JP2019060647A - Device and method for distance measurement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、距離計測装置及び方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a distance measurement apparatus and method.
従来、非接触、高精度で距離を測定できることから、光学式の3角測量方式が測定対象物の表面形状の測定に使用されている。
さらに、最近では鋼板などの高速で搬送される測定対象物の厚さや形状の測定にも広く応用されてきている。
Conventionally, an optical trigonometric survey method is used to measure the surface shape of a measurement object because the distance can be measured with non-contact and with high accuracy.
Furthermore, in recent years, it has been widely applied to the measurement of the thickness and shape of a measurement object such as a steel plate which is transported at high speed.
しかし、光学式であるため表面の反射率の変化や散乱特性等の変化によって反射光の強さや位置が正確に求まらない場合もあるため、照射するレーザをスリットにより干渉させてマルチレーザビームとし、その干渉縞の明暗パターンの検出を行い、明暗パターンの暗部に現れる、明るい部分に挟まれたより暗い部分の明るさ曲線の形状(谷部の形状)を関数に近似し、暗部の極小座標を算出することで距離の演算を行うことで、測定対象の反射率や散乱特性に影響を受けにくい測定とし、高精度な測定を行っている。 However, since it is an optical type, the intensity and position of the reflected light may not be accurately determined due to changes in the surface reflectance and scattering characteristics, etc. The light and dark pattern of the interference fringes is detected, and the shape of the brightness curve (the shape of the valley) of the darker part between the bright and dark parts appearing in the dark part of the light and dark pattern is approximated to a function The calculation of distance is performed to calculate the measurement that is less affected by the reflectance and the scattering characteristic of the object to be measured, and the measurement is performed with high accuracy.
しかしながら、測定対象表面に、水や油等の膜が存在する場合、測定光が膜により屈折される。
このため、撮像装置が撮像を行う際に膜が存在しない場合に反射光が到達する位置と実際に到達する位置とでずれが発生し、ひいては、測定誤差が発生してしまう虞があった。
そこで、本発明は、測定対象表面に膜が存在する場合でもその影響を低減し、より高精度な距離計測を行うことが可能な距離計測装置及び方法を提供することを目的としている。
However, when a film such as water or oil is present on the surface to be measured, the measurement light is refracted by the film.
For this reason, when the imaging device performs imaging, when the film does not exist, a shift occurs between the position at which the reflected light reaches and the position at which it actually reaches, which may cause a measurement error.
Therefore, an object of the present invention is to provide a distance measuring device and method capable of reducing the influence even when a film is present on the surface to be measured and performing more accurate distance measurement.
実施形態の距離計測装置の照射部は、レーザビームを測定光として測定対象物に照射する。
撮像部は、測定光の反射光を受光し、撮像面上に結像された前記レーザビームの反射光を撮像する。
これにより、距離演算部の膜厚補正部は、撮像面上における反射光に基づいて記測定対象物までの距離を演算により求めるに際し、測定対象物の表面に形成されている膜の屈折率及び膜厚に起因する距離の誤差を補正する。
The irradiation unit of the distance measurement device according to the embodiment irradiates the measurement object with the laser beam as the measurement light.
The imaging unit receives the reflected light of the measurement light, and images the reflected light of the laser beam formed on the imaging surface.
Thereby, when the film thickness correction unit of the distance calculation unit calculates the distance to the measurement object by calculation based on the reflected light on the imaging surface, the refractive index of the film formed on the surface of the measurement object and Correct the error of the distance caused by the film thickness.
次に図面を参照して実施形態について詳細に説明する。
[1]第1実施形態
図1は、第1実施形態の距離計測装置の概要構成及びマルチレーザビームの照射状態の説明図である。
Embodiments will now be described in detail with reference to the drawings.
[1] First Embodiment FIG. 1 is an explanatory view of a schematic configuration of a distance measuring device of a first embodiment and an irradiation state of a multi laser beam.
