JP2016224044A - 計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光を効率的に使用するために有利な計測装置を提供する。
【解決手段】パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置100は、光を放射する発光部11aと光を反射する反射部11bとを含む構造を有する光源11と、光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、パターン光を生成するマスク13と、光源と前記マスクとの間に配置される光学系12と、パターン光が照射された被検物4を撮像する撮像部2と、撮像部で得られた画像に基づいて被検物の形状を求める処理部3と、を含み、光源から射出されて光学系を介してマスクの反射領域に入射した光が、反射領域で反射されて光学系を介して光源に戻り、光源の反射部で反射されて光学系を介してマスクの透過領域に入射するように、光源、光学系およびマスクが配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置100は、光を放射する発光部11aと光を反射する反射部11bとを含む構造を有する光源11と、光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、パターン光を生成するマスク13と、光源と前記マスクとの間に配置される光学系12と、パターン光が照射された被検物4を撮像する撮像部2と、撮像部で得られた画像に基づいて被検物の形状を求める処理部3と、を含み、光源から射出されて光学系を介してマスクの反射領域に入射した光が、反射領域で反射されて光学系を介して光源に戻り、光源の反射部で反射されて光学系を介してマスクの透過領域に入射するように、光源、光学系およびマスクが配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、被検物の形状を計測する計測装置に関する。
被検物の三次元形状を計測する計測装置として、パターン投影法を用いた計測装置が知られている(特許文献1および2参照)。パターン投影法とは、マスクのパターンを被検物に投影し、マスクのパターンが投影された被検物を撮像して得られた画像から、被検物の形状に応じて生じる投影パターンの歪みを検出することにより被検物の形状を計測する方法である。
パターン投影法を用いた計測装置では、マスクに照射される光の多くは、マスクを透過しないため、マスクのパターンを被検物に投影するために使用されずに無駄になっていた。したがって、計測装置では、マスクに照射される光を、マスクのパターンを被検物に投影するために効率よく使用することが望まれている。
そこで、本発明は、光を効率的に使用するために有利な計測装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置であって、光を放射する発光部と光を反射する反射部とを含む構造を有する光源と、光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、前記パターン光を生成するマスクと、前記光源と前記マスクとの間に配置される光学系と、前記パターン光が照射された前記被検物を撮像する撮像部と、前記撮像部で得られた画像に基づいて前記被検物の形状を求める処理部と、を含み、前記光源から射出されて前記光学系を介して前記マスクの前記反射領域に入射した光が、当該反射領域で反射されて前記光学系を介して前記光源に戻り、前記光源の前記反射部で反射されて前記光学系を介して前記マスクの透過領域に入射するように、前記光源、前記光学系および前記マスクが配置されている、ことを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、例えば、光を効率的に使用するために有利な計測装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態の計測装置100について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の計測装置100を示す概略図である。第1実施形態の計測装置100は、例えば、照射部1、撮像部2および処理部3を含み、パターン投影法を用いて被検物4の形状を計測する。パターン投影法とは、マスクで生成されたパターンを被検物4に投影し、当該パターンが投影された被検物4を撮像して得られた画像から、被検物4の形状に応じて生じる投影パターンの歪みを検出することで被検物4の形状を計測する方法である。
本発明に係る第1実施形態の計測装置100について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の計測装置100を示す概略図である。第1実施形態の計測装置100は、例えば、照射部1、撮像部2および処理部3を含み、パターン投影法を用いて被検物4の形状を計測する。パターン投影法とは、マスクで生成されたパターンを被検物4に投影し、当該パターンが投影された被検物4を撮像して得られた画像から、被検物4の形状に応じて生じる投影パターンの歪みを検出することで被検物4の形状を計測する方法である。
照射部1は、例えば、光源11、光学系12、マスク13、投影部14を含みうる。光源11は、例えば、図2に示すように、光を放射する発光層11a(発光部)と光を反射する反射層11b(反射部)とを積層させた構造を有するLED(Light Emitting Diode)を含みうる。図2は、第1実施形態の計測装置100に用いられる光源11(LED)の構成の一例を示す図である。光源11は、例えば、支持基板11cの上に、光を反射する反射層11bと光を放射する発光層11aとを積層させ、発光層11aの表面に電極11dを、および支持基板11cの表面に電極11eを設けた構造を有する。このように発光層11aと支持基板11cとの間に反射層11bを設けることにより、発光層11aで生じた光を効率よく発光層11aの表面から取り出すことができる。ここで、反射層11bは例えば金属材料によって構成され、発光層11aは半導体材料によって構成されうる。また、反射層11bは、70%以上の反射率を有するように構成されるとよい。
