GC…緑色;YC…黄色;RC…赤色
LI…リニアイメージセンサ
JM…受光マスク領域
UM…波線枠
SK…水平基準位置指定枠
KK…高低差基準位置指定枠
KW…共通プロファイル指定枠;PS…登録プロファイル指定領域
MA…無効領域
ED…エッジ面
GK…外部機器
KP…候補パターン
PM…プロファイルマスク領域
TG…登録画像
SZ…接着剤;TS…塗布装置
SR…制御領域;KR…計測領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Optical displacement meter 1 ... Sensor head part 2 ... Controller part 3 ... Light projection part 4 ... Head connection part 11 ... Driver 12 ... Laser diode 13 ... Light projection lens 14 ... Light receiving lens 15 ... Two-dimensional light receiving element 16 ... Reading circuit 21 ... Sensor head part 22 ... Controller part 23 ... Electric cable 24 ... Head connection part 25 ... Display unit connection part 26 ... Expansion unit 27 ... Display unit 28 ... Amplifier unit 44 ... Microprocessor; 441 ... Comparison part; 442 Operation amount calculation unit 443 Output unit 451 Control target 452 Feedback circuit 50 Head control unit 51 Light control unit 52 Light receiving element control unit 53 Mode switching unit 54 Measurement processing unit 55 Alarm detection unit 56 ... Image reading unit 57 ... Communication unit 58 ... Stability output unit 59 ... Warning unit 60 ... Light reception data control unit 61 ... Light level control means 62 ... image processing section 63 ... work determination means 64 ... profile calculation means 65 ... trend graph creation means 66 ... profile coloring means 67 ... profile highlighting means 68 ... received light image coloring means 69 ... multiple synthesis means 70 ... display Unit 71 ... profile display area 72 ... trend graph display area 73 ... light intensity graph display area 74 ... received light image display area 80 ... interface part 81 ... manipulated variable adjustment means 82 ... measurement area designation means 83 ... time designation means 84 ... sampling designation section 85 ... Control region designation means 86 ... Mask area designation means 87 ... Multiple composition condition setting means 88 ... Multiple composition range limit means 89 ... Pre-combination image selection means 90 ... Memory unit 91 ... Received light peak storage means 92 ... Pre-combination image storage means 101 ... Drive circuit 102 ... Laser diode; 102B ... Light emission Element 103 ... Projection lens 104 ... Light reception lens 105 ... Optical position detection element; 105B ... Image sensors 106a, 106b ... Current-voltage conversion circuit 111 ... Light output adjustment circuit 112 ... Adder 113 ... Subtractor 114 ... Error integration circuit 115 ... Reference voltage generating circuit 144B ... control unit; 146B ... amplifier 400 ... laser scan type two-dimensional displacement sensor 401 ... light emitting element; 402 ... light projecting lens; 403 ... scanner; 404 ... half mirror 405 ... light receiving element in X direction; Lens: 407 ... Z direction light receiving element 610 ... calculation unit 611 ... inclination angle calculation means 612 ... height difference calculation means 613 ... inclination correction means 614 ... profile matching means 615 ... difference extraction means 616 ... image search means 617 ... mask movement means 618 ... Edge surface calculating means 812 ... Horizontal part designating means 814 ... High Level difference specifying means 816 ... Inclination angle adjusting means 818 ... Height difference adjusting means 820 ... Common profile specifying means 822 ... Reversing means 824 ... Profile moving means 826 ... Inclination adjusting means 828 ... Arrangement mode selecting means 830 ... Registration profile specifying means 832 ... Invalid region designation means 834 ... invalidation means 836 ... measurement light selection means WK, WK1 to WK15 ... workpieces PR1 to 4, WKa, WKb, WKc ... profile shape VC ... control voltage; VE ... error signal; VL ... received light amount voltage Va ... light output control signal; Vr ... reference voltage SH ... sensor head part; LB ... laser light; JS ... light receiving element OK, OK '... band light; H, H' ... height; d ... thickness BA of the convex portion ... Blue region; RA ... Red region; GA ... Gray region DC ... Orange; PC ... Purple; BC ... Blue; GC ... Green; YC ... Yellow; RC ... Red LI ... Near image sensor JM ... Light receiving mask area UM ... Wavy line frame SK ... Horizontal reference position designation frame KK ... Height difference reference position designation frame KW ... Common profile designation frame; PS ... Registration profile designation area MA ... Invalid area ED ... Edge surface GK ... External device KP ... Candidate pattern PM ... Profile mask region TG ... Registered image SZ ... Adhesive; TS ... Coating device SR ... Control region; KR ... Measurement region

