JP2019074474A - Shape measurement device - Google Patents

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寛之 里吉
Hiroyuki Satoyoshi
寛之 里吉
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Abstract

To provide a shape measurement device that can measure a physical quantity with a high degree of freedom.SOLUTION: A coordinate calculation unit 13 performs processing for calculating the three-dimensional coordinates of first object portions on the basis of the deflection direction of a deflection unit or an irradiation position of light deflected by the deflection unit and a light receiving signal output from a light receiving unit. A reference plane specification unit 4 specifies a reference plane on the basis of the calculated three-dimensional coordinates. A physical quantity calculation unit 15 calculates a physical quantity with the specified reference plane as a reference. When the three-dimensional coordinates of at least one of the first object portions are not calculated, coordinate omission processing selected in advance is performed. When first processing is selected as the coordinate omission processing, the reference plane is not specified. When second processing is selected as the coordinate omission processing and the reference plane can be specified with the calculated three-dimensional coordinates, the reference plane is specified on the basis of the calculated three-dimensional coordinates.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、測定対象物の表面形状を測定する形状測定装置に関する。   The present invention relates to a shape measuring device that measures the surface shape of a measurement object.

測定対象物の表面形状を測定するために、光走査高さ測定装置が用いられる。例えば、特許文献1に記載された寸法測定装置においては、白色光源から放射された光が、光カプラにより測定光束と参照光束とに分割される。測定光束は、測定物走査光学系により走査され、被測定物の表面上の任意の測定点に照射される。参照光束は、参照光走査光学系に照射される。被測定物により反射された測定光束と参照光束との干渉に基づいて、被測定物の測定点の表面高さが求められる。   An optical scanning height measuring device is used to measure the surface shape of the measurement object. For example, in the dimension measurement device described in Patent Document 1, light emitted from a white light source is divided into a measurement light beam and a reference light beam by an optical coupler. The measurement light beam is scanned by the measurement object scanning optical system and irradiated to any measurement point on the surface of the object to be measured. The reference light beam is irradiated to the reference light scanning optical system. The surface height of the measurement point of the object to be measured is determined based on the interference between the measurement light flux reflected by the object to be measured and the reference light flux.

特開2010−43954号公報JP, 2010-43954, A

特許文献1の寸法測定装置では、予め定められた基準面を基準として、被測定物の表面高さが算出される。この場合、基準面が固定されているので、測定の自由度が低い。そこで、より高い自由度で物理量を測定可能な測定装置が求められる。   In the dimension measurement device of Patent Document 1, the surface height of the object to be measured is calculated based on a predetermined reference plane. In this case, since the reference surface is fixed, the degree of freedom of measurement is low. Therefore, a measuring device capable of measuring a physical quantity with a higher degree of freedom is required.

本発明の目的は、高い自由度で物理量を測定可能な形状測定装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a shape measuring apparatus capable of measuring a physical quantity with a high degree of freedom.

(1)本発明に係る形状測定装置は、光を出射する光出射部と、光出射部から出射された光を偏向して測定対象物を含む測定領域に照射する偏向部と、測定領域からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、測定領域における複数の基準点の位置を表す第1の位置情報を取得する位置情報取得部と、情報取得部により取得された第1の位置情報に基づいて、複数の基準点にそれぞれ対応する測定領域の複数の第1の対象部分に光が照射されるように偏向部を制御する駆動制御部と、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、各第1の対象部分の三次元座標を算出するための処理を行う座標算出部と、座標算出部により複数の第1の対象部分の三次元座標が算出された場合に、座標算出部により算出された複数の第1の対象部分の三次元座標に基づいて基準面を特定し、座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかった場合に、予め選択された座標欠落処理を行う基準面特定部と、基準面特定部により特定された基準面を基準とする物理量を算出する物理量算出部と、座標欠落処理として第1の処理および第2の処理のいずれかを行うか選択する選択部とを備え、基準面特定部は、選択部により第1の処理が選択されている場合に基準面を特定せず、選択部により第2の処理が選択されかつ座標算出部により算出された三次元座標により基準面を特定可能である場合には、当該算出された三次元座標に基づいて基準面を特定する。   (1) The shape measuring apparatus according to the present invention comprises a light emitting unit for emitting light, a deflecting unit for deflecting light emitted from the light emitting unit and irradiating the light onto a measurement area including the object to be measured; Light receiving unit for receiving a light receiving signal indicating the amount of light received, a position information acquiring unit for acquiring first position information indicating the positions of a plurality of reference points in the measurement area, and an information acquiring unit A drive control unit configured to control the deflection unit such that light is emitted to the plurality of first target portions of the measurement area respectively corresponding to the plurality of reference points based on the first position information; A coordinate calculation unit for performing processing for calculating three-dimensional coordinates of each first target portion based on the irradiation position of light deflected by the direction or the deflection unit and the light reception signal output by the light reception unit; Three-dimensional coordinates of the plurality of first target portions by the calculation unit When it is calculated, the reference plane is specified based on the three-dimensional coordinates of the plurality of first target portions calculated by the coordinate calculation unit, and the three-dimensional coordinates of at least one first target portion are determined by the coordinate calculation unit. When it is not calculated, a reference surface specifying unit that performs coordinate loss processing selected in advance, a physical amount calculation unit that calculates a physical quantity based on the reference surface specified by the reference surface specifying unit, and The reference surface identification unit does not identify the reference surface when the first processing is selected by the selection unit. When the second process is selected by the unit and the reference plane can be specified by the three-dimensional coordinates calculated by the coordinate calculation unit, the reference plane is specified based on the calculated three-dimensional coordinates.

この形状測定装置においては、光出射部から出射された光が、偏向部により偏向され、複数の基準点にそれぞれ対応する複数の第1の対象部分に照射される。第1の対象部分で反射された光が、受光部により受光される。偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、各第1の対象部分の三次元座標を算出するための処理が行われる。算出された三次元座標に基づいて基準面が特定され、その基準面を基準とする物理量が算出される。この場合、任意の位置に基準点を設定することにより、所望の基準面を設定することができる。したがって、高い自由度で物理量を測定することができる。   In this shape measuring apparatus, the light emitted from the light emitting unit is deflected by the deflecting unit, and the plurality of first target portions respectively corresponding to the plurality of reference points are irradiated. The light reflected by the first target portion is received by the light receiving unit. A process for calculating three-dimensional coordinates of each first target portion is performed based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of light deflected by the deflection unit and the light reception signal output by the light reception unit. A reference plane is specified based on the calculated three-dimensional coordinates, and a physical quantity based on the reference plane is calculated. In this case, a desired reference plane can be set by setting the reference point at an arbitrary position. Therefore, physical quantities can be measured with a high degree of freedom.

また、少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかった場合、予め選択された座標欠落処理が行われる。座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合には、基準面が特定されない。この場合、使用者の要求と異なる基準面が特定されることが防止される。それにより、算出される物理量の信頼性の低下が防止される。一方、座標欠落処理として第2の処理が選択されかつ算出された三次元座標により基準面を特定可能である場合、算出された三次元座標に基づいて基準面が特定される。この場合、基準点を再指定することなく、効率良く物理量を算出することができる。このように、目的に応じて異なる座標欠落処理を選択的に行うことができる。したがって、使用者の利便性を高めることができかつ適切に基準面を特定することができる。   In addition, when the three-dimensional coordinates of at least one first target portion are not calculated, a coordinate loss process selected in advance is performed. When the first process is selected as the coordinate loss process, the reference plane is not identified. In this case, it is prevented that a reference plane different from the user's request is identified. This prevents the decrease in the reliability of the calculated physical quantity. On the other hand, if the second process is selected as coordinate loss processing and the reference plane can be identified by the calculated three-dimensional coordinates, the reference plane is identified based on the calculated three-dimensional coordinates. In this case, the physical quantity can be efficiently calculated without re-specifying the reference point. Thus, different coordinate missing processes can be selectively performed according to the purpose. Therefore, the convenience of the user can be enhanced and the reference surface can be appropriately identified.

(2)第1の位置情報は、測定対象物を含む基準画像上における複数の基準点の位置を表し、形状測定装置は、基準画像を取得する基準画像取得部と、測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、基準画像取得部により取得された基準画像と測定画像取得部により取得された測定画像との比較に基づいて、基準画像上の複数の基準点にそれぞれ対応する測定画像上の複数の位置を複数の補正基準点として特定する補正部とをさらに備え、駆動制御部は、補正部により特定された複数の補正基準点に基づいて、複数の第1の対象部分に光が照射されるように偏向部を制御してもよい。   (2) The first position information indicates the positions of a plurality of reference points on the reference image including the measurement object, and the shape measurement apparatus measures the reference image acquisition unit that acquires the reference image and the measurement object Corresponding to a plurality of reference points on the reference image based on a comparison of a measurement image acquisition unit for acquiring an image, a reference image acquired by the reference image acquisition unit, and a measurement image acquired by the measurement image acquisition unit The drive control unit further includes a correction unit that specifies a plurality of positions on the measurement image as a plurality of correction reference points, and the drive control unit determines a plurality of first target portions based on the plurality of correction reference points specified by the correction unit. The deflection unit may be controlled so that light is emitted to the light source.

この場合、基準画像における測定対象物の位置と測定画像における測定対象物の位置とが異なっていても、基準画像上で指定された基準点に対応するように測定画像上で補正基準点が特定される。その補正基準点に基づいて、測定画像により表される第1の対象部分に光を照射することができる。これにより、測定画像を用いて実際の物理量の測定を行なう場合、予め用意された基準画像に基づいて、測定画像により表される第1の対象部分に光を照射することができ、その第1の対象部分の三次元座標を算出することができる。その結果、物理量の測定に要する使用者の作業量が低減されるので、使用者の利便性がより高められる。   In this case, even if the position of the measurement object in the reference image and the position of the measurement object in the measurement image are different, the correction reference point is specified on the measurement image to correspond to the reference point specified on the reference image Be done. Based on the correction reference point, light can be irradiated to the first object portion represented by the measurement image. Thereby, when the actual physical quantity is measured using the measurement image, light can be irradiated to the first target portion represented by the measurement image based on the reference image prepared in advance, It is possible to calculate three-dimensional coordinates of the target portion of As a result, the amount of work of the user required to measure the physical quantity is reduced, and the convenience of the user is further enhanced.

(3)位置情報取得部は、測定対象物における測定点の位置を表す第2の位置情報をさらに取得し、駆動制御部は、位置情報取得部により取得された第2の位置情報に基づいて、測定点に対応する測定対象物の第2の対象部分に光が照射されるように偏向部を制御し、座標算出部は、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された光の照射位置と受光部により出力される受光信号とに基づいて、第2の対象部分の三次元座標を算出し、基準面は平面であり、物理量算出部は、基準面取得部により取得された基準面および座標算出部により算出された第2の対象部分の座標に基づいて、基準面を基準とする第2の対象部分の高さを物理量として算出してもよい。この場合、基準面を基準とする測定対象物の所望の部分の高さを算出することができる。   (3) The position information acquisition unit further acquires second position information indicating the position of the measurement point on the measurement object, and the drive control unit is based on the second position information acquired by the position information acquisition unit. And controlling the deflection unit such that light is emitted to the second target portion of the measurement object corresponding to the measurement point, and the coordinate calculation unit determines the irradiation direction of the deflection unit or the irradiation position of the light deflected by the deflection unit. The three-dimensional coordinates of the second target portion are calculated based on the light receiving signal and the light receiving unit, the reference plane is a plane, and the physical quantity calculating unit calculates the reference plane and the reference plane acquired by the reference plane acquiring unit. The height of the second target portion based on the reference plane may be calculated as the physical quantity based on the coordinates of the second target portion calculated by the coordinate calculation unit. In this case, it is possible to calculate the height of the desired portion of the measurement object relative to the reference surface.

(4)物理量算出部は、基準面特定部により基準面が特定されない場合に物理量を算出しなくてもよい。この場合、信頼性の低い物理量が算出されることが防止される。   (4) The physical quantity calculation unit may not calculate the physical quantity when the reference surface identification unit does not identify the reference surface. In this case, it is prevented that the unreliable physical quantity is calculated.

(5)形状測定装置は、選択部により第1の処理が選択されている場合および選択部により第2の処理が選択されている場合の少なくとも一方において、座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかった場合に、警告情報を提示する警告提示部をさらに備えてもよい。この場合、少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかったことを使用者が容易に認識することができる。それにより、使用者が必要に応じて基準点の再指定等を効率良く行うことができる。   (5) The shape measuring device is controlled by the coordinate calculation unit at least in one of the cases where the first process is selected by the selection unit and the second process is selected by the selection unit. You may further provide the warning presentation part which presents warning information, when the three-dimensional coordinate of an object part is not calculated. In this case, the user can easily recognize that the three-dimensional coordinates of at least one first target portion have not been calculated. As a result, the user can efficiently redesign the reference point as needed.

(6)形状測定装置は、選択部により第2の処理が選択されている場合に、基準面を特定するために必要な第1の対象部分の三次元座標の数を設定する座標数設定部をさらに備え、基準面特定部は、選択部により第2の処理が選択されかつ座標算出部により算出された三次元座標の数が座標数設定部により設定された数以上である場合には、当該算出された三次元座標に基づいて基準面を特定してもよい。この場合、測定の条件および目的に応じて、基準面を特定するために必要な第1の対象部分の三次元座標の数を設定することができる。   (6) The number-of-coordinates setting unit that sets the number of three-dimensional coordinates of the first target portion necessary to specify the reference plane when the second processing is selected by the selection unit The reference surface identification unit further includes: if the second processing is selected by the selection unit and the number of three-dimensional coordinates calculated by the coordinate calculation unit is equal to or greater than the number set by the coordinate number setting unit, The reference plane may be specified based on the calculated three-dimensional coordinates. In this case, the number of three-dimensional coordinates of the first target portion necessary to specify the reference surface can be set in accordance with the condition and purpose of the measurement.

(7)形状測定装置は、座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の座標が算出されなかった場合に、当該座標が算出されなかった第1の対象部分の代替となる測定領域の代替部分を特定し、特定された代替部分を使用者に提示する代替提示部をさらに備えてもよい。この場合、使用者が基準点の再指定を容易にかつ効率良く行うことができる。   (7) The shape measuring apparatus substitutes the measurement area as a substitute for the first target portion for which the coordinates were not calculated when the coordinates of the at least one first target portion were not calculated by the coordinate calculation unit. It may further comprise an alternative presentation part which identifies the part and presents the identified alternative part to the user. In this case, the user can easily and efficiently respecify the reference point.

(8)駆動制御部は、座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の座標が算出されなかった場合に、当該座標が算出されなかった第1の対象部分の代替となる測定領域の代替部分に光が照射されるように偏向部を制御し、座標算出部は、代替部分の三次元座標を算出してもよい。この場合、使用者が基準点を再指定することなく、自動的に代替部分の三次元座標を算出し、その三次元座標に基づいて基準面を特定することが可能となる。   (8) The drive control unit substitutes the measurement area as a substitute for the first target portion for which the coordinates were not calculated when the coordinates of the at least one first target portion were not calculated by the coordinate calculation unit. The deflection unit may be controlled such that light is irradiated to the part, and the coordinate calculation unit may calculate three-dimensional coordinates of the alternative part. In this case, it is possible to automatically calculate the three-dimensional coordinates of the alternative portion and to specify the reference plane based on the three-dimensional coordinates, without the user re-specifying the reference point.

本発明によれば、高い自由度で物理量を測定することができる。   According to the present invention, physical quantities can be measured with a high degree of freedom.

本発明の一実施の形態に係る光走査高さ測定装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of an optical scanning height measurement device according to an embodiment of the present invention. 図1のスタンド部を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the stand part of FIG. スタンド部および測定ヘッドの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a stand part and a measurement head. 測定部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a measurement part. 参照部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a reference part. 合焦部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a focusing part. 走査部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a scanning part. 光走査高さ測定装置の表示部に表示される選択画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the selection screen displayed on the display part of an optical scanning height measurement apparatus. 各動作モードにおいて制御部と制御基板との間で伝送されるデータの内容を示す図である。It is a figure which shows the content of the data transmitted between a control part and a control board in each operation mode. 図1の光走査高さ測定装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 報告書作成部により作成される報告書の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the report produced by a report production part. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 図1の光走査高さ測定装置において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement apparatus of FIG. 制御基板による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the designation | designated measurement process by a control board. 制御基板による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the designation | designated measurement process by a control board. 図18および図19の指定測定処理を説明するための説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram for describing the designated measurement process of FIGS. 18 and 19; 図18および図19の指定測定処理を説明するための説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram for describing the designated measurement process of FIGS. 18 and 19; 制御基板による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the designation | designated measurement process by a control board. 制御基板による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other example of the designation | designated measurement process by a control board. 図22および図23の指定測定処理を説明するための説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram for describing the designated measurement process of FIGS. 22 and 23; 反射光を適切に受光することができない場合の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example in the case where reflected light can not be received appropriately. 反射光を適切に受光することができない場合の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example in the case where reflected light can not be received appropriately. 反射光を適切に受光することができない場合の例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example in the case where reflected light can not be received appropriately. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 設定モードにおける光走査高さ測定装置の他の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other operation example of the optical scanning height measurement apparatus in setting mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 測定モードにおける光走査高さ測定装置の操作例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation example of the optical scanning height measuring apparatus in measurement mode. 代替部分の提示例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of presentation of an alternative part.

(1)光走査高さ測定装置の全体構成
以下、本発明の実施の形態に係る光走査高さ測定装置について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る光走査高さ測定装置の全体構成を示すブロック図である。図2は、図1のスタンド部100を示す外観斜視図である。図1に示すように、光走査高さ測定装置400は、スタンド部100、測定ヘッド200および処理装置300を備える。
(1) Overall Configuration of Light Scanning Height Measuring Device Hereinafter, a light scanning height measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of an optical scanning height measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view showing the stand unit 100 of FIG. As shown in FIG. 1, the optical scanning height measuring device 400 includes a stand unit 100, a measuring head 200 and a processing device 300.

スタンド部100は、縦断面がL字形状を有し、設置部110、保持部120および昇降部130を含む。設置部110は、水平な平板形状を有し、設置面に設置される。図2に示すように、設置部110の上面には、測定対象物S(図1)が載置される正方形状の光学定盤111が設けられる。光学定盤111の上方には、測定ヘッド200により測定対象物Sを測定可能な測定領域Vが定義される。図2においては、測定領域Vが点線で図示される。   The stand unit 100 has an L-shaped longitudinal cross section, and includes an installation unit 110, a holding unit 120, and an elevation unit 130. The installation unit 110 has a horizontal flat plate shape and is installed on the installation surface. As shown in FIG. 2, a square optical surface plate 111 on which the measurement object S (FIG. 1) is placed is provided on the upper surface of the installation unit 110. Above the optical surface plate 111, a measurement area V in which the measurement object S can be measured by the measurement head 200 is defined. In FIG. 2, the measurement area V is illustrated by a dotted line.

光学定盤111には、互いに直交する2方向に等間隔で並ぶように複数のねじ孔が形成される。これにより、クランプ部材およびねじ部材を用いて測定対象物Sの表面が測定領域V内に位置する状態で測定対象物Sを光学定盤111に固定することができる。   A plurality of screw holes are formed in the optical surface plate 111 at equal intervals in two directions orthogonal to each other. Thereby, the measuring object S can be fixed to the optical surface plate 111 in a state where the surface of the measuring object S is positioned in the measuring area V using the clamp member and the screw member.

保持部120は、設置部110の一端部から上方に延びるように設けられる。保持部120の上端部には、光学定盤111の上面に対向するように測定ヘッド200が取り付けられる。この場合、測定ヘッド200と設置部110とが保持部120により保持されるので、光走査高さ測定装置400の取り扱いが容易になる。また、測定対象物Sを設置部110上の光学定盤111に載置することにより、測定対象物Sを測定領域V内に容易に位置させることができる。   The holding portion 120 is provided to extend upward from one end of the installation portion 110. The measuring head 200 is attached to the upper end portion of the holding portion 120 so as to face the upper surface of the optical surface plate 111. In this case, since the measurement head 200 and the installation unit 110 are held by the holding unit 120, the handling of the light scanning height measurement apparatus 400 is facilitated. In addition, by placing the measurement target S on the optical surface plate 111 on the installation unit 110, the measurement target S can be easily positioned in the measurement area V.

図1に示すように、昇降部130は、保持部120の内部に設けられる。昇降部130は、光学定盤111上の測定対象物Sに対して測定ヘッド200を上下方向(測定対象物Sの高さ方向)に移動させることができる。測定ヘッド200は、制御基板210、撮像部220、光学部230、導光部240、参照部250、合焦部260および走査部270を含む。制御基板210は、例えばCPU(中央演算処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)およびRAM(ランダムアクセスメモリ)を含む。制御基板210は、マイクロコンピュータにより構成されてもよい。   As shown in FIG. 1, the elevation unit 130 is provided inside the holding unit 120. The elevation unit 130 can move the measurement head 200 in the vertical direction (the height direction of the measurement object S) with respect to the measurement object S on the optical surface plate 111. The measurement head 200 includes a control substrate 210, an imaging unit 220, an optical unit 230, a light guide unit 240, a reference unit 250, a focusing unit 260, and a scanning unit 270. The control board 210 includes, for example, a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory) and a RAM (random access memory). The control substrate 210 may be configured by a microcomputer.

制御基板210は、処理装置300に接続され、処理装置300による指令に基づいて、昇降部130、撮像部220、光学部230、参照部250、合焦部260および走査部270の動作を制御する。また、制御基板210は、撮像部220、光学部230、参照部250、合焦部260および走査部270から取得する種々の情報を処理装置300に与える。撮像部220は、光学定盤111に載置された測定対象物Sを撮像することにより測定対象物Sの画像データを生成し、生成された画像データを制御基板210に与える。   The control substrate 210 is connected to the processing apparatus 300, and controls operations of the elevation unit 130, the imaging unit 220, the optical unit 230, the reference unit 250, the focusing unit 260, and the scanning unit 270 based on an instruction from the processing apparatus 300. . The control substrate 210 also gives the processing apparatus 300 various information acquired from the imaging unit 220, the optical unit 230, the reference unit 250, the focusing unit 260, and the scanning unit 270. The imaging unit 220 generates image data of the measurement object S by imaging the measurement object S placed on the optical surface plate 111, and gives the generated image data to the control substrate 210.

光学部230は、時間的に低いコヒーレンス性を有する出射光を導光部240に出射する。導光部240は、光学部230からの出射光を参照光と測定光とに分割し、参照光を参照部250に導くとともに、測定光を合焦部260に導く。参照部250は、参照光を導光部240に反射する。合焦部260は、自己を通過する測定光に焦点を付与する。走査部270は、合焦部260により焦点が付与された測定光を走査することにより、測定対象物Sの所望の部分に測定光を照射する。   The optical unit 230 emits outgoing light having temporally low coherence to the light guiding unit 240. The light guiding unit 240 divides the light emitted from the optical unit 230 into reference light and measurement light, guides the reference light to the reference unit 250, and guides the measurement light to the focusing unit 260. The reference unit 250 reflects the reference light to the light guide 240. The focusing unit 260 focuses the measurement light passing through the focusing unit 260. The scanning unit 270 scans the measurement light focused by the focusing unit 260 to irradiate the measurement light to a desired portion of the measurement object S.

測定対象物Sに照射された測定光の一部は、測定対象物Sにより反射され、走査部270および合焦部260を通して導光部240に導かれる。導光部240は、参照部250により反射された参照光と測定対象物Sにより反射された測定光との干渉光を生成し、光学部230に導く。光学部230は、干渉光の波長ごとの受光量を検出し、検出結果を示す信号を制御基板210に与える。測定ヘッド200の詳細は後述する。   A part of the measurement light irradiated to the measurement object S is reflected by the measurement object S, and is guided to the light guiding unit 240 through the scanning unit 270 and the focusing unit 260. The light guiding unit 240 generates interference light between the reference light reflected by the reference unit 250 and the measurement light reflected by the measurement object S, and guides the interference light to the optical unit 230. The optical unit 230 detects the amount of light received for each wavelength of the interference light, and provides a signal indicating the detection result to the control substrate 210. Details of the measurement head 200 will be described later.

処理装置300は、制御部310、記憶部320、操作部330および表示部340を含む。制御部310は、例えばCPUを含む。記憶部320は、例えばROM、RAMおよびHDD(ハードディスクドライブ)を含む。記憶部320には、システムプログラムが記憶される。また、記憶部320は、種々のデータの記憶およびデータの処理のために用いられる。   The processing device 300 includes a control unit 310, a storage unit 320, an operation unit 330, and a display unit 340. Control unit 310 includes, for example, a CPU. The storage unit 320 includes, for example, a ROM, a RAM, and an HDD (Hard Disk Drive). The storage unit 320 stores system programs. The storage unit 320 is also used for storing various data and processing the data.

制御部310は、記憶部320に記憶されたシステムプログラムに基づいて、測定ヘッド200の撮像部220、光学部230、参照部250、合焦部260および走査部270の動作を制御するための指令を制御基板210に与える。また、制御部310は、測定ヘッド200の制御基板210から種々の情報を取得して記憶部320に記憶させる。   Control unit 310 controls the operation of imaging unit 220, optical unit 230, reference unit 250, focusing unit 260 and scanning unit 270 of measurement head 200 based on the system program stored in storage unit 320. To the control substrate 210. Further, the control unit 310 acquires various information from the control substrate 210 of the measurement head 200 and causes the storage unit 320 to store the information.

操作部330は、マウス、タッチパネル、トラックボールまたはジョイスティック等のポインティングデバイスおよびキーボードを含み、制御部310に指示を与えるために使用者により操作される。表示部340は、例えばLCD(液晶ディスプレイ)パネルまたは有機EL(エレクトロルミネッセンス)パネルを含む。表示部340は、記憶部320に記憶された画像データに基づく画像および計測結果等を表示する。   The operation unit 330 includes a mouse, a touch panel, a pointing device such as a trackball or a joystick, and a keyboard, and is operated by the user to give an instruction to the control unit 310. The display unit 340 includes, for example, an LCD (liquid crystal display) panel or an organic EL (electroluminescence) panel. The display unit 340 displays an image, a measurement result, and the like based on the image data stored in the storage unit 320.

(2)昇降部および導光部
図3は、スタンド部100および測定ヘッド200の構成を示すブロック図である。図3では、昇降部130、光学部230および導光部240の詳細な構成が示される。図3に示すように、昇降部130は、駆動部131、駆動回路132および読取部133を含む。
(2) Lifting Unit and Light Guide Unit FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the stand unit 100 and the measuring head 200. As shown in FIG. In FIG. 3, detailed configurations of the elevation unit 130, the optical unit 230, and the light guide unit 240 are shown. As shown in FIG. 3, the elevation unit 130 includes a drive unit 131, a drive circuit 132, and a reading unit 133.

駆動部131は、例えばモータであり、図3に太い矢印で示すように、光学定盤111上の測定対象物Sに対して測定ヘッド200を上下方向に移動させる。これにより、測定光の光路長を広い範囲にわたって調整することができる。ここで、測定光の光路長は、測定光が後述する導光部240のポート245dから出力された後、測定対象物Sにより反射された測定光がポート245dに入力されるまでの光学的な光路の長さである。   The drive unit 131 is, for example, a motor, and moves the measurement head 200 in the vertical direction with respect to the measurement object S on the optical surface plate 111, as indicated by a thick arrow in FIG. Thus, the optical path length of the measurement light can be adjusted over a wide range. Here, the optical path length of the measurement light is an optical length until the measurement light reflected by the measurement object S is input to the port 245 d after the measurement light is output from the port 245 d of the light guide 240 described later. It is the length of the light path.

駆動回路132は、制御基板210に接続され、制御基板210による制御に基づいて駆動部131を駆動させる。読取部133は、例えば光学式のリニアエンコーダであり、駆動部131の駆動量を読み取ることにより測定ヘッド200の上下方向における位置を検出する。また、読取部133は、検出結果を制御基板210に与える。   The drive circuit 132 is connected to the control substrate 210 and drives the drive unit 131 based on control by the control substrate 210. The reading unit 133 is, for example, an optical linear encoder, and detects the amount of drive of the drive unit 131 to detect the position of the measuring head 200 in the vertical direction. Further, the reading unit 133 gives the detection result to the control board 210.