マスク13は、例えば、図3に示すように、光を透過する透過領域13aおよび光を反射する反射領域13bが周期的に配列されたパターン領域を有し、透過領域13aを透過した光によってパターン光を生成する。図3は、マスク13に形成されたパターン(パターン領域)の一例を示す図である。第1実施形態のマスク13には、透過領域13aとしての複数のライン要素の各々を認識するために、光を透過しないドット要素13cが各ライン要素に幾つか設けられたパターン、いわゆる「ドットラインパターン」が用いられうる。このように「ドットラインパターン」を用いることにより、マスク上におけるドット要素13cの位置と、被検物4に投影されたパターンにおけるドット要素の位置とを対応付けることができる。そのため、パターン投影法による被検物4の形状計測を精度よく行うことができる。また、マスク13は、パターン領域における反射領域13bの面積が、透過領域13aの面積より大きくなるように構成されうる。
光学系12は、光源11とマスク13との間に配置される。光学系12は、例えば、複数の光学素子(レンズ)を有し、マスク13のパターン領域に光が垂直に入射するように構成されうる。また、投影部14は、例えば複数の光学素子(レンズ)を有し、マスク13で生成されたパターン光を被検物4に照射することによりマスク13のパターンを被検物4に投影する。
撮像部2は、例えば、撮像光学系21および撮像素子22を含み、パターン光が照射された被検物4を撮像する。撮像光学系21は、例えば複数の光学素子(レンズ)を含み、被検物4で反射または散乱された光を、撮像素子22の撮像面に結像させる。撮像素子22は、例えばCCDやCMOSを用いたイメージセンサであり、撮像面に入射した光の強度を画素ごとに検出することにより、パターン光が照射された被検物4の画像を得る。また、処理部3は、撮像部2によって得られた画像に基づいて被検物4の形状を求める処理を行う。第1実施形態の処理部3は、被検物4の形状を求める処理を行う機能に加えて、計測装置100の各部(照射部1や撮像部2など)を制御する制御部としての機能も有する。第1実施形態の計測装置100では、処理部3が制御部としての機能を有しているが、それに限られるものではなく、処理部3とは別に制御部が設けられてもよい。
このように構成された計測装置100では、照射部1において、マスク13に照射される光の多くは、マスク13に形成された透過領域13aを透過しないため、マスク13のパターンを被検物4に投影するために使用されずに無駄になっていた。したがって、計測装置100では、マスク13に照射される光を、マスク13のパターンを被検物4に投影するために効率よく使用することが、例えば消費電力の点で望ましい。
例えば、計測装置100は、移動する被検物4の形状を計測するために用いられることがある。移動する被検物4の形状を精度よく計測するためには、撮像部2で被検物4を撮像する際に発生するモーションブラーによる計測誤差を低減させることが好ましい。このようなモーションブラーによる計測誤差を低減させる1つの方法としては、撮像時間を短くし、当該撮像時間内における被検物4の移動量を少なくする方法が挙げられる。しかしながら、単に撮像時間だけを短くしただけでは、撮像部2(撮像素子22)に入射する光量が少なくなるため、撮像素子22に生じるダークノイズやショットノイズなどの影響により、被検物4の形状の計測精度が低下しうる。そして、このような計測精度の低下を抑制するために、照射部1の光源11から射出される光の強度を増加させることは、消費電力の点で不利になりうる。
また、モーションブラーが発生した場合、撮像部2によって得られた画像において、被検物4に投影されたライン要素同士を分離することができないことにより計測誤差が生じうる。当該画像におけるライン要素同士を分離するためには、マスク13におけるライン要素(透過領域13a)のピッチを拡げるとよい。しかしながら、マスク13におけるライン要素のピッチを拡げる、即ち、マスク13のパターン全体に対する透過領域13aの割合を小さくすると、光源11から射出された光がマスク13を透過する実質的な効率(以下、透過効率)が低下しうる。
そこで、第1実施形態の計測装置100(光学系12)は、マスク13の反射領域13bに入射した光が、反射領域13bで反射されて光学系12を介して光源11に戻る。そして、光源11の反射層11bで反射されて光学系12を介してマスク13の透過領域13aに入射するように構成される。このようにマスク13の反射領域13bで反射された光を光源11の反射層11bで反射させて再びマスク13に入射させることで、マスク13のパターン領域の像をマスク13(マスク13が配置された面)に形成することができる。このとき、光学系12によってマスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク13の透過領域13aに位置するように、光源11およびマスク13を配置する。例えば、マスク13に形成されたパターン領域の像のうち、反射領域13bの像がマスク13の透過領域13aに位置するように、好ましくは反射領域13bの像がマスク13の透過領域13aを覆うように、光源11およびマスク13を配置する。このように光源11およびマスク13を配置することにより、マスク13の透過領域13aを透過する光の強度を増加させて、透過効率を向上させることができる。
ここで、マスク13の反射領域13bには、一般に、光を吸収しやすいクロム膜が設けられる。第1実施形態の計測装置100では、マスク13の反射領域13bで反射された光を利用するため、当該反射領域13bにおいて、光源11からの光に対する反射率ができるだけ大きい方が好ましく、例えば反射率が70%以上であるとよい。そのため、第1実施形態では、マスク13の反射領域13bには、光源11からの光に対する反射率が70%以上となるように、アルミや銀などの膜が設けられうる。