Claims (10)

測定対象物の変位を測定する光学式変位計であって、
測定対象物に光を第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射、又は第1の方向に走査して照射するための投光部と、
測定対象物からの反射光を受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力するための2次元受光素子と、
前記2次元受光素子からの受光信号を増幅するための増幅器と、
前記増幅器で増幅された受光信号に基づき生成された受光画像を表示可能な表示部と、
前記表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域を指定するためのマスク領域指定手段と、
を備えることを特徴とする光学式変位計。
An optical displacement meter that measures the displacement of a measurement object,
A light projecting unit for irradiating the measurement object with light as a band-shaped light having a spread in the first direction, or scanning and irradiating in the first direction;
A two-dimensional light receiving element for receiving reflected light from the measurement object and outputting it as a light receiving signal at each position in the first direction;
An amplifier for amplifying a received light signal from the two-dimensional light receiving element;
A display unit capable of displaying a received light image generated based on the received light signal amplified by the amplifier;
A mask area designating unit for designating a light receiving mask area to be excluded from the measurement target for the light receiving image displayed on the display unit;
An optical displacement meter comprising:
請求項1に記載の光学式変位計であって、さらに、
予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、前記マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させるマスク移動手段を備えることを特徴とする光学式変位計。
The optical displacement meter according to claim 1, further comprising:
A mask moving means for designating an image to be searched in advance, performing an image pattern search on the received light image, and moving the received light mask area specified by the mask area specifying means based on the search result; An optical displacement meter.
請求項1又は2に記載の光学式変位計であって、
前記マスク領域指定手段で指定可能なマスクの形状が、長方形又は三角形であることを特徴とする光学式変位計。
The optical displacement meter according to claim 1 or 2,
An optical displacement meter characterized in that the mask shape that can be specified by the mask area specifying means is a rectangle or a triangle.
測定対象物の変位を測定する光学式変位計であって、
測定対象物に光を第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射、又は第1の方向に走査して照射するための投光部と、
測定対象物からの反射光を受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力するための2次元受光素子と、
前記2次元受光素子からの受光信号を増幅するための増幅器と、
前記増幅器で増幅された受光信号に基づき生成された受光画像を表示可能な表示部と、
前記表示部上の所望の計測ライン上に複数の受光信号波形が存在する場合に、いずれの受光信号波形を計測光として計測対象とするかを選択するための計測光選択手段と、
を備えることを特徴とする光学式変位計。
An optical displacement meter that measures the displacement of a measurement object,
A light projecting unit for irradiating the measurement object with light as a band-shaped light having a spread in the first direction, or scanning and irradiating in the first direction;
A two-dimensional light receiving element for receiving reflected light from the measurement object and outputting it as a light receiving signal at each position in the first direction;
An amplifier for amplifying a received light signal from the two-dimensional light receiving element;
A display unit capable of displaying a received light image generated based on the received light signal amplified by the amplifier;
When a plurality of light reception signal waveforms exist on a desired measurement line on the display unit, measurement light selection means for selecting which light reception signal waveform is to be measured as measurement light,
An optical displacement meter comprising:
請求項1から4のいずれか一に記載の光学式変位計であって、さらに、
前記投光部の照射する光の反射光により、第1の方向の各点において前記増幅器で得られた増幅信号に基づき、測定対象物のプロファイル形状を演算可能なプロファイル演算手段と、
プロファイル形状を前記表示部で表示された状態で、所望の計測領域を指定するための計測領域指定手段と、
前記領域指定手段で指定された計測領域に対して所望の演算を行うことが可能な計測処理部と、
を備えることを特徴とする光学式変位計。
The optical displacement meter according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
Profile calculation means capable of calculating the profile shape of the measurement object based on the amplified signal obtained by the amplifier at each point in the first direction by reflected light of the light emitted by the light projecting unit;
A measurement area designating means for designating a desired measurement area in a state where the profile shape is displayed on the display unit;
A measurement processing unit capable of performing a desired calculation on the measurement region specified by the region specifying means;
An optical displacement meter comprising:
測定対象物の変位を光切断法に基づき測定可能な光学式変位測定方法であって、
測定対象物に投光部で光を第1の方向に走査して照射、又は第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射する工程と、
測定対象物からの反射光を2次元受光素子で受光して、第1の方向の各位置における受光信号として出力する工程と、
