JP2019074475A - Optical scanning height measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、測定対象物の表面形状を測定する光走査高さ測定装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning height measurement 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
特許文献1の寸法測定装置を用いることにより、測定対象物の所望の部分の形状を測定することができる。この場合、当該部分に測定光束を照射するために、寸法測定装置に対する測定対象物の位置および姿勢を正確に決定した上で、当該部分の位置座標を予め用意しておく必要がある。しかしながら、位置および姿勢を正確に維持しつつ測定対象物を載置する作業は面倒である。そのため、測定対象物の所望の部分を容易に指定することができず、当該部分を効率よく測定することができない。
By using the dimension measurement device of
本発明の目的は、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能な光走査高さ測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a light scanning height measuring device capable of efficiently measuring the shape of a desired portion of a measurement object.
(1)本発明に係る光走査高さ測定装置は、測定領域内の測定点に対応する測定対象物の部分の高さを算出する光走査高さ測定装置であって、測定点の指定を受け付ける受付部と、時間的に低コヒーレンスな光を出射する出射光出力部と、出射光出力部から出射された光の一部を測定光として出力し、光の他の部分を参照光として出力する分岐部と、分岐部から出力される参照光を反射する参照体と、分岐部と参照体との間の参照光の光路長を変化させる光路長可動部と、分岐部から出力される測定光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、測定対象物により反射されて分岐部に帰還する測定光と参照体により反射されて分岐部に帰還する参照光との干渉光を生成する干渉光生成部と、測定対象物の部分が予め定められた高さ方向の測定範囲内に位置するか否かを判定する範囲判定部と、偏向部と測定対象物との間の距離を調整する距離調整部と、干渉光生成部により生成された干渉光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、測定点に対応する測定対象物の部分に測定光が照射されるように偏向部を制御する駆動制御部と、参照光の光路長と受光部により出力される受光信号とに基づいて偏向部と測定点に対応する測定対象物の部分との間の距離を算出する第1の距離情報算出部と、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された測定光の照射位置と第1の距離情報算出部により算出される距離とに基づいて、測定点に対応する測定対象物の部分の高さを算出する高さ算出部とを備える。 (1) The optical scanning height measuring device according to the present invention is an optical scanning height measuring device for calculating the height of the portion of the measurement object corresponding to the measuring point in the measuring area, and the designation of the measuring point A part of the light emitted from the receiving part, the outgoing light output part for emitting light with low temporal coherence, and the outgoing light output part as measurement light, and the other part of the light as reference light , A reference body that reflects the reference light output from the branch portion, an optical path movable portion that changes the optical path length of the reference light between the branch portion and the reference body, and a measurement that is output from the branch portion It generates interference light between a deflection unit that deflects light and irradiates the measurement object, and measurement light that is reflected by the measurement object and is returned to the branching unit and reference light that is reflected by the reference body and is returned to the branching unit. Measurement of the interference light generation unit and the height direction in which the portion of the measurement object is determined in advance A range determination unit that determines whether or not it is positioned within the enclosure, a distance adjustment unit that adjusts the distance between the deflection unit and the measurement object, and interference light generated by the interference light generation unit are received. And a drive control unit for controlling the deflection unit so that the measurement light is irradiated to the portion of the measurement object corresponding to the measurement point, and an output by the optical path length of the reference light and the light reception unit A first distance information calculation unit that calculates the distance between the deflection unit and the portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the received light signal, and the deflection direction of the deflection unit or deflection by the deflection unit And a height calculation unit that calculates the height of the portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the irradiation position of the measurement light and the distance calculated by the first distance information calculation unit.
この光走査高さ測定装置においては、測定領域内の測定点の指定が受付部により受け付けられる。測定対象物の部分が予め定められた高さ方向の測定範囲内に位置するか否かが範囲判定部により判定される。偏向部と測定対象物との間の距離が距離調整部により調整可能である。 In this light scanning height measuring device, the designation of the measurement point in the measurement area is received by the reception unit. It is determined by the range determination unit whether or not the portion of the measurement object is positioned within the measurement range in the height direction determined in advance. The distance between the deflection unit and the measurement object can be adjusted by the distance adjustment unit.