透過効率は、例えば、式(1)で表される等比級数の式によって求められうる。式(1)において、初項aは、マスク13のパターン全体に対する透過領域13aの割合(Duty)、公比rは、マスク13の反射領域13bの反射率と光源11の反射層11bの反射率との積、Snは透過効率をそれぞれ表す。例えば、Dutyを0.25、反射領域13bの反射率を80%、反射層11bの反射率を80%とすると、透過効率Snは0.48となる。これは、マスク13で反射した光をマスク13の照明に用いない従来の構成(Sn=0.25)と比べて、透過効率Snを1.92倍も向上可能であることを意味している。
Sn=a(1−rn)/(1−r) ・・・(1)
Sn=a(1−rn)/(1−r) ・・・(1)
次に、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク13の透過領域13aに位置させるための照射部1の構成について、図4および図5を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態の照射部1における光源11、光学系12、マスク13および投影部14の配置を示す図である。また、図5は、光学系12の光軸15(マスク13のパターン領域に入射する光の光軸)とマスク13の透過領域13aとの位置関係を示す図である。図5に示すマスク13では、ドット要素13cを省略している。
第1実施形態の照射部1では、光学系12およびマスク13が、図5に示すように、光学系12の光軸15に対してマスク13のパターン領域が二回回転対称にならないように配置される。即ち、光学系12およびマスク13が、下記の式(2)を満たすように、光学系12の光軸15とマスク13との交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2の各々と、当該交点16との距離が互いに異なるように配置される。式(1)において、pはマスク13における透過領域13aのピッチ、tは透過領域13aの幅(X方向)、d1は、交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2のうち交点16に近い透過領域13aと当該交点16との距離をそれぞれ示す。
0≦d1<(p−t)/2 ・・・(2)
0≦d1<(p−t)/2 ・・・(2)
このように光学系12およびマスク13を配置することで、図4に示すように、例えば、マスク13の反射領域13bにおける箇所Pで反射された光を、光源11の反射層11bで反射させてマスク13の透過領域13a(箇所Q)に入射させることができる。つまり、透過効率を向上させることができる。
ここで、第1実施形態の計測装置100において、光学系12の光軸15と垂直な方向(例えばX方向)に沿って、光学系12とマスク13との相対位置を変更する第1変更部17aが設けられてもよい。このように第1変更部17aを設けることにより、マスク13の透過領域13aを透過する光の強度を増加させて透過効率を向上させるように、光学系12とマスク13との相対位置を調整することができる。また、第1実施形態の計測装置100において、マスク13の透過領域13aを透過した光の強度、即ち、マスク13で生成されたパターン光の強度を検出する検出部18が設けられてもよい。この場合、処理部3は、検出部18による検出結果に基づいて第1変更部17aを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように(例えば、パターン光の強度が最大になるように)光学系12とマスク13との相対位置を調整することができる。第1実施形態において、第1変更部17aは、光学系12を駆動することにより、光学系12とマスク13との相対位置を変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第1変更部17aは、マスク13を駆動するように構成されてもよいし、光学系12およびマスク13の双方を駆動するように構成されてもよい。
上述したように、第1実施形態の計測装置100では、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク13の透過領域13aに位置するように、光学系12およびマスク13が配置される。これにより、透過効率を向上させて、マスク13の透過領域13aを透過する光の強度を増加させることができる。
<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態の計測装置について説明する。第2実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置100と比べて照射部1の構成が異なる。第2実施形態の照射部1は、光源11と、光学系12およびマスク13とを相対的に傾けることにより、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク13の透過領域13aに配置する。以下に、第2実施形態の計測装置における照射部1の構成について、図6および図7を参照しながら説明する。図6は、第2実施形態の照射部1における光源11、光学系12、マスク13および投影部14の配置を示す図である。また、図7は、光学系12の光軸15(マスク13のパターン領域に入射する光の光軸)とマスク13の透過領域13aとの位置関係を示す図である。ここで、第2実施形態の照射部1では、光学系12およびマスク13が、図7に示すように、光学系12の光軸15とマスク13との交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2の各々と、当該交点16との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図5に示すように、透過領域13a1および13a2の各々と交点16との距離が互いに異なっていてもよい。