距離計測装置10は、図1(a)に示すように、レーザビームLBを出射する光源11(照射部)と、レーザビームLBを平行光とするコリメートレンズ12と、平行光とされたレーザビームLBを複数の楕円形状を有するレーザビームLB1〜LB3で構成されるマルチレーザビームMLBとするスリット13と、マルチレーザビームMLBを測定対象物14上に結像させるシリンドリカルレンズ15と、マルチレーザビームMLBの測定対象物14表面への照射位置を往復移動(振動)させてノイズ低減を図る光学系ユニット16と、CCD17A及びCCD17Aの撮像面に測定対象物14により反射されたマルチレーザビームMLBを結像させる受光レンズ17Bを有し、撮像手段として機能して撮像信号SA(アナログ信号)を出力するCCDカメラ(撮像部)17と、CCDカメラ17から出力された撮像信号SAのA/D変換を行い撮像データDPを出力するA/Dコンバータ(ADC)18と、入力された撮像データDPに基づいて、測定対象物14までの距離を算出する距離演算装置19と、を備えている。
ここで、距離演算装置19は測定対象物の表面に形成されている膜の屈折率及び膜厚に起因する距離の誤差を補正する膜厚補正部20を有している。
より詳細には、膜厚補正部20は、測定対象物の表面に形成されている膜の存在により発生する光路長の変化(屈折率及び膜厚に比例する誤差)を設定した折率及び膜厚に基づいて演算により除去して膜が存在しないとした場合の測定対象物までの距離を算出できるようにされている。
As shown in FIG. 1A, the
Here, the
More specifically, the film
上記構成において、光源11、コリメートレンズ12及びスリット13は、マルチレーザビーム照射手段として機能し、図1(b)に示すように測定対象物である測定対象物14の表面に、複数の楕円形状を有するレーザビームLB1〜LB3を短軸方向(図1では、X軸方向)に横一列に照射する。
光学系ユニット16の光源11は、測定対象物の表面に、複数の楕円形状を有するレーザビームを短軸方向に横一列に照射する。
In the above configuration, the
The
そして、CCDカメラ17は、複数のレーザビームLB1〜LB3の反射光を受光し、撮像面上に結像された複数のレーザビームLB1〜LB3の反射光(による干渉縞)の明暗パターンを撮像する。
これらの結果、距離演算装置19は、撮像面上における複数のレーザビームLB1〜LB3の反射光の明暗パターンに基づいて測定対象物14までの距離を演算により求める。
Then, the
As a result of these, the
上記構成において、光源11、コリメートレンズ12、スリット13、シリンドリカルレンズ15、光学系ユニット16、CCD17A及び受光レンズ17Bは距離検出部MDを構成している。
そして、距離検出部MDの光学系は、測定対象物14と所定の距離を持って設定配置されており、CCDカメラ17は、測定対象物14の表面に照射されたAA点の像を、CCD17Aの撮像面のPA点で結像する。
In the above configuration, the
The optical system of the distance detection unit MD is set and arranged with a predetermined distance from the
この場合において、測定対象物14の位置が測定対象物14Xの位置まで移動したとすると、測定対象物14の表面(測定面)がAA点からBB点に移動(変化)する。これにより、マルチレーザビームMLBを構成している複数のレーザビームLB1〜LB3の結像点は夫々PA点からPB点に移動する。この移動範囲、即ち距離計測範囲に対して、所定の分解能が得られる様に、CCD17Aの画素数(素子数)が選択されている。
In this case, if the position of the
また、CCD17Aは、ラインスキャン型CCDとして構成されており、複数のレーザビームLB1〜LB3の形状は、測定対象物14の表面においてCCD17Aの測定視野寸法よりも大きな形状になる様にコリメートレンズ12のコリメータ倍率が設定されている。
また、受光レンズ17Bは、測定対象物14との対物距離とCCD17Aの分解能に基づいて光学倍率が決定されて選択されている。
Further, the
The
例えば、CCD17Aの画素数(素子数)が1000〜5000画素、各画素(素子)の形状は15μm×15μm程度のものが使用され、そして受光レンズ17等の光学系の倍率によって分解能が決定される。例えば、光学系の倍率を1/10とすると測定対象物14表面における分解能は150μmとなる。
For example, the number of pixels (number of elements) of the
図2は、マルチレーザビームとCCDの出力信号レベルの関係の説明図である。
図2(a)において、符号SP1〜SP3は、マルチレーザビームMLBを構成するレーザビームLB1〜LB3のCCD17Aの受光面上における結像画像である。
そして、図2(b)は、これらの複数のレーザビームLB1〜LB3をCCD17Aによって走査したときの各素子の出力信号レベル(高いほど光量が高い)を示したものである。
FIG. 2 is an explanatory view of the relationship between the multi-laser beam and the output signal level of the CCD.