出射光出力部から出射された時間的に低コヒーレンスな光の一部が分岐部により測定光として出力され、光の他の部分が参照光として出力される。分岐部から出力される測定光が偏向部により偏向されて測定対象物に照射される。測定点に対応する測定対象物の部分に測定光が照射されるように駆動制御部により偏向部が制御される。一方、分岐部から出力される参照光が参照体により反射される。分岐部と参照体との間の参照光の光路長が光路長可動部により変化される。 A part of temporally low coherence light emitted from the outgoing light output unit is output as measurement light by the branching unit, and another part of the light is output as reference light. The measuring beam output from the branching unit is deflected by the deflecting unit and irradiated to the measurement object. The deflection unit is controlled by the drive control unit so that the measurement light is irradiated to the portion of the measurement object corresponding to the measurement point. On the other hand, the reference light output from the branching portion is reflected by the reference body. The optical path length of the reference light between the branch portion and the reference body is changed by the optical path length movable portion.
測定対象物により反射されて分岐部に帰還する測定光と参照体により反射されて分岐部に帰還する参照光との干渉光が干渉光生成部により生成される。干渉光生成部により生成された干渉光が受光部により受光され、受光量を示す受光信号が出力される。参照光の光路長と受光部により出力される受光信号とに基づいて偏向部と測定点に対応する測定対象物の部分との間の距離が第1の距離情報算出部により算出される。偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された測定光の照射位置と第1の距離情報算出部により算出される距離とに基づいて、測定点に対応する測定対象物の部分の高さが高さ算出部により算出される。 Interference light is generated by the interference light generation unit between the measurement light reflected by the measurement object and returned to the branch portion, and the reference light reflected by the reference body and returned to the branch portion. The interference light generated by the interference light generation unit is received by the light reception unit, and a light reception signal indicating the amount of light reception is output. The first distance information calculation unit calculates the distance between the deflection unit and the portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the optical path length of the reference light and the light reception signal output by the light reception unit. The height of the portion of the measurement object corresponding to the measurement point is high based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of the measurement light deflected by the deflection unit and the distance calculated by the first distance information calculation unit Calculated by the length calculator.
この構成によれば、使用者が所望の測定点を指定することにより、指定された測定点に対応する測定対象物の部分の高さが算出される。そのため、使用者は、光走査高さ測定装置に対する位置および姿勢を正確に調整した状態で測定対象物を載置する必要がなく、測定点の位置座標を予め用意する必要もない。 According to this configuration, the height of the portion of the measurement object corresponding to the designated measurement point is calculated by the user designating the desired measurement point. Therefore, the user does not have to place the object to be measured in a state in which the position and the attitude with respect to the light scanning height measuring device are accurately adjusted, and it is not necessary to prepare the position coordinates of the measuring point in advance.
一方で、測定対象物の部分の高さを算出するためには、当該部分が測定範囲内に位置するように測定対象物を載置する必要がある。ここで、測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かが範囲判定部により判定されるので、使用者は、判定結果に基づいて距離調整部により当該部分が測定範囲内に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を調整することができる。その結果、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能になる。 On the other hand, in order to calculate the height of the part of the measurement object, it is necessary to place the measurement object so that the part is located within the measurement range. Here, since the range determination unit determines whether or not the portion of the measurement object is located within the measurement range, the user positions the portion within the measurement range by the distance adjustment unit based on the determination result. As such, the distance between the deflecting unit and the measurement object can be adjusted. As a result, it is possible to efficiently measure the shape of the desired part of the measurement object.
(2)範囲判定部は、受光部により出力される受光信号における干渉光の受光量に基づいて測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを判定してもよい。この場合、測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを簡単な構成で判定することができる。 (2) The range determination unit may determine whether or not the portion of the measurement object is positioned within the measurement range based on the light reception amount of the interference light in the light reception signal output by the light reception unit. In this case, it can be determined with a simple configuration whether or not the portion of the measurement object is located within the measurement range.
(3)光走査高さ測定装置は、偏向部から測定対象物に照射される測定光と重なるように測定対象物に照射される判定光を出射する判定光出力部と、測定対象物により反射された判定光を検出する判定光検出部と、判定光出力部により判定光が出射されてから判定光検出部により判定光が検出されるまでの時間差に基づいて偏向部と測定対象物との間の距離を算出する第2の距離情報算出部とをさらに備え、範囲判定部は、第2の距離情報算出部により算出される距離に基づいて測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを判定してもよい。この場合、測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かをより確実に判定することができる。 (3) The light scanning height measuring device is reflected by the determination light output unit that emits the determination light irradiated on the measurement object so as to overlap with the measurement light irradiated on the measurement object from the deflection unit, and the reflection by the measurement object Based on the time difference between the determination light detection unit that detects the determined determination light and the determination light output unit that emits the determination light and the determination light detection unit detects the determination light, the deflection unit and the measurement target And a second distance information calculation unit for calculating the distance between the two, wherein the range determination unit is configured to position the portion of the measurement object within the measurement range based on the distance calculated by the second distance information calculation unit. It may be determined whether or not. In this case, it can be determined more reliably whether or not the portion of the measurement object is located within the measurement range.