光学部230は、光出射部231および測定部232を含む。光出射部231は、光源として例えばSLD(スーパールミネッセントダイオード)を含み、比較的低いコヒーレンス性を有する出射光を出射する。具体的には、出射光のコヒーレンス性は、LED(発光ダイオード)により出射される光または白色光のコヒーレンス性よりも高く、レーザ光のコヒーレンス性よりも低い。したがって、出射光は、LEDにより出射される光または白色光の波長帯域幅よりも狭く、レーザ光の波長帯域幅よりも広い波長帯域幅を有する。光学部230からの出射光は、導光部240に入力される。   The optical unit 230 includes a light emitting unit 231 and a measuring unit 232. The light emitting unit 231 includes, for example, an SLD (super luminescent diode) as a light source, and emits emitted light having relatively low coherence. Specifically, the coherence of emitted light is higher than the coherence of light emitted by an LED (light emitting diode) or white light, and lower than the coherence of laser light. Therefore, the emitted light has a wavelength bandwidth narrower than the wavelength bandwidth of the light emitted by the LED or the white light and wider than the wavelength bandwidth of the laser light. Light emitted from the optical unit 230 is input to the light guide unit 240.

導光部240から干渉光が測定部232に出力される。図4は、測定部232の構成を示す模式図である。図4に示すように、測定部232は、レンズ232a,232c、分光部232bおよび受光部232dを含む。後述する導光部240の光ファイバ242から出力された干渉光は、レンズ232aを通過することにより略平行化され、分光部232bに入射される。分光部232bは、例えば反射型の回折格子である。分光部232bに入射された光は、波長ごとに異なる角度で反射するように分光され、レンズ232cを通過することにより波長ごとに異なる一次元上の位置に合焦される。   Interference light is output from the light guiding unit 240 to the measuring unit 232. FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the measurement unit 232. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, the measuring unit 232 includes lenses 232a and 232c, a spectral unit 232b, and a light receiving unit 232d. The interference light output from the optical fiber 242 of the light guide 240 described later is substantially collimated by passing through the lens 232 a and is incident on the light splitting unit 232 b. The spectral unit 232 b is, for example, a reflective diffraction grating. The light incident on the light splitting unit 232b is split to reflect light at different angles for each wavelength, and is focused at a different one-dimensional position for each wavelength by passing through the lens 232c.

受光部232dは、例えば複数の画素が一次元状に配列された撮像素子(一次元ラインセンサ)を含む。撮像素子は、多分割PD(フォトダイオード)、CCD(電荷結合素子)カメラまたはCMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサであってもよいし、他の素子であってもよい。受光部232dは、レンズ232cにより形成された波長ごとに異なる複数の合焦位置で撮像素子の複数の画素がそれぞれ光を受光するように配置される。   The light receiving unit 232 d includes, for example, an imaging device (one-dimensional line sensor) in which a plurality of pixels are arranged in a one-dimensional manner. The imaging device may be a multi-split PD (photodiode), a CCD (charge coupled device) camera, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor, or another device. The light receiving unit 232 d is disposed such that the plurality of pixels of the imaging device receive light at a plurality of focusing positions that are different for each wavelength formed by the lens 232 c.

受光部232dの各画素からは、受光量に対応するアナログの電気信号(以下、受光信号と呼ぶ。)が出力され、図3の制御基板210に与えられる。これにより、制御基板210は、受光部232dの各画素(干渉光の波長)と受光量との関係を示すデータを取得する。制御基板210は、当該データに所定の演算および処理を行うことにより、測定対象物Sの部分の高さを算出する。   An analog electric signal (hereinafter referred to as a light reception signal) corresponding to the amount of light received is output from each pixel of the light receiving unit 232 d and is applied to the control substrate 210 in FIG. 3. Thereby, the control substrate 210 acquires data indicating the relationship between each pixel (wavelength of interference light) of the light receiving unit 232 d and the light receiving amount. The control substrate 210 calculates the height of the portion of the measurement target S by performing predetermined calculations and processing on the data.

図3に示すように、導光部240は、4本の光ファイバ241,242,243,244、ファイバカプラ245およびレンズ246を含む。ファイバカプラ245は、いわゆる2×2型の構成を有し、4個のポート245a,245b,245c,245dおよび本体部245eを含む。ポート245a,245bとポート245c,245dとは、本体部245eを挟んで対向するように本体部245eに設けられる。   As shown in FIG. 3, the light guide 240 includes four optical fibers 241, 242, 243 and 244, a fiber coupler 245 and a lens 246. The fiber coupler 245 has a so-called 2 × 2 configuration, and includes four ports 245a, 245b, 245c, 245d and a main body 245e. The ports 245a and 245b and the ports 245c and 245d are provided in the main body 245e so as to face each other with the main body 245e interposed therebetween.

光ファイバ241は、光出射部231とポート245aとの間に接続される。光ファイバ242は、測定部232とポート245bとの間に接続される。光ファイバ243は、参照部250とポート245cとの間に接続される。光ファイバ244は、合焦部260とポート245dとの間に接続される。なお、本実施の形態においては、光ファイバ243は、光ファイバ241,242,244よりも長い。レンズ246は、光ファイバ243と参照部250との光路上に配置される。   The optical fiber 241 is connected between the light emitting unit 231 and the port 245a. The optical fiber 242 is connected between the measurement unit 232 and the port 245b. The optical fiber 243 is connected between the reference unit 250 and the port 245c. The optical fiber 244 is connected between the focusing unit 260 and the port 245d. In the present embodiment, the optical fiber 243 is longer than the optical fibers 241, 242 and 244. The lens 246 is disposed on the optical path between the optical fiber 243 and the reference unit 250.

光出射部231からの出射光は、光ファイバ241を通してポート245aに入力される。ポート245aに入力された出射光の一部は、ポート245cから参照光として出力される。参照光は、光ファイバ243およびレンズ246を通過することにより略平行化され、参照部250に導かれる。また、参照部250により反射された参照光は、レンズ246および光ファイバ243を通してポート245cに入力される。   The light emitted from the light emitting unit 231 is input to the port 245 a through the optical fiber 241. A part of the emitted light input to the port 245a is output from the port 245c as a reference light. The reference light is substantially collimated by passing through the optical fiber 243 and the lens 246, and is guided to the reference unit 250. Also, the reference light reflected by the reference unit 250 is input to the port 245 c through the lens 246 and the optical fiber 243.

ポート245aに入力された出射光の他の一部は、ポート245dから測定光として出力される。測定光は、光ファイバ244、合焦部260および走査部270を通して測定対象物Sに照射される。また、測定対象物Sにより反射された測定光の一部は、走査部270、合焦部260および光ファイバ244を通してポート245dに入力される。ポート245cに入力された参照光とポート245dに入力された測定光とは、ポート245bから干渉光として出力され、光ファイバ242を通して測定部232に導かれる。   The other part of the emitted light input to the port 245a is output as measurement light from the port 245d. The measurement light is irradiated to the measurement object S through the optical fiber 244, the focusing unit 260 and the scanning unit 270. Also, part of the measurement light reflected by the measurement target S is input to the port 245 d through the scanning unit 270, the focusing unit 260 and the optical fiber 244. The reference light input to the port 245 c and the measurement light input to the port 245 d are output as interference light from the port 245 b, and are guided to the measurement unit 232 through the optical fiber 242.

(3)参照部
図5は、参照部250の構成を示す模式図である。図5に示すように、参照部250は、固定部251、直線状に延びるリニアガイド251g、可動部252a,252b、固定ミラー253、可動ミラー254a,254b,254c、駆動部255a,255b、駆動回路256a,256bおよび読取部257a,257bを含む。固定部251およびリニアガイド251gは、測定ヘッド200の本体に固定される。可動部252a,252bは、リニアガイド251gが延びる方向に沿って移動可能にリニアガイド251gに取り付けられる。
(3) Reference Section FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the reference section 250. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the reference unit 250 includes a fixed unit 251, a linear guide 251g linearly extending, movable units 252a and 252b, a fixed mirror 253, movable mirrors 254a, 254b and 254c, drive units 255a and 255b, and a drive circuit. 256a, 256b and a reading unit 257a, 257b. The fixing portion 251 and the linear guide 251 g are fixed to the main body of the measuring head 200. The movable portions 252a and 252b are attached to the linear guide 251g so as to be movable along the direction in which the linear guide 251g extends.

固定ミラー253は、固定部251に取り付けられる。可動ミラー254a,254cは可動部252aに取り付けられる。可動ミラー254bは、可動部252bに取り付けられる。可動ミラー254cは、いわゆる参照ミラーとして用いられる。可動ミラー254cは、コーナーキューブにより構成されることが好ましい。この場合、光学部材の配列を容易に行うことができる。   The fixed mirror 253 is attached to the fixed portion 251. The movable mirrors 254a and 254c are attached to the movable portion 252a. The movable mirror 254b is attached to the movable portion 252b. The movable mirror 254c is used as a so-called reference mirror. The movable mirror 254c is preferably configured by a corner cube. In this case, the arrangement of the optical members can be easily performed.

光ファイバ243から出力された参照光は、レンズ246を通過することにより略平行化された後、固定ミラー253、可動ミラー254a、可動ミラー254bおよび可動ミラー254cにより順次反射される。可動ミラー254cにより反射された参照光は、可動ミラー254b、可動ミラー254aおよび固定ミラー253により順次反射され、レンズ246を通して光ファイバ243に入力される。   The reference light output from the optical fiber 243 is substantially collimated by passing through the lens 246, and then sequentially reflected by the fixed mirror 253, the movable mirror 254a, the movable mirror 254b, and the movable mirror 254c. The reference light reflected by the movable mirror 254 c is sequentially reflected by the movable mirror 254 b, the movable mirror 254 a and the fixed mirror 253, and is input to the optical fiber 243 through the lens 246.

駆動部255a,255bは、例えばボイスコイルモータであり、図5に白抜きの矢印で示すように、固定部251に対して可動部252a,252bをリニアガイド251gが延びる方向に沿ってそれぞれ移動させる。この場合、可動部252a,252bの移動方向に平行な方向において、固定ミラー253と可動ミラー254aとの間の距離、可動ミラー254aと可動ミラー254bとの間の距離および可動ミラー254bと可動ミラー254cとの間の距離が変化する。これにより、参照光の光路長を調整することができる。   The driving units 255a and 255b are, for example, voice coil motors, and move the movable units 252a and 252b with respect to the fixed unit 251 along the direction in which the linear guide 251g extends, as indicated by the white arrows in FIG. . In this case, the distance between the fixed mirror 253 and the movable mirror 254a, the distance between the movable mirror 254a and the movable mirror 254b, and the movable mirror 254b and the movable mirror 254c in the direction parallel to the moving direction of the movable portions 252a and 252b. The distance between and changes. Thereby, the optical path length of the reference light can be adjusted.

ここで、参照光の光路長は、参照光が図3のポート245cから出力された後、可動ミラー254cにより反射された参照光がポート245cに入力されるまでの光学的な光路の長さである。参照光の光路長と測定光の光路長との差が一定の値以下のとき、参照光と測定光との干渉光が図3のポート245bから出力される。   Here, the optical path length of the reference light is an optical path length until the reference light reflected by the movable mirror 254 c is input to the port 245 c after the reference light is output from the port 245 c of FIG. 3 is there. When the difference between the optical path length of the reference light and the optical path length of the measurement light is smaller than a predetermined value, interference light between the reference light and the measurement light is output from the port 245b of FIG.

本実施の形態においては、リニアガイド251gが延びる方向に沿って可動部252a,252bが互いに逆方向に移動するが、本発明はこれに限定されない。リニアガイド251gが延びる方向に沿って可動部252aおよび可動部252bのいずれか一方のみが移動し、他方は移動しなくてもよい。この場合においては、他方の移動しない可動部252a,252bは、リニアガイド251gではなく固定部251または測定ヘッド200の本体に非可動部として固定されてもよい。   In the present embodiment, the movable parts 252a and 252b move in the opposite direction to each other along the direction in which the linear guide 251g extends, but the present invention is not limited to this. Only one of the movable portion 252a and the movable portion 252b may move along the direction in which the linear guide 251g extends, and the other may not move. In this case, the other non-moving movable portions 252a and 252b may be fixed as the non-movable portion to the fixed portion 251 or the main body of the measurement head 200 instead of the linear guide 251g.

駆動回路256a,256bは、図3の制御基板210に接続され、制御基板210による制御に基づいて駆動部255a,255bをそれぞれ駆動させる。読取部257a,257bは、例えば光学式のリニアエンコーダである。読取部257aは、駆動部255aの駆動量を読み取ることにより固定部251に対する可動部252aの相対位置を検出し、検出結果を制御基板210に与える。読取部257bは、駆動部255bの駆動量を読み取ることにより固定部251に対する可動部252bの相対位置を検出し、検出結果を制御基板210に与える。   The drive circuits 256a and 256b are connected to the control substrate 210 of FIG. 3 and drive the drive units 255a and 255b based on the control of the control substrate 210. The reading units 257a and 257b are, for example, optical linear encoders. The reading unit 257a detects the relative position of the movable unit 252a with respect to the fixed unit 251 by reading the driving amount of the driving unit 255a, and gives the detection result to the control substrate 210. The reading unit 257 b detects the relative position of the movable unit 252 b with respect to the fixed unit 251 by reading the driving amount of the driving unit 255 b, and gives the detection result to the control substrate 210.

(4)合焦部
図6は、合焦部260の構成を示す模式図である。図6に示すように、合焦部260は、固定部261、可動部262、可動レンズ263、駆動部264、駆動回路265および読取部266を含む。可動部262は、一方向に沿って移動可能に固定部261に取り付けられる。可動レンズ263は、可動部262に取り付けられる。可動レンズ263は、対物レンズとして用いられ、自己を通過する測定光に焦点を付与する。
(4) Focusing Unit FIG. 6 is a schematic view showing a configuration of the focusing unit 260. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the focusing unit 260 includes a fixed unit 261, a movable unit 262, a movable lens 263, a drive unit 264, a drive circuit 265, and a reading unit 266. The movable portion 262 is attached to the fixed portion 261 so as to be movable along one direction. The movable lens 263 is attached to the movable portion 262. The movable lens 263 is used as an objective lens to focus the measurement light passing therethrough.

光ファイバ244から出力された測定光は、可動レンズ263を通して図3の走査部270に導かれる。また、図3の測定対象物Sにより反射された測定光の一部は、走査部270を通過した後、可動レンズ263を通して光ファイバ244に入力される。   The measurement light output from the optical fiber 244 is guided to the scanning unit 270 in FIG. 3 through the movable lens 263. In addition, a part of the measurement light reflected by the measurement target S in FIG. 3 passes through the scanning unit 270 and is then input to the optical fiber 244 through the movable lens 263.

駆動部264は、例えばボイスコイルモータであり、図6に太い矢印で示すように、固定部261に対して可動部262を一方向(測定光の進行方向)に移動させる。これにより、測定光の焦点を測定対象物Sの表面上に位置させることができる。   The drive unit 264 is, for example, a voice coil motor, and moves the movable unit 262 in one direction (the traveling direction of the measurement light) with respect to the fixed unit 261, as indicated by a thick arrow in FIG. Thereby, the focus of the measurement light can be located on the surface of the measurement object S.

駆動回路265は、図3の制御基板210に接続され、制御基板210による制御に基づいて駆動部264を駆動させる。読取部266は、例えば光学式のリニアエンコーダであり、駆動部264の駆動量を読み取ることにより固定部261に対する可動部262(可動レンズ263)の相対位置を検出する。また、読取部266は、検出結果を制御基板210に与える。   The drive circuit 265 is connected to the control substrate 210 of FIG. 3 and drives the drive unit 264 based on control by the control substrate 210. The reading unit 266 is, for example, an optical linear encoder, and detects the relative position of the movable unit 262 (movable lens 263) with respect to the fixed unit 261 by reading the driving amount of the drive unit 264. Further, the reading unit 266 gives the detection result to the control substrate 210.

なお、光ファイバ244と可動レンズ263との間に光ファイバ244から出力された測定光を平行化するコリメータレンズを配置してもよい。この場合、可動レンズ263に入射される測定光が平行化され、測定光のビーム径が可動レンズの移動位置によらず変化しないため、可動レンズを小型に形成することが可能となる。   A collimator lens may be disposed between the optical fiber 244 and the movable lens 263 to collimate the measurement light output from the optical fiber 244. In this case, the measurement light incident on the movable lens 263 is collimated, and the beam diameter of the measurement light does not change regardless of the movement position of the movable lens, so that the movable lens can be formed in a small size.

(5)走査部
図7は、走査部270の構成を示す模式図である。図7に示すように、走査部270は、偏向部271,272、駆動回路273,274および読取部275,276を含む。偏向部271は、例えばガルバノミラーにより構成され、駆動部271aおよび反射部271bを含む。駆動部271aは、例えば略垂直方向の回転軸を有するモータである。反射部271bは、駆動部271aの回転軸に取り付けられる。図3の光ファイバ244から合焦部260を通過した測定光は、反射部271bに導かれる。駆動部271aが回転することにより、反射部271bで反射される測定光の反射角度が略水平面内で変化する。
(5) Scanning Unit FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of the scanning unit 270. As shown in FIG. As shown in FIG. 7, the scanning unit 270 includes deflection units 271 and 272, drive circuits 273 and 274, and reading units 275 and 276. The deflection unit 271 is formed of, for example, a galvano mirror, and includes a drive unit 271a and a reflection unit 271b. The drive unit 271a is, for example, a motor having a substantially vertical rotation axis. The reflective portion 271b is attached to the rotation shaft of the drive portion 271a. The measurement light which has passed through the focusing unit 260 from the optical fiber 244 of FIG. 3 is guided to the reflecting unit 271 b. When the drive unit 271a rotates, the reflection angle of the measurement light reflected by the reflection unit 271b changes in a substantially horizontal plane.

偏向部272は、偏向部271と同様に、例えばガルバノミラーにより構成され、駆動部272aおよび反射部272bを含む。駆動部272aは、例えば水平方向の回転軸を有するモータである。反射部272bは、駆動部272aの回転軸に取り付けられる。反射部271bにより反射された測定光は、反射部272bに導かれる。駆動部272aが回転することにより、反射部272bで反射される測定光の反射角度が略垂直面内で変化する。   The deflecting unit 272 is, for example, a galvano mirror similar to the deflecting unit 271, and includes a drive unit 272a and a reflecting unit 272b. The drive unit 272a is, for example, a motor having a horizontal rotation axis. The reflective portion 272b is attached to the rotation axis of the drive portion 272a. The measurement light reflected by the reflection unit 271 b is guided to the reflection unit 272 b. As the drive unit 272a rotates, the reflection angle of the measurement light reflected by the reflection unit 272b changes in a substantially vertical plane.

このように、駆動部271a,272aが回転することにより、図3の測定対象物Sの表面上で測定光が互いに直交する二方向に走査される。これにより、測定対象物Sの表面上の任意の位置に測定光を照射することができる。測定対象物Sに照射された測定光は、測定対象物Sの表面で反射される。反射された測定光の一部は、反射部272bおよび反射部271bにより順次反射された後、図3の合焦部260に導かれる。   Thus, when the drive units 271a and 272a rotate, the measurement light is scanned in two directions orthogonal to each other on the surface of the measurement object S in FIG. Thereby, measurement light can be irradiated to arbitrary positions on the surface of measurement subject S. The measurement light irradiated to the measurement object S is reflected on the surface of the measurement object S. A part of the reflected measurement light is sequentially reflected by the reflecting portion 272b and the reflecting portion 271b, and is then guided to the focusing portion 260 in FIG.

駆動回路273,274は、図3の制御基板210に接続され、制御基板210による制御に基づいて駆動部271a,272aをそれぞれ駆動させる。読取部275,276は、例えば光学式のロータリエンコーダである。読取部275は、駆動部271aの駆動量を読み取ることにより反射部271bの角度を検出し、検出結果を制御基板210に与える。読取部276は、駆動部272aの駆動量を読み取ることにより反射部272bの角度を検出し、検出結果を制御基板210に与える。   The drive circuits 273 and 274 are connected to the control substrate 210 of FIG. 3 and drive the drive units 271 a and 272 a based on the control of the control substrate 210. The reading units 275 and 276 are, for example, optical rotary encoders. The reading unit 275 detects the angle of the reflecting unit 271 b by reading the driving amount of the driving unit 271 a, and gives the detection result to the control substrate 210. The reading unit 276 detects the angle of the reflecting unit 272 b by reading the driving amount of the driving unit 272 a, and gives the detection result to the control substrate 210.

(6)動作モード
図1の光走査高さ測定装置400は、複数の動作モードから使用者により選択された動作モードで動作する。具体的には、動作モードは、設定モード、測定モードおよびハイトゲージモードを含む。図8は、光走査高さ測定装置400の表示部340に表示される選択画面341の一例を示す図である。
(6) Operation Mode The optical scanning height measurement apparatus 400 of FIG. 1 operates in an operation mode selected by the user from a plurality of operation modes. Specifically, the operation mode includes a setting mode, a measurement mode and a height gauge mode. FIG. 8 is a view showing an example of the selection screen 341 displayed on the display unit 340 of the light scanning height measuring device 400. As shown in FIG.

図8に示すように、表示部340の選択画面341には、設定ボタン341a、測定ボタン341bおよびハイトゲージボタン341cが表示される。使用者が図1の操作部330を用いて設定ボタン341a、測定ボタン341bおよびハイトゲージボタン341cを操作することにより、光走査高さ測定装置400が設定モード、測定モードおよびハイトゲージモードでそれぞれ動作する。   As shown in FIG. 8, on the selection screen 341 of the display unit 340, a setting button 341a, a measurement button 341b, and a height gauge button 341c are displayed. When the user operates the setting button 341a, the measurement button 341b and the height gauge button 341c using the operation unit 330 of FIG. 1, the optical scanning height measuring device 400 operates in the setting mode, the measurement mode and the height gauge mode.

以下の説明では、使用者のうち測定対象物Sの測定作業を管理する熟練した使用者を適宜測定管理者と呼び、測定管理者の管理の下で測定対象物Sの測定作業を行う使用者を適宜測定作業者と呼ぶ。設定モードは主として測定管理者により使用され、測定モードは主として測定作業者により使用される。   In the following description, among the users, a skilled user who manages the measurement operation of the measurement object S is appropriately referred to as a measurement manager, and a user who performs the measurement operation of the measurement object S under the management of the measurement administrator. Is appropriately called a measurement worker. The setting mode is mainly used by the measurement manager, and the measurement mode is mainly used by the measurement operator.

ここで、光走査高さ測定装置400においては、図2の測定領域Vを含む空間に固有の三次元座標系がX軸、Y軸およびZ軸により予め定義されている。ここで、X軸およびY軸は図2の光学定盤111に平行でかつ互いに直交し、Z軸はX軸およびY軸に直交する。各動作モードにおいては、上記の座標系により特定される座標のデータおよび撮像部220の撮像により取得される画像上の平面座標のデータが制御部310と制御基板210との間で伝送される。図9は、各動作モードにおいて制御部310と制御基板210との間で伝送されるデータの内容を示す図である。   Here, in the optical scanning height measuring device 400, a three-dimensional coordinate system unique to the space including the measurement area V of FIG. 2 is defined in advance by the X axis, the Y axis, and the Z axis. Here, the X axis and the Y axis are parallel to and orthogonal to the optical surface plate 111 of FIG. 2, and the Z axis is orthogonal to the X axis and the Y axis. In each operation mode, data of coordinates specified by the above-mentioned coordinate system and data of plane coordinates on an image acquired by imaging of the imaging unit 220 are transmitted between the control unit 310 and the control substrate 210. FIG. 9 is a diagram showing the contents of data transmitted between control unit 310 and control substrate 210 in each operation mode.

設定モードにおいては、測定管理者は、所望の測定対象物Sについての情報を光走査高さ測定装置400に登録することができる。具体的には、測定管理者は、所望の測定対象物Sを図2の光学定盤111上に載置し、図3の撮像部220により測定対象物Sを撮像する。また、測定管理者は、図1の表示部340に表示された測定対象物Sの測定すべき部分を画像上で測定点として指定する。この場合、図9(a)に示すように、制御部310は、画像上で指定された測定点により特定される平面座標(Ua,Va)を制御基板210に与える。   In the setting mode, the measurement manager can register information on the desired measurement object S in the light scanning height measurement device 400. Specifically, the measurement manager places the desired measurement object S on the optical surface plate 111 of FIG. 2, and images the measurement object S by the imaging unit 220 of FIG. Further, the measurement manager designates a portion to be measured of the measurement target S displayed on the display unit 340 of FIG. 1 as a measurement point on the image. In this case, as shown in FIG. 9A, the control unit 310 gives plane coordinates (Ua, Va) specified by the measurement point designated on the image to the control substrate 210.

制御基板210は、図2の測定領域V内において平面座標(Ua,Va)に対応する位置の三次元座標(Xc,Yc,Zc)を特定し、特定された三次元座標(Xc,Yc,Zc)を制御部310に与える。制御部310は、制御基板210により与えられた三次元座標(Xc,Yc,Zc)を図1の記憶部320に記憶させる。また、制御部310は、記憶部320に記憶された三次元座標(Xc,Yc,Zc)および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出し、算出結果を記憶部320に記憶させる。   The control board 210 specifies three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) of the position corresponding to the plane coordinates (Ua, Va) in the measurement area V of FIG. 2, and specifies the specified three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) is given to the control unit 310. The control unit 310 stores the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) given by the control substrate 210 in the storage unit 320 of FIG. In addition, the control unit 310 calculates the height of the portion corresponding to the measurement point based on the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) stored in the storage unit 320 and information such as a reference surface described later, and the calculation result Are stored in the storage unit 320.

測定モードは、設定モードにおいて光走査高さ測定装置400に情報が登録された測定対象物Sと同一種類の測定対象物Sについて、測定点に対応する部分の高さを測定するために用いられる。具体的には、測定作業者は、設定モードにおいて光走査高さ測定装置400に情報が登録された測定対象物Sと同一種類の測定対象物Sを光学定盤111上に載置し、撮像部220により撮像する。この場合、図9(b)に示すように、制御部310は、設定モードにおいて記憶部320に記憶された三次元座標(Xc,Yc,Zc)を制御基板210に与える。   The measurement mode is used to measure the height of the portion corresponding to the measurement point for the measurement object S of the same type as the measurement object S whose information is registered in the optical scanning height measurement apparatus 400 in the setting mode. . Specifically, the measurement worker places, on the optical surface plate 111, the measurement target S of the same type as the measurement target S whose information is registered in the optical scanning height measurement apparatus 400 in the setting mode, and captures an image. The image is taken by the unit 220. In this case, as shown in FIG. 9B, the control unit 310 gives the control board 210 three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) stored in the storage unit 320 in the setting mode.

制御基板210は、取得した三次元座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて、測定点に対応する測定対象物Sの部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出する。また、制御基板210は、算出された三次元座標(Xb,Yb,Zb)を制御部310に与える。制御部310は、制御基板210により与えられた三次元座標(Xb,Yb,Zb)および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出する。また、制御部310は、算出結果を図1の表示部340に表示させる。   The control substrate 210 calculates three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point based on the acquired three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc). Further, the control board 210 gives the calculated three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) to the control unit 310. The control unit 310 calculates the height of the portion corresponding to the measurement point based on the three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) given by the control substrate 210 and information such as a reference surface described later. Further, the control unit 310 causes the display unit 340 of FIG. 1 to display the calculation result.

このように、測定モードにおいては、測定作業者は測定対象物Sの測定すべき部分を指定することなく当該位置の高さを取得することができる。そのため、測定作業者が熟練していない場合でも、測定対象物の所望の部分の形状を容易かつ正確に測定することができる。また、設定モードにおいて三次元座標(Xc,Yc,Zc)が記憶部320に記憶されるので、測定モードにおいては、記憶された三次元座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて測定点に対応する部分を高速に特定することができる。   Thus, in the measurement mode, the measurement operator can acquire the height of the position without specifying the portion of the measurement object S to be measured. Therefore, even if the measurement operator is not skilled, it is possible to easily and accurately measure the shape of the desired part of the measurement object. In addition, since the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) are stored in the storage unit 320 in the setting mode, in the measurement mode, corresponding to the measurement points based on the stored three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) Can be identified quickly.