In FIG. 2A, reference symbols SP1 to SP3 denote images formed on the light receiving surface of the
FIG. 2 (b) shows the output signal level (the higher the amount of light, the higher the level) as the plurality of laser beams LB1 to LB3 are scanned by the
複数のレーザビームLB1〜LB3の形状は、通常、距離検出部MDのコリメートレンズ12とスリット13とによって楕円形状に形成される。
また、図2(a)に示す矩形列はラインスキャン型CCDとして構成されたCCD17Aの各受光素子17Gを示し、列方向は図1におけるX軸方向となっており、矩形の長軸方向は図1に示すY軸方向に沿っている。そして、マルチレーザビームMLBを構成する楕円形状を有する複数のレーザビームLB1〜LB33の長軸方向の中心を走査するようにCCDカメラ17の光軸が設定されている。
The shapes of the plurality of laser beams LB1 to LB3 are generally formed in an elliptical shape by the
Further, the rectangular array shown in FIG. 2A shows the
以上の説明は、測定対象物14の表面に膜が存在しないか、あるいは、膜が存在していたとしても無視した場合の説明であるが、実際の測定対象物の表面には、冷却や測定対象物の表面保護の観点から油膜や水膜が形成されている場合がある。 The above explanation is for the case where there is no film on the surface of the object to be measured 14 or neglected even if the film exists, but on the surface of the actual object to be measured, cooling or measurement An oil film or a water film may be formed from the viewpoint of surface protection of the object.
このような場合には、CCD17Aが撮像を行う際に膜が存在しない場合に反射光が到達する位置と実際に到達する位置とでずれが発生し、ひいては、測定誤差が発生してしまうこととなる。
そこで、本第1実施形態においては、膜厚補正部20において以下に説明するような手順で膜の影響を抑制している。
In such a case, when the film is not present when the
Therefore, in the first embodiment, the influence of the film is suppressed in the film
図3は、第1実施形態の測定処理の説明図である。
以下の説明において、測定対象物14までの実際の距離をt、膜20が存在する場合に得られる測定対象物14までの距離測定値をt1とし、膜20の存在による距離誤差をΔt1とし、膜20の存在による見かけ上の測定対象物14の反射角をθ1(反射光光軸R1)とし、膜20の存在による測定対象物14の表面における反射角をθ2とし、膜20が存在しない場合の反射光光軸をR2とし、レーザ光MLBの光軸から反射光の膜20からの出射位置までの距離をLとする。
FIG. 3 is an explanatory view of the measurement process of the first embodiment.
In the following description, the actual distance to the
ここで、図3に示すように、
t=t1+Δt1
であり、
x=L/tanθ1
であるから、屈折による誤差Δt1を算出する式を考えると、(1)式となる。
Δt1=T−L/tanθ1 …(1)
Here, as shown in FIG.
t = t1 + Δt1
And
x = L / tan θ 1
Therefore, considering the equation for calculating the error Δt 1 due to refraction, equation (1) is obtained.