(4)範囲判定部は、測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを示す判定メッセージを出力してもよい。この場合、使用者は、判定メッセージを視認することにより測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを容易に認識することができる。 (4) The range determination unit may output a determination message indicating whether or not the portion of the measurement object is located within the measurement range. In this case, the user can easily recognize whether or not the portion of the measurement object is located within the measurement range by visually recognizing the determination message.
(5)距離調整部は、測定対象物の部分が測定範囲内に位置しないと判定された場合、測定対象物の部分が測定範囲内に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を自動的に調整してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の部分を測定範囲内に容易に位置させることができる。 (5) When it is determined that the part of the measurement object is not located within the measurement range, the distance adjustment unit is between the deflection part and the measurement object so that the part of the measurement object is located within the measurement range The distance may be adjusted automatically. In this case, the user can easily position the portion of the measurement object within the measurement range.
(6)光走査高さ測定装置は、測定対象物が載置される載置台をさらに備え、範囲判定部は、測定対象物の部分と載置台の載置面とが同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の部分と載置台の載置面とを同時に測定範囲内に位置させることができるか否かを容易に判断することができる。 (6) The optical scanning height measurement apparatus further includes a mounting table on which the measurement object is mounted, and the range determination unit simultaneously positions the portion of the measurement object and the mounting surface of the mounting table within the measurement range It may be determined whether it is possible or not. In this case, the user can easily determine whether or not the portion of the measurement object and the mounting surface of the mounting table can be simultaneously positioned within the measurement range.
(7)距離調整部は、測定対象物の部分と載置台の載置面とが同時に測定範囲内に位置することが可能であると判定された場合、測定対象物の部分と載置台の載置面とが同時に測定範囲内に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を自動的に調整してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の部分と載置台の載置面とを同時に測定範囲内に容易に位置させることができる。 (7) The distance adjustment unit determines that the portion of the measurement object and the mounting surface of the mounting table can be simultaneously positioned within the measurement range, the portion of the measurement object and the mounting table The distance between the deflecting unit and the object to be measured may be automatically adjusted so that the mounting surface is simultaneously positioned within the measurement range. In this case, the user can easily position the portion of the measurement object and the mounting surface of the mounting table at the same time within the measurement range.
(8)距離調整部は、測定範囲の下限が載置台の載置面に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を調整してもよい。この場合、使用者は、載置台の載置面の上方に高さ方向に大きい測定範囲を確保することができる。 (8) The distance adjustment unit may adjust the distance between the deflection unit and the measurement object such that the lower limit of the measurement range is located on the mounting surface of the mounting table. In this case, the user can secure a large measurement range in the height direction above the mounting surface of the mounting table.
(9)受付部は、複数の測定点の指定を受け付け、範囲判定部は、複数の測定点に対応する測定対象物の複数の部分が同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の所望の複数の部分を同時に測定範囲内に位置させることができるか否かを容易に判断することができる。 (9) The receiving unit receives the designation of the plurality of measurement points, and the range determination unit determines whether or not the plurality of portions of the measurement object corresponding to the plurality of measurement points can be simultaneously positioned within the measurement range It may be determined. In this case, the user can easily determine whether or not desired portions of the measurement object can be simultaneously positioned within the measurement range.
(10)距離調整部は、測定対象物の複数の部分が同時に測定範囲内に位置することが可能であると判定された場合、測定対象物の複数の部分が同時に測定範囲内に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を自動的に調整してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の所望の複数の部分を同時に測定範囲内に容易に位置させることができる。 (10) When it is determined that the plurality of portions of the measurement object can be simultaneously positioned within the measurement range, the distance adjustment unit is configured such that the plurality of portions of the measurement object are simultaneously positioned within the measurement range The distance between the deflection unit and the measurement object may be adjusted automatically. In this case, the user can easily position the desired portions of the measurement object at the same time within the measurement range.
(11)距離調整部は、測定対象物の複数の部分により定まる高さ方向の代表部分が測定範囲の高さ方向の中央に位置するように偏向部と測定対象物との間の距離を調整してもよい。この場合、使用者は、測定対象物の所望の複数の部分をより確実に同時に測定範囲内に位置させることができる。 (11) The distance adjustment unit adjusts the distance between the deflection unit and the measurement object so that the representative portion in the height direction determined by the plurality of portions of the measurement object is positioned at the center in the height direction of the measurement range You may In this case, the user can position the desired portions of the measurement object within the measurement range more reliably.