本実施の形態においては、設定モードにおいて平面座標(Ua,Va)に対応する三次元座標(Xc,Yc,Zc)が特定され、記憶部320に記憶されるが、本発明はこれに限定されない。設定モードにおいては、平面座標(Ua,Va)に対応する平面座標(Xc,Yc)が特定され、Z軸の成分Zcが特定されなくてもよい。この場合、特定された平面座標(Xc,Yc)が記憶部320に記憶される。また、測定モードにおいては、記憶部320に記憶された平面座標(Xc,Yc)が制御基板210に与えられる。   In the present embodiment, three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) corresponding to plane coordinates (Ua, Va) are specified in the setting mode and stored in storage unit 320, but the present invention is not limited to this. . In the setting mode, plane coordinates (Xc, Yc) corresponding to plane coordinates (Ua, Va) may be specified, and the component Zc of the Z axis may not be specified. In this case, the specified plane coordinates (Xc, Yc) are stored in the storage unit 320. In the measurement mode, the plane coordinates (Xc, Yc) stored in the storage unit 320 are given to the control substrate 210.

ハイトゲージモードは、使用者が画面上で測定対象物Sを確認しながら、測定対象物Sの所望の部分を測定点として画面上で指定し、当該部分の高さを測定するために用いられる。具体的には、使用者は、所望の測定対象物Sを光学定盤111上に載置し、撮像部220により測定対象物Sを撮像する。また、使用者は、表示部340に表示された測定対象物Sの画像上で測定すべき部分を測定点として指定する。この場合、図9(c)に示すように、制御部310は、画像上で指定された測定点により特定される平面座標(Ua,Va)を制御基板210に与える。   The height gauge mode is used to designate the desired part of the measurement object S as a measurement point on the screen while the user confirms the measurement object S on the screen, and to measure the height of the part. Specifically, the user mounts the desired measurement target S on the optical surface plate 111, and images the measurement target S by the imaging unit 220. In addition, the user designates a portion to be measured on the image of the measurement object S displayed on the display unit 340 as a measurement point. In this case, as shown in FIG. 9C, the control unit 310 gives plane coordinates (Ua, Va) specified by the measurement point designated on the image to the control substrate 210.

制御基板210は、図2の測定領域V内において平面座標(Ua,Va)に対応する位置の三次元座標(Xc,Yc,Zc)を特定し、特定された三次元座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて測定点に対応する測定対象物Sの部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出する。また、制御基板210は、算出された三次元座標(Xb,Yb,Zb)を制御部310に与える。制御部310は、制御基板210により与えられた三次元座標(Xb,Yb,Zb)および後述する基準面等の情報に基づいて測定点に対応する部分の高さを算出し、算出結果を表示部340に表示させる。   The control board 210 specifies three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) of the position corresponding to the plane coordinates (Ua, Va) in the measurement area V of FIG. 2, and specifies the specified three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Based on Zc), three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point are calculated. Further, the control board 210 gives the calculated three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) to the control unit 310. The control unit 310 calculates the height of the portion corresponding to the measurement point based on the three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) given by the control substrate 210 and information such as a reference surface described later, and displays the calculation result It is displayed on the part 340.

図1の記憶部320には、座標変換情報および位置変換情報が予め記憶されている。座標変換情報は、測定領域V内の高さ方向(Z軸方向)の各位置における平面座標(Ua,Va)に対応する平面座標(Xc,Yc)を示す。また、制御基板210は、図5の可動部252a,252bの位置と図7の反射部271b,272bの角度とを制御することにより測定領域V内の所望の位置に測定光を照射することができる。位置変換情報は、測定領域V内の座標と可動部252a,252bの位置および反射部271b,272bの角度との関係を示す。   Coordinate conversion information and position conversion information are stored in advance in the storage unit 320 of FIG. The coordinate conversion information indicates plane coordinates (Xc, Yc) corresponding to plane coordinates (Ua, Va) at each position in the height direction (Z-axis direction) in the measurement area V. Further, the control substrate 210 can irradiate the measurement light to a desired position in the measurement area V by controlling the positions of the movable portions 252a and 252b in FIG. 5 and the angles of the reflection portions 271b and 272b in FIG. it can. The position conversion information indicates the relationship between the coordinates in the measurement area V, the positions of the movable portions 252a and 252b, and the angles of the reflecting portions 271b and 272b.

制御部310および制御基板210により構成される制御系は、座標変換情報および位置変換情報を用いることにより、測定点に対応する位置の三次元座標(Xc,Yc,Zc)および三次元座標(Xb,Yb,Zb)を特定することができる。座標変換情報および位置変換情報の詳細は後述する。   The control system configured by the control unit 310 and the control substrate 210 uses three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) and three-dimensional coordinates (Xb) of positions corresponding to measurement points by using coordinate conversion information and position conversion information. , Yb, Zb) can be identified. Details of coordinate conversion information and position conversion information will be described later.

(7)光走査高さ測定装置の制御系
(a)制御系の全体構成
図10は、図1の光走査高さ測定装置400の制御系を示すブロック図である。図10に示すように、制御系410は、基準画像取得部1、位置情報取得部2、駆動制御部3、基準面特定部4、許容値取得部5、登録部6、偏向方向取得部7、検出部8および画像解析部9を含む。また、制御系410は、参照位置取得部10、受光信号取得部11、距離情報算出部12、座標算出部13、判定部14、物理量算出部15、測定画像取得部16、補正部17、検査部18および報告書作成部19を含む。さらに、制御系410は、選択部21、警告提示部22、座標数設定部23および代替提示部24を含む。
(7) Control System of Optical Scanning Height Measurement Device (a) Overall Configuration of Control System FIG. 10 is a block diagram showing a control system of the optical scanning height measurement device 400 of FIG. As shown in FIG. 10, the control system 410 includes a reference image acquisition unit 1, a position information acquisition unit 2, a drive control unit 3, a reference surface identification unit 4, an allowance acquisition unit 5, a registration unit 6 and a deflection direction acquisition unit 7. , Detection unit 8 and image analysis unit 9. The control system 410 also includes a reference position acquisition unit 10, a light reception signal acquisition unit 11, a distance information calculation unit 12, a coordinate calculation unit 13, a determination unit 14, a physical quantity calculation unit 15, a measurement image acquisition unit 16, a correction unit 17, and an inspection. A section 18 and a report preparation section 19 are included. Further, the control system 410 includes a selection unit 21, a warning presentation unit 22, a coordinate number setting unit 23 and an alternative presentation unit 24.

図1の制御基板210および制御部310が記憶部320に記憶されたシステムプログラムを実行することにより、上記の制御系410の各構成部の機能が実現される。図10においては、全ての動作モードにおける共通の処理の流れが実線で示され、設定モードにおける処理の流れが一点鎖線で示され、測定モードにおける処理の流れが点線で示される。後述する図35においても同様である。ハイトケージモードにおける処理の流れは、設定モードにおける処理の流れと略等しい。以下、理解を容易にするために、制御系410の各構成部を設定モードと測定モードとに分けて説明する。   When the control board 210 and the control unit 310 in FIG. 1 execute the system program stored in the storage unit 320, the functions of the components of the control system 410 described above are realized. In FIG. 10, the flow of common processing in all the operation modes is indicated by a solid line, the flow of processing in the setting mode is indicated by an alternate long and short dashed line, and the flow of processing in the measurement mode is indicated by a dotted line. The same applies to FIG. 35 described later. The flow of processing in the height cage mode is substantially equal to the flow of processing in the setting mode. Hereinafter, in order to facilitate understanding, each component of the control system 410 will be described separately in the setting mode and the measurement mode.

(b)設定モード
測定管理者は、所望の測定対象物Sを図2の光学定盤111上に載置し、図3の撮像部220により測定対象物Sを撮像する。基準画像取得部1は、撮像部220により生成される画像データを基準画像データとして取得し、取得された基準画像データに基づく画像を基準画像として図1の表示部340に表示させる。表示部340に表示される基準画像は、静止画像であってもよく、順次更新される動画像であってもよい。測定管理者は、表示部340に表示された基準画像上において、測定対象物Sの測定すべき部分を測定点として指定するとともに、測定領域V内に基準点を指定することができる。本例において、基準点は、測定対象物Sの高さを算出する際の基準となる基準面を定めるための点である。基準点は、光学定盤111上に指定されてもよく、測定対象物S上に指定されてもよい。
(B) Setting Mode The measurement manager places the desired measurement object S on the optical surface plate 111 of FIG. 2, and images the measurement object S by the imaging unit 220 of FIG. The reference image acquisition unit 1 acquires image data generated by the imaging unit 220 as reference image data, and causes the display unit 340 in FIG. 1 to display an image based on the acquired reference image data as a reference image. The reference image displayed on the display unit 340 may be a still image or a moving image that is sequentially updated. The measurement manager can designate a portion to be measured of the measurement object S as a measurement point and designate a reference point in the measurement area V on the reference image displayed on the display unit 340. In the present example, the reference point is a point for defining a reference surface which is a reference when calculating the height of the measurement object S. The reference point may be designated on the optical surface plate 111 or may be designated on the measurement object S.

位置情報取得部2は、基準画像取得部1により取得された基準画像上における測定点の指定を受け付け、受け付けられた測定点の位置(上記の平面座標(Ua,Va))を取得する。また、位置情報取得部2は、基準画像を用いて基準点の指定を受け付け、受け付けられた基準点の位置を取得する。位置情報取得部2は、測定点を複数受け付けることも可能であり、基準点を複数受け付けることも可能である。   The position information acquisition unit 2 receives the designation of the measurement point on the reference image acquired by the reference image acquisition unit 1 and acquires the position of the received measurement point (the above-mentioned plane coordinates (Ua, Va)). Further, the position information acquisition unit 2 receives specification of the reference point using the reference image, and acquires the position of the received reference point. The position information acquisition unit 2 can also receive a plurality of measurement points, and can also receive a plurality of reference points.

駆動制御部3は、図3の昇降部130の読取部133から測定ヘッド200の位置を取得し、取得された測定ヘッド200の位置に基づいて図3の駆動回路132を制御する。これにより、測定ヘッド200が上下方向の所望の位置に移動される。また、駆動制御部3は、図6の合焦部260の読取部266から可動レンズ263の位置を取得し、取得された可動レンズ263の位置に基づいて図6の駆動回路265を制御する。これにより、測定対象物Sの表面付近で測定光に焦点が付与されるように可動レンズ263が移動される。   The drive control unit 3 acquires the position of the measurement head 200 from the reading unit 133 of the elevating unit 130 in FIG. 3 and controls the drive circuit 132 in FIG. 3 based on the acquired position of the measurement head 200. As a result, the measuring head 200 is moved to a desired position in the vertical direction. Further, the drive control unit 3 acquires the position of the movable lens 263 from the reading unit 266 of the focusing unit 260 in FIG. 6, and controls the drive circuit 265 in FIG. 6 based on the acquired position of the movable lens 263. Thereby, the movable lens 263 is moved so that the measurement light is focused in the vicinity of the surface of the measurement object S.

また、駆動制御部3は、図1の記憶部320に記憶された位置変換情報と位置情報取得部2により取得された位置とに基づいて、図7の駆動回路273,274および図5の駆動回路256a,256bを制御する。これにより、図7の偏向部271,272の反射部271b,272bの角度が調整され、測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分に測定光が照射される。また、測定光の光路長が変化することに応じて、測定光の光路長と参照光の光路長との差が一定の値以下になるように参照光の光路長が調整される。基準点に対応する測定領域Vの部分が、第1の対象部分の例であり、測定点に対応する制御対象物Sの部分が、第2の対象部分の例である。   Further, the drive control unit 3 drives the drive circuits 273 and 274 in FIG. 7 and FIG. 5 based on the position conversion information stored in the storage unit 320 in FIG. 1 and the position acquired by the position information acquisition unit 2. The circuits 256a and 256b are controlled. As a result, the angles of the reflecting portions 271b and 272b of the deflecting portions 271 and 272 in FIG. 7 are adjusted, and the measuring light is irradiated to the portion of the measuring area V corresponding to the measuring point and the reference point. Further, in response to the change in the optical path length of the measurement light, the optical path length of the reference light is adjusted such that the difference between the optical path length of the measurement light and the optical path length of the reference light becomes equal to or less than a predetermined value. The portion of the measurement area V corresponding to the reference point is an example of the first target portion, and the portion of the control target S corresponding to the measurement point is an example of the second target portion.

上記の駆動制御部3の動作により、後述するように測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分の座標が座標算出部13により算出される。駆動制御部3の動作の詳細は後述する。以下、測定点に対応する測定対象物Sの部分の座標を算出する処理を説明するが、基準点に対応する測定領域Vの部分の座標を算出する処理も測定点に対応する測定対象物Sの部分の座標を算出する処理と同様である。   By the operation of the drive control unit 3 described above, the coordinates of the measurement area V corresponding to the measurement point and the reference point are calculated by the coordinate calculation unit 13 as described later. Details of the operation of the drive control unit 3 will be described later. The process of calculating the coordinates of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point will be described below, but the process of calculating the coordinates of the portion of the measurement region V corresponding to the reference point is also the measurement object S corresponding to the measurement point It is similar to the process of calculating the coordinates of the part of

基準面特定部4は、位置情報取得部2により取得された1または複数の基準点に対応して座標算出部13により算出された1または複数の座標に基づいて基準面を特定する。本例において、基準面は、1または複数の基準点を通る平面、または複数の基準点に対する近似平面である。例えば、測定管理者は、位置情報取得部2により取得された測定点について、高さに対する許容値を入力することができる。許容値は、後述する測定モードにおける測定対象物Sの検査に用いられ、設計値と設計値からの公差とを含む。許容値取得部5は、入力された許容値を受け付ける。   The reference surface identification unit 4 identifies a reference surface based on one or more coordinates calculated by the coordinate calculation unit 13 corresponding to the one or more reference points acquired by the position information acquisition unit 2. In the present example, the reference plane is a plane passing through one or more reference points, or an approximate plane to a plurality of reference points. For example, the measurement manager can input an allowable value for the height of the measurement point acquired by the position information acquisition unit 2. The tolerance value is used to inspect the measurement object S in the measurement mode described later, and includes a design value and a tolerance from the design value. The allowable value acquisition unit 5 receives the input allowable value.

後述のように、座標算出部13は、基準点に対応する測定領域Vの部分の座標を算出することができない場合がある。そこで、基準面特定部4は、指定された全ての基準点に対応する座標が算出された場合、それらの座標に基づいて基準面を特定する。一方、基準面特定部4は、少なくとも1つの基準点に対応する座標が算出されなかった場合に、座標欠落処理を行う。   As described later, the coordinate calculation unit 13 may not be able to calculate the coordinates of the portion of the measurement area V corresponding to the reference point. Therefore, when the coordinates corresponding to all the designated reference points are calculated, the reference surface identification unit 4 identifies the reference surface based on the coordinates. On the other hand, when the coordinates corresponding to at least one reference point are not calculated, the reference surface identification unit 4 performs coordinate loss processing.

選択部21は、座標欠落処理として第1の処理および第2の処理のいずれを行うか選択する。例えば、測定管理者が、図1の操作部330を操作して第1の処理および第2の処理の一方を指定すると、選択部21が、指定された一方の処理を選択する。選択部21により第1の処理が選択されている場合、基準面特定部4は、座標欠落処理として、基準面を特定しない。   The selection unit 21 selects which of the first process and the second process is to be performed as the coordinate loss process. For example, when the measurement manager operates the operation unit 330 of FIG. 1 to designate one of the first process and the second process, the selection unit 21 selects one of the designated processes. When the first process is selected by the selection unit 21, the reference plane identification unit 4 does not identify the reference plane as the coordinate loss process.

選択部21により第2の処理が選択されている場合、基準面特定部4は、座標欠落処理として、座標算出部13により算出された座標により基準面を特定可能であるか否かを判定し、基準面を特定可能である場合には、算出された座標に基づいて基準面を特定する。算出された座標のみでは基準面を特定することができない場合、基準面特定部4は、基準面を特定しない。   When the second process is selected by the selection unit 21, the reference surface identification unit 4 determines whether or not the reference surface can be identified by the coordinates calculated by the coordinate calculation unit 13 as coordinate loss processing. If the reference plane can be identified, the reference plane is identified based on the calculated coordinates. When the reference plane can not be identified only by the calculated coordinates, the reference plane identification unit 4 does not identify the reference plane.

座標数設定部23は、選択部21により第2の処理が選択されている場合に、基準面を特定するために必要な座標の数(以下、必要座標数と呼ぶ。)を設定する。例えば、基準面が平面である場合、算出された座標が3つ以上であると基準面の特定が可能であり、算出された座標が2つ以下であると基準面の特定ができない。そのため、必要座標数が“3”に設定される。算出された座標が3つ以上である場合には、基準面特定部4がそれらの座標に基づいて基準面を特定し、算出された座標が2つ以下である場合には、基準面特定部4が基準面を特定しない。   When the second process is selected by the selection unit 21, the number-of-coordinates setting unit 23 sets the number of coordinates necessary to specify the reference plane (hereinafter, referred to as the required number of coordinates). For example, when the reference plane is a plane, the reference plane can be specified if the calculated coordinates are three or more, and the reference plane can not be specified if the calculated coordinates are two or less. Therefore, the required number of coordinates is set to "3". When the calculated coordinates are three or more, the reference surface identification unit 4 identifies the reference surface based on those coordinates, and when the calculated coordinates are two or less, the reference surface identification unit 4 does not specify the reference plane.

警告提示部22は、選択部21により第1の処理が選択されている場合および選択部21により第2の処理が選択されている場合の少なくとも一方において、座標算出部13により少なくとも1つの基準点に対応する部分の座標が算出されなかった場合に警告情報を提示する。第1の処理が選択されている場合における警告情報の提示態様と第2の処理が選択されている場合における警告情報の提示態様とが互いに異なってもよい。警告情報は、図1の表示部340に表示されてもよく、音または光等によって提示されてもよい。警告情報の提示例については後述する。   The warning presenting unit 22 performs at least one reference point by the coordinate calculation unit 13 in at least one of the case where the first process is selected by the selection unit 21 and the case where the second process is selected by the selection unit 21. The warning information is presented when the coordinates of the part corresponding to are not calculated. The presentation mode of the warning information when the first process is selected and the presentation mode of the warning information when the second process is selected may be different from each other. The warning information may be displayed on the display unit 340 of FIG. 1 and may be presented by sound, light or the like. An example of presenting warning information will be described later.

代替提示部24は、座標算出部13により少なくとも1つの基準点に対応する部分の座標が算出されなかった場合、当該座標が算出されなかった部分の代替となる測定領域Vの部分を代替部分として特定し、特定された代替部分を使用者に提示する。代替部分の提示の詳細については後述する。   When the coordinates of the part corresponding to at least one reference point is not calculated by the coordinate calculation unit 13, the alternative presentation unit 24 uses the part of the measurement area V as a substitute for the part where the coordinates are not calculated. Identify and present the identified alternative to the user. Details of the presentation of the alternative part will be described later.

登録部6は、基準画像取得部1により取得された基準画像データ、位置情報取得部2により取得された位置および許容値取得部5により設定された許容値を関連付けて登録する。具体的には、登録部6は、基準画像データと、測定点および基準点の位置と、各測定値に対応する許容値との関連性を示す登録情報を記憶部320に記憶させる。複数の基準面が設定されてもよい。この場合、登録部6は、基準面ごとに、当該基準面に対応する基準点と、当該基準面に対応する測定点と、各測定値に対応する許容値とを関連付けて登録する。   The registration unit 6 registers the reference image data acquired by the reference image acquisition unit 1, the position acquired by the position information acquisition unit 2 and the tolerance value set by the tolerance value acquisition unit 5 in association with each other. Specifically, the registration unit 6 causes the storage unit 320 to store registration information indicating the relationship between the reference image data, the positions of the measurement points and the reference points, and the tolerance value corresponding to each measurement value. Multiple reference planes may be set. In this case, the registration unit 6 associates and registers, for each reference surface, a reference point corresponding to the reference surface, a measurement point corresponding to the reference surface, and an allowance corresponding to each measurement value.

偏向方向取得部7は、図7の読取部275,276から反射部271b,272bの角度をそれぞれ取得する。検出部8は、偏向方向取得部7により取得された反射部271b,272bの角度に基づいて偏向部271,272の偏向方向をそれぞれ検出する。また、撮像部220による撮像が継続されることにより、基準画像には測定対象物S上の測定光が現れる。画像解析部9は、基準画像取得部1により取得された基準画像データを解析する。検出部8は、画像解析部9の解析結果に基づいて偏向部271,272により偏向された測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標を検出する。   The deflection direction acquisition unit 7 acquires the angles of the reflection units 271b and 272b from the reading units 275 and 276 in FIG. The detection unit 8 detects the deflection directions of the deflection units 271 and 272 based on the angles of the reflection units 271 b and 272 b acquired by the deflection direction acquisition unit 7. Further, as the imaging by the imaging unit 220 is continued, the measurement light on the measurement object S appears in the reference image. The image analysis unit 9 analyzes the reference image data acquired by the reference image acquisition unit 1. The detection unit 8 detects plane coordinates indicating the irradiation position on the reference image of the measurement light deflected by the deflection units 271 and 272 based on the analysis result of the image analysis unit 9.

参照位置取得部10は、図5の参照部250の読取部257a,257bから可動部252a,252bの位置をそれぞれ取得する。受光信号取得部11は、図4の受光部232dから受光信号を取得する。距離情報算出部12は、受光部232dにより取得された受光信号に基づいて、干渉光の波長と受光量との関係を示すデータに所定の演算および処理を行う。この演算および処理は、例えば波長から波数への周波数軸変換および波数のフーリエ変換を含む。   The reference position acquisition unit 10 acquires the positions of the movable units 252a and 252b from the reading units 257a and 257b of the reference unit 250 in FIG. The light reception signal acquisition unit 11 acquires a light reception signal from the light reception unit 232 d of FIG. 4. The distance information calculation unit 12 performs predetermined calculation and processing on data indicating the relationship between the wavelength of the interference light and the light reception amount based on the light reception signal acquired by the light reception unit 232 d. This operation and processing include, for example, wavelength-to-wavenumber frequency axis conversion and wavenumber Fourier transform.

距離情報算出部12は、処理により得られたデータと参照位置取得部10により取得された可動部252a,252bの位置とに基づいて、図2の測定ヘッド200における測定光の出射位置と測定対象物Sにおける測定光の照射位置との間の距離を示す距離情報を算出する。測定ヘッド200における測定光の出射位置は、例えば図3のファイバカプラ245のポート245dの位置である。   The distance information calculation unit 12 outputs the measurement light emission position and the measurement target in the measurement head 200 of FIG. 2 based on the data obtained by the processing and the positions of the movable portions 252a and 252b acquired by the reference position acquisition unit 10. Distance information indicating the distance between the object S and the irradiation position of the measurement light is calculated. The emission position of the measurement light in the measurement head 200 is, for example, the position of the port 245 d of the fiber coupler 245 in FIG. 3.

座標算出部13は、検出部8により検出された偏向部271,272の偏向方向と距離情報算出部12により算出された距離情報とに基づいて、測定対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標(Xc,Yc,Zc)を算出する。測定光の照射位置の三次元座標(Xc,Yc,Zc)は、高さ方向の座標Zcと、高さ方向に直交する平面内における平面座標(Xc,Yc)とからなる。   The coordinate calculation unit 13 detects the irradiation position of the measurement light on the measurement object S based on the deflection directions of the deflection units 271 and 272 detected by the detection unit 8 and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. Three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) are calculated. The three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) of the irradiation position of the measurement light are made up of coordinates Zc in the height direction and plane coordinates (Xc, Yc) in a plane orthogonal to the height direction.

座標算出部13は、例えば三角測距方式を用いて、検出部8により検出される測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標と偏向部271,272の偏向方向とに基づいて測定光の照射位置の三次元座標を算出してもよい。あるいは、座標算出部13は、検出部8により検出される測定光の基準画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部12により算出される距離情報とに基づいて測定光の照射位置の三次元座標を算出してもよい。   The coordinate calculation unit 13 measures the measurement light based on the plane coordinates indicating the irradiation position on the reference image of the measurement light detected by the detection unit 8 and the deflection directions of the deflection units 271 and 272 using, for example, a triangular distance measurement method. The three-dimensional coordinates of the irradiation position of may be calculated. Alternatively, the coordinate calculation unit 13 may measure the irradiation position of the measurement light based on plane coordinates indicating the irradiation position on the reference image of the measurement light detected by the detection unit 8 and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. Three-dimensional coordinates may be calculated.

判定部14は、測定点に対応する測定対象物Sの部分またはその近傍の部分に測定光が照射されているか否かを判定する。具体的には、座標算出部13は、算出された高さ方向の座標と記憶部320に記憶された座標変換情報とに基づいて、登録部6により登録された測定点に対応する平面座標(後述する平面座標(Xa’,Ya’))を取得する。また、判定部14は、座標算出部13により算出された平面座標(Xc,Yc)が測定点に対応する平面座標(Xa’,Ya’)から予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。   The determination unit 14 determines whether the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point or a portion in the vicinity thereof is irradiated with the measurement light. Specifically, based on the calculated coordinate in the height direction and the coordinate conversion information stored in the storage unit 320, the coordinate calculation unit 13 calculates plane coordinates corresponding to the measurement points registered by the registration unit 6 ( The plane coordinates (Xa ′, Ya ′) described later are acquired. In addition, the determination unit 14 determines whether or not the plane coordinates (Xc, Yc) calculated by the coordinate calculation unit 13 are within a predetermined range from plane coordinates (Xa ′, Ya ′) corresponding to the measurement point. judge.

あるいは、画像解析部9は、基準画像データを画像解析することにより、基準画像における測定光の照射位置の平面座標(後述する平面座標(Uc,Vc))を特定してもよい。この場合、判定部14は、画像解析部9により特定された測定光の照射位置の平面座標(Uc,Vc)が登録部6により登録された測定点の平面座標(Ua,Va)から予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。   Alternatively, the image analysis unit 9 may specify plane coordinates (plane coordinates (Uc, Vc) described later) of the irradiation position of the measurement light in the reference image by analyzing the reference image data. In this case, the determination unit 14 determines in advance the plane coordinates (Uc, Vc) of the irradiation position of the measurement light specified by the image analysis unit 9 from the plane coordinates (Ua, Va) of the measurement point registered by the registration unit 6. It is determined whether or not it is within the specified range.

測定点に対応する測定対象物Sの部分およびその近傍の部分に測定光が照射されていないと判定部14により判定された場合には、駆動制御部3は、測定光の照射位置が移動するように図7の駆動回路273,274および図5の駆動回路256a,256bを制御する。測定点に対応する測定対象物Sの部分またはその近傍の部分に測定光が照射されていると判定部14により判定された場合には、駆動制御部3は測定光の照射位置が固定されるように駆動回路273,274および駆動回路256a,256bを制御する。   When the determination unit 14 determines that the measurement light is not irradiated to the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point and the portion in the vicinity thereof, the drive control unit 3 moves the irradiation position of the measurement light In this way, drive circuits 273 and 274 of FIG. 7 and drive circuits 256a and 256b of FIG. 5 are controlled. When it is determined by the determination unit 14 that the measurement light is irradiated to the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point or the vicinity thereof, the drive control unit 3 fixes the irradiation position of the measurement light Thus, the drive circuits 273 and 274 and the drive circuits 256a and 256b are controlled.