Δt 1 = T−L / tan θ 1 (1)
この場合において、レーザ光MLBの光軸から反射光の膜20からの出射位置までの距離Lは、(2)式で表される。
L=T/tanθ2 …(2)
従って、
Δt1=T−T/(tanθ2×tanθ1)
=T×(1−1/(tanθ2×tanθ1))…(3)
In this case, the distance L from the optical axis of the laser beam MLB to the exit position of the reflected light from the
L = T / tan θ 2 (2)
Therefore,
Δt 1 = T−T / (tan θ 2 × tan θ 1 )
= T × (1-1 / (tan θ 2 × tan θ 1 )) (3)
ここで、屈折率λからθ2の式を考えると、
1×sinθ1=λ×sinθ2
sinθ2=(sinθ1)/λ
∴ θ2=arcsin((sinθ1)/λ) …(4)
Here, considering the equation of the refractive index λ to θ 2
1 × sin θ 1 = λ × sin θ 2
sin θ 2 = (sin θ 1 ) / λ
Θ θ 2 = arcsin ((sin θ 1 ) / λ) (4)
(3)式に(4)式を代入すると、距離誤差Δt1は、(5)式で表される。
Δt1=T×(1−1/(tan(arcsin((sinθ1)/λ))
×tanθ1))
…(5)
Substituting the equation (4) into the equation (3), the distance error Δt 1 is expressed by the equation (5).
Δt 1 = T × (1-1 / (tan (arc sin ((sin θ 1 ) / λ)))
X tan θ 1 ))
... (5)
ここで、
f(θ1,λ)=tan(arcsin((sinθ1)/λ))×tanθ1)
…(6)
として、(5)式に代入すると、距離誤差Δt1は、(7)式で表される。
Δt1=T×(1−1/f(θ1,λ)) …(7)
here,
f (θ 1 , λ) = tan (arc sin ((sin θ 1 ) / λ)) × tan θ 1 )
... (6)
Substituting in equation (5) as below, the distance error Δt 1 is expressed by equation (7).
Δt 1 = T × (1-1 / f (θ 1 , λ)) (7)
したがって、次式により、膜の存在に起因する距離誤差を抑制してより高精度な距離演算を行える。
t=t1+Δt1
Therefore, the distance error due to the presence of the film can be suppressed and the distance calculation can be performed with higher accuracy by the following equation.
t = t1 + Δt1
以上の説明のように、本第1実施形態によれば、膜の存在により発生する屈折に起因する距離誤差を抑制してより高精度な距離演算を行える。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to perform distance calculation with higher accuracy by suppressing a distance error caused by refraction generated by the presence of a film.
以上の説明は、膜厚T及び膜の屈折率λが既知の場合の説明であったが、膜厚Tが不明な場合は、距離演算装置19に測定対象に応じた固定パラメータとしての固定膜厚値あるいは固定パラメータとしての固定屈折値を予め記憶した記憶部をさらに備えて、これらの値を用いるようにすれば同様に適用が可能である。
The above description is for the case where the film thickness T and the refractive index λ of the film are known, but when the film thickness T is unknown, the
また膜の屈折率λが不明の場合には、距離演算装置19に膜の材料に応じた固定パラメータとしての固定屈折率値を予め記憶した記憶部をさらに備えて、これらの値を用いるようにすれば同様に適用が可能である。
In addition, when the refractive index λ of the film is unknown, the distance
さらに膜の材料が不明である場合には、距離演算装置19に固定パラメータとしての通常想定される膜の材料の平均的な屈折率及び膜厚に応じ固定膜厚値を予め記憶した記憶部をさらに備えて、これらの値を用いるようにすれば測定精度は低下するものの同様に適用が可能である。 Furthermore, when the material of the film is unknown, a storage unit in which the fixed film thickness value is stored in advance according to the average refractive index and film thickness of the normally assumed film material as fixed parameters Furthermore, if these values are used, the measurement accuracy is reduced, but the application is possible as well.
[2]第2実施形態
上記第1実施形態では、受光系が1系統の場合のものであったが、本第2実施形態は、受光系を2系統設けた場合の実施形態である。
この場合において各受光系においては、測定光の受光軸が異なっているものとし、膜20の屈折率は既知であるものとする。
[2] Second Embodiment In the first embodiment described above, one light receiving system is used, but in the second embodiment, two light receiving systems are provided.
In this case, in each light receiving system, the light receiving axis of the measurement light is assumed to be different, and the refractive index of the
図4は、第2実施形態の距離計測装置の概要構成説明図である。
図4において、図1(a)と異なる点は、受光軸の異なる受光系としての二つのCCDカメラ17(17−1,17−2)及び対応する二つのA/Dコンバータ(ADC)18(18−1、18−2)を設けた点である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the distance measuring device according to the second embodiment.