前記2次元受光素子からの受光信号を増幅器で増幅する工程と、
増幅信号を、デジタル変換手段でデジタル信号に変換する工程と、
前記デジタル変換手段で変換されたデジタル信号に基づき生成された受光画像を表示部に表示する工程と、
前記表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域をマスク領域指定手段で指定する工程と、
前記マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を排除した計測領域に対して所定の演算を行う工程と、
を含むことを特徴とする光学式変位測定方法。
An optical displacement measuring method capable of measuring the displacement of a measurement object based on a light cutting method,
Irradiating the object to be measured by scanning the light in the first direction with the light projecting unit, or irradiating the object to be measured as a band-shaped light having a spread in the first direction;
Receiving reflected light from the measurement object with a two-dimensional light receiving element and outputting the light as a light receiving signal at each position in the first direction;
Amplifying a received light signal from the two-dimensional light receiving element with an amplifier;
Converting the amplified signal into a digital signal by digital conversion means;
Displaying a received light image generated based on the digital signal converted by the digital conversion means on a display unit;
A step of designating a light-receiving mask area to be excluded from a measurement target with respect to the light-receiving image displayed on the display unit by a mask area designation unit
Performing a predetermined calculation on the measurement area excluding the light receiving mask area specified by the mask area specifying means;
An optical displacement measuring method comprising:
請求項6に記載の光学式変位測定方法であって、さらに、
予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、前記マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させる工程を含むことを特徴とする光学式変位測定方法。
The optical displacement measuring method according to claim 6, further comprising:
Including a step of designating an image to be searched in advance, performing an image pattern search on the received light image, and moving the received light mask region specified by the mask region specifying means based on the search result. An optical displacement measuring method.
測定対象物の変位を光切断法に基づき測定可能な光学式変位測定プログラムであって、
測定対象物に投光部で光を第1の方向に走査して照射、又は第1の方向に広がりを有する帯状の光として照射する機能と、
測定対象物からの反射光を2次元受光素子で受光し、第1の方向の各位置における受光信号として出力する機能と、
前記2次元受光素子からの受光信号を増幅器で増幅し、デジタル信号に変換する機能と、
変換されたデジタル信号に基づき生成された受光画像を表示部に表示する機能と、
前記表示部上で表示された受光画像に対して、測定対象から排除する受光マスク領域をマスク領域指定手段で指定する機能と、
前記マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を排除した計測領域に対して所定の演算を行う機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする光学式変位測定プログラム。
An optical displacement measurement program capable of measuring the displacement of a measurement object based on a light cutting method,
A function of irradiating the object to be measured by scanning the light in the first direction with the light projecting unit, or irradiating the object as a band-shaped light having a spread in the first direction;
A function of receiving reflected light from a measurement object with a two-dimensional light receiving element and outputting it as a light receiving signal at each position in the first direction;
A function of amplifying a received light signal from the two-dimensional light receiving element with an amplifier and converting it to a digital signal;
A function of displaying a received light image generated based on the converted digital signal on the display unit;
A function for designating a light receiving mask area to be excluded from a measurement target with a mask area designating unit for the light receiving image displayed on the display unit;
A function of performing a predetermined calculation on the measurement area excluding the light receiving mask area designated by the mask area designation means;
An optical displacement measuring program for causing a computer to realize the above.
請求項8に記載の光学式変位測定プログラムであって、さらに、
予め検索対象の画像を指定し、受光画像に対して、画像のパターンサーチを行い、サーチ結果に基づいて、前記マスク領域指定手段で指定された受光マスク領域を移動させる機能を含むことを特徴とする光学式変位測定方法。
The optical displacement measurement program according to claim 8, further comprising:
It includes a function of designating an image to be searched in advance, performing an image pattern search on the received light image, and moving the received light mask area specified by the mask area specifying means based on the search result. An optical displacement measuring method.
請求項8又は9に記載されるプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記録媒体又は記録した機器。   A computer-readable recording medium or a recorded device in which the program according to claim 8 or 9 is stored.
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