座標算出部13は、基準点について算出された座標を基準面特定部4に与える。物理量算出部15は、測定点に対応して座標算出部13により算出された三次元座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて、基準面特定部4により取得された基準面を基準とする物理量を算出する。物理量は、高さ、径、平面度および曲率等を含む。本例において、物理量算出部15は、基準面として特定される平面を基準とする測定対象物Sの対象部分の高さを算出する。例えば、物理量算出部15は、三次元座標(Xc,Yc,Zc)を通る基準面の垂線における基準面から三次元座標(Xc,Yc,Zc)までの長さを高さとして算出する。物理量算出部15は、算出された高さを表示部340に表示させる。登録部6は、座標算出部13により算出された三次元座標(Xc,Yc,Zc)および物理量算出部15により算出された高さを基準画像データ、測定点の位置、基準点の位置および許容値と関連付けて登録情報として登録する。   The coordinate calculation unit 13 provides the reference surface identification unit 4 with the coordinates calculated for the reference point. The physical quantity calculation unit 15 is a physical quantity based on the reference plane acquired by the reference plane identification unit 4 based on the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) calculated by the coordinate calculation unit 13 corresponding to the measurement points. Calculate Physical quantities include height, diameter, flatness, curvature and the like. In the present example, the physical quantity calculation unit 15 calculates the height of the target portion of the measurement object S based on the plane specified as the reference plane. For example, the physical quantity calculation unit 15 calculates the length from the reference plane to the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) in the vertical line of the reference plane passing through the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) as the height. The physical quantity calculation unit 15 causes the display unit 340 to display the calculated height. The registration unit 6 sets the three-dimensional coordinates (Xc, Yc, Zc) calculated by the coordinate calculation unit 13 and the heights calculated by the physical quantity calculation unit 15 to reference image data, positions of measurement points, positions of reference points, and tolerances Register as registration information in association with the value.

(c)測定モード
測定作業者は、設定モードにおいて登録情報が登録された測定対象物Sと同一種類の測定対象物Sを図2の光学定盤111上に載置し、図3の撮像部220により撮像する。測定画像取得部16は、撮像部220により生成される画像データを測定画像データとして取得し、取得された測定画像データに基づく画像を測定画像として図1の表示部340に表示させる。
(C) Measurement mode The measurement operator places the measurement object S of the same type as the measurement object S whose registration information is registered in the setting mode on the optical surface plate 111 of FIG. 2, and the imaging unit of FIG. An image is taken at 220. The measurement image acquisition unit 16 acquires image data generated by the imaging unit 220 as measurement image data, and causes the display unit 340 in FIG. 1 to display an image based on the acquired measurement image data as a measurement image.

補正部17は、登録部6により登録された登録情報に基づいて、基準画像データに対する測定画像データのずれを補正する。これにより、補正部17は、登録部6により登録された登録情報に対応する測定点および基準点を測定画像データに設定する。   The correction unit 17 corrects the deviation of the measurement image data with respect to the reference image data based on the registration information registered by the registration unit 6. Thereby, the correction unit 17 sets the measurement point and the reference point corresponding to the registration information registered by the registration unit 6 in the measurement image data.

駆動制御部3は、設定モードにおいて登録部6により登録された登録情報に基づいて、図7の駆動回路273,274および図5の駆動回路256a,256bを制御する。これにより、補正部17により設定された測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分の三次元座標が座標算出部13により算出される。ここで、駆動制御部3は、設定モードにおいて登録された三次元座標および高さに基づいて制御を行うので、座標算出部13は、補正部17により設定された測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分の三次元座標を効率よく算出することができる。   The drive control unit 3 controls the drive circuits 273 and 274 of FIG. 7 and the drive circuits 256 a and 256 b of FIG. 5 based on the registration information registered by the registration unit 6 in the setting mode. Thereby, the three-dimensional coordinates of the portion of the measurement area V corresponding to the measurement point and the reference point set by the correction unit 17 are calculated by the coordinate calculation unit 13. Here, since the drive control unit 3 performs control based on the three-dimensional coordinates and height registered in the setting mode, the coordinate calculation unit 13 corresponds to the measurement point and the reference point set by the correction unit 17. The three-dimensional coordinates of the portion of the measurement region V can be efficiently calculated.

測定モードにおける偏向方向取得部7および検出部8の処理は、設定モードにおける偏向方向取得部7および検出部8の処理とそれぞれ同様である。測定モードにおける画像解析部9の処理は、基準画像取得部1により取得された基準画像データに代えて測定画像取得部16により取得された測定画像データが用いられる点を除き、設定モードにおける画像解析部9の処理と同様である。測定モードにおける参照位置取得部10、受光信号取得部11および距離情報算出部12の処理は、設定モードにおける参照位置取得部10、受光信号取得部11および距離情報算出部12の処理とそれぞれ同様である。   The processing of the deflection direction acquisition unit 7 and the detection unit 8 in the measurement mode is the same as the processing of the deflection direction acquisition unit 7 and the detection unit 8 in the setting mode. The processing of the image analysis unit 9 in the measurement mode is the image analysis in the setting mode except that the measurement image data acquired by the measurement image acquisition unit 16 is used instead of the reference image data acquired by the reference image acquisition unit 1 It is similar to the process of part 9. The processes of the reference position acquisition unit 10, the light reception signal acquisition unit 11, and the distance information calculation unit 12 in the measurement mode are the same as the processes of the reference position acquisition unit 10, the light reception signal acquisition unit 11, and the distance information calculation unit 12 in the setting mode. is there.

座標算出部13は、検出部8により検出された偏向部271,272の偏向方向と距離情報算出部12により算出された距離情報とに基づいて、測定対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出する。座標算出部13は、検出部8により検出される測定光の測定画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部12により算出される距離情報とに基づいて測定対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出してもよい。測定光の照射位置の三次元座標(Xb,Yb,Zb)は、高さ方向の座標Zbと、高さ方向に直交する平面内における平面座標(Xb,Yb)とからなる。   The coordinate calculation unit 13 detects the irradiation position of the measurement light on the measurement object S based on the deflection directions of the deflection units 271 and 272 detected by the detection unit 8 and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. Three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) are calculated. The coordinate calculation unit 13 measures the measurement light on the measurement object S based on plane coordinates indicating the irradiation position on the measurement image of the measurement light detected by the detection unit 8 and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the irradiation position of may be calculated. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the irradiation position of the measurement light are composed of the coordinate Zb in the height direction and the plane coordinates (Xb, Yb) in a plane orthogonal to the height direction.

測定モードにおける判定部14の処理は、登録部6により登録された測定点に代えて補正部17により設定された測定点を用いる点、および三次元座標(Xc,Yc,Zc)に代えて三次元座標(Xb,Yb,Zb)を用いる点を除き、設定モードにおける判定部14の処理と同様である。これにより、座標算出部13は、補正部17により設定された基準点に対応する座標を算出する。   The process of the determination unit 14 in the measurement mode is that the measurement point set by the correction unit 17 is used instead of the measurement point registered by the registration unit 6 and the third order is used instead of the three-dimensional coordinate (Xc, Yc, Zc) The process is the same as the process of the determination unit 14 in the setting mode except that original coordinates (Xb, Yb, Zb) are used. Thereby, the coordinate calculation unit 13 calculates the coordinates corresponding to the reference point set by the correction unit 17.

基準面特定部4は、座標算出部13により算出された基準点に対応する座標に基づいて基準面を特定する。また、設定モードと同様に、少なくとも1つの基準点に対応する座標が算出されなかった場合、基準面特定部4は、座標欠落処理を行ってもよい。   The reference surface identification unit 4 identifies a reference surface based on the coordinates corresponding to the reference point calculated by the coordinate calculation unit 13. Further, as in the setting mode, when the coordinate corresponding to at least one reference point is not calculated, the reference surface specifying unit 4 may perform the coordinate loss process.

警告提示部22は、設定モードと同様に、少なくとも1つの基準点に対応する部分の座標が算出されなかった場合に警告情報を提示してもよい。代替提示部24は、設定モードと同様に、座標が算出されなかった部分の代替となる代替部分を提示してもよい。   The warning presentation unit 22 may present warning information when the coordinates of the portion corresponding to at least one reference point are not calculated, as in the setting mode. The substitute presentation unit 24 may present substitute substitute parts for parts where coordinates are not calculated, as in the setting mode.

物理量算出部15は、座標算出部13により算出された三次元座標(Xb,Yb,Zb)に基づいて、基準面特定部4により取得された基準面を基準とする測定対象物Sの部分の高さを算出する。   The physical quantity calculation unit 15 calculates the portion of the measurement target S based on the reference plane acquired by the reference plane identification unit 4 based on the three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) calculated by the coordinate calculation unit 13. Calculate the height.

検査部18は、物理量算出部15により算出された物理量(高さ)と登録部6に登録された許容値とに基づいて測定対象物Sを検査する。具体的には、算出された高さが設計値を基準とする公差の範囲内である場合には、検査部18は、測定対象物Sは良品であると判定する。一方、算出された高さが設計値を基準とする公差の範囲外である場合には、検査部18は、測定対象物Sは不良品であると判定する。   The inspection unit 18 inspects the measurement target S based on the physical quantity (height) calculated by the physical quantity calculation unit 15 and the tolerance value registered in the registration unit 6. Specifically, when the calculated height is within the range of tolerance based on the design value, the inspection unit 18 determines that the measurement object S is a non-defective item. On the other hand, when the calculated height is out of the range of the tolerance based on the design value, the inspection unit 18 determines that the measurement object S is a defective product.

報告書作成部19は、検査部18による検査結果と測定画像取得部16により取得された測定画像に基づいて報告書を作成する。これにより、測定作業者は報告書を用いて測定対象物Sについての高さの測定値または検査結果を測定管理者または他の使用者に容易に報告することができる。報告書は、予め決定された記載様式に従って作成される。図11は、報告書作成部19により作成される報告書の一例を示す図である。   The report creation unit 19 creates a report based on the inspection result by the inspection unit 18 and the measurement image acquired by the measurement image acquisition unit 16. Thereby, the measurement worker can easily report the measurement value of the height or the test result of the measurement object S to the measurement manager or other users using the report. The report is prepared according to a pre-determined writing style. FIG. 11 is a view showing an example of a report prepared by the report preparation unit 19.

図11の記載様式においては、報告書420は、名称表示欄421、画像表示欄422、状況表示欄423、結果表示欄424および保証表示欄425を含む。名称表示欄421には、報告書420の名称(図11の例では「検査成績書」)が表示される。画像表示欄422には、検査対象の測定画像が表示される。状況表示欄423には、検査対象の名称、検査対象の識別番号、測定作業者の氏名および検査日時等が表示される。   In the description format of FIG. 11, the report 420 includes a name display field 421, an image display field 422, a status display field 423, a result display field 424, and a guarantee display field 425. In the name display field 421, the name of the report 420 (in the example of FIG. 11, "inspection report") is displayed. In the image display column 422, a measurement image of an inspection object is displayed. The status display column 423 displays the name of the inspection target, the identification number of the inspection target, the name of the measurement worker, the inspection date and the like.

結果表示欄424には、検査対象についての検査結果が表示される。具体的には、結果表示欄424には、検査対象に設定された種々の検査項目の名称、測定値および判定結果が、設計値および公差と対応付けられた状態で一覧表の形式で表示される。保証表示欄425は、署名または押印されるための空欄である。測定作業者および測定管理者は、保証表示欄425に署名または押印することにより検査結果を保証することができる。   In the result display column 424, the inspection result on the inspection object is displayed. Specifically, in the result display column 424, names of various inspection items set as inspection objects, measurement values and determination results are displayed in the form of a list in a state of being associated with design values and tolerances. Ru. The warranty display field 425 is a blank for being signed or sealed. The measurement operator and the measurement manager can guarantee the inspection result by signing or sealing the warranty display section 425.

報告書作成部19は、検査部18により良品と判定された測定対象物Sについてのみ報告書420を作成してもよい。このような報告書420は、検査対象の製品を顧客に納品する際に、製品の品質を保証するために納品書に添付される。また、報告書作成部19は、検査部18により不良品と判定された測定対象物Sについてのみ報告書420を作成してもよい。このような報告書420は、検査対象の製品が不良品であると判定された原因を解析するために自社で用いられる。   The report creation unit 19 may create the report 420 only for the measurement target S determined to be non-defective by the inspection unit 18. Such a report 420 is attached to a delivery note to guarantee the quality of the product when delivering the product to be inspected to the customer. Further, the report creation unit 19 may create the report 420 only for the measurement target S determined to be a defective product by the inspection unit 18. Such a report 420 is used in-house to analyze the cause that the product to be inspected is determined to be defective.

本実施の形態においては、報告書420の結果表示欄424に測定対象物Sの部分の高さの測定値と当該部分について設定された検査項目の判定結果とが対応付けられた状態で表示されるが、本発明はこれに限定されない。報告書420の結果表示欄424に高さの測定値および検査項目の判定結果のいずれか一方が表示され、他方が表示されなくてもよい。   In the present embodiment, the result display column 424 of the report 420 is displayed in a state where the measured value of the height of the portion of the measurement object S and the determination result of the inspection item set for the portion are associated. However, the present invention is not limited thereto. One of the measurement value of the height and the determination result of the inspection item may be displayed in the result display field 424 of the report 420, and the other may not be displayed.

(d)ハイトゲージモード
使用者は、所望の測定対象物Sを図2の光学定盤111上に載置し、図3の撮像部220により測定対象物Sを撮像する。基準画像取得部1は、撮像部220により生成される画像データを取得し、取得された画像データに基づく画像を図1の表示部340に表示させる。使用者は、表示部340に表示された画像上において、測定すべき部分を測定点として指定する。
(D) Height Gauge Mode The user places a desired measurement object S on the optical surface plate 111 of FIG. 2, and images the measurement object S by the imaging unit 220 of FIG. The reference image acquisition unit 1 acquires the image data generated by the imaging unit 220, and causes the display unit 340 in FIG. 1 to display an image based on the acquired image data. The user designates a portion to be measured as a measurement point on the image displayed on the display unit 340.

位置情報取得部2は、基準画像取得部1により取得された画像上における測定点の指定を受け付け、受け付けられた測定点の位置(上記の平面座標(Ua,Va))を取得する。また、位置情報取得部2は、基準画像を用いて基準点の指定を受け付け、受け付けられた基準点の位置を取得する。位置情報取得部2は、測定点を複数受け付けることも可能であり、基準点を複数受け付けることも可能である。   The position information acquisition unit 2 receives the designation of the measurement point on the image acquired by the reference image acquisition unit 1, and acquires the position (the above-mentioned plane coordinates (Ua, Va)) of the received measurement point. Further, the position information acquisition unit 2 receives specification of the reference point using the reference image, and acquires the position of the received reference point. The position information acquisition unit 2 can also receive a plurality of measurement points, and can also receive a plurality of reference points.

駆動制御部3は、図1の記憶部320に記憶された位置変換情報と位置情報取得部2により取得された位置とに基づいて、図7の駆動回路273,274および図5の駆動回路256a,256bを制御する。これにより、測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分に測定光が照射されるとともに、参照光の光路長が調整される。   Drive control unit 3 generates drive circuits 273 and 274 of FIG. 7 and drive circuit 256a of FIG. 5 based on the position conversion information stored in storage unit 320 of FIG. 1 and the position acquired by position information acquisition unit 2. , 256b. Thus, the measurement light is irradiated to the portion of the measurement region V corresponding to the measurement point and the reference point, and the optical path length of the reference light is adjusted.

上記の駆動制御部3の動作により、測定点および基準点に対応する測定領域Vの部分の座標が座標算出部13により算出される。基準面特定部4は、位置情報取得部2により取得された基準点に対応して座標算出部13により算出された座標に基づいて基準面を特定する。また、設定モードと同様に、少なくとも1つの基準点に対応する座標が算出されなかった場合、基準面特定部4は、座標欠落処理を行ってもよい。警告提示部22は、設定モードと同様に、少なくとも1つの基準点に対応する部分の座標が算出されなかった場合に警告情報を提示してもよい。代替提示部24は、設定モードと同様に、座標が算出されなかった部分の代替となる代替部分を提示してもよい。   By the operation of the drive control unit 3 described above, the coordinate calculation unit 13 calculates the coordinates of the portion of the measurement area V corresponding to the measurement point and the reference point. The reference surface identification unit 4 identifies the reference surface based on the coordinates calculated by the coordinate calculation unit 13 in correspondence with the reference points acquired by the position information acquisition unit 2. Further, as in the setting mode, when the coordinate corresponding to at least one reference point is not calculated, the reference surface specifying unit 4 may perform the coordinate loss process. The warning presentation unit 22 may present warning information when the coordinates of the portion corresponding to at least one reference point are not calculated, as in the setting mode. The substitute presentation unit 24 may present substitute substitute parts for parts where coordinates are not calculated, as in the setting mode.

ハイトゲージモードにおける偏向方向取得部7、検出部8、画像解析部9、参照位置取得部10、受光信号取得部11および距離情報算出部12の処理は、設定モードにおける偏向方向取得部7、検出部8、画像解析部9、参照位置取得部10、受光信号取得部11および距離情報算出部12の処理とそれぞれ同様である。   The processes of the deflection direction acquisition unit 7, the detection unit 8, the image analysis unit 9, the reference position acquisition unit 10, the light reception signal acquisition unit 11 and the distance information calculation unit 12 in the height gauge mode are the deflection direction acquisition unit 7 and the detection unit in the setting mode. The processing is the same as the processing of the image analysis unit 9, the reference position acquisition unit 10, the light reception signal acquisition unit 11, and the distance information calculation unit 12.

座標算出部13は、検出部8により検出された偏向部271,272の偏向方向または測定光の照射位置と距離情報算出部12により算出された距離情報に基づいて、測定対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出する。座標算出部13は、検出部8により検出される測定光の測定画像上の照射位置を示す平面座標と距離情報算出部12により算出される距離情報とに基づいて測定対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出してもよい。ハイトゲージモードにおける判定部14および物理量算出部15の処理は、設定モードにおける判定部14および物理量算出部15の処理とそれぞれ同様である。   The coordinate calculation unit 13 measures the measurement object S based on the deflection direction of the deflection units 271 and 272 detected by the detection unit 8 or the irradiation position of the measurement light and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. Three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the light irradiation position are calculated. The coordinate calculation unit 13 measures the measurement light on the measurement object S based on plane coordinates indicating the irradiation position on the measurement image of the measurement light detected by the detection unit 8 and the distance information calculated by the distance information calculation unit 12. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the irradiation position of may be calculated. The processes of the determination unit 14 and the physical quantity calculation unit 15 in the height gauge mode are the same as the processes of the determination unit 14 and the physical quantity calculation unit 15 in the setting mode.

(8)制御系の全体的な動作フロー
図12〜図17は、図1の光走査高さ測定装置400において実行される光走査高さ測定処理の一例を示すフローチャートである。以下に示す一連の処理は、光走査高さ測定装置400の電源がオン状態にあるときに、制御部310および制御基板210により一定周期で実行される。なお、光走査高さ測定処理には、後述する指定測定処理および実測定処理が含まれる。以下の説明では、光走査高さ測定処理のうち指定測定処理および実測定処理が制御基板210により実行され、光走査高さ測定処理のうち他の処理が制御部310により実行されるが、本発明はこれに限定されない。例えば光走査高さ測定処理の全ての処理が制御基板210または制御部310により実行されてもよい。
(8) Overall Operation Flow of Control System FIGS. 12 to 17 are flowcharts showing an example of an optical scanning height measurement process performed in the optical scanning height measurement device 400 of FIG. A series of processes described below are executed by the control unit 310 and the control substrate 210 in a constant cycle when the power of the optical scanning height measurement apparatus 400 is in the on state. The light scanning height measurement process includes a designated measurement process and an actual measurement process described later. In the following description, the designated measurement process and the actual measurement process of the light scanning height measurement process are performed by the control substrate 210, and the other processes of the light scanning height measurement process are performed by the control unit 310. The invention is not limited to this. For example, all processing of the light scanning height measurement processing may be performed by the control substrate 210 or the control unit 310.

初期状態においては、図2の光学定盤111上に測定対象物Sが載置された状態で、光走査高さ測定装置400の電源がオンされているものとする。このとき、図1の表示部340には、図8の選択画面341が表示される。   In the initial state, it is assumed that the power of the optical scanning height measuring device 400 is turned on in a state where the measurement object S is placed on the optical surface plate 111 of FIG. At this time, the selection screen 341 of FIG. 8 is displayed on the display unit 340 of FIG.

光走査高さ測定処理が開始されると、制御部310は、使用者の操作部330の操作により設定モードが選択されたか否かを判定する(ステップS101)。より具体的には、制御部310は、使用者により図8の設定ボタン341aが操作されたか否かを判定する。   When the light scanning height measurement process is started, the control unit 310 determines whether the setting mode is selected by the operation of the operation unit 330 by the user (step S101). More specifically, control unit 310 determines whether or not the setting button 341a of FIG. 8 has been operated by the user.

制御部310は、設定モードが選択されない場合、後述する図15のステップS201の処理に進む。一方、制御部310は、設定モードが選択された場合、図1の表示部340に後述する図28の設定画面350を表示させる(ステップS102)。設定画面350においては、撮像部220により一定周期で取得される図2の測定領域Vの基準画像がリアルタイムに表示される。   When the setting mode is not selected, the control unit 310 proceeds to the process of step S201 of FIG. 15 described later. On the other hand, when the setting mode is selected, the control unit 310 causes the display unit 340 of FIG. 1 to display a setting screen 350 of FIG. 28 described later (step S102). On the setting screen 350, the reference image of the measurement area V of FIG. 2 acquired at a constant cycle by the imaging unit 220 is displayed in real time.

本実施の形態に係る光走査高さ測定装置400においては、図10の補正部17の補正機能を実現するために、設定モードにおいてパターン画像およびサーチ領域を設定しておく必要がある。パターン画像は、使用者により指定された時点で表示される基準画像の全領域のうち少なくとも測定対象物Sを含む部分の画像を意味する。また、サーチ領域は、設定モードでパターン画像が設定された後に、測定モードにおいて測定画像内でパターン画像に類似する部分をサーチする範囲(撮像部220の撮像視野内の範囲)を意味する。   In the light scanning height measuring apparatus 400 according to the present embodiment, in order to realize the correction function of the correction unit 17 of FIG. 10, it is necessary to set the pattern image and the search area in the setting mode. The pattern image means an image of a portion including at least the measurement object S in the entire region of the reference image displayed at the time designated by the user. Further, the search area means a range (a range within the imaging field of the imaging unit 220) in which a portion similar to the pattern image is searched in the measurement image after the pattern image is set in the setting mode.

そこで、制御部310は、使用者の操作部330の操作によりサーチ領域の指定があったか否かを判定する(ステップS103)。制御部310は、サーチ領域の指定がない場合、後述するステップS105の処理に進む。一方、制御部310は、サーチ領域の指定がある場合、指定されたサーチ領域の情報を記憶部320に記憶することにより設定する(ステップS104)。   Therefore, control unit 310 determines whether or not the search area has been designated by the operation of operation unit 330 by the user (step S103). If no search area is specified, the control unit 310 proceeds to the process of step S105 described later. On the other hand, when the search area is specified, the control unit 310 sets information of the specified search area by storing the information in the storage unit 320 (step S104).

次に、制御部310は、使用者の操作部330の操作によりパターン画像の指定があったか否かを判定する(ステップS105)。制御部310は、パターン画像の指定がない場合、後述するステップS107の処理に進む。一方、制御部310は、パターン画像の指定がある場合、指定されたパターン画像の情報を記憶部320に記憶することにより設定する(ステップS106)。なお、パターン画像の情報には、基準画像における当該パターン画像の位置を示す情報も含まれる。使用者によるパターン画像およびサーチ領域の具体的な設定例については後述する。   Next, the control unit 310 determines whether or not the pattern image has been designated by the operation of the operation unit 330 by the user (step S105). If no pattern image is specified, the control unit 310 proceeds to the process of step S107 described later. On the other hand, when the pattern image is designated, the control unit 310 sets information of the designated pattern image by storing the information in the storage unit 320 (step S106). The information on the pattern image also includes information indicating the position of the pattern image in the reference image. A specific setting example of the pattern image and the search area by the user will be described later.

次に、制御部310は、ステップS104,S106の処理により、サーチ領域およびパターン画像が設定されたか否かを判定する(ステップS107)。制御部310は、サーチ領域およびパターン画像のうち少なくとも一方が設定されていない場合、ステップS103の処理に戻る。一方、制御部310は、サーチ領域およびパターン画像が設定されている場合、基準面の設定が受け付けられたか否かを判定する(ステップS108)。   Next, the control unit 310 determines whether or not the search area and the pattern image have been set by the processes of steps S104 and S106 (step S107). When at least one of the search area and the pattern image is not set, the control unit 310 returns to the process of step S103. On the other hand, when the search area and the pattern image are set, control unit 310 determines whether or not the setting of the reference surface is accepted (step S108).

制御部310は、ステップS108で基準面の設定を受け付けた場合、使用者の操作部330の操作により表示部340に表示される基準画像上で基準点の指定を受けたか否かを判定する(ステップS109)。制御部310は、基準点の指定を受けない場合、後続のステップS111の処理に進む。一方、制御部310は、基準点の指定を受けた場合、制御基板210に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された基準点により特定される平面座標(Ua,Va)を与える(図9(a)参照)。それにより、制御基板210は、指定測定処理を行うとともに(ステップS110)、指定測定処理により特定された座標(Xc,Yc,Zc)を制御部310に与える。指定測定処理の詳細は後述する。   When control unit 310 receives the setting of the reference surface in step S108, control unit 310 determines whether or not the designation of the reference point is received on the reference image displayed on display unit 340 by the operation of operation unit 330 by the user ( Step S109). If the control unit 310 does not receive designation of the reference point, the control unit 310 proceeds to the process of the subsequent step S111. On the other hand, when the control unit 310 receives designation of the reference point, it instructs the control substrate 210 to perform designated measurement processing and gives plane coordinates (Ua, Va) specified by the designated reference point on the image. (See FIG. 9 (a)). Thereby, the control substrate 210 performs the designated measurement process (step S110), and gives the coordinates (Xc, Yc, Zc) specified by the designated measurement process to the control unit 310. Details of the designated measurement process will be described later.

その後、制御部310は、使用者の操作部330の操作により基準点の指定が完了したか否かを判定する(ステップS111)。制御部310は、基準点の指定が完了していない場合、ステップS109の処理に戻る。一方、制御部310は、基準点の指定が完了した場合、指定された全ての基準点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が算出されたか否かを判定する(ステップS112)。   Thereafter, the control unit 310 determines whether designation of the reference point is completed by the operation of the operation unit 330 by the user (step S111). When the designation of the reference point is not completed, the control unit 310 returns to the process of step S109. On the other hand, when the designation of the reference points is completed, the control unit 310 determines whether the coordinates (Xc, Yc, Zc) corresponding to all the designated reference points have been calculated (step S112).

指定された全ての基準点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が算出された場合、制御部310は、算出された座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて基準面を特定する(ステップS113)。この場合、指定された基準点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて基準面の座標を示す情報、例えば、各基準点に対応する平面座標(Xc,Yc)または各基準点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が記憶部320に記憶される。   When coordinates (Xc, Yc, Zc) corresponding to all designated reference points are calculated, control unit 310 specifies a reference plane based on the calculated coordinates (Xc, Yc, Zc) (step S113). In this case, information indicating the coordinates of the reference plane based on the coordinates (Xc, Yc, Zc) corresponding to the designated reference point, for example, the plane coordinates (Xc, Yc) corresponding to each reference point or each reference point The corresponding coordinates (Xc, Yc, Zc) are stored in storage unit 320.

ここで、基準面の座標を示す情報は、基準面を決定するための基準面拘束条件を含んでもよい。基準面拘束条件には、例えば、基準面が載置面に平行であること、または基準面は予め記憶された他の面に平行であること等の条件が含まれる。基準面が載置面に平行であるという基準面拘束条件の場合、1つの基準点に対する座標(Xb,Yb,Zb)が算出されると、Z=Zbで表される平面が基準面として特定される。すなわち、基準面を特定するために必要な座標数は1である。   Here, the information indicating the coordinates of the reference surface may include a reference surface constraint condition for determining the reference surface. The reference surface restraint conditions include, for example, conditions such that the reference surface is parallel to the mounting surface, or that the reference surface is parallel to another surface stored in advance. In the case of the reference surface restraint condition that the reference surface is parallel to the mounting surface, when the coordinates (Xb, Yb, Zb) for one reference point are calculated, the plane represented by Z = Zb is specified as the reference surface. Be done. That is, the number of coordinates required to specify the reference plane is one.