4 differs from FIG. 1 (a) in that two CCD cameras 17 (17-1 and 17-2) as light receiving systems having different light receiving axes and two corresponding A / D converters (ADCs) 18 (a). 18-1 and 18-2) are provided.
次に、各受光系のそれぞれの受光軸をθ1,θ10,誤差をΔt1,Δt10とすると、(8)式及び(9)式が成立する。
Δt1=T×(1−1/f(θ1,λ)) …(8)
Δt10=T×(1−1/f(θ10,λ)) …(9)
(8)式及び(9)式を変形し、膜厚Tを消去すると、(10)式となる。
Δt1/(1−1/f(θ1,λ))=Δt10/(1−1/f(θ10,λ))
…(10)
Next, assuming that the light receiving axes of the respective light receiving systems are θ 1 and θ 10 and the errors are Δt 1 and Δt 10 , the equations (8) and (9) hold.
Δt 1 = T × (1-1 / f (θ 1 , λ)) (8)
Δt 10 = T × (1-1 / f (θ 10 , λ)) (9)
When the film thickness T is eliminated by modifying the equations (8) and (9), the equation (10) is obtained.
Δt 1 / (1-1 / f (θ 1 , λ)) = Δt 10 / (1-1 / f (θ 10 , λ))
... (10)
ここで、2つの受光系の測定値をそれぞれt1,t10とすると、光学系は異なっても測定対象物は同一であるため、測定値t1,=t10であるから(11)式が成立する。 Here, assuming that the measured values of the two light receiving systems are t 1 and t 10 respectively, the measured object is the same even if the optical systems are different, so the measured value t 1 = t 10 , so equation (11) Is established.
(t−t1)/(1−1/f(θ1,λ))
=(t−t10)/(1−1/f(θ10,λ)) …(11)
(T−t 1 ) / (1-1 / f (θ 1 , λ))
= (T-t 10 ) / (1-1 / f (θ 10 , λ)) (11)
次に(11)式を変形すると、(12)式となる。
(1−1/f(θ10,λ))×(t−t1)
=(1−1/f(θ1,λ))×(t−t10) …(12)
Next, the equation (11) is modified to obtain the equation (12).
(1-1 / f (θ 10 , λ)) × (t−t 1 )
= (1-1 / f (θ 1 , λ)) × (t−t 10 ) (12)
さらに(12)式を変形すると、(13)式となる。
(1/f(θ1,λ)−1/f(θ10,λ))×t
=(1−1/f(θ10,λ))×t1−(1−1/f(θ1,λ))×t10
…(13)
Further transforming the equation (12) gives the equation (13).
(1 / f (θ 1 , λ) −1 / f (θ 10 , λ)) × t
= (1-1 / f (θ 10 , λ)) × t 1- (1-1 / f (θ 1 , λ)) × t 10
... (13)
これらの結果、実際の距離tは、(14)式の通りとなる。
t=((1−1/f(θ10,λ))×t1−(1−1/f(θ1,λ))
×t10)/(1/f(θ1,λ)-1/f(θ10,λ))…(14)
As a result of these, the actual distance t is as shown in equation (14).
t = ((1-1 / f (θ 10 , λ)) × t 1 − (1-1 / f (θ 1 , λ))
× t 10 ) / (1 / f (θ 1 , λ) −1 / f (θ 10 , λ)) (14)
(14)式に示すように、本第2実施形態では、既知である膜20の屈折率λ及び2つの受光系の測定値t1、t10から実際の距離tを算出することができる。
以上の説明のように、本第2実施形態によれば、膜の屈折率λが既知である場合に膜厚の影響を受けることなく、膜の影響を抑制して高精度な距離演算を行える。
As shown in equation (14), in the second embodiment, the actual distance t can be calculated from the known refractive index λ of the
As described above, according to the second embodiment, when the refractive index λ of the film is known, the influence of the film can be suppressed and highly accurate distance calculation can be performed without being affected by the film thickness. .
[3]実施形態の変形例
本実施形態の距離計測装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
[3] Modification of Embodiment The program executed by the distance measuring device of the present embodiment is a file of an installable format or an executable format, and is a CD-ROM, a flexible disk (FD), a CD-R, a DVD It is recorded and provided in a computer readable recording medium such as Digital Versatile Disk).