本発明に係る第2実施形態の計測装置について説明する。第2実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置100と比べて照射部1の構成が異なる。第2実施形態の照射部1は、光源11と、光学系12およびマスク13とを相対的に傾けることにより、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク13の透過領域13aに配置する。以下に、第2実施形態の計測装置における照射部1の構成について、図6および図7を参照しながら説明する。図6は、第2実施形態の照射部1における光源11、光学系12、マスク13および投影部14の配置を示す図である。また、図7は、光学系12の光軸15(マスク13のパターン領域に入射する光の光軸)とマスク13の透過領域13aとの位置関係を示す図である。ここで、第2実施形態の照射部1では、光学系12およびマスク13が、図7に示すように、光学系12の光軸15とマスク13との交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2の各々と、当該交点16との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図5に示すように、透過領域13a1および13a2の各々と交点16との距離が互いに異なっていてもよい。
第2実施形態の照射部1では、図6に示すように、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークがマスク13の透過領域13aに位置するように、光源11の反射層の面と、光学系12およびマスク13とが相対的に傾けられる。これにより、マスク13の反射領域13bにおける箇所Pと、当該箇所Pで反射された光が光源11の反射層11bで反射してマスク13に入射するマスク13の箇所Qとで、光軸15からの距離(hおよびh’)を互いに異ならせることができる。したがって、マスク13の反射領域13bで反射された光を、光源11の反射層11bで反射させて、光学系12を介してマスク13の透過領域13aに入射させることができる。
ここで、第2実施形態の計測装置において、光源11と、光学系12およびマスク13との相対的な傾きを変更する第2変更部17bが設けられてもよい。このように第2変更部17bを設けることにより、透過効率を向上させて、マスク13の透過領域13aを透過する光の強度を増加させるように、光源11と、光学系12およびマスク13との相対的な傾きを調整することができる。また、第2実施形態の計測装置において、マスク13の透過領域13aを透過した光の強度、即ち、マスク13で生成されたパターン光の強度を検出する検出部18が設けられてもよい。この場合、処理部3は、検出部18による検出結果に基づいて第2変更部17bを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように(例えばパターン光の強度が最大になるように)光源11とマスク13(光学系12)との相対的な傾きを調整することができる。第2実施形態において、第2変更部17bは、光源11を駆動することにより、光源11の傾きを変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第2変更部17bは、マスク13を駆動するように構成されてもよいし、光源11およびマスク13の双方を駆動するように構成されてもよい。
<第3実施形態>
本発明に係る第3実施形態の計測装置について説明する。第3実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置100と比べて照射部1の構成が異なる。第3実施形態の照射部1では、マスク13のパターン領域の像がマスク13にデフォーカスして形成されるように、光軸15と平行な方向における光源11とマスク13との相対位置が調整される。即ち、第3実施形態の照射部1では、マスク13のパターン領域の像をマスク13にデフォーカスして形成させることにより、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク13の透過領域13aに配置する。以下に、第3実施形態の計測装置における照射部1の構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、第3実施形態の照射部1における光源11、光学系12、マスク13および投影部14の配置を示す図である。光学系12は、ケーラー照明光学系を構成し、光源11の各点からの光でマスク13のパターン領域を重畳して照明するように構成されている。ここで、第3実施形態の照射部1では、光源11およびマスク13が、図7に示すように、光学系12の光軸15とマスク13との交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2の各々と、当該交点16との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図5に示すように、透過領域13a1および13a2の各々と交点16との距離が互いに異なっていてもよい。