ステップS112において、少なくとも1つの基準点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が算出されていない場合、制御部310は、座標欠損処理として第1の処理が選択されているか否かを判定する(ステップS114)。第1の処理が選択されている場合、制御部310は、基準面を特定することなく、警告情報を提示する(ステップS115)。例えば、図1の表示部340にエラーメッセージが表示される。その後、制御部310は、ステップS109に戻り、基準点の再指定を受け付ける。この場合、後述のように、設定画面350(図46)上に代替部分が提示されてもよく、代替部分について自動的に指定測定処理が行われてもよい。   When the coordinates (Xc, Yc, Zc) corresponding to at least one reference point are not calculated in step S112, control unit 310 determines whether or not the first process is selected as the coordinate loss process. (Step S114). When the first process is selected, the control unit 310 presents warning information without specifying a reference surface (step S115). For example, an error message is displayed on the display unit 340 of FIG. Thereafter, the control unit 310 returns to step S109, and accepts re-designation of the reference point. In this case, as described later, the alternative part may be presented on the setting screen 350 (FIG. 46), and the designated measurement process may be automatically performed on the alternative part.

座標欠損処理として第1の処理が選択されていない場合、すなわち第2の処理が選択されている場合、制御部310は、算出された座標(Xc,Yc,Zc)により基準面を特定可能か否かを判定する(ステップS116)。例えば、算出された座標(Xc,Yc,Zc)の数が、予め設定された必要座標数以上である場合、基準面の特定が可能であると判定され、算出された座標(Xc,Yc,Zc)の数が、予め設定された必要座標数より少ない場合、基準面の特定が不可能であると判定される。なお、指定された基準点のうち座標が算出されるべき基準点の割合が予め設定され、実際に座標が算出された基準点の割合が、予め設定された割合より大きい場合に、基準面の特定が可能であると判定されてもよい。   When the first process is not selected as the coordinate loss process, that is, when the second process is selected, the control unit 310 can specify the reference plane by the calculated coordinates (Xc, Yc, Zc) It is determined whether or not it is (step S116). For example, when the number of calculated coordinates (Xc, Yc, Zc) is equal to or more than the number of necessary coordinates set in advance, it is determined that the reference plane can be identified, and the calculated coordinates (Xc, Yc, Zc) If the number of Zc) is smaller than the number of necessary coordinates set in advance, it is determined that identification of the reference plane is impossible. It should be noted that among the designated reference points, the proportion of the reference point for which coordinates are to be calculated is set in advance, and the proportion of the reference points for which the coordinates are actually calculated is greater than the predetermined proportion. It may be determined that identification is possible.

基準面を特定可能な場合、制御部310は、ステップS113に進み、算出された座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて基準面を特定する。基準面を特定できない場合、制御部310は、ステップS115に進み、基準面を特定することなく、警告情報を提示する。例えば、ステップS114で第1の処理が選択されている場合と同様に、図1の表示部340にエラーメッセージが表示される。   If the reference plane can be identified, the control unit 310 proceeds to step S113, and identifies the reference plane based on the calculated coordinates (Xc, Yc, Zc). If the reference plane can not be identified, the control unit 310 proceeds to step S115 and presents warning information without specifying the reference plane. For example, as in the case where the first process is selected in step S114, an error message is displayed on the display unit 340 of FIG.

なお、ステップS116で基準面を特定可能な場合に、ステップS113で基準面が特定されることに加えて、警告情報が提示されてもよい。その場合、警告情報として、例えば、座標(Xc,Yc,Zc)が算出されなかった基準点を確認するための情報が図1の表示部340に表示される。   When the reference surface can be specified in step S116, warning information may be presented in addition to the specification of the reference surface in step S113. In that case, as the warning information, for example, information for confirming the reference point for which the coordinates (Xc, Yc, Zc) were not calculated is displayed on the display unit 340 of FIG.

ステップS113で基準面が特定された後、制御部310は、測定対象物Sの測定に関する設定が受け付けられたか否かを判定する(図14のステップS121)。より具体的には、制御部310は、物理量(本例では、高さ)が測定されるべき測定対象物Sの部分を特定する設定が受け付けられたか否かを判定する(ステップS121)。   After the reference plane is specified in step S113, the control unit 310 determines whether the setting related to the measurement of the measurement object S is received (step S121 in FIG. 14). More specifically, control unit 310 determines whether or not the setting for specifying the portion of measurement object S for which the physical quantity (height in this example) is to be measured has been accepted (step S121).

測定に関する設定が受け付けられていない場合、制御部310は、他の設定が受け付けられたか否かを判定する(ステップS130)。他の設定は、上記の許容値、測定モード時に測定画像上に表示させるべき指標およびコメント等に関する設定を含む。他の設定が受け付けられた場合、制御部310は、当該設定に関する情報を取得し、記憶部320に記憶する(ステップS131)。その後、制御部310は、後述するステップS126の処理に進む。   If the setting regarding measurement has not been received, the control unit 310 determines whether another setting has been received (step S130). Other settings include settings regarding the above-mentioned tolerance value, an index to be displayed on the measurement image in the measurement mode, a comment, and the like. If another setting is accepted, the control unit 310 acquires information on the setting and stores the information in the storage unit 320 (step S131). Thereafter, the control unit 310 proceeds to the process of step S126 described later.

ステップS121で測定に関する設定が受け付けられた場合、制御部310は、使用者の操作部330の操作により表示部340に表示される基準画像上で測定点として点の指定を受けたか否かを判定する(ステップS122)。制御部310は、点の指定を受けない場合、後続のステップS124の処理に進む。一方、制御部310は、点の指定を受けた場合、上記のステップS110と同様に、制御基板210に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された点により特定される平面座標(Ua,Va)を与える。それにより、制御基板210は、指定測定処理を行うとともに(ステップS123)、指定測定処理により特定された座標(Xc,Yc,Zc)を制御部310に与える。   When the setting regarding measurement is accepted in step S121, control unit 310 determines whether or not the user designates the point as a measurement point on the reference image displayed on display unit 340 by the operation of operation unit 330. (Step S122). If the control unit 310 does not receive designation of a point, the control unit 310 proceeds to the process of the subsequent step S124. On the other hand, when receiving the designation of a point, the control unit 310 instructs the control substrate 210 to perform the designated measurement process and also determines the plane coordinates specified by the designated point on the image, as in step S110 described above. Give Ua, Va). Thus, the control board 210 performs the designated measurement process (step S123), and gives the coordinates (Xc, Yc, Zc) specified by the designated measurement process to the control unit 310.

その後、制御部310は、使用者の操作部330の操作により測定点としての点の指定が完了したか否かを判定する(ステップS124)。制御部310は、点の指定が完了していない場合、ステップS122の処理に戻る。   Thereafter, the control unit 310 determines whether or not designation of a point as a measurement point has been completed by the operation of the operation unit 330 by the user (step S124). When the designation of the point is not completed, the control unit 310 returns to the process of step S122.

一方、制御部310は、点の指定が完了した場合、ステップS123の指定測定処理で取得された1または複数の測定点の座標(Xc,Yc,Zc)を記憶部320に記憶することにより測定点の設定を行う(ステップS125)。   On the other hand, when the designation of the point is completed, the control unit 310 performs measurement by storing in the storage unit 320 the coordinates (Xc, Yc, Zc) of one or more measurement points acquired in the designated measurement process of step S123. Setting of points is performed (step S125).

次に、制御部310は、設定の完了が指令されたか、または新たな設定が指令されたかを判定する(ステップS126)。制御部310は、新たな設定が指令された場合、すなわち設定の完了が指令されない場合、ステップS108の処理に戻る。   Next, control unit 310 determines whether the completion of setting has been instructed or a new setting has been instructed (step S126). When a new setting is instructed, that is, when the completion of the setting is not instructed, control unit 310 returns to the process of step S108.

一方、制御部310は、設定の完了が指令された場合、上記のステップS103〜S113,S121〜S125,S131のいずれかにおいて設定された情報を互いに関連付けて登録情報として登録する(ステップS127)。その後、光走査高さ測定処理が設定モードで終了する。登録される登録情報のファイルは、使用者により特定のファイル名が付された上で記憶部320に保存される。このとき、ステップS103〜S113,S121〜S125,S131のいずれかにおいて、設定のために一時的に記憶部320に記憶された情報が消去されてもよい。   On the other hand, when the completion of setting is instructed, control unit 310 associates the information set in any of steps S103 to S113, S121 to S125, and S131 with each other and registers the information as registration information (step S127). Thereafter, the optical scanning height measurement process ends in the setting mode. The file of registration information to be registered is stored in the storage unit 320 after being given a specific file name by the user. At this time, the information temporarily stored in the storage unit 320 for setting may be deleted in any of steps S103 to S113, S121 to S125, and S131.

ここで、ステップS127において、制御部310は、上記のステップS112の処理により基準面が設定されている場合、基準面と特定された座標(Xc,Yc,Zc)とに基づいて測定点の高さを算出し、算出結果を登録情報に含める。なお、上記のステップS125の時点で基準面が既に設定されている場合、ステップS125において、設定された基準面と特定された座標(Xc,Yc,Zc)とに基づいて測定点の高さが算出されてもよい。この場合、算出結果が測定点の高さとして設定画面350(図35)に表示されてもよい。   Here, in step S127, when the reference plane is set in the process of step S112, the control unit 310 sets the height of the measurement point based on the reference plane and the specified coordinates (Xc, Yc, Zc). Is calculated and the calculation result is included in the registration information. If the reference plane is already set at the time of step S125, the height of the measurement point is determined based on the set reference plane and the specified coordinates (Xc, Yc, Zc) in step S125. It may be calculated. In this case, the calculation result may be displayed on the setting screen 350 (FIG. 35) as the height of the measurement point.

上記のステップS101において、設定モードが選択されない場合、制御部310は、使用者の操作部330の操作により測定モードが選択されたか否かを判定する(図15のステップS201)。より具体的には、制御部310は、使用者により図8の測定ボタン341bが操作されたか否かを判定する。制御部310は、測定モードが選択された場合、図1の表示部340に後述する図39の測定画面360を表示させる(ステップS202)。測定画面360においては、撮像部220により一定周期で取得される図2の測定領域Vの測定画像がリアルタイムに表示される。   When the setting mode is not selected in step S101 described above, the control unit 310 determines whether the measurement mode is selected by the operation of the operation unit 330 by the user (step S201 in FIG. 15). More specifically, control unit 310 determines whether or not the measurement button 341b of FIG. 8 has been operated by the user. When the measurement mode is selected, the control unit 310 causes the display unit 340 of FIG. 1 to display a measurement screen 360 of FIG. 39 described later (step S202). On the measurement screen 360, the measurement image of the measurement area V of FIG. 2 acquired at a constant cycle by the imaging unit 220 is displayed in real time.

次に、制御部310は、使用者の操作部330の操作により登録情報のファイルが指定されたか否かを判定する(ステップS203)。具体的には、使用者により登録情報のファイル名の指定があったか否かを判定する。制御部310は、ファイルの指定がない場合、ファイルの指定を受けるまで待機状態となる。一方、制御部310は、ファイルの指定を受けると、指定された登録情報のファイルを記憶部320から読み込む(ステップS204)。なお、制御部310は、指定された登録情報のファイルが記憶部320に記憶されていない場合、指定されたファイルが存在しないことを示す情報を表示部340に表示してもよい。   Next, the control unit 310 determines whether the file of the registration information is designated by the operation of the operation unit 330 by the user (step S203). Specifically, it is determined whether or not the user has specified a file name of registration information. When no file is specified, the control unit 310 is in a standby state until the file specification is received. On the other hand, when receiving the designation of the file, control unit 310 reads the file of the designated registration information from storage unit 320 (step S204). When the file of the designated registration information is not stored in the storage unit 320, the control unit 310 may display information indicating that the designated file does not exist on the display unit 340.

次に、制御部310は、読み込んだ登録情報から登録されたパターン画像の情報を取得し、取得したパターン画像を表示部340に表示される測定画像上に重畳表示する(ステップS205)。このとき、制御部310は、パターン画像に加えてサーチ領域も取得する。なお、上記のように、パターン画像の情報には、基準画像における当該パターン画像の位置を示す情報も含まれる。そのため、パターン画像は、設定モードで設定された位置と同じ位置で測定画像上に重畳表示される。   Next, the control unit 310 acquires information of the registered pattern image from the read registration information, and superimposes and displays the acquired pattern image on the measurement image displayed on the display unit 340 (step S205). At this time, the control unit 310 acquires a search area in addition to the pattern image. As described above, the information on the pattern image also includes information indicating the position of the pattern image in the reference image. Therefore, the pattern image is superimposed on the measurement image at the same position as the position set in the setting mode.

ここで、パターン画像は半透明で表示されてもよい。この場合、使用者は、現在撮像されている測定対象物Sの測定画像と設定モード時に取得された測定対象物Sの基準画像とを容易に比較することができる。その上で、使用者は、光学定盤111上の測定対象物Sの位置決め作業を行うことができる。   Here, the pattern image may be displayed semi-transparently. In this case, the user can easily compare the measurement image of the measurement object S currently imaged and the reference image of the measurement object S acquired in the setting mode. Then, the user can perform the positioning operation of the measuring object S on the optical surface plate 111.

次に、制御部310は、パターン画像と測定画像との対比を行う(ステップS206)。具体的には、制御部310は、パターン画像における測定対象物Sのエッジを基準エッジとして抽出するとともに、取得されたサーチ領域内で基準エッジに対応する形状のエッジが存在しないか否かをサーチする。   Next, the control unit 310 compares the pattern image and the measurement image (step S206). Specifically, the control unit 310 extracts the edge of the measurement target S in the pattern image as a reference edge, and searches whether there is an edge having a shape corresponding to the reference edge in the acquired search area. Do.

この場合、測定画像における測定対象物Sのエッジ部分が、最も基準エッジに類似すると考えられる。そこで、制御部310は、基準エッジに最も類似する測定画像の部分が検出されると、検出された部分が画像上で基準エッジからどれだけずれているのかを算出するとともに、検出された部分が画像上で基準エッジからどれだけ回転しているのかを算出する(ステップS207)。   In this case, the edge portion of the measurement object S in the measurement image is considered to be most similar to the reference edge. Therefore, when the portion of the measurement image most similar to the reference edge is detected, the control unit 310 calculates how much the detected portion deviates from the reference edge on the image, and the detected portion is The amount of rotation from the reference edge on the image is calculated (step S207).

次に、制御部310は、読み込んだ登録情報から登録された基準点および測定点の情報を取得し、取得された測定点の情報を算出されたずれ量および回転量に基づいて補正する(ステップS208)。これらのステップS206〜S208の処理が、図10の補正部17の機能に相当する。この構成によれば、補正画像における測定対象物がパターン画像における測定対象物に対して変位または回転している場合でも、基準点および測定点を高い精度で容易に特定し、補正することができる。   Next, the control unit 310 acquires the information of the reference point and the measurement point registered from the read registration information, and corrects the information of the acquired measurement point based on the calculated deviation amount and rotation amount (step S208). The processes of steps S206 to S208 correspond to the function of the correction unit 17 in FIG. According to this configuration, even when the measurement object in the correction image is displaced or rotated relative to the measurement object in the pattern image, the reference point and the measurement point can be easily identified and corrected with high accuracy. .

次に、制御部310は、制御基板210に、補正された基準点ごとに実測定処理を指令するとともに、補正された基準点の座標(Xc,Yc,Zc)を与える(図9(b)参照)。それにより、制御基板210は、各基準点の実測定処理を行うとともに(ステップS209)、実測定処理により特定された座標(Xb,Yb,Zb)を制御部310に与える。実測定処理の詳細は後述する。   Next, the control unit 310 instructs the control substrate 210 to perform an actual measurement process for each of the corrected reference points, and gives the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the corrected reference points (FIG. 9 (b)) reference). Thus, the control board 210 performs an actual measurement process of each reference point (step S209), and gives the control unit 310 the coordinates (Xb, Yb, Zb) specified by the actual measurement process. Details of the actual measurement process will be described later.

次に、制御部310は、補正後の全ての基準点に対応する座標(Xb,Yb,Zb)が算出されたか否かを判定する(ステップS210)。全ての基準点に対応する座標(Xb,Yb,Zb)が算出された場合、制御部310は、算出された座標(Xb,Yb,Zb)に基づいて基準面を特定する(ステップS211)。   Next, the control unit 310 determines whether coordinates (Xb, Yb, Zb) corresponding to all the corrected reference points have been calculated (step S210). When the coordinates (Xb, Yb, Zb) corresponding to all the reference points are calculated, the control unit 310 specifies the reference plane based on the calculated coordinates (Xb, Yb, Zb) (step S211).

ステップS210において、少なくとも1つの基準点に対応する座標(Xb,Yb,Zb)が算出されていない場合、制御部310は、座標欠損処理として第1の処理が選択されているか否かを判定する(ステップS212)。第1の処理が選択されている場合、制御部310は、ステップS115と同様にして、基準面を特定することなく、警告情報を提示する(ステップS213)。その後、光走査高さ測定処理が測定モードで終了する。この場合、光走査高さ測定処理を終了せずに、基準点の再指定が受け付けられてもよい。また、後述のように、測定画面360(図39)上に代替部分が提示されてもよく、代替部分について自動的に指定測定処理が行われてもよい。   In step S210, when the coordinates (Xb, Yb, Zb) corresponding to at least one reference point are not calculated, the control unit 310 determines whether or not the first process is selected as the coordinate loss process. (Step S212). When the first process is selected, the control unit 310 presents warning information without specifying a reference plane, as in step S115 (step S213). Thereafter, the optical scanning height measurement process ends in the measurement mode. In this case, re-designation of the reference point may be accepted without ending the light scanning height measurement process. Further, as described later, the alternative part may be presented on the measurement screen 360 (FIG. 39), and the designated measurement process may be automatically performed on the alternative part.

座標欠損処理として第1の処理が選択されていない場合、すなわち第2の処理が選択されている場合、制御部310は、算出された座標(Xb,Yb,Zb)により基準面を特定可能か否かを判定する(ステップS214)。基準面を特定可能な場合、制御部310は、ステップS211に進み、算出された座標(Xb,Yb,Zb)に基づいて基準面を特定する。基準面を特定できない場合、制御部310は、ステップS213に進み、基準面を特定することなく、警告情報を提示する。ステップS214で基準面を特定可能な場合に、ステップS211で基準面が特定されることに加えて、警告情報が提示されてもよい。   When the first process is not selected as the coordinate loss process, that is, when the second process is selected, the control unit 310 can specify the reference plane by the calculated coordinates (Xb, Yb, Zb) It is determined whether or not (step S214). If the reference plane can be identified, the control unit 310 proceeds to step S211, and identifies the reference plane based on the calculated coordinates (Xb, Yb, Zb). If the reference plane can not be identified, the control unit 310 proceeds to step S213 and presents warning information without specifying the reference plane. When the reference surface can be specified in step S214, in addition to the reference surface being specified in step S211, warning information may be presented.

ステップS211で基準面が特定された後、制御部310は、制御基板210に、補正された測定点ごとに実測定処理を指令するとともに、補正された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)を与える(図9(b)参照)。それにより、制御基板210は、各測定点の実測定処理を行うとともに(ステップS215)、実測定処理により特定された座標(Xb,Yb,Zb)を制御部310に与える。   After the reference plane is specified in step S211, the control unit 310 instructs the control substrate 210 to perform an actual measurement process for each of the corrected measurement points, and the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the corrected measurement points. (See FIG. 9 (b)). Thus, the control substrate 210 performs an actual measurement process of each measurement point (step S215), and provides the control unit 310 with the coordinates (Xb, Yb, Zb) specified by the actual measurement process.

次に、制御部310は、特定された基準面と取得された座標(Xb,Yb,Zb)とに基づいて測定点の高さを算出し、算出結果を測定結果として記憶部320に記憶する。また、登録された他の情報に応じた各種処理を行う(ステップS216)。登録された他の情報に応じた各種処理として、例えば読み込んだ登録情報に許容値が含まれる場合には、高さの算出結果が許容値で設定される公差の範囲内であるか否かを判定する検査処理があってもよい。その後、光走査高さ測定処理が測定モードで終了する。   Next, control unit 310 calculates the height of the measurement point based on the specified reference plane and the acquired coordinates (Xb, Yb, Zb), and stores the calculation result in storage unit 320 as the measurement result. . In addition, various processing according to the registered other information is performed (step S216). As various processes according to other registered information, for example, when an allowance is included in the read registration information, whether or not the calculation result of the height is within the tolerance range set by the allowance. There may be an inspection process to determine. Thereafter, the optical scanning height measurement process ends in the measurement mode.

上記のステップS201において、測定モードが選択されない場合、制御部310は、使用者の操作部330の操作によりハイトゲージモードが選択されたか否かを判定する(図17のステップS221)。より具体的には、制御部310は、使用者により図8のハイトゲージボタン341cが操作されたか否かを判定する。制御部310は、ハイトゲージモードが選択されない場合、ステップS101の処理に戻る。   If the measurement mode is not selected in step S201 described above, the control unit 310 determines whether the height gauge mode is selected by the operation of the operation unit 330 by the user (step S221 in FIG. 17). More specifically, control unit 310 determines whether or not the height gauge button 341c of FIG. 8 has been operated by the user. When the height gauge mode is not selected, the control unit 310 returns to the process of step S101.

一方、制御部310は、ハイトゲージモードが選択された場合、図1の表示部340に後述する図29の設定画面350を表示させる(ステップS222)。その後、制御部310は、使用者の操作部330の操作に基づいて基準面の設定を行う(ステップS223)。この設定処理は、上記のステップS109〜S116の処理と同じである。   On the other hand, when the height gauge mode is selected, control unit 310 causes display unit 340 in FIG. 1 to display setting screen 350 in FIG. 29 described later (step S222). Thereafter, the control unit 310 sets the reference plane based on the operation of the operation unit 330 by the user (step S223). This setting process is the same as the process of steps S109 to S116 described above.

その後、制御部310は、点の指定を受けた場合、制御基板210に、指定測定処理を指令するとともに、画像上で指定された点により特定される平面座標(Ua,Va)を与える(図9(c)参照)。それにより、制御基板210は、指定測定処理を行う(ステップS224)。また、制御基板210は、指定測定処理により特定された座標(Xc,Yc,Zc)と位置変換情報とに基づいて図5の可動部252a,252bの位置および図7の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する(ステップS225)。   Thereafter, when the control unit 310 receives designation of a point, it instructs the control substrate 210 to perform designated measurement processing, and gives plane coordinates (Ua, Va) specified by the designated point on the image (see FIG. 9 (c)). Thus, the control board 210 performs designated measurement processing (step S224). In addition, the control board 210 controls the positions of the movable parts 252a and 252b in FIG. 5 and the reflection parts 271b and 272b in FIG. 7 based on the coordinates (Xc, Yc, Zc) specified by the designated measurement process and the position conversion information. The angle is adjusted to irradiate measurement light (step S225).

続いて、制御基板210は、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図7の偏向部271,272の偏向方向に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出し、制御部310に与える(ステップS226)。   Subsequently, the control substrate 210 measures the object based on the light receiving signal output from the light receiving unit 232 d of FIG. 4, the positions of the movable units 252 a and 252 b of FIG. 5, and the deflection directions of the deflection units 271 and 272 of FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion irradiated with the measurement light on the object S are calculated and given to the control unit 310 (step S226).

なお、制御基板210は、上記のステップS225において、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図1の撮像部220により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出してもよい。   The control board 210 controls the light receiving signal output from the light receiving unit 232 d of FIG. 4, the position of the movable units 252 a and 252 b of FIG. 5, and the image obtained by the imaging unit 220 of FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement object S irradiated with the measurement light may be calculated based on the plane coordinates indicating the irradiation position of the measurement light.

次に、制御部310は、設定された基準面の情報を取得し、基準面と取得された座標(Xb,Yb,Zb)とに基づいて測定対象物S上で測定光が照射される部分の高さを算出し、算出結果を測定結果として表示部340に表示する。例えば、制御部310は、基準面が平面である場合、取得された座標(Xb,Yb,Zb)を通る基準面の垂線を引いたときの基準面から座標(Xb,Yb,Zb)までの垂線の長さを高さとして算出し、算出結果を測定結果として表示部340に表示する。また、制御部310は、撮像部220により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標または画像上で指定された点により特定される平面座標に、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出できたことを示す緑色の「+」印を表示部340に表示する(ステップS227)。   Next, the control unit 310 acquires information of the set reference plane, and a portion to which the measurement light is irradiated on the measurement object S based on the reference plane and the acquired coordinates (Xb, Yb, Zb) The calculated height is displayed on the display unit 340 as the measurement result. For example, when the reference plane is a plane, the control unit 310 extends from the reference plane when the perpendicular of the reference plane passing through the acquired coordinates (Xb, Yb, Zb) to the coordinates (Xb, Yb, Zb) The length of the perpendicular is calculated as the height, and the calculation result is displayed on the display unit 340 as the measurement result. In addition, the control unit 310 is configured to measure the object corresponding to the measurement point at a plane coordinate indicating the irradiation position of the measurement light on the image acquired by the imaging unit 220 or at a plane coordinate specified by the point designated on the image. A green "+" mark indicating that the height of the portion S has been calculated is displayed on the display unit 340 (step S227).

続いて、制御部310は、使用者の操作部330の操作により追加の点が指定されたか否かを判定する(ステップS228)。追加の点が指定された場合、制御部310は、ステップS224の処理に戻る。これにより、追加の点が指定されなくなるまでステップS224〜S228の処理が繰り返される。追加の点が指定されない場合、光走査高さ測定処理がハイトゲージモードで終了する。   Subsequently, control unit 310 determines whether an additional point is designated by the operation of operation unit 330 by the user (step S228). If an additional point is specified, the control unit 310 returns to the process of step S224. Thus, the process of steps S224 to S228 is repeated until no additional point is specified. If no additional points are specified, the optical scan height measurement process ends in height gauge mode.

上記のハイトゲージモードによれば、使用者は、画像上で点を指定することにより、基準点および基準面を指定することができる。また、使用者は、測定点を画面上で指定することにより、高さの測定結果を取得することができる。さらに、使用者は、複数の測定点を指定することにより、引き続き基準面を維持したまま測定を継続することができる。   According to the height gauge mode described above, the user can designate the reference point and the reference plane by designating the point on the image. Also, the user can acquire the measurement result of the height by designating the measurement point on the screen. Furthermore, the user can continue measurement while maintaining the reference surface by specifying a plurality of measurement points.

(9)指定測定処理
図18および図19は、制御基板210による指定測定処理の一例を示すフローチャートである。図20および図21は、図18および図19の指定測定処理を説明するための説明図である。ここでは、測定対象物Sの部分の三次元座標を算出する場合を例に説明する。図20(a),(b),(c)および図21(a),(b)の各々では、左側に光学定盤111上に載置される測定対象物Sと撮像部220および走査部270との位置関係が側面図で示されるとともに、右側に撮像部220の撮像により表示部340に表示される画像が示される。表示部340に表示される画像には、測定対象物Sの画像SIが含まれる。以下の説明では、表示部340に表示される画像上の平面座標を画面座標と呼ぶ。
(9) Designated Measurement Process FIGS. 18 and 19 are flowcharts showing an example of the designated measurement process by the control board 210. 20 and 21 are explanatory diagrams for describing the designated measurement process of FIGS. 18 and 19. Here, the case of calculating the three-dimensional coordinates of the portion of the measurement object S will be described as an example. In each of FIGS. 20 (a), (b) and (c) and FIGS. 21 (a) and (b), the measurement object S mounted on the optical surface plate 111 on the left side, the imaging unit 220 and the scanning unit While the positional relationship with 270 is shown by a side view, the image displayed on the display part 340 by the imaging of the imaging part 220 is shown on the right side. The image displayed on the display unit 340 includes the image SI of the measurement object S. In the following description, plane coordinates on the image displayed on the display unit 340 will be referred to as screen coordinates.

制御基板210は、制御部310から指定測定処理の指令を受けることにより、指定測定処理を開始する。そこで、制御基板210は、制御部310から指令とともに与えられる画面座標(Ua,Va)を取得する(ステップS301)。   The control board 210 starts the designated measurement process by receiving a command of the designated measurement process from the control unit 310. Therefore, the control board 210 acquires screen coordinates (Ua, Va) given along with a command from the control unit 310 (step S301).

図20(a)の右側においては、表示部340に表示される画像上に画面座標(Ua,Va)が示される。また、図20(a)の左側においては、画面座標(Ua,Va)に対応する測定対象物Sの部分が点P0で示される。   On the right side of FIG. 20A, screen coordinates (Ua, Va) are shown on the image displayed on the display unit 340. Further, on the left side of FIG. 20A, a portion of the measurement target S corresponding to the screen coordinates (Ua, Va) is indicated by a point P0.