また、本実施形態の距離計測装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の距離計測装置で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
また、本実施形態の距離計測装置のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
Further, the program executed by the distance measurement device of the present embodiment may be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by being downloaded via the network. Further, the control program executed by the distance measuring device of the present embodiment may be provided or distributed via a network such as the Internet.
Further, the program of the distance measuring device of the present embodiment may be configured to be provided by being incorporated in advance in a ROM or the like.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
10 距離計測装置
11 光源(照射部)
12 コリメートレンズ
13 スリット
14 測定対象物
15 シリンドリカルレンズ
16 光学系ユニット
17 CCDカメラ(撮像部)
17−1 CCDカメラ(第1の撮像部)
17−2 CCDカメラ(第2の撮像部)
17A CCD
17B 受光レンズ
17G 受光素子
18、18−1、18−2 A/Dコンバータ(ADC)
19 距離演算装置(距離演算部)
20 膜厚補正部
LB レーザビーム
MLB マルチレーザビーム
10
12
17-1 CCD camera (first imaging unit)
17-2 CCD camera (second imaging unit)
17A CCD
17B
19 Distance arithmetic unit (distance arithmetic unit)
20 Film thickness correction unit LB laser beam MLB multi laser beam
Claims (8)
前記測定光の反射光を受光し、撮像面上に結像された前記レーザビームの反射光を撮像する撮像部と、
前記撮像面上における前記反射光に基づいて前記測定対象物までの距離を演算により求める距離演算部と、を備え、
前記距離演算部は、前記測定対象物の表面に形成されている膜の屈折率及び膜厚に起因する前記距離の誤差を補正する膜厚補正部を備える、
距離計測装置。 An irradiation unit that irradiates the object to be measured with a laser beam as measurement light;
An imaging unit configured to receive the reflected light of the measurement light and to image the reflected light of the laser beam formed on the imaging surface;
And a distance calculation unit for calculating a distance to the measurement object based on the reflected light on the imaging surface.
The distance calculation unit includes a film thickness correction unit that corrects an error in the distance caused by the refractive index and the film thickness of a film formed on the surface of the measurement object.
Distance measuring device.
Δt1=T×(1−1/f(θ1,λ)) …(A)
ここで、
f(θ1,λ)=tan(arcsin((sinθ1)/λ))×tanθ1)
であり、
前記距離演算部は、(B)式により前記測定対象物までの距離tを算出する、
t=t1+Δt1 …(B)
請求項1記載の距離計測装置。 The film thickness correction unit sets the refractive index of the film as λ, the film thickness of the film as T, the measured distance value as t1, the error of the distance as Δt1, and the optical axis at the time of irradiation of the measurement light When the angle between the imaging unit and the light receiving axis is θ1, an error Δt1 of the distance is calculated by equation (A),
Δt 1 = T × (1-1 / f (θ 1 , λ)) (A)
here,
f (θ 1 , λ) = tan (arc sin ((sin θ 1 ) / λ)) × tan θ 1 )
And
The distance calculation unit calculates the distance t to the measurement object according to equation (B):
t = t1 + Δt1 (B)
The distance measuring device according to claim 1.
請求項2記載の距離計測装置。 The film thickness correction unit uses a predetermined refractive index according to the material of the film when the refractive index λ of the film is unknown.
The distance measuring device according to claim 2.
請求項2又は請求項3記載の距離計測装置。 The film thickness correction unit uses a predetermined film thickness when the film thickness T of the film is unknown.
A distance measuring device according to claim 2 or claim 3.