(12)光走査高さ測定装置は、測定対象物の画像を取得する画像取得部をさらに備え、受付部は、画像取得部により取得される測定対象物の画像上で測定点の指定を受け付けてもよい。この場合、使用者は、測定対象物の画像上で測定点を容易に指定することができる。 (12) The light scanning height measurement apparatus further includes an image acquisition unit that acquires an image of the measurement object, and the reception unit receives specification of a measurement point on the image of the measurement object acquired by the image acquisition unit. May be In this case, the user can easily designate the measurement point on the image of the measurement object.
(13)光走査高さ測定装置は、測定領域内に載置された第1の測定対象物上の測定点を設定する設定モードと測定領域内に載置された第2の測定対象物上の測定点に対応する部分の高さを測定する測定モードとで選択的に動作するように構成され、登録部をさらに備え、受付部は、設定モードにおいて、測定点の指定を受け付け、範囲判定部は、設定モードにおいて、第1の測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを判定し、距離調整部は、設定モードにおいて、偏向部と第1の測定対象物との間の距離を調整し、登録部は、設定モードにおいて、受付部により受け付けられた測定点とを距離調整部により調整された距離とを登録し、距離調整部は、測定モードにおいて、登録部により登録された距離に基づいて偏向部と第2の測定対象物との間の距離を調整し、駆動制御部は、測定モードにおいて、登録部により登録された測定点に対応する第2の測定対象物の部分に測定光が照射されるように偏向部を制御し、第1の距離情報算出部は、測定モードにおいて、偏向部と測定点に対応する第2の測定対象物の部分との間の距離を算出し、高さ算出部は、測定モードにおいて、偏向部の偏向方向または偏向部により偏向された測定光の照射位置と第1の距離情報算出部により算出される距離とに基づいて、測定点に対応する第2の測定対象物の部分の高さを算出してもよい。 (13) The optical scanning height measurement apparatus is configured to set the measurement point on the first measurement target placed in the measurement area, and on the second measurement target placed in the measurement area. Configured to selectively operate in the measurement mode for measuring the height of the portion corresponding to the measurement point, and further including a registration unit, the reception unit receiving specification of the measurement point in the setting mode, and determining the range The unit determines whether or not the portion of the first measurement object is located within the measurement range in the setting mode, and the distance adjustment unit is between the deflection unit and the first measurement object in the setting mode. The registration unit registers the distance between the measurement point received by the reception unit and the distance adjusted by the distance adjustment unit in the setting mode, and the distance adjustment unit registers by the registration unit in the measurement mode. Based on the measured distance and the second measurement The drive control unit adjusts the distance between the object and the deflection unit so that the measurement light is irradiated to the portion of the second measurement object corresponding to the measurement point registered by the registration unit in the measurement mode. The first distance information calculation unit calculates the distance between the deflection unit and the portion of the second measurement object corresponding to the measurement point in the measurement mode, and the height calculation unit measures the measurement mode. A portion of the second measurement object corresponding to the measurement point based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of the measurement light deflected by the deflection unit and the distance calculated by the first distance information calculation unit You may calculate the height of.
この場合、光走査高さ測定装置は、設定モードと測定モードとで選択的に動作する。設定モードにおいて、測定点が指定されるとともに、第1の測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かが判定される。第1の測定対象物の部分が測定範囲内に位置するように偏向部と第1の測定対象物との間の距離を調整可能である。指定された測定点と、偏向部と第1の測定対象物との間の距離とが登録される。測定モードにおいて、登録された距離に基づいて偏向部と第2の測定対象物との間の距離が調整される。また、登録された測定点に対応する第2の測定対象物の部分の高さが算出される。 In this case, the optical scanning height measuring device selectively operates in the setting mode and the measuring mode. In the setting mode, the measurement point is designated, and it is determined whether or not the portion of the first measurement object is located within the measurement range. The distance between the deflection unit and the first measuring object can be adjusted so that the portion of the first measuring object lies within the measuring range. The designated measurement point and the distance between the deflection unit and the first measurement object are registered. In the measurement mode, the distance between the deflection unit and the second measurement object is adjusted on the basis of the registered distance. Further, the height of the portion of the second measurement object corresponding to the registered measurement point is calculated.