ステップS301において、画面座標(Ua,Va)に対応する点P0の座標のうちZ軸の成分(高さ方向の成分)は不明である。そこで、制御基板210は、使用者により指定された点P0のZ軸の成分を「Za」と仮定する(ステップS302)。この場合、図20(b)に示すように、仮定されるZ軸の成分は、実際に指定された点P0のZ軸の成分に一致するとは限らない。   In step S301, among the coordinates of the point P0 corresponding to the screen coordinates (Ua, Va), the Z-axis component (the component in the height direction) is unknown. Therefore, the control board 210 assumes that the component of the Z axis of the point P0 designated by the user is "Za" (step S302). In this case, as shown in FIG. 20B, the assumed Z-axis component does not necessarily coincide with the Z-axis component of the actually designated point P0.

次に、制御基板210は、上記の座標変換情報に基づいてZ軸の成分が仮定された「Za」であるときの画面座標(Ua,Va)に対応する平面座標(Xa,Ya)を算出する(ステップS303)。それにより、図20(b)に示すように、画面座標(Ua,Va)および仮定されたZ軸の成分に対応する仮想点P1の座標(Xa,Ya,Za)が得られる。なお、本例では、「Za」は図2の測定領域V内のZ方向における中間位置とする。   Next, the control board 210 calculates planar coordinates (Xa, Ya) corresponding to the screen coordinates (Ua, Va) when the component of the Z axis is assumed to be “Za” based on the above coordinate conversion information. (Step S303). Thereby, as shown in FIG. 20B, the coordinates (Xa, Ya, Za) of the virtual point P1 corresponding to the screen coordinates (Ua, Va) and the assumed Z-axis component are obtained. In the present example, “Za” is an intermediate position in the Z direction in the measurement area V of FIG.

次に、制御基板210は、ステップS303の処理により得られる座標(Xa,Ya,Za)および位置変換情報に基づいて図5の可動部252a,252bの位置および図7の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する(ステップS304)。   Next, on the basis of the coordinates (Xa, Ya, Za) and position conversion information obtained by the process of step S303, the control board 210 detects the positions of the movable parts 252a and 252b in FIG. The angle is adjusted to irradiate measurement light (step S304).

この場合、ステップS302で仮定されるZ軸の成分が実際に指定された点P0のZ軸の成分から大きくずれていると、図20(c)の左側の側面図に示すように、測定対象物S上の測定光の照射位置が実際に指定された点P0から大きくずれる。そこで、以降の処理が行われる。   In this case, if the component of the Z-axis assumed in step S302 is largely deviated from the component of the Z-axis of the actually designated point P0, as shown in the side view on the left side of FIG. The irradiation position of the measurement light on the object S is largely deviated from the actually designated point P0. Therefore, the following processing is performed.

ステップS304の処理により、撮像部220により取得される画像上には、走査部270から測定対象物Sに照射される測定光の照射部分(光スポット)が現れる。この場合、測定光の照射部分の画面座標は画像処理等を用いて容易に検出することができる。図20(c)の右側の図では、表示部340に表示される画像上に現れる測定光の照射部分(光スポット)が丸印で示される。   By the process of step S304, an irradiation portion (light spot) of the measurement light emitted from the scanning unit 270 to the measurement object S appears on the image acquired by the imaging unit 220. In this case, the screen coordinates of the irradiated portion of the measurement light can be easily detected using image processing or the like. In the drawing on the right side of FIG. 20C, the irradiated portion (light spot) of the measurement light appearing on the image displayed on the display unit 340 is indicated by a circle.

制御基板210は、ステップS304の処理後、撮像部220により取得される画像上で測定光の照射位置を示す平面座標を画面座標(Uc,Vc)として検出するとともに、図7の反射部271b,272bの角度から測定光の偏向方向を検出する(ステップS305)。   After the process of step S304, the control substrate 210 detects plane coordinates indicating the irradiation position of the measurement light on the image acquired by the imaging unit 220 as screen coordinates (Uc, Vc), and the reflection unit 271b in FIG. The deflection direction of the measurement light is detected from the angle 272b (step S305).

次に、制御基板210は、検出された画面座標(Uc,Vc)および偏向方向に基づいて測定対象物Sまたは光学定盤111上の測定光の照射位置P2の座標を座標(Xc,Yc,Zc)とする(ステップS306)。   Next, the control substrate 210 coordinates (Xc, Yc, coordinates) coordinates of the irradiation position P2 of the measurement light on the measurement object S or the optical surface plate 111 based on the detected screen coordinates (Uc, Vc) and the deflection direction. It is assumed that Zc) (step S306).

ここで、図20(c)に示すように、照射位置P2が点P0からずれていると、画面座標(Uc,Vc)も画面座標(Ua,Va)からずれる。そこで、制御基板210は、画面座標(Ua,Va)に対する検出された画面座標(Uc,Vc)の誤差(Ua−Uc,Va−Vc)を算出するとともに、算出された誤差が予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する(ステップS307)。このとき用いられる判定範囲は、使用者により設定可能であってもよいし、光走査高さ測定装置400の工場出荷時に予め設定されていてもよい。   Here, as shown in FIG. 20C, when the irradiation position P2 deviates from the point P0, the screen coordinates (Uc, Vc) also deviate from the screen coordinates (Ua, Va). Therefore, the control board 210 calculates an error (Ua-Uc, Va-Vc) of the detected screen coordinates (Uc, Vc) with respect to the screen coordinates (Ua, Va), and the calculated error is predetermined. It is determined whether it is within the determination range (step S307). The determination range used at this time may be set by the user, or may be set in advance at the factory shipment of the optical scanning height measuring device 400.

ステップS307において、誤差(Ua−Uc,Va−Vc)が予め定められた判定範囲内である場合、制御基板210は、直前のステップS306で定められた座標(Xc,Yc,Zc)を使用者により指定された座標として特定し(ステップS308)、指定測定処理を終了する。その後、制御基板210は、特定された座標(Xc,Yc,Zc)を制御部310に与える。   In step S307, when the errors (Ua-Uc, Va-Vc) are within the predetermined determination range, the control board 210 uses the coordinates (Xc, Yc, Zc) determined in the previous step S306 as the user. To specify the coordinates designated by the (step S308), and end the designated measurement process. Thereafter, the control substrate 210 gives the identified coordinates (Xc, Yc, Zc) to the control unit 310.

ステップS307において、誤差(Ua−Uc,Va−Vc)が予め定められた判定範囲外である場合、制御基板210は、上記の誤差(Ua−Uc,Va−Vc)に基づいて測定光の偏向方向を調整する(ステップS309)。具体的には、例えばX軸およびY軸に対応する画面座標上の誤差と反射部271b,272bの調整すべき角度との関係を誤差対応関係として予め記憶部320に記憶させておく。その上で、制御基板210は、図21(a)に白抜きの矢印で示すように、算出された誤差(Ua−Uc,Va−Vc)と誤差対応関係とに基づいて測定光の偏向方向を微調整する。   In step S307, when the error (Ua-Uc, Va-Vc) is out of a predetermined determination range, the control substrate 210 deflects the measurement light based on the above-mentioned error (Ua-Uc, Va-Vc). The direction is adjusted (step S309). Specifically, for example, the relationship between the error on the screen coordinates corresponding to the X axis and the Y axis and the angle to be adjusted of the reflection units 271b and 272b is stored in advance in the storage unit 320 as an error correspondence relationship. Furthermore, as indicated by the white arrow in FIG. 21A, the control substrate 210 deflects the measurement light based on the calculated error (Ua-Uc, Va-Vc) and the error correspondence relation. Fine-tune the

その後、制御基板210は、ステップS305の処理に戻る。それにより、測定光の偏向方向が微調整された上で再度ステップS305〜S307の処理が行われる。その結果、最終的に、図21(b)に示すように、誤差(Ua−Uc,Va−Vc)が判定範囲内となることにより、使用者により指定された基準点および測定点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が特定される。   Thereafter, the control board 210 returns to the process of step S305. Thus, the processing of steps S305 to S307 is performed again after the deflection direction of the measurement light is finely adjusted. As a result, finally, as shown in FIG. 21 (b), the errors (Ua-Uc, Va-Vc) fall within the determination range, thereby corresponding to the reference point and the measurement point designated by the user. Coordinates (Xc, Yc, Zc) are specified.

本例では、照射位置P2の座標(Xc,Yc,Zc)の座標がステップS306の処理により算出されるが、本発明はこれに限定されない。照射位置P2の座標(Xc,Yc,Zc)は、後述する図22および図23の指定測定処理におけるステップS405,S406の処理により算出されてもよい。   In this example, the coordinates of the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the irradiation position P2 are calculated by the process of step S306, but the present invention is not limited to this. The coordinates (Xc, Yc, Zc) of the irradiation position P2 may be calculated by the processes of steps S405 and S406 in the designated measurement process of FIGS. 22 and 23 described later.

図22および図23は、制御基板210による指定測定処理の他の例を示すフローチャートである。図24は、図22および図23の指定測定処理を説明するための説明図である。図24(a),(b)の各々では、左側に光学定盤111上に載置される測定対象物Sと撮像部220および走査部270との位置関係が側面図で示されるとともに、右側に撮像部220の撮像により表示部340に表示される画像が示される。   22 and 23 are flowcharts showing another example of the designated measurement process by the control substrate 210. FIG. 24 is an explanatory diagram for describing the designated measurement process of FIG. 22 and FIG. In each of FIGS. 24 (a) and 24 (b), the positional relationship between the measurement object S mounted on the optical surface plate 111 on the left side and the imaging unit 220 and the scanning unit 270 is shown in a side view. The image displayed on the display unit 340 by the imaging of the imaging unit 220 is shown in FIG.

指定測定処理が開始されると、制御基板210は、制御部310から指令とともに与えられる画面座標(Ua,Va)を取得する(ステップS401)。続いて、制御基板210は、上記のステップS302の処理と同様に、使用者により指定された点P0のZ軸の成分を「Za」と仮定する(ステップS402)。この場合、図20(b)の例と同様に、仮定されるZ軸の成分は、実際に指定された点P0のZ軸の成分に一致するとは限らない。   When the designated measurement process is started, the control board 210 acquires screen coordinates (Ua, Va) given along with a command from the control unit 310 (step S401). Subsequently, the control board 210 assumes that the component of the Z axis of the point P0 designated by the user is “Za” (step S402), as in the process of step S302 described above. In this case, as in the example of FIG. 20 (b), the assumed Z-axis component does not necessarily coincide with the Z-axis component of the actually designated point P0.

次に、制御基板210は、上記のステップS303の処理と同様に、Z軸の成分が仮定された「Za」であるときの画面座標(Ua,Va)に対応する平面座標(Xa,Ya)を算出する(ステップS403)。また、制御基板210は、上記のステップS304の処理と同様に、ステップS403の処理により得られる仮想点P1の座標(Xa,Ya,Za)および位置変換情報に基づいて図5の可動部252a,252bの位置および図7の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する(ステップS404)。ステップS404において、使用者により指定される点P0と測定対象物Sに照射される測定光の照射位置との関係は、上記の図20(c)の状態と同じである。その後、測定対象物S上の測定光の照射位置が実際に指定された点P0に一致するかまたは近づくように、以降の処理が行われる。   Next, in the control substrate 210, plane coordinates (Xa, Ya) corresponding to the screen coordinates (Ua, Va) when the Z-axis component is assumed to be “Za” as in the process of step S303 above. Is calculated (step S403). Further, the control board 210 controls the movable portion 252a of FIG. 5 based on the coordinates (Xa, Ya, Za) of the virtual point P1 obtained by the process of step S403 and the position conversion information, as in the process of step S304 described above. The position of 252b and the angles of the reflecting portions 271b and 272b in FIG. 7 are adjusted to irradiate measurement light (step S404). In step S404, the relationship between the point P0 designated by the user and the irradiation position of the measurement light irradiated to the measurement object S is the same as the state shown in FIG. 20 (c). Thereafter, the subsequent processing is performed such that the irradiation position of the measurement light on the measurement object S actually coincides with or approaches the designated point P0.

まず、制御基板210は、図5の可動部252a,252bの位置を検出するとともに、図7の反射部271b,272bの角度から測定光の偏向方向を検出する(ステップS405)。   First, the control substrate 210 detects the positions of the movable parts 252a and 252b in FIG. 5 and detects the deflection direction of the measurement light from the angles of the reflection parts 271b and 272b in FIG. 7 (step S405).

次に、制御基板210は、直前のステップS405で検出された可動部252a,252bの位置と図4の受光部232dにより取得される受光信号とに基づいて測定光の出射位置と測定対象物Sにおける測定光の照射位置との間の距離を算出する。また、制御基板210は、算出された距離および直前のステップS405で検出された測定光の偏向方向に基づいて測定対象物Sまたは光学定盤111上の測定光の照射位置P2の座標を座標(Xc,Yc,Zc)とする(ステップS406)。   Next, the control substrate 210 outputs the measurement light emission position and the measurement object S based on the positions of the movable portions 252a and 252b detected in the immediately preceding step S405 and the light reception signal acquired by the light reception portion 232d of FIG. Calculate the distance between the measurement light and the irradiation position of In addition, the control substrate 210 coordinates the coordinates of the irradiation position P2 of the measurement light on the measurement target S or the optical surface plate 111 based on the calculated distance and the deflection direction of the measurement light detected in the immediately preceding step S405. It is assumed that Xc, Yc, Zc) (step S406).

上記のステップS406の処理により、測定光の照射位置P2のZ軸の成分「Zc」は、使用者により指定された点P0のZ軸の成分に一致するかまたは近い値であると推定される。そこで、制御基板210は、座標変換情報に基づいてZ軸の成分が仮定された「Zc」であるときの画面座標(Ua,Va)に対応する平面座標(Xa’,Ya’)を算出する(ステップS407)。それにより、図24(a)に示すように、画面座標(Ua,Va)および仮定されたZ軸の成分に対応する仮想点P3の座標(Xa’,Ya’,Zc)が得られる。   By the process of step S406 described above, the component "Zc" of the Z axis of the irradiation position P2 of the measurement light is estimated to be a value that matches or is close to the component of the Z axis of the point P0 designated by the user . Therefore, the control board 210 calculates plane coordinates (Xa ′, Ya ′) corresponding to the screen coordinates (Ua, Va) when the component of the Z axis is assumed “Zc” based on the coordinate conversion information. (Step S407). Thus, as shown in FIG. 24A, the screen coordinates (Ua, Va) and the coordinates (Xa ', Ya', Zc) of the virtual point P3 corresponding to the assumed Z-axis component are obtained.

次に、制御基板210は、仮想点P3の平面座標(Xa’,Ya’)に対する照射位置P2の平面座標(Xc,Yc)の誤差(Xa’−Xc,Ya’−Yc)を算出するとともに、算出された誤差が予め定められた判定範囲内であるか否かを判定する(ステップS408)。このとき用いられる判定範囲は、使用者により設定可能であってもよいし、光走査高さ測定装置400の工場出荷時に予め設定されていてもよい。   Next, the control substrate 210 calculates an error (Xa′−Xc, Ya′−Yc) of the plane coordinates (Xc, Yc) of the irradiation position P2 with respect to the plane coordinates (Xa ′, Ya ′) of the virtual point P3. Then, it is determined whether the calculated error is within a predetermined determination range (step S408). The determination range used at this time may be set by the user, or may be set in advance at the factory shipment of the optical scanning height measuring device 400.

ステップS408において、誤差(Xa’−Xc,Ya’−Yc)が予め定められた判定範囲内である場合、制御基板210は、直前のステップS406で定められた照射位置P2の座標(Xc,Yc,Zc)を使用者により指定された座標として特定し(ステップS409)、指定測定処理を終了する。その後、制御基板210は、特定された座標(Xc,Yc,Zc)を制御部310に与える。   In step S408, when the error (Xa '-Xc, Ya'-Yc) is within the predetermined determination range, the control substrate 210 determines the coordinates (Xc, Yc) of the irradiation position P2 determined in the previous step S406. , Zc) as coordinates designated by the user (step S409), and the designated measurement process is ended. Thereafter, the control substrate 210 gives the identified coordinates (Xc, Yc, Zc) to the control unit 310.

ステップS408において、誤差(Xa’−Xc,Ya’−Yc)が予め定められた判定範囲外である場合、制御基板210は、直前のステップS407で得られた仮想点P3の座標(Xa’,Ya’,Zc)を上記のステップS404で測定光の照射対象となる座標(Xa,Ya,Za)とする(ステップS410)。その後、制御基板210は、上記のステップS404の処理に戻る。   In step S408, when the error (Xa'-Xc, Ya'-Yc) is out of the predetermined determination range, the control substrate 210 determines the coordinates (Xa ', of the virtual point P3 obtained in the immediately preceding step S407. Ya 'and Zc are set as coordinates (Xa, Ya, Za) to be irradiated with the measurement light in step S404 above (step S410). Thereafter, the control substrate 210 returns to the process of step S404 described above.

それにより、測定光の偏向方向が変更された上で再度ステップS404〜S408の処理が行われる。その結果、最終的に、図24(b)に示すように、誤差(Xa’−Xc,Ya’−Yc)が判定範囲内となることにより、使用者により指定された基準点および測定点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が特定される。   As a result, after the deflection direction of the measurement light is changed, the processes of steps S404 to S408 are performed again. As a result, finally, as shown in FIG. 24 (b), the errors (Xa'-Xc, Ya'-Yc) fall within the judgment range, so that the reference point and the measurement point designated by the user are obtained. The corresponding coordinates (Xc, Yc, Zc) are identified.

本例では、照射位置P2の座標(Xc,Yc,Zc)の座標がステップS405,S406の処理により算出されるが、本発明はこれに限定されない。照射位置P2の座標(Xc,Yc,Zc)の座標は、図18および図19の指定測定処理におけるステップS306の処理により算出されてもよい。   In this example, the coordinates of the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the irradiation position P2 are calculated by the processing of steps S405 and S406, but the present invention is not limited to this. The coordinates of the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the irradiation position P2 may be calculated by the process of step S306 in the designated measurement process of FIGS. 18 and 19.

このような指定測定処理において、測定光の照射位置または測定対象物の形状等によっては、その反射光を適切に受光することができない。図25〜図27は、反射光を適切に受光することができない場合の例について説明するための図である。   In such a designated measurement process, the reflected light can not be properly received depending on the irradiation position of the measurement light, the shape of the measurement object, and the like. 25 to 27 are diagrams for describing an example in the case where reflected light can not be received properly.

図25の例では、測定領域Vの端部に位置する測定対象物Sの水平な面上の部分P11に、測定光が照射される。図26の例では、測定ヘッド200の外側に向けられた測定対象物Sの傾斜面上の部分P12に測定光が照射される。このような場合、測定光の入射角が大きいため、測定ヘッド200の走査部270に戻る反射光の光量が少なくなる。入射角とは、測定光が照射される面に対して垂直な方向と、測定光の照射方向との間の角度である。図27の例では、測定対象物Sに設けられた凹部の底面上の部分P13に測定光が照射される。この場合、反射光の大部分が凹部内で遮られるため、測定ヘッド200の走査部270に戻る反射光の光が少なくなる。   In the example of FIG. 25, the measurement light is emitted to the portion P11 on the horizontal surface of the measurement object S located at the end of the measurement region V. In the example of FIG. 26, the measurement light is emitted to the portion P12 on the inclined surface of the measurement object S directed to the outside of the measurement head 200. In such a case, since the incident angle of the measurement light is large, the light amount of the reflected light returning to the scanning unit 270 of the measurement head 200 is reduced. The incident angle is an angle between the direction perpendicular to the surface irradiated with the measurement light and the irradiation direction of the measurement light. In the example of FIG. 27, the measurement light is emitted to the portion P13 on the bottom surface of the recess provided in the measurement object S. In this case, most of the reflected light is blocked in the recess, so the amount of light reflected back to the scanning portion 270 of the measuring head 200 is reduced.

測定光の照射位置の座標を算出するためには、一定量以上の受光量が必要である。そのため、図25〜図27の例のように、走査部270に戻る反射光の光量が少ないと、測定光の照射位置の三次元座標を適切に算出することができない。また、測定光の照射位置が鏡面上である場合、または光透過性を有する部分に測定光が照射される場合にも、適切に反射光が受光されず、三次元座標が算出されにくい。   In order to calculate the coordinates of the irradiation position of the measurement light, it is necessary to receive a certain amount of light received. Therefore, as in the example of FIGS. 25 to 27, when the light amount of the reflected light returning to the scanning unit 270 is small, the three-dimensional coordinates of the irradiation position of the measurement light can not be appropriately calculated. In addition, even when the irradiation position of the measurement light is on the mirror surface or when the measurement light is irradiated to the light transmitting portion, the reflected light is not appropriately received, and it is difficult to calculate the three-dimensional coordinates.

本実施の形態では、少なくとも1つの基準点に対応する三次元座標が算出されない場合に、予め選択された座標欠落処理が行われる。座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合には、基準面が特定されない。この場合、使用者の要求と異なる基準面が特定されることが防止される。それにより、算出される物理量(高さ)の信頼性の低下が防止される。一方、座標欠落処理として第2の処理が選択されかつ算出された三次元座標により基準面を特定可能である場合、算出された三次元座標に基づいて基準面が特定される。この場合、基準点を再指定することなく、効率良く物理量を算出することができる。このように、目的に応じて異なる座標欠落処理を選択的に行うことができる。したがって、使用者の利便性を高めることができかつ適切に基準面を特定することができる。   In the present embodiment, when the three-dimensional coordinates corresponding to at least one reference point are not calculated, the coordinate loss process selected in advance is performed. When the first process is selected as the coordinate loss process, the reference plane is not identified. In this case, it is prevented that a reference plane different from the user's request is identified. This prevents the decrease in the reliability of the calculated physical quantity (height). On the other hand, if the second process is selected as coordinate loss processing and the reference plane can be identified by the calculated three-dimensional coordinates, the reference plane is identified based on the calculated three-dimensional coordinates. In this case, the physical quantity can be efficiently calculated without re-specifying the reference point. Thus, different coordinate missing processes can be selectively performed according to the purpose. Therefore, the convenience of the user can be enhanced and the reference surface can be appropriately identified.

(10)実測定処理
制御基板210は、制御部310から実測定処理の指令を受けることにより、実測定処理を開始する。以下、測定点の実測定処理について説明する。基準点の実測定処理は、測定点の実測定処理と同様である。実測定処理が開始されると、制御基板210は、まず制御部310から指令とともに与えられる測定点の座標(Xc,Yc,Zc)を取得する。
(10) Actual Measurement Process The control substrate 210 starts the actual measurement process by receiving an instruction of the actual measurement process from the control unit 310. The actual measurement process of the measurement points will be described below. The actual measurement process of the reference point is the same as the actual measurement process of the measurement point. When the actual measurement process is started, the control board 210 first acquires coordinates (Xc, Yc, Zc) of measurement points given from the control unit 310 together with a command.

ここで、設定モードで設定された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)と位置変換情報とに基づいて測定光を照射しても、測定モードで測定される測定対象物Sの形状によっては、測定対象物S上の測定光の照射位置の平面座標が測定点の座標から大きくずれる場合がある。   Here, even if the measurement light is irradiated based on the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the measurement point set in the setting mode and the position conversion information, depending on the shape of the measurement object S measured in the measurement mode The plane coordinates of the irradiation position of the measurement light on the measurement object S may be largely deviated from the coordinates of the measurement point.

例えば、測定点に対応する測定対象物Sの部分のZ軸の成分が「Zc」から大きくずれていると、測定光の照射位置の平面座標も設定された測定点の平面座標(Xc,Yc)から大きくずれる。そこで、実測定処理では、測定光の照射位置の平面座標が測定点の平面座標(Xc,Yc)から一定の範囲内に収まるように調整される。   For example, if the component of the Z axis of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point is largely deviated from “Zc”, the plane coordinates of the measurement point at which the plane coordinates of the irradiation position of the measurement light are also set (Xc, Yc Greatly deviate from). Therefore, in the actual measurement process, the plane coordinates of the irradiation position of the measurement light are adjusted to be within a certain range from the plane coordinates (Xc, Yc) of the measurement point.

具体的には、制御基板210は、例えば取得された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)に対応する画面座標を(Ua,Va)とした上で、取得された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)を図18のステップS303の処理で得られる仮想点P1の座標(Xa,Ya,Za)とする。次に、制御基板210は、図18および図19のステップS304〜S308の処理を行う。続いて、制御基板210は、ステップS308の処理で特定された座標(Xc,Yc,Zc)と位置変換情報とに基づいて図5の可動部252a,252bの位置および図7の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する。   Specifically, the control board 210 sets, for example, (Ua, Va) screen coordinates corresponding to the acquired coordinates (Xc, Yc, Zc) of the acquired measurement points, and then coordinates (Xc) of the acquired measurement points. , Yc, Zc) are coordinates (Xa, Ya, Za) of the virtual point P1 obtained by the process of step S303 of FIG. Next, the control substrate 210 performs the processes of steps S304 to S308 in FIGS. 18 and 19. Subsequently, based on the coordinates (Xc, Yc, Zc) identified in the process of step S308 and the position conversion information, the control board 210 positions the movable parts 252a and 252b in FIG. 5 and the reflection part 271b in FIG. The measurement light is irradiated by adjusting the angle 272 b.

続いて、制御基板210は、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図7の偏向部271,272の偏向方向に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出し、制御部310に与える。それにより、実測定処理が終了する。なお、制御基板210は、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図1の撮像部220により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出してもよい。   Subsequently, the control substrate 210 measures the object based on the light receiving signal output from the light receiving unit 232 d of FIG. 4, the positions of the movable units 252 a and 252 b of FIG. 5, and the deflection directions of the deflection units 271 and 272 of FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion on the object S irradiated with the measurement light are calculated and given to the control unit 310. Thus, the actual measurement process ends. The control substrate 210 is a light receiving signal output from the light receiving unit 232 d in FIG. 4, the positions of the movable units 252 a and 252 b in FIG. 5, and the irradiation position of measurement light on the image acquired by the imaging unit 220 in FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement object S irradiated with the measurement light may be calculated based on the plane coordinates indicating.

あるいは、制御基板210は、以下のように実測定処理を実行してもよい。制御基板210は、例えば取得された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)に対応する画面座標を(Ua,Va)とした上で、取得された測定点の座標(Xc,Yc,Zc)を図22のステップS403の処理で得られる仮想点P1の座標(Xa,Ya,Za)とする。次に、制御基板210は、図22および図23のステップS404〜S409の処理を行う。続いて、制御基板210は、ステップS408の処理で特定された座標(Xc,Yc,Zc)と位置変換情報とに基づいて図5の可動部252a,252bの位置および図7の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する。   Alternatively, the control substrate 210 may execute the actual measurement process as follows. The control board 210 sets, for example, the coordinates (Xc, Yc, Zc) of the acquired measurement points after setting the screen coordinates corresponding to the acquired coordinates (Xc, Yc, Zc) of the measurement points as (Ua, Va). Let (Xa, Ya, Za) be the coordinates of the virtual point P1 obtained by the process of step S403 in FIG. Next, the control substrate 210 performs the processing of steps S404 to S409 in FIGS. Subsequently, based on the coordinates (Xc, Yc, Zc) specified in the process of step S 408 and the position conversion information, the control board 210 positions the movable parts 252 a and 252 b in FIG. 5 and the reflection part 271 b in FIG. The measurement light is irradiated by adjusting the angle 272 b.

その後、制御基板210は、上記の例と同様に、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図7の偏向部271,272の偏向方向に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出し、制御部310に与える。または、制御基板210は、図4の受光部232dから出力される受光信号、図5の可動部252a,252bの位置、および図1の撮像部220により取得される画像上の測定光の照射位置を示す平面座標に基づいて、測定対象物S上で測定光が照射される部分の三次元座標(Xb,Yb,Zb)を算出し、制御部310に与える。   After that, the control substrate 210 receives the light receiving signal output from the light receiving unit 232 d in FIG. 4, the positions of the movable units 252 a and 252 b in FIG. 5, and the deflection directions of the deflection units 271 and 272 in FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement object S irradiated with the measurement light are calculated based on the above, and are given to the control unit 310. Alternatively, the control substrate 210 may be a light receiving signal output from the light receiving unit 232 d in FIG. 4, the positions of the movable units 252 a and 252 b in FIG. 5, and the irradiation position of measurement light on the image acquired by the imaging unit 220 in FIG. The three-dimensional coordinates (Xb, Yb, Zb) of the portion of the measurement object S irradiated with the measurement light are calculated based on the plane coordinates indicating.