本発明に係る第3実施形態の計測装置について説明する。第3実施形態の計測装置は、第1実施形態の計測装置100と比べて照射部1の構成が異なる。第3実施形態の照射部1では、マスク13のパターン領域の像がマスク13にデフォーカスして形成されるように、光軸15と平行な方向における光源11とマスク13との相対位置が調整される。即ち、第3実施形態の照射部1では、マスク13のパターン領域の像をマスク13にデフォーカスして形成させることにより、マスク13に形成されたパターン領域の像における光強度のピークをマスク13の透過領域13aに配置する。以下に、第3実施形態の計測装置における照射部1の構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、第3実施形態の照射部1における光源11、光学系12、マスク13および投影部14の配置を示す図である。光学系12は、ケーラー照明光学系を構成し、光源11の各点からの光でマスク13のパターン領域を重畳して照明するように構成されている。ここで、第3実施形態の照射部1では、光源11およびマスク13が、図7に示すように、光学系12の光軸15とマスク13との交点16を挟む2つの透過領域13a1および13a2の各々と、当該交点16との距離が同じにように配置されうる。しかしながら、それに限られるものではなく、図5に示すように、透過領域13a1および13a2の各々と交点16との距離が互いに異なっていてもよい。
図8(a)は、マスク13のパターン領域の像が、等倍でマスク13に形成される状態を示す図である。この状態では、マスク13の反射領域13bにおける箇所Pと、当該箇所Pで反射された光が光源11の反射層11bで反射してマスク13に入射するマスク13の箇所Qとで、光軸15からの距離が同じになる。つまり、マスク13の反射領域13bで反射された光を、光源11の反射層11bで反射させてマスク13の透過領域13aに入射させることができない。そのため、第3実施形態の計測装置では、図8(b)に示すように、光源11およびマスク13が、マスク13のパターン領域の像が光学系12を介して当該マスク13にデフォーカスして形成するように配置される。これにより、マスク13の反射領域13bにおける箇所Pと当該箇所で反射された光が光源11の反射層11bで反射して光学系12を介してマスク13に入射するマスクの箇所Qとで、光軸15からの距離(hおよびh’)を互いに異ならせることができる。したがって、マスク13の反射領域13bで反射された光を、光源11の反射層11bで反射させて光学系12を介してマスク13の透過領域13aに入射させることができる。
ここで、第3実施形態の計測装置において、マスク13に入射する光の光軸15と平行な方向(例えばZ方向)に沿って、光源11とマスク13との相対位置を変更する第3変更部17cが設けられてもよい。このように第3変更部17cを設けることにより、マスク13の透過領域13aを透過する光の強度を増加させて透過効率を向上させるように、光源11とマスク13との相対位置を調整することができる。また、第3実施形態の計測装置において、マスク13の透過領域13aを透過した光の強度、即ち、マスク13で生成されたパターン光の強度を検出する検出部18が設けられてもよい。この場合、処理部3は、検出部18による検出結果に基づいて第3変更部17cを制御し、パターン光の強度が許容値を満たすように(例えば、パターン光の強度が最大になるように)光源11とマスク13との相対位置を調整することができる。第3実施形態において、第3変更部17cは、光源11を駆動することにより、光源11とマスク13との相対位置を変更するように構成されているが、それに限られるものではない。例えば、第3変更部17は、マスク13を駆動するように構成されてもよいし、光源11およびマスク13の双方を駆動するように構成されてもよい。また、光学系12の焦点距離を変更してもよい。また、本実施形態では、光学系12をケーラー照明光学系としたが、結像光学系として構成してもよい。
なお、第1〜3実施形態のぞれぞれを組み合わせた実施形態、例えば、第1変更部、第2変更部および第3変更部の何れかを組み合わせた計測装置も構成することができる。
<第4実施形態>
上述の計測装置は、ある支持部材に支持された状態で使用されうる。本実施形態では、一例として、図9のようにロボットアーム300(把持装置)に備え付けられて使用される制御システムについて説明する。計測装置100は、支持台350に置かれた被検物210にパターン光を投影して撮像し、画像を取得する。そして、計測装置100の制御部が、又は、計測装置100の制御部から画像データを取得した制御部310が、被検物210の位置および姿勢を求め、求められた位置および姿勢の情報を制御部310が取得する。制御部310は、その位置および姿勢の情報(計測装置100による計測結果)に基づいて、ロボットアーム300に駆動指令を送ってロボットアーム300を制御する。ロボットアーム300は先端のロボットハンドなど(把持部)で被検物210を保持して、並進や回転などの移動をさせる。さらに、ロボットアーム300によって被検物210を他の部品に組み付けることにより、複数の部品で構成された物品、例えば電子回路基板や機械などを製造することができる。また、移動された被検物210を加工することにより、物品を製造することができる。制御部310は、CPUなどの演算装置やメモリなどの記憶装置を有する。なお、ロボットを制御する制御部を制御部310の外部に設けても良い。また、計測装置100により計測された計測データや得られた画像をディスプレイなどの表示部320に表示してもよい。
上述の計測装置は、ある支持部材に支持された状態で使用されうる。本実施形態では、一例として、図9のようにロボットアーム300(把持装置)に備え付けられて使用される制御システムについて説明する。計測装置100は、支持台350に置かれた被検物210にパターン光を投影して撮像し、画像を取得する。そして、計測装置100の制御部が、又は、計測装置100の制御部から画像データを取得した制御部310が、被検物210の位置および姿勢を求め、求められた位置および姿勢の情報を制御部310が取得する。制御部310は、その位置および姿勢の情報(計測装置100による計測結果)に基づいて、ロボットアーム300に駆動指令を送ってロボットアーム300を制御する。ロボットアーム300は先端のロボットハンドなど(把持部)で被検物210を保持して、並進や回転などの移動をさせる。さらに、ロボットアーム300によって被検物210を他の部品に組み付けることにより、複数の部品で構成された物品、例えば電子回路基板や機械などを製造することができる。また、移動された被検物210を加工することにより、物品を製造することができる。制御部310は、CPUなどの演算装置やメモリなどの記憶装置を有する。なお、ロボットを制御する制御部を制御部310の外部に設けても良い。また、計測装置100により計測された計測データや得られた画像をディスプレイなどの表示部320に表示してもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