そのため、熟練した使用者が設定モードにおいて登録を行うことにより、測定モードにおいて、使用者が熟練していない場合でも、所望の部分の高さの算出結果を画一的に取得することができる。これにより、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することが可能になる。 Therefore, by performing registration in the setting mode by a skilled user, it is possible to uniformly obtain the calculation result of the height of the desired part even when the user is not skilled in the measurement mode. This makes it possible to efficiently measure the shape of the desired part of the measurement object.
本発明によれば、測定対象物の所望の部分の形状を効率よく測定することができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently measure the shape of the desired part of the measurement object.
(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
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。上下方向(測定対象物Sの高さ方向)における測定領域Vの範囲を測定範囲と呼ぶ。測定範囲は、測定ヘッド200からの上下方向の距離により定まる。測定範囲の詳細については後述する。
The
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
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(以下、載置面と呼ぶ。)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
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を上下方向に移動させることができる。測定ヘッド200が上下方向に移動することにより、測定範囲が上下方向する。
As shown in FIG. 1, the
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。
The
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
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
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
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
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。
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
(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
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
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
光学部230は、出射光出力部231、測定部232、判定光出力部233および判定光検出部234を含む。出射光出力部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
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
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
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
図5は、判定光出力部233および判定光検出部234の配置を示す模式図である。図5に示すように、判定光出力部233は、例えば可視領域の判定光を出射する。判定光の波長領域は、可視領域に限定されず他の領域であってもよい。また、後述するように、導光部240は、光ファイバ244およびダイクロイックミラー247を含む。ダイクロイックミラー247の反射率は、波長選択性を有する。具体的には、判定光の波長領域においては高い反射率(好ましくは100%)を有し、測定光の波長領域においては低い反射率(好ましくは0%)を有する。
FIG. 5 is a schematic view showing the arrangement of the determination
ダイクロイックミラー247は、光ファイバ244から出力される測定光の光路上に配置され、測定光の光路と判定光の光路とを重ね合わせる。これにより、判定光は測定光と共通の光路を通して合焦部260に導かれる。また、後述するように、判定光または測定光の一部は、測定対象物Sにより反射された後、合焦部260を通してダイクロイックミラー247に導かれる。その後、判定光は、ダイクロイックミラー247により反射され、判定光検出部234により検出される。判定光検出部234により判定光が検出されたことを示す検出信号が図3の制御基板210に与えられる。制御基板210は、検出信号に基づいて走査部270と測定対象物Sとの間の距離を算出する。
The
上記の配置においては、判定光の光路は光ファイバ244から出力される測定光の光路と重ね合わされるが、本発明はこれに限定されない。判定光の光路は、図3の出射光出力部231から出力される出射光の光路と重ね合わされてもよい。また、測定光の光路と判定光の光路とがハーフミラーにより重ね合わされてもよいし、ファイバカプラおよび光ファイバにより重ね合わされてもよい。この場合、ファイバカプラはいわゆる2×1型の構成を有する。
In the above arrangement, the optical path of the determination light is superimposed on the optical path of the measurement light output from the
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、レンズ246およびダイクロイックミラー247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
光ファイバ241は、出射光出力部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。ダイクロイックミラー247は、光ファイバ244と合焦部260との光路上に配置される。
The
出射光出力部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 outgoing light from the outgoing
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、判定光は、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。測定対象物Sにより反射された測定光または判定光の一部は、走査部270および合焦部260を通過する。
The other part of the emitted light input to the
その後、判定光はダイクロイックミラー247で反射されることにより判定光検出部234に導かれ、測定光はダイクロイックミラー247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。
Thereafter, the determination light is reflected by the
(3)参照部
図6は、参照部250の構成を示す模式図である。図6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. 6 is a schematic view showing the configuration of the
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
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
駆動部255a,255bは、例えばボイスコイルモータであり、図6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
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。可動部252a,252bにより調整可能な参照光の光路長の範囲が測定範囲となる。本実施の形態においては、測定範囲は例えば30mm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
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
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
(4)合焦部
図7は、合焦部260の構成を示す模式図である。図7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、自己を通過する光に焦点を付与する。なお、図7においては、ダイクロイックミラー247および判定光の図示を省略している。
(4) Focusing Unit FIG. 7 is a schematic view showing a configuration of the focusing
光ファイバ244から出力された測定光は、ダイクロイックミラー247および可動レンズ263を通して図3の走査部270に導かれる。また、ダイクロイックミラー247で反射された判定光は、可動レンズ263を通して図3の走査部270に導かれる。図3の測定対象物Sにより反射された測定光または判定光の一部は、走査部270を通過した後、可動レンズ263を通過する。その後、判定光は図5のダイクロイックミラー247により判定光検出部234に導かれ、測定光はダイクロイックミラー247を通して光ファイバ244に入力される。
The measurement light output from the
駆動部264は、例えばボイスコイルモータであり、図7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 driving
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
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