実測定処理においても、指定測定処理と同様に、十分な受光量が得られず、基準点に対応する座標を算出することができない場合がある。そのため、実測定処理においても、指定測定処理と同様に、少なくとも1つの基準点に対応する座標が算出されない場合に、予め選択された座標欠落処理が行われることが好ましい。   Also in the actual measurement process, as in the case of the designated measurement process, a sufficient amount of received light may not be obtained, and the coordinates corresponding to the reference point may not be calculated. Therefore, also in the actual measurement process, as in the case of the designated measurement process, it is preferable that the coordinate drop process selected in advance is performed when the coordinates corresponding to at least one reference point are not calculated.

(11)設定モードおよび測定モードを用いた操作例
図28〜図35は、設定モードにおける光走査高さ測定装置400の操作例を説明するための図である。以下では、光走査高さ測定装置400の使用者を測定管理者と測定作業者とに区別して説明する。
(11) Operation Example Using Setting Mode and Measurement Mode FIGS. 28 to 35 are diagrams for explaining an operation example of the optical scanning height measuring device 400 in the setting mode. In the following, the user of the optical scanning height measurement apparatus 400 will be described separately for the measurement manager and the measurement worker.

まず、測定管理者は、高さ測定の基準となる測定対象物Sを光学定盤111上に位置決めし、図1の操作部330を用いて図8の設定ボタン341aを操作する。それにより、光走査高さ測定装置400が設定モードの動作を開始する。この場合、例えば図23に示すように、図1の表示部340に設定画面350が表示される。設定画面350は、画像表示領域351およびボタン表示領域352を含む。画像表示領域351には、現在撮像されている測定対象物Sの画像が基準画像RIとして表示される。図28〜図35の各図および後述する図36〜図45の各図では、画像表示領域351に表示される基準画像RIおよび後述する測定画像MIのうち測定対象物Sの形状を示す輪郭が太い実線で示される。   First, the measurement manager positions the measurement target S, which is the reference of height measurement, on the optical surface plate 111, and operates the setting button 341a of FIG. 8 using the operation unit 330 of FIG. Thus, the optical scanning height measuring device 400 starts the operation of the setting mode. In this case, for example, as shown in FIG. 23, a setting screen 350 is displayed on the display unit 340 of FIG. The setting screen 350 includes an image display area 351 and a button display area 352. In the image display area 351, an image of the measurement object S currently captured is displayed as a reference image RI. In each of FIGS. 28 to 35 and each of FIGS. 36 to 45 which will be described later, a contour indicating the shape of the measurement object S in the reference image RI displayed in the image display area 351 and the measurement image MI to be described later It is indicated by a thick solid line.

設定モードの開始時点には、ボタン表示領域352に、サーチ領域ボタン352a、パターン画像ボタン352bおよび設定完了ボタン352cが表示される。測定管理者は、例えばサーチ領域ボタン352aを操作し、画像表示領域351上でドラッグ操作等を行う。それにより、図28に点線で示すようにサーチ領域SRを設定する。また、測定管理者は、例えばパターン画像ボタン352bを操作し、画像表示領域351上でドラッグ操作等を行う。それにより、図28に一点鎖線で示すようにパターン画像PIを設定することができる。   At the start time of the setting mode, a search area button 352 a, a pattern image button 352 b and a setting completion button 352 c are displayed in the button display area 352. The measurement manager operates, for example, the search area button 352 a and performs a drag operation or the like on the image display area 351. Thus, the search area SR is set as shown by a dotted line in FIG. Also, the measurement manager operates, for example, the pattern image button 352 b to perform a drag operation or the like on the image display area 351. Thereby, the pattern image PI can be set as indicated by an alternate long and short dash line in FIG.

測定管理者は、サーチ領域SRおよびパターン画像PIの設定を行った後、設定完了ボタン352cを操作する。それにより、サーチ領域SRおよびパターン画像PIの設定が完了するとともに、設定画面350の表示態様が図29に示すように切り替わる。具体的には、画像表示領域351において、設定されたサーチ領域SRおよびパターン画像PIを示す指標が除去される。また、ボタン表示領域352において、図28のサーチ領域ボタン352aおよびパターン画像ボタン352bに代えて、点指定ボタン352dおよび基準面設定ボタン352eが表示される。   After setting the search area SR and the pattern image PI, the measurement manager operates the setting completion button 352 c. Thereby, the setting of the search area SR and the pattern image PI is completed, and the display mode of the setting screen 350 is switched as shown in FIG. Specifically, in the image display area 351, the index indicating the set search area SR and the pattern image PI is removed. Further, in the button display area 352, in place of the search area button 352a and the pattern image button 352b of FIG. 28, a point designation button 352d and a reference surface setting button 352e are displayed.

測定管理者は、点指定ボタン352dを操作し、画像表示領域351上でクリック操作等を行う。それにより、図30に「+」印で示すように1または複数(本例では4つ)の基準点が指定される。その後、測定管理者は、基準面設定ボタン352eを操作する。   The measurement manager operates the point designation button 352 d to perform a click operation or the like on the image display area 351. Thereby, one or more (four in this example) reference points are designated as indicated by the “+” mark in FIG. Thereafter, the measurement manager operates the reference surface setting button 352 e.

指定された全ての基準点に対応する三次元座標が算出された場合、それらの座標に基づいて基準面(本例では平面)が特定され、図31に二点鎖線で示すように、画像表示領域351に特定された基準面RFを示す指標が表示される。ここで、4以上の基準点に対応する座標が算出された場合、4以上の全ての基準点が必ずしも基準面RFに含まれる必要はない。この場合、基準面RFは、例えば複数の基準点との間の距離が全体的に小さくなるように特定される。同様に、基準面を決定するための基準面拘束条件が定められている場合、例えば、基準面が載置面に平行であること、または基準面が予め記憶された他の面と平行であること等の条件が定められている場合において、2以上の基準点に対応する座標が算出された場合、2以上の全ての基準点が必ずしも基準面RFに含まれる必要はない。なお、基準面RFは、点指定ボタン352dおよび基準面設定ボタン352eの操作が繰り返されることにより複数特定されてもよい。   When three-dimensional coordinates corresponding to all designated reference points are calculated, the reference plane (in the present example, a plane) is specified based on those coordinates, and image display is performed as shown by a two-dot chain line in FIG. An index indicating the reference plane RF specified in the area 351 is displayed. Here, when coordinates corresponding to four or more reference points are calculated, it is not necessary that all the four or more reference points be included in the reference plane RF. In this case, the reference plane RF is specified, for example, such that the distance between the plurality of reference points is generally small. Similarly, when a reference surface constraint condition for determining a reference surface is defined, for example, the reference surface is parallel to the mounting surface, or the reference surface is parallel to another surface previously stored. In the case where conditions such as that are determined, if coordinates corresponding to two or more reference points are calculated, it is not necessary that all the two or more reference points be included in the reference plane RF. A plurality of reference planes RF may be specified by repeating the operations of the point designation button 352d and the reference plane setting button 352e.

指定された複数の基準点のうち少なくとも1つの基準点に対応する三次元座標が算出されなかった場合、予め選択された座標欠落処理が行われる。座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合、基準面が特定されず、図32に示すように、警告情報が提示される。図32の例では、警告情報として、エラーメッセージEM1,EM2およびエラーマークEKが表示される。エラーメッセージEM1は、基準面が特定されていないことを測定管理者に通知するための文字列である。エラーメッセージEM2およびエラーマークEMは、座標が算出されなかった基準点を測定管理者に通知するための文字列およびマーク(本例では、「×」印)である。エラーマークEKは、座標が算出されなかった基準点を表す「+」印と重なるように表示される。エラーマークEKの代わりに、座標が算出されなかった基準点を表す「+」印が例えば赤色に変化されてもよい。図32の例のように基準面が特定されない場合、測定管理者は、座標が算出されなかった基準点と異なる位置を基準点として再指定する。   If the three-dimensional coordinates corresponding to at least one reference point among the plurality of designated reference points are not calculated, the coordinate loss process selected in advance is performed. When the first process is selected as the coordinate loss process, the reference surface is not identified, and as shown in FIG. 32, warning information is presented. In the example of FIG. 32, error messages EM1 and EM2 and an error mark EK are displayed as warning information. The error message EM1 is a character string for notifying the measurement manager that the reference plane has not been identified. The error message EM2 and the error mark EM are a character string and a mark (in this example, an “x” mark) for notifying the measurement manager of the reference point whose coordinates were not calculated. The error mark EK is displayed so as to overlap with the “+” mark representing the reference point whose coordinates were not calculated. Instead of the error mark EK, the “+” mark representing the reference point whose coordinates were not calculated may be changed to, for example, red. When the reference plane is not specified as in the example of FIG. 32, the measurement manager re-specifies a position different from the reference point for which the coordinates were not calculated as the reference point.

座標欠落処理として第2の処理が選択されている場合、算出された座標に基づいて基準面RFが特定され、図33に示すように、特定された基準面RFを示す指標が表示される。また、図33の例では、警告情報として、図32の例と同様に、指標が算出されなかった基準点を測定管理者に通知するためのエラーマークEMが表示される。エラーマークEMに加えて図32のエラーメッセージEM2が表示されてもよい。   When the second process is selected as the coordinate loss process, the reference plane RF is specified based on the calculated coordinates, and as shown in FIG. 33, an index indicating the specified reference plane RF is displayed. Further, in the example of FIG. 33, as in the example of FIG. 32, an error mark EM for notifying the measurement manager of the reference point whose index has not been calculated is displayed as the warning information. In addition to the error mark EM, an error message EM2 of FIG. 32 may be displayed.

基準面RFが特定されると、測定管理者は、設定完了ボタン352cを操作する。それにより、基準面RFの設定が完了するとともに、設定画面350の表示態様が図34に示すように切り替わる。具体的には、画像表示領域351において、基準面RFの設定に用いられた1または複数の基準点を示す指標が除去される。また、ボタン表示領域352において、図34の基準面設定ボタン352eに代えて、許容値ボタン352gが表示される。   When the reference plane RF is specified, the measurement manager operates the setting completion button 352 c. Thereby, the setting of the reference plane RF is completed, and the display mode of the setting screen 350 is switched as shown in FIG. Specifically, in the image display area 351, an index indicating one or more reference points used for setting the reference plane RF is removed. Further, in the button display area 352, an allowance value button 352g is displayed instead of the reference surface setting button 352e of FIG.

測定管理者は、点指定ボタン352dを操作し、画像表示領域351上でクリック操作等を行う。それにより、図35に「+」印で示すように、測定点が指定される。このとき、複数の基準面RFが設定されている場合、指定された測定点の基準となる基準面RFとして設定された複数の基準面RFの中から一の選択を受け付ける。また、指定された測定点について、上記の指定測定処理が行われ、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出できたときには、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さが画像表示領域351上に表示される。このとき「+」印の色を例えば緑色に変化させることにより、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出できたことを示してもよい。   The measurement manager operates the point designation button 352 d to perform a click operation or the like on the image display area 351. Thereby, measurement points are designated as shown by “+” marks in FIG. At this time, in the case where a plurality of reference planes RF are set, one selection is accepted from among the plurality of reference planes RF set as the reference planes RF as the reference of the designated measurement point. In addition, when the above-mentioned designated measurement processing is performed for the designated measurement point and the height of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point can be calculated, the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point The height is displayed on the image display area 351. At this time, it may be shown that the height of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point can be calculated by changing the color of the “+” mark, for example, to green.

一方、指定された測定点について、上記の指定測定処理が行われ、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出できないときには、「FAIL」等のエラーメッセージが画像表示領域351上に表示されてもよい。このとき「+」印の色を例えば赤色に変化させることにより、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出できないことを示してもよい。   On the other hand, when the designated measurement process described above is performed for the designated measurement point and the height of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point can not be calculated, an error message such as “FAIL” appears on the image display area 351. May be displayed. At this time, it may be indicated that the height of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point can not be calculated by changing the color of the “+” mark to, for example, red.

複数の測定点が指定されている場合、測定経路情報を指定可能であってもよい。例えば、複数の測定点の指定順通りに測定経路を設定する、あるいは、測定経路が最短になるような測定経路を設定する等の情報を設定可能であってもよい。   When a plurality of measurement points are designated, it may be possible to designate measurement path information. For example, it may be possible to set information such as setting measurement paths in accordance with the designation order of a plurality of measurement points, or setting measurement paths such that the measurement path is shortest.

測定点の指定時に、測定管理者は、さらに許容値ボタン352gを操作することにより、測定点ごとに許容値として設計値および公差を設定することができる。最後に、測定管理者は、設定完了ボタン352cを操作する。それにより、基準点、測定点および許容値を含む一連の情報が互いに関連付けられて登録情報として記憶部320に記憶される。このとき、登録情報は、特定のファイル名が付与される。なお、このファイル名は、測定管理者により設定可能であってもよい。   At the time of designation of the measurement point, the measurement manager can further set the design value and the tolerance as the tolerance value for each measurement point by operating the tolerance value button 352g. Finally, the measurement manager operates the setting completion button 352c. Thereby, a series of information including the reference point, the measurement point, and the tolerance value are associated with one another and stored in the storage unit 320 as registration information. At this time, the registration information is given a specific file name. The file name may be set by the measurement manager.

図30〜図35に示すように、基準画像RIには、測定管理者により指定された基準点および測定点の位置を示す指標「+」に重畳表示される。これにより、測定管理者は、測定対象物Sの基準画像RI上に重畳表示された指標を視認することにより、指定された基準点および測定点を容易に確認することができる。   As shown in FIGS. 30 to 35, the reference image RI is superimposed on the reference point designated by the measurement manager and the index "+" indicating the position of the measurement point. Thereby, the measurement manager can easily confirm the designated reference point and measurement point by visually recognizing the index superimposed and displayed on the reference image RI of the measurement object S.

ここで、本発明においては、設定モードにおける基準点および測定点の設定の順は上記の例に限定されない。基準点および測定点の設定は、以下のように行われてもよい。   Here, in the present invention, the order of setting of the reference point and the measurement point in the setting mode is not limited to the above example. The setting of the reference point and the measurement point may be performed as follows.

図36〜図38は、設定モードにおける光走査高さ測定装置400の他の操作例を説明するための図である。本例では、サーチ領域SRおよびパターン画像PIの設定後、図38に示すように、ボタン表示領域352に、設定完了ボタン352c、点指定ボタン352d、基準面設定ボタン352e、許容値ボタン352g、基準点設定ボタン352hおよび測定点設定ボタン352iが表示される。   36 to 38 are diagrams for explaining another operation example of the optical scanning height measuring device 400 in the setting mode. In this example, after setting the search area SR and the pattern image PI, as shown in FIG. 38, in the button display area 352, a setting completion button 352c, point specification button 352d, reference surface setting button 352e, tolerance value button 352g, reference The point setting button 352 h and the measurement point setting button 352 i are displayed.

この状態で、測定管理者は、点指定ボタン352dを操作し、画像表示領域351上でクリック操作等を行う。このとき、測定管理者は、図36に「+」印で示すように、基準点または測定点になりえる複数(本例では5つ)の点を指定する。   In this state, the measurement manager operates the point designation button 352 d to perform a click operation or the like on the image display area 351. At this time, as shown by “+” marks in FIG. 36, the measurement manager designates a plurality of (five in this example) points that can be reference points or measurement points.

次に、測定管理者は、指定した各点ごとに、基準点設定ボタン352hまたは測定点設定ボタン352iを操作することにより、当該点を基準点として用いるのか測定点として用いるのかを決定する。さらに、測定管理者は、1または複数の点を基準点として決定した後、基準面設定ボタン352eを操作する。それにより、図37に示すように、画像表示領域351に点線の「+」印で示すように1または複数(本例では3つ)の基準点が表示される。また、二点鎖線で示すように1または複数の基準点に基づく基準面が表示される。指定された複数の基準点のうち少なくとも1つの基準点に対応する三次元座標が算出されなかった場合には、図32および図33の例と同様に、予め選択された座標欠落処理が行われる。この場合、選択されている第1または第2の処理に応じた情報が表示される。   Next, the measurement manager operates the reference point setting button 352 h or the measurement point setting button 352 i for each designated point to determine whether the point is to be used as a reference point or to be used as a measurement point. Furthermore, the measurement manager operates the reference surface setting button 352 e after determining one or more points as the reference points. As a result, as shown in FIG. 37, one or more (three in this example) reference points are displayed in the image display area 351 as indicated by a dotted “+” mark. In addition, as indicated by a two-dot chain line, a reference plane based on one or more reference points is displayed. If the three-dimensional coordinates corresponding to at least one reference point among the plurality of designated reference points are not calculated, the coordinate loss process selected in advance is performed as in the examples of FIGS. 32 and 33. . In this case, information corresponding to the selected first or second processing is displayed.

また、実線の「+」印で示すように1または複数(本例では2つ)の測定点が表示される。その後、図31に示すように、指定された測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さが画像表示領域351上に表示される。このとき、測定管理者は、上記の例と同様に、許容値ボタン352gを操作することにより、測定点ごとに許容値として設計値および公差を設定することができる。最後に、測定管理者は、設定完了ボタン352cを操作する。   In addition, one or more (two in this example) measurement points are displayed as indicated by the solid “+” mark. Thereafter, as shown in FIG. 31, the height of the portion of the measurement target S corresponding to the designated measurement point is displayed on the image display area 351. At this time, the measurement manager can set the design value and the tolerance as the allowable value for each measurement point by operating the allowable value button 352 g as in the above example. Finally, the measurement manager operates the setting completion button 352c.

図39〜図45は、測定モードにおける光走査高さ測定装置400の操作例を説明するための図である。測定作業者は、高さ測定の対象となる測定対象物Sを光学定盤111上に位置決めし、図1の操作部330を用いて図8の測定ボタン341bを操作する。それにより、光走査高さ測定装置400が測定モードの動作を開始する。この場合、例えば図39に示すように、図1の表示部340に測定画面360が表示される。測定画面360は、画像表示領域361およびボタン表示領域362を含む。画像表示領域361には、現在撮像されている測定対象物Sの画像が測定画像MIとして表示される。   39 to 45 are diagrams for describing an operation example of the optical scanning height measurement device 400 in the measurement mode. The measurement operator positions the measurement object S to be measured for height measurement on the optical surface plate 111, and operates the measurement button 341b of FIG. 8 using the operation unit 330 of FIG. Thereby, the optical scanning height measuring device 400 starts the operation in the measurement mode. In this case, for example, as shown in FIG. 39, a measurement screen 360 is displayed on the display unit 340 of FIG. The measurement screen 360 includes an image display area 361 and a button display area 362. In the image display area 361, an image of the measurement object S currently captured is displayed as a measurement image MI.

測定モードの開始時点には、ボタン表示領域362に、ファイル読込ボタン362aが表示される。測定作業者は、ファイル読込ボタン362aを操作することにより、測定管理者に指示されたファイル名を選択する。それにより、光学定盤111に載置された測定対象物Sに対応する高さ測定の登録情報が読み込まれる。   At the start time of the measurement mode, a file read button 362 a is displayed in the button display area 362. The measurement worker operates the file read button 362 a to select the file name instructed by the measurement manager. Thereby, registration information of height measurement corresponding to the measurement object S placed on the optical surface plate 111 is read.

登録情報が読み込まれると、図40に示すように、画像表示領域361の測定画像MI上に、読み込まれた登録情報に対応するパターン画像PIが半透明の状態で重畳表示される。また、ボタン表示領域362に測定ボタン362bが表示される。この場合、測定作業者は、パターン画像PIを参照しつつ、図41に示すように、光学定盤111上で測定対象物Sをより適切な位置に位置決めすることができる。   When the registration information is read, as shown in FIG. 40, the pattern image PI corresponding to the read registration information is superimposed and displayed on the measurement image MI of the image display area 361 in a semitransparent state. Further, the measurement button 362 b is displayed in the button display area 362. In this case, the measurement operator can position the measurement target S at a more appropriate position on the optical surface plate 111 as shown in FIG. 41 while referring to the pattern image PI.

測定作業者は、測定対象物Sの位置決め作業後、測定ボタン362bを操作する。それにより、図42に示すように、登録情報に基づいて測定画像MI上で基準点および測定点が設定される。この場合、パターン画像PIと測定画像MIとの対比に基づいて、登録された基準点および測定点の位置が補正される。図42においては、基準点が点線の「+」印で示され、測定点が実線の「+」印で示される。続いて、特定された基準点に対応する三次元座標が算出され、その座標に基づいて基準面RFが特定される。   The measurement worker operates the measurement button 362 b after the positioning operation of the measurement object S. Thereby, as shown in FIG. 42, the reference point and the measurement point are set on the measurement image MI based on the registration information. In this case, the positions of the registered reference point and measurement point are corrected based on the comparison between the pattern image PI and the measurement image MI. In FIG. 42, the reference point is indicated by a dotted “+” mark, and the measurement point is indicated by a solid “+” mark. Subsequently, three-dimensional coordinates corresponding to the specified reference point are calculated, and the reference plane RF is specified based on the coordinates.

設定された複数の基準点のうち少なくとも1つの基準点に対応する三次元座標が算出されなかった場合、設定モードと同様に、予め選択された座標欠落処理が行われる。座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合、基準面が特定されず、図43に示すように、警告情報が提示される。図43の例では、図32の例と同様に、警告情報として、エラーメッセージEM1,EM2およびエラーマークEKが表示される。この場合、測定作業者が基準点を再指定可能であってもよい。   If the three-dimensional coordinates corresponding to at least one of the plurality of set reference points are not calculated, the coordinate loss process selected in advance is performed as in the setting mode. When the first process is selected as the coordinate loss process, the reference surface is not identified, and as shown in FIG. 43, warning information is presented. In the example of FIG. 43, as in the example of FIG. 32, error messages EM1 and EM2 and an error mark EK are displayed as warning information. In this case, the measurement operator may be able to re-specify the reference point.

座標欠落処理として第2の処理が選択されている場合、図44に示すように、算出された座標に基づいて基準面RFが特定される。図44の例では、図33の例と同様に、警告情報として、エラーマークEMが表示される。   When the second process is selected as the coordinate loss process, as shown in FIG. 44, the reference plane RF is specified based on the calculated coordinates. In the example of FIG. 44, as in the example of FIG. 33, the error mark EM is displayed as the warning information.

基準面RFが特定されると、設定された測定点に対応する測定対象物Sの複数の部分の基準面からの高さが測定される。また、読み込まれた登録情報に許容値が含まれる場合には、その許容値に基づいて測定点の対応部分の良否判定が行われる。   When the reference plane RF is specified, the heights from the reference plane of the plurality of portions of the measurement target S corresponding to the set measurement point are measured. If the read registration information includes an allowance, the quality of the corresponding part of the measurement point is determined based on the allowance.

その結果、図45に示すように、画像表示領域361上に、設定されている測定点にそれぞれ対応する測定対象物Sの部分の高さが表示される。また、ボタン表示領域362上に、設定されている測定点にそれぞれ対応する測定対象物Sの部分の高さが表示されるとともに、許容値に基づく良否判定の結果が検査結果として表示される。   As a result, as shown in FIG. 45, the height of the portion of the measurement target S corresponding to each of the set measurement points is displayed on the image display area 361. Further, the height of the portion of the measurement target S corresponding to each set measurement point is displayed on the button display area 362, and the result of the quality determination based on the tolerance value is displayed as the inspection result.

(12)代替部分の測定
指定された基準点に対応する部分の三次元座標が算出されなかった場合、その部分の代替となる代替部分が提示されてもよい。図46は、代替部分の提示例を説明するための図である。ここでは、設定モードにおいて、座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合を例に説明する。図46の例では、指定された基準点BP1〜BP4のうち、基準点BP4の三次元座標が算出されていない。そこで、基準点BP4に対応する部分の代替となる代替部分BP4’が特定され、その代替部分BP4’が基準画像RI上に「○」印で表示される。
(12) Measurement of Substitute Part If the three-dimensional coordinate of the part corresponding to the designated reference point is not calculated, a substitute part that is a substitute for that part may be presented. FIG. 46 is a diagram for describing a presentation example of the alternative part. Here, the case where the first process is selected as the coordinate missing process in the setting mode will be described as an example. In the example of FIG. 46, among the designated reference points BP1 to BP4, three-dimensional coordinates of the reference point BP4 are not calculated. Therefore, an alternative portion BP4 'that is an alternative to the portion corresponding to the reference point BP4 is identified, and the alternative portion BP4' is displayed on the reference image RI by the "o" mark.

代替部分BP4’の特定方法として、例えば、基準画像RI上で基準点BP4を中心とする一定範囲の代替領域が特定される。その代替領域内の任意の位置が代替候補点として特定される。特定された代替候補点について、上記の指定測定処理が行われる。指定測定処理によって代替候補点に対応する三次元座標が算出された場合、その代替候補点に対応する部分が代替部分に特定される。代替候補点に対応する三次元座標が算出されない場合、代替領域内において他の位置が代替候補点として特定され、その代替候補点について指定測定処理が行われる。代替候補点に対応する三次元座標が算出されるまで同様の処理が繰り返され、三次元座標が算出されると、代替候補点に対応する部分が代替部分に特定される。   As a method of specifying the alternative portion BP4 ', for example, a range of alternative regions centered on the reference point BP4 is specified on the reference image RI. An arbitrary position within the alternative area is identified as an alternative candidate point. The above-described designated measurement process is performed on the identified alternative candidate points. When the three-dimensional coordinates corresponding to the alternative candidate point are calculated by the designated measurement process, the part corresponding to the alternative candidate point is specified as the alternative part. If the three-dimensional coordinates corresponding to the alternative candidate point are not calculated, another position is identified as an alternative candidate point in the alternative area, and designated measurement processing is performed on the alternative candidate point. The same process is repeated until the three-dimensional coordinates corresponding to the alternative candidate points are calculated, and when the three-dimensional coordinates are calculated, the part corresponding to the alternative candidate points is identified as the alternative part.

また、基準画像RIが解析され、その解析結果に基づいて代替部分が特定されてもよい。例えば、基準画像RIにおいて、陰影部分および鏡面部分等の三次元座標が算出されにくい箇所が検出され、それらの箇所を除いた領域に代替部分が特定されてもよい。   In addition, the reference image RI may be analyzed, and a substitute portion may be identified based on the analysis result. For example, in the reference image RI, a portion where three-dimensional coordinates are difficult to be calculated, such as a shaded portion and a mirror surface portion, may be detected, and a substitute portion may be identified in an area excluding these portions.

このようにして代替部分が提示されることにより、使用者は、基準点の再指定を容易にかつ効率良く行うことができる。それにより、使用者の作業効率が向上される。   By presenting the alternative part in this manner, the user can easily and efficiently respecify the reference point. This improves the work efficiency of the user.

測定モードにおいても同様に代替部分が提示されてもよい。その場合、設定モードで登録された基準点の情報に基づいて、代替部分が特定されてもよい。例えば、測定モードで暫定的に代替候補点が特定され、その代替候補点に対応する三次元座標が算出される。続いて、代替候補点に対応する三次元座標と、設定モードで登録された基準点に対応する三次元座標とが比較される。その差分が、予め定められた範囲内である場合にのみ、当該代替候補点に対応する部分が代替部分に特定される。   In the measurement mode, alternative parts may be presented as well. In that case, the alternative part may be identified based on the information of the reference point registered in the setting mode. For example, a substitute candidate point is tentatively specified in the measurement mode, and three-dimensional coordinates corresponding to the substitute candidate point are calculated. Subsequently, the three-dimensional coordinates corresponding to the alternative candidate point and the three-dimensional coordinates corresponding to the reference point registered in the setting mode are compared. The part corresponding to the alternative candidate point is specified as the alternative part only when the difference is within the predetermined range.