第1の受光軸を有し、前記測定光の反射光を受光し、第1の撮像面上に結像された前記レーザビームの反射光を撮像する第1撮像部と、
第1の受光軸を有し、前記測定光の反射光を受光し、第2の撮像面上に結像された前記レーザビームの反射光を撮像する第2撮像部と、
同一の測定対象物に対する前記第1の撮像面上における前記反射光に対応する前記第1の撮像部の出力及び前記第2の撮像面上における前記反射光に対応する前記第2の撮像部の出力に基づいて、屈折率が既知である前記測定対象物の表面に形成されている膜による前記距離の誤差を補正して前記測定対象物までの距離を演算により求める距離演算部と、を備える距離計測装置。 An irradiation unit that irradiates the object to be measured with a laser beam as measurement light;
A first imaging unit having a first light receiving axis, receiving the reflected light of the measurement light, and imaging the reflected light of the laser beam formed on the first imaging surface;
A second imaging unit having a first light receiving axis, receiving the reflected light of the measurement light, and imaging the reflected light of the laser beam imaged on a second imaging surface;
The output of the first imaging unit corresponding to the reflected light on the first imaging surface with respect to the same measurement object and the second imaging unit corresponding to the reflected light on the second imaging surface And a distance calculation unit that corrects an error of the distance due to a film formed on the surface of the measurement object whose refractive index is known based on an output, and obtains the distance to the measurement object by calculation. Distance measuring device.
t=((1−1/f(θ10,λ))×t1−(1−1/f(θ1,λ))
×t10)/(1/f(θ1,λ)-1/f(θ10,λ))…(C)
請求項5記載の距離計測装置。 The distance calculation unit sets a measured value corresponding to the first imaging unit to t1, a measured value corresponding to the second imaging unit to t10, and an optical axis at the time of irradiation of the measurement light and the first Assuming that the angle between the light receiving axis of the imaging unit and the light receiving axis is θ1 and the angle between the light axis at the time of irradiation of the measurement light and the light receiving axis of the second imaging unit is θ10, the distance To determine the distance to the object to be measured by calculation.
t = ((1-1 / f (θ 10 , λ)) × t 1 − (1-1 / f (θ 1 , λ))
× t 10 ) / (1 / f (θ 1 , λ) −1 / f (θ 10 , λ)) (C)
The distance measuring device according to claim 5.
前記測定光を測定対象物に照射する過程と、
前記測定光の反射光を受光して撮像する過程と、
前記測定対象物の表面に形成されている膜の屈折率及び膜厚に起因する前記距離の誤差を算出する過程と、
前記距離の誤差及び前記撮像面上における前記反射光に基づいて前記測定対象物までの距離を演算により求める過程と、
を備えた方法。 And an imaging unit for receiving a reflected light of the measurement light and imaging the reflected light of the laser beam imaged on an imaging surface. A method implemented by the distance measuring device,
Irradiating the measurement light onto the object to be measured;
Receiving and imaging the reflected light of the measurement light;
Calculating the error of the distance due to the refractive index and the film thickness of the film formed on the surface of the measurement object;
Determining the distance to the measurement object by calculation based on the error of the distance and the reflected light on the imaging surface;
How to have it.
前記測定光を測定対象物に照射する過程と、
前記測定光の反射光を受光して前記第1撮像部及び前記第2撮像部においてそれぞれ撮像する過程と、
同一の測定対象物に対する前記第1の撮像面上における前記反射光に対応する前記第1の撮像部の出力及び前記第2の撮像面上における前記反射光に対応する前記第2の撮像部の出力に基づいて、屈折率が既知である前記測定対象物の表面に形成されている膜による前記距離の誤差を補正して前記測定対象物までの距離を演算により求める過程と、
を備えた方法。 A laser beam is used as a measuring beam to irradiate a measuring object to an object to be measured, and has a first light receiving axis, and the reflected light of the measuring light is received to form an image on the first imaging surface A first imaging unit for imaging reflected light and a first light receiving axis, receiving the reflected light of the measurement light, and imaging the reflected light of the laser beam formed on the second imaging surface A method performed by the distance measuring device including the second imaging unit,
Irradiating the measurement light onto the object to be measured;
A process of receiving reflected light of the measurement light and imaging each of the first imaging unit and the second imaging unit;
The output of the first imaging unit corresponding to the reflected light on the first imaging surface with respect to the same measurement object and the second imaging unit corresponding to the reflected light on the second imaging surface Correcting the error of the distance due to the film formed on the surface of the measurement object whose refractive index is known based on the output and calculating the distance to the measurement object by calculation;
How to have it.
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