1:照射部、2:撮像部、3:処理部、4:被検体、11:光源、12:光学系、13:マスク、14:投影部、100:計測装置
Claims (12)
- パターン光を用いて被検物の形状を計測する計測装置であって、
光を放射する発光部と光を反射する反射部とを含む構造を有する光源と、
光を透過する透過領域および光を反射する反射領域が周期的に配列されたパターン領域を有し、前記パターン光を生成するマスクと、
前記光源と前記マスクとの間に配置される光学系と、
前記パターン光が照射された前記被検物を撮像する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像に基づいて前記被検物の形状を求める処理部と、
を含み、
前記光源から射出されて前記光学系を介して前記マスクの前記反射領域に入射した光が、当該反射領域で反射されて前記光学系を介して前記光源に戻り、前記光源の前記反射部で反射されて前記光学系を介して前記マスクの透過領域に入射するように、前記光源、前記光学系および前記マスクが配置されている、ことを特徴とする計測装置。 - 前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部を含み、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記光源、前記光学系および前記マスクの少なくとも1つの配置が調整される、ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 - 前記光学系および前記マスクは、前記光学系の光軸と前記マスクとの交点を挟む2つの前記透過領域の各々と、当該交点との距離が互いに異なるように配置されている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の計測装置。
- 前記光学系の光軸と垂直な方向に沿って前記光学系と前記マスクとの相対位置を変更する第1変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第1変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の計測装置。 - 前記光源と前記マスクとの相対的な傾きを変更する第2変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第2変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項6に記載の計測装置。 - 前記光学系の光軸と平行な方向に沿って前記光源と前記マスクとの相対位置を変更する第3変更部を更に含む、ことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 前記マスクで生成された前記パターン光の強度を検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて前記第3変更部を制御する制御部と、
を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の計測装置。 - 前記反射領域の面積は、前記透過領域の面積より大きい、ことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項に記載の計測装置。
- 被検物を計測する、請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて前記被検物を保持して移動させるロボットと、
を有するシステム。 - 請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の計測装置を用いて被検物を計測する工程と、
該計測結果に基づいて被検物を処理することにより物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/168,592 US20160354881A1 (en) | 2015-06-02 | 2016-05-31 | Measurement apparatus, system, and method of manufacturing article |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015112401 | 2015-06-02 | ||
JP2015112401 | 2015-06-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016224044A true JP2016224044A (ja) | 2016-12-28 |
Family
ID=57747970
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2016099052A Pending JP2016224044A (ja) | 2015-06-02 | 2016-05-17 | 計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016224044A (ja) |
-
2016
- 2016-05-17 JP JP2016099052A patent/JP2016224044A/ja active Pending
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