代替部分が特定された後、その代替部分が使用者に提示される代わりに、自動的に基準点が再指定されてもよい。この場合、代替部分に測定光が照射されるように駆動制御部3が偏向部271,272を制御する。それにより、使用者が基準点を再指定することなく、自動的に算出された代替部分の三次元座標に基づいて基準面を特定することができる。   After the substitute part is identified, the reference point may be automatically re-designated instead of presenting the substitute part to the user. In this case, the drive control unit 3 controls the deflection units 271 and 272 so that the measurement light is irradiated to the alternative portion. Thus, the reference plane can be identified based on the automatically calculated three-dimensional coordinates of the alternative portion without redesigning the reference point by the user.

(13)効果
本実施の形態に係る光走査高さ測定装置400においては、測定光が偏向部271,272により偏向されて各基準点に対応する部分に照射され、その反射光が、受光部232dにより受光される。偏向部271,272の偏向方向または測定光の照射位置と受光部232dにより出力される受光信号とに基づいて、基準点に対応する部分の三次元座標を算出するための処理が行われる。算出された三次元座標に基づいて基準面が特定され、その基準面を基準とする物理量が算出される。この場合、使用者は、任意の位置に基準点を設定することにより、所望の基準面を設定することができる。したがって、高い自由度で物理量を測定することができる。
(13) Effects In the optical scanning height measuring device 400 according to the present embodiment, the measuring light is deflected by the deflecting units 271 and 272 and irradiated to the portions corresponding to the respective reference points, and the reflected light is received by the light receiving unit. Light is received by 232 d. A process for calculating three-dimensional coordinates of a portion corresponding to the reference point is performed based on the deflection direction of the deflection units 271 and 272 or the irradiation position of the measurement light and the light reception signal output by the light reception unit 232 d. A reference plane is specified based on the calculated three-dimensional coordinates, and a physical quantity based on the reference plane is calculated. In this case, the user can set a desired reference plane by setting the reference point at an arbitrary position. Therefore, physical quantities can be measured with a high degree of freedom.

また、少なくとも1つの基準点に対応する部分の三次元座標が算出されなかった場合、予め選択された座標欠落処理が行われる。座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合には、基準面が特定されない。この場合、使用者の要求と異なる基準面が特定されることが防止される。それにより、算出される物理量の信頼性の低下が防止される。一方、座標欠落処理として第2の処理が選択されかつ算出された三次元座標により基準面を特定可能である場合、算出された三次元座標に基づいて基準面が特定される。この場合、基準点を再指定することなく、効率良く物理量を算出することができる。このように、目的に応じて異なる座標欠落処理を選択的に行うことができる。したがって、使用者の利便性を高めることができかつ適切に基準面を特定することができる。   In addition, when the three-dimensional coordinates of the portion corresponding to at least one reference point are not calculated, the coordinate loss process selected in advance is performed. When the first process is selected as the coordinate loss process, the reference plane is not identified. In this case, it is prevented that a reference plane different from the user's request is identified. This prevents the decrease in the reliability of the calculated physical quantity. On the other hand, if the second process is selected as coordinate loss processing and the reference plane can be identified by the calculated three-dimensional coordinates, the reference plane is identified based on the calculated three-dimensional coordinates. In this case, the physical quantity can be efficiently calculated without re-specifying the reference point. Thus, different coordinate missing processes can be selectively performed according to the purpose. Therefore, the convenience of the user can be enhanced and the reference surface can be appropriately identified.

また、本実施の形態では、基準画像における測定対象物の位置と測定画像における測定対象物の位置とが異なっていても、基準画像上で指定された基準点に対応するように測定画像上で基準点が特定される。これにより、設定モードにおいて基準画像上で基準点を指定し、測定モードにおいてその基準点に対応する部分の三次元座標を容易に算出することができる。その結果、物理量の測定に要する使用者の作業量が低減されるので、使用者の利便性がより高められる。   Further, in the present embodiment, even if the position of the measurement object in the reference image and the position of the measurement object in the measurement image are different, on the measurement image so as to correspond to the reference point designated on the reference image. Reference points are identified. Thus, a reference point can be designated on the reference image in the setting mode, and three-dimensional coordinates of a portion corresponding to the reference point can be easily calculated in the measurement mode. As a result, the amount of work of the user required to measure the physical quantity is reduced, and the convenience of the user is further enhanced.

また、本実施の形態では、座標欠落処理として第1の処理が選択されている場合および座標欠落処理として第2の処理が選択されている場合の少なくとも一方において、座標算出部により少なくとも1つの基準点に対応する部分の三次元座標が算出されなかった場合に、警告情報が提示される。これにより、少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかったことを使用者が容易に認識することができる。それにより、使用者が必要に応じて基準点の再指定等を効率良く行うことができる。   Further, in the present embodiment, at least one of the reference by the coordinate calculation unit is at least one of when the first process is selected as the coordinate missing process and when the second process is selected as the coordinate missing process. Warning information is presented when the three-dimensional coordinates of the portion corresponding to the point are not calculated. This allows the user to easily recognize that the three-dimensional coordinates of at least one first target portion have not been calculated. As a result, the user can efficiently redesign the reference point as needed.

(14)他の実施の形態
(a)上記実施の形態では、基準面として平面が特定され、物理量として基準面を基準とする高さが算出されるが、他の基準面が特定されてもよく、他の物理量が算出されてもよい。例えば、基準面として、円筒面、球面、および他の曲面が特定されてもよい。基準面として円筒面または球が特定される場合、物理量として、円筒面または球の径(直径または半径)が算出されてもよい。また、基準面として平面が特定される場合に、物理量として平面度が算出されてもよい。
(14) Other Embodiments (a) In the above embodiment, the plane is specified as the reference plane, and the height based on the reference plane is calculated as the physical quantity, but other reference planes may be specified. Other physical quantities may be calculated. For example, cylindrical surfaces, spherical surfaces, and other curved surfaces may be identified as reference surfaces. When a cylindrical surface or a sphere is specified as the reference surface, the diameter (diameter or radius) of the cylindrical surface or the sphere may be calculated as the physical quantity. Also, when a plane is specified as the reference plane, the flatness may be calculated as the physical quantity.

(b)上記実施の形態では、設定モード、測定モードおよびハイトゲージモードの各々において座標欠落処理が行われるが、これらのうち1つまたは2つのモードでのみ座標欠落処理が行われてもよい。   (B) In the above embodiment, the coordinate dropout process is performed in each of the setting mode, the measurement mode, and the height gauge mode, but the coordinate dropout process may be performed in only one or two of these modes.

(c)物理量算出部15は、設定モードにおいて、測定点に対応する測定対象物Sの部分の物理量を算出できないときには、「FAIL」等のエラーメッセージを表示部340に表示させてもよい。この場合、測定管理者は、表示部340を視認することにより、測定点に対応する測定対象物Sの部分の物理量が算出不可能であることを認識することができる。これにより、測定管理者は、測定対象物Sの部分の物理量が算出可能になるように測定対象物Sまたは光走査高さ測定装置400の配置を変更するか、または指定する測定点の位置を変更することができる。   (C) In the setting mode, when the physical quantity of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point can not be calculated in the setting mode, the physical quantity calculation unit 15 may cause the display unit 340 to display an error message such as “FAIL”. In this case, the measurement manager can recognize that the physical quantity of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point can not be calculated by visually recognizing the display unit 340. Thereby, the measurement manager changes the position of the measuring object S or the optical scanning height measuring device 400 so that the physical quantity of the portion of the measuring object S can be calculated, or specifies the position of the measuring point It can be changed.

(d)光走査高さ測定装置400は、設定モードにおいて取得される基準画像または計測モードにおいて取得される測定画像に描画およびコメントを挿入可能に構成されてもよい。これにより、測定対象物Sの測定状況をより詳細に記録することができる。また、基準画像に挿入された描画およびコメントは、登録情報として登録されてもよい。   (D) The optical scanning height measuring device 400 may be configured to be able to insert a drawing and a comment into a reference image acquired in the setting mode or a measurement image acquired in the measurement mode. Thereby, the measurement condition of the measuring object S can be recorded in more detail. Further, the drawing and the comment inserted into the reference image may be registered as registration information.

例えば、設定モードにおいて設定されたサーチ領域を示す枠線が基準画像に描画されてもよい。この場合、測定モードにおいては、測定画像に当該枠線が表示される。これにより、測定モードにおいて、測定作業者が測定画像に表示された枠線内に測定対象物Sが収まるように測定対象物Sを光学定盤111に載置することが容易になる。その結果、基準画像データに対する測定画像データのずれを効率的に補正することができる。   For example, a frame line indicating a search area set in the setting mode may be drawn on the reference image. In this case, in the measurement mode, the frame line is displayed on the measurement image. Thereby, in the measurement mode, it becomes easy for the measurement worker to place the measurement object S on the optical surface plate 111 so that the measurement object S fits within the frame line displayed in the measurement image. As a result, it is possible to efficiently correct the deviation of the measurement image data with respect to the reference image data.

(e)基準画像取得部1は、取得した基準画像を画像処理することにより表示部340に鳥瞰表示させてもよい。同様に、測定画像取得部16は、取得した測定画像を画像処理することにより表示部340に鳥瞰表示させてもよい。   (E) The reference image acquisition unit 1 may cause the display unit 340 to display a bird's-eye view by performing image processing on the acquired reference image. Similarly, the measurement image acquisition unit 16 may display a bird's-eye view on the display unit 340 by performing image processing on the acquired measurement image.

(f)上記実施の形態において、基準画像取得部1および測定画像取得部16は、撮像部220による測定対象物Sの撮像画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得するが、本発明はこれに限定されない。基準画像取得部1および測定画像取得部16は、予め準備された測定対象物SのCAD(Computer Aided Design)画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得してもよい。   (F) In the above embodiment, the reference image acquisition unit 1 and the measurement image acquisition unit 16 acquire a captured image of the measurement object S by the imaging unit 220 as a reference image and a measurement image, respectively. It is not limited. The reference image acquisition unit 1 and the measurement image acquisition unit 16 may acquire CAD (Computer Aided Design) images of the measurement object S prepared in advance as a reference image and a measurement image, respectively.

あるいは、測定対象物Sの複数の部分に測定光が照射される場合には、物理量算出部15は、測定対象物Sの複数の部分の高さを算出可能である。そこで、基準画像取得部1および測定画像取得部16は、測定対象物Sの複数の部分の高さに基づいて、測定対象物Sの距離画像をそれぞれ基準画像および測定画像として取得してもよい。   Alternatively, when the measurement light is irradiated to a plurality of portions of the measurement target S, the physical quantity calculation unit 15 can calculate the heights of the plurality of portions of the measurement target S. Therefore, the reference image acquisition unit 1 and the measurement image acquisition unit 16 may acquire the distance image of the measurement object S as the reference image and the measurement image based on the heights of the plurality of portions of the measurement object S. .

基準画像としてCAD画像または距離画像が用いられる場合、測定管理者は、測定対象物Sの立体的な形状を認識しつつ、CAD画像または距離画像上で所望の基準点および測定点を正確に指定することができる。また、基準画像および測定画像として距離画像が用いられる場合には、当該距離画像は、分解能が低減されることにより高速に生成されてもよい。   When a CAD image or a distance image is used as a reference image, the measurement manager correctly specifies a desired reference point and measurement point on the CAD image or the distance image while recognizing the three-dimensional shape of the measurement object S. can do. In addition, when a distance image is used as the reference image and the measurement image, the distance image may be generated at high speed by reducing the resolution.

(g)上記実施の形態において、測定作業者は、測定モードの開始時に登録情報のファイルを指定するが、本発明はこれに限定されない。例えば、登録情報のファイルに対応するID(Identification)タグが測定対象物Sに貼付されていてもよい。この場合、測定モードの開始時に測定対象物SとともにIDタグが撮像部220に撮像されることにより、当該タグに対応する登録情報のファイルが自動的に指定される。この構成によれば、測定作業者は、測定モードの開始時に登録情報のファイルを指定する必要がない。そのため、図15のステップS203の処理は省略される。   (G) In the above embodiment, the measurement operator designates the file of registration information at the start of the measurement mode, but the present invention is not limited to this. For example, an ID (Identification) tag corresponding to a file of registration information may be attached to the measurement object S. In this case, when the measurement object S and the ID tag are imaged by the imaging unit 220 at the start of the measurement mode, the file of the registration information corresponding to the tag is automatically designated. According to this configuration, the measurement operator does not have to specify a file of registration information at the start of the measurement mode. Therefore, the process of step S203 of FIG. 15 is omitted.

(h)上記実施の形態において、測定対象物Sの物理量が分光干渉方式により算出されるが、本発明はこれに限定されない。測定対象物Sの物理量は、白色干渉方式、共焦点方式、三角測距方式またはTOF(Time Of Flight)方式等の他の方式により算出されてもよい。   (H) In the above embodiment, the physical quantity of the measuring object S is calculated by the spectral interference method, but the present invention is not limited to this. The physical quantity of the measurement target S may be calculated by another method such as a white light interference method, a confocal method, a triangular distance measurement method, or a TOF (Time Of Flight) method.

(i)上記実施の形態において、光走査高さ測定装置400の動作モードは複数の動作モードを含み、光走査高さ測定装置400は使用者により選択された動作モードで動作するが、本発明はこれに限定されない。光走査高さ測定装置400の動作モードは複数の動作モードを含まずに単一の動作モードのみを含み、光走査高さ測定装置400は当該動作モードで動作してもよい。例えば、光走査高さ測定装置400の動作モードは設定モードおよび測定モードを含まず、光走査高さ測定装置400はハイトゲージモードと同様の動作モードで動作してもよい。   (I) In the above embodiment, the operation mode of the light scanning height measurement device 400 includes a plurality of operation modes, and the light scanning height measurement device 400 operates in the operation mode selected by the user. Is not limited to this. The operation mode of the light scanning height measurement device 400 does not include a plurality of operation modes and includes only a single operation mode, and the light scanning height measurement device 400 may operate in the operation mode. For example, the operation mode of the light scanning height measurement device 400 does not include the setting mode and the measurement mode, and the light scanning height measurement device 400 may operate in the same operation mode as the height gauge mode.

(j)上記実施の形態において、導光部240は光ファイバ241〜244およびファイバカプラ245を含むが、本発明はこれに限定されない。導光部240は、光ファイバ241〜244およびファイバカプラ245に代えてハーフミラーを含んでもよい。   (J) In the above embodiment, the light guide 240 includes the optical fibers 241 to 244 and the fiber coupler 245, but the present invention is not limited thereto. The light guiding unit 240 may include a half mirror instead of the optical fibers 241 to 244 and the fiber coupler 245.

(15)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(15) Correspondence Between Each Component of the Claim and Each Part of the Embodiment Hereinafter, an example of correspondence between each component of the claim and each part of the embodiment will be described, but the present invention is not limited to the following example. It is not limited.

上記実施の形態においては、光走査高さ測定装置400が形状測定装置の例であり、測定対象物Sが測定対象物の例であり、光出射部231が光出射部の例であり、偏向部271,272が偏向部の例であり、受光部232dが受光部の例であり、位置情報取得部2が位置情報取得部の例であり、駆動制御部3が駆動制御部の例であり、座標算出部13が座標算出部の例であり、基準面特定部4が基準面特定部の例であり、物理量算出部15が物理量算出部の例であり、選択部21が選択部の例である。また、基準画像取得部1が基準画像取得部の例であり、測定画像取得部16が測定画像取得部の例であり、補正部17が補正部の例であり、警告提示部22が警告提示部の例であり、座標数設定部23が座標数設定部の例であり、代替提示部24が代替提示部の例である。   In the above embodiment, the light scanning height measuring device 400 is an example of a shape measuring device, the measurement object S is an example of a measurement object, and the light emitting portion 231 is an example of a light emitting portion. The units 271 and 272 are an example of a deflection unit, the light receiving unit 232 d is an example of a light receiving unit, the position information acquisition unit 2 is an example of a position information acquisition unit, and the drive control unit 3 is an example of a drive control unit. The coordinate calculation unit 13 is an example of a coordinate calculation unit, the reference surface identification unit 4 is an example of a reference surface identification unit, the physical quantity calculation unit 15 is an example of a physical quantity calculation unit, and the selection unit 21 is an example of a selection unit It is. The reference image acquisition unit 1 is an example of a reference image acquisition unit, the measurement image acquisition unit 16 is an example of a measurement image acquisition unit, the correction unit 17 is an example of a correction unit, and the warning presentation unit 22 is a warning presentation. The coordinate number setting unit 23 is an example of the coordinate number setting unit, and the alternative presentation unit 24 is an example of the alternative presentation unit.

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。   As each component of a claim, other various elements having the configuration or function described in the claim can also be used.

1…基準画像取得部,2…位置情報取得部,3…駆動制御部,4…基準面特定部,5…許容値取得部,6…登録部,7…偏向方向取得部,8…検出部,9…画像解析部,10…参照位置取得部,11…受光信号取得部,12…距離情報算出部,13…座標算出部,14…判定部,15…物理量算出部,16…測定画像取得部,17…ずれ補正部,18…検査部,19…報告書作成部,21…選択部,22…警告提示部,23…座標数設定部,24…代替提示部,100…スタンド部,110…設置部,111,460…光学定盤,120…保持部,130…昇降部,131,255a,255b,264,271a,272a…駆動部,132,256a,256b,265,273,274,471…駆動回路,133,257a,257b,266,275,276,472…読取部,200…測定ヘッド,210,310…制御基板,220…撮像部,230…光学部,231…光出射部,231…補正光出射部,232…測定部,232a,232c,246…レンズ,232b…分光部,232d…受光部,240…導光部,241,242,243,244…光ファイバ,245…ファイバカプラ,245a,245b,245c,245d…ポート,245e…本体部,250…参照部,251,261…固定部,251g…リニアガイド,252a,252b,262…可動部,253…固定ミラー,254a,254b,254c…可動ミラー,260…合焦部,263…可動レンズ,270…走査部,271,272…偏向部,271b,272b…反射部,300…処理装置,310…制御部,320…記憶部,330…操作部,340…表示部,360…測定画面,362a…ファイル読込ボタン,400…光走査高さ測定装置,V…測定領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reference image acquisition part, 2 ... Position information acquisition part, 3 ... Drive control part, 4 ... Reference surface identification part, 5 ... Tolerance value acquisition part, 6 ... Registration part, 7 ... Deflection direction acquisition part, 8 ... Detection part , 9 ... image analysis unit, 10 ... reference position acquisition unit, 11 ... light reception signal acquisition unit, 12 ... distance information calculation unit, 13 ... coordinate calculation unit, 14 ... determination unit, 15 ... physical quantity calculation unit, 16 ... measurement image acquisition Part 17 17 offset correction part 18 examination part 19 report preparation part 21 selection part 22 warning presentation part 23 coordinate number setting part 24 alternate presentation part 100 stand part 110 ... installation unit, 111, 460 ... optical surface plate, 120 ... holding unit, 130 ... elevation unit, 131, 255a, 255b, 264, 271a, 272a ... drive unit, 132, 256a, 256b, 265, 273, 274, 471 ... Drive circuit, 133, 257a, 257 , 266, 275, 276, 472 ... reading unit, 200 ... measuring head, 210, 310 ... control substrate, 220 ... imaging unit, 230 ... optical unit, 231 ... light emitting unit, 231 ... corrected light emitting unit, 232 ... measurement Unit: 232a, 232c, 246: Lens, 232b: Spectroscopic unit, 232d: Light receiving unit, 240: Light guide unit, 241, 242, 243, 244: Optical fiber, 245: Fiber coupler, 245a, 245b, 245c, 245d: Port, 245e: Body part, 250: Reference part, 251, 261: Fixed part, 251g: Linear guide, 252a, 252b, 262: Movable part, 253: Fixed mirror, 254a, 254b, 254c: Movable mirror, 260: Joint Focusing part, 263 ... movable lens, 270 ... scanning part, 271, 272 ... deflecting part, 271 b, 272 b ... reflecting part, 00 ... processing device, 310 ... controller, 320 ... storage unit, 330 ... operating unit, 340 ... display unit, 360 ... measurement screen, 362a ... file read button 400 ... optical scanning height measuring device, V ... measured region

Claims (8)

光を出射する光出射部と、
前記光出射部から出射された光を偏向して測定対象物を含む測定領域に照射する偏向部と、
前記測定領域からの光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
前記測定領域における複数の基準点の位置を表す第1の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部により取得された前記第1の位置情報に基づいて、前記複数の基準点にそれぞれ対応する前記測定領域の複数の第1の対象部分に光が照射されるように前記偏向部を制御する駆動制御部と、
前記偏向部の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の照射位置と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、各第1の対象部分の三次元座標を算出するための処理を行う座標算出部と、
前記座標算出部により前記複数の第1の対象部分の三次元座標が算出された場合に、前記座標算出部により算出された前記複数の第1の対象部分の三次元座標に基づいて基準面を特定し、前記座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかった場合に、予め選択された座標欠落処理を行う基準面特定部と、
前記基準面特定部により特定された基準面を基準とする物理量を算出する物理量算出部と、
前記座標欠落処理として第1の処理および第2の処理のいずれかを行うか選択する選択部とを備え、
前記基準面特定部は、前記選択部により前記第1の処理が選択されている場合に前記基準面を特定せず、前記選択部により前記第2の処理が選択されかつ前記座標算出部により算出された三次元座標により前記基準面を特定可能である場合には、当該算出された三次元座標に基づいて前記基準面を特定する、形状測定装置。
A light emitting unit that emits light;
A deflecting unit that deflects the light emitted from the light emitting unit and irradiates the measurement area including the measurement object;
A light receiving unit that receives light from the measurement area and outputs a light receiving signal indicating a light receiving amount;
A position information acquisition unit that acquires first position information representing positions of a plurality of reference points in the measurement area;
The deflection unit is configured to irradiate light to a plurality of first target portions of the measurement area respectively corresponding to the plurality of reference points based on the first position information acquired by the position information acquisition unit. A drive control unit that controls
Processing for calculating three-dimensional coordinates of each first target portion based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of light deflected by the deflection unit and the light reception signal output by the light reception unit Coordinate calculation unit to be performed,
When three-dimensional coordinates of the plurality of first target portions are calculated by the coordinate calculation unit, the reference plane is determined based on the three-dimensional coordinates of the plurality of first target portions calculated by the coordinate calculation unit. A reference surface specifying unit that specifies and performs coordinate dropout processing that is selected in advance when three-dimensional coordinates of at least one first target portion are not calculated by the coordinate calculation unit;
A physical quantity calculation unit that calculates a physical quantity based on the reference plane identified by the reference plane identification unit;
A selector configured to select which one of a first process and a second process is to be performed as the coordinate loss process;
The reference surface identification unit does not identify the reference surface when the first processing is selected by the selection unit, and the second processing is selected by the selection unit and calculated by the coordinate calculation unit. The shape measuring device which specifies the reference plane based on the calculated three-dimensional coordinates when the reference plane can be specified by the calculated three-dimensional coordinates.
前記第1の位置情報は、測定対象物を含む基準画像上における複数の基準点の位置を表し、
前記基準画像を取得する基準画像取得部と、
測定対象物を含む測定画像を取得する測定画像取得部と、
前記基準画像取得部により取得された前記基準画像と前記測定画像取得部により取得された前記測定画像との比較に基づいて、前記基準画像上の前記複数の基準点にそれぞれ対応する測定画像上の複数の位置を複数の補正基準点として特定する補正部とをさらに備え、
前記駆動制御部は、前記補正部により特定された前記複数の補正基準点に基づいて、前記複数の第1の対象部分に光が照射されるように前記偏向部を制御する、請求項1記載の形状測定装置。
The first position information represents positions of a plurality of reference points on a reference image including a measurement object,
A reference image acquisition unit that acquires the reference image;
A measurement image acquisition unit that acquires a measurement image including a measurement object;
Based on the comparison between the reference image acquired by the reference image acquisition unit and the measurement image acquired by the measurement image acquisition unit, the measurement images respectively correspond to the plurality of reference points on the reference image And a correction unit that specifies a plurality of positions as a plurality of correction reference points,
The drive control unit controls the deflection unit such that light is emitted to the plurality of first target portions based on the plurality of correction reference points specified by the correction unit. Shape measuring device.
前記位置情報取得部は、測定対象物における測定点の位置を表す第2の位置情報をさらに取得し、
前記駆動制御部は、前記位置情報取得部により取得された前記第2の位置情報に基づいて、前記測定点に対応する測定対象物の第2の対象部分に光が照射されるように前記偏向部を制御し、
前記座標算出部は、前記偏向部の偏向方向または前記偏向部により偏向された光の照射位置と前記受光部により出力される受光信号とに基づいて、前記第2の対象部分の三次元座標を算出し、
前記基準面は平面であり、
前記物理量算出部は、前記基準面取得部により取得された基準面および前記座標算出部により算出された前記第2の対象部分の座標に基づいて、前記基準面を基準とする前記第2の対象部分の高さを前記物理量として算出する、請求項1または2記載の形状測定装置。
The position information acquisition unit further acquires second position information representing the position of the measurement point on the measurement object,
The drive control unit is configured to cause the light to be irradiated to a second target portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the second position information acquired by the position information acquisition unit. Control the department,
The coordinate calculation unit determines three-dimensional coordinates of the second target portion based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of light deflected by the deflection unit and the light reception signal output by the light reception unit. Calculate
The reference plane is a plane,
The physical quantity calculation unit may set the second object based on the reference surface based on the reference surface acquired by the reference surface acquisition unit and the coordinates of the second target portion calculated by the coordinate calculation unit. The shape measuring device according to claim 1, wherein the height of the part is calculated as the physical quantity.
前記物理量算出部は、前記基準面特定部により前記基準面が特定されない場合に前記物理量を算出しない、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状測定装置。 The shape measurement device according to any one of claims 1 to 3, wherein the physical quantity calculation unit does not calculate the physical quantity when the reference surface specification unit does not specify the reference surface. 前記選択部により前記第1の処理が選択されている場合および前記選択部により前記第2の処理が選択されている場合の少なくとも一方において、前記座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の三次元座標が算出されなかった場合に、警告情報を提示する警告提示部をさらに備える、請求項1〜4のいずれか一項に記載の形状測定装置。 In at least one of the case where the first process is selected by the selection unit and the case where the second process is selected by the selection unit, the coordinate calculation unit performs at least one of the first target portions The shape measuring device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a warning presenting unit that presents warning information when three-dimensional coordinates are not calculated. 前記選択部により前記第2の処理が選択されている場合に、前記基準面を特定するために必要な第1の対象部分の三次元座標の数を設定する座標数設定部をさらに備え、
前記基準面特定部は、前記選択部により前記第2の処理が選択されかつ前記座標算出部により算出された三次元座標の数が前記座標数設定部により設定された数以上である場合には、当該算出された三次元座標に基づいて前記基準面を特定する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の形状測定装置。
A coordinate number setting unit configured to set the number of three-dimensional coordinates of a first target portion necessary to specify the reference plane when the second process is selected by the selection unit,
When the second process is selected by the selection unit and the number of three-dimensional coordinates calculated by the coordinate calculation unit is equal to or more than the number set by the coordinate number setting unit, the reference surface identification unit The shape measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the reference plane is specified based on the calculated three-dimensional coordinates.
前記座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の座標が算出されなかった場合に、当該座標が算出されなかった第1の対象部分の代替となる前記測定領域の代替部分を特定し、特定された代替部分を使用者に提示する代替提示部をさらに備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の形状測定装置。 When the coordinates of the at least one first target portion are not calculated by the coordinate calculation unit, an alternative portion of the measurement area to be substituted for the first target portion for which the coordinates are not calculated is specified and specified. The shape measurement device according to any one of claims 1 to 6, further comprising an alternative presentation unit that presents the user with the selected alternative portion. 前記駆動制御部は、前記座標算出部により少なくとも1つの第1の対象部分の座標が算出されなかった場合に、当該座標が算出されなかった第1の対象部分の代替となる前記測定領域の代替部分に光が照射されるように前記偏向部を制御し、
前記座標算出部は、前記代替部分の三次元座標を算出する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の形状測定装置。
The drive control unit is configured to substitute the measurement area as a substitute for the first target portion for which the coordinates were not calculated when the coordinates of the at least one first target portion were not calculated by the coordinate calculation unit. Control the deflection unit so that light is emitted to the part;
The shape measurement device according to any one of claims 1 to 6, wherein the coordinate calculation unit calculates three-dimensional coordinates of the alternative portion.
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