(5)走査部
図8は、走査部270の構成を示す模式図である。図8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を通過した測定光または判定光は、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または判定光の反射角度が略水平面内で変化する。
(5) Scanning Unit FIG. 8 is a schematic view showing the configuration of the
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または判定光は、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または判定光の反射角度が略垂直面内で変化する。
The deflecting
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の表面上で測定光または判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または判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または判定光は、測定対象物Sの表面で反射される。反射された測定光または判定光の一部は、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
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
(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9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
図9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. 9, on the
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10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
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10(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
ここで、測定点に対応する測定対象物Sの部分の高さを算出するためには、当該部分が測定範囲内に位置する必要がある。そこで、制御基板210は、測定ヘッド200(具体的には図8の偏向部272)と測定対象物Sとの間の距離に基づいて測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かを判定する。
Here, in order to calculate the height of the portion of the measurement target S corresponding to the measurement point, the portion needs to be located within the measurement range. Therefore, the
測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、測定作業者は、図3の駆動回路132に指示を与えて測定ヘッド200を上下方向に移動させることにより当該部分を測定範囲内に位置させることができる。あるいは、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、制御基板210からの制御により当該部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200が自動的に上下方向に移動されてもよい。
When the portion of the measurement object S is not located within the measurement range, the measurement operator gives an instruction to the
その後、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。また、図3の読取部133により読み取られた測定ヘッド200の上下方向における位置を示す高さ情報を制御部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)および高さ情報を図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。
Thereafter, the
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10(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)および高さ情報を制御基板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
制御基板210は、取得した高さ情報に基づいて、測定ヘッド200の上下方向の位置を調整する。また、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
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
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
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10(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
ここで、制御基板210は、測定ヘッド200と測定対象物Sとの間の距離に基づいて測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かを判定する。測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、測定作業者は、図3の駆動回路132に指示を与えて測定ヘッド200を上下方向に移動させることにより当該部分を測定範囲内に位置させることができる。あるいは、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、制御基板210からの制御により当該部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200が自動的に上下方向に移動されてもよい。
Here, based on the distance between the
その後、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。
Thereafter, the
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6の可動部252a,252bの位置と図8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
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
(7)光走査高さ測定装置の制御系
(a)制御系の全体構成
図11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11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、基準面取得部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、照射判定部14、高さ算出部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をさらに含む。さらに、制御系410は、距離情報算出部20、範囲判定部21および駆動制御部22をさらに含む。
(7) Control System of Optical Scanning Height Measurement Device (a) Overall Configuration of Control System FIG. 11 is a block diagram showing a control system of the optical scanning
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11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39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
(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、測定すべき部分を測定点として指定するとともに、基準点を指定することができる。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。
(B) Setting Mode The measurement manager places the desired measurement object S on the
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
距離情報算出部20は、判定光を出射するように図5の判定光出力部233を制御するとともに、測定対象物Sにより反射された判定光を検出するように図5の判定光検出部234を制御する。また、距離情報算出部20は、判定光出力部233により判定光が出射されてから判定光検出部234により判定光が検出されるまでの時間差に基づいて測定ヘッド200と測定対象物Sとの間の距離を算出する。距離情報算出部20は、三角測距方式等の他の方式により測定ヘッド200と測定対象物Sとの間の距離を算出してもよい。
The distance
範囲判定部21は、図3の昇降部130の読取部133から測定ヘッド200の位置を取得することにより測定範囲を特定する。また、範囲判定部21は、距離情報算出部20により算出された距離に基づいて、測定対象物Sの部分が特定された測定範囲内に位置するか否かを判定する。範囲判定部21は、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置する場合または位置しない場合には、それぞれ「OK」または「FAIL」等の判定メッセージを出力してもよい。判定メッセージは、表示部340に表示されてもよいし、光走査高さ測定装置400が音声出力装置を有する場合には音声として出力されてもよい。
The
駆動制御部22は、距離情報算出部20により算出された距離情報および範囲判定部21による判定結果を取得する。また、駆動制御部22は、取得された測定ヘッド200の位置、距離情報および判定結果に基づいて図3の駆動回路132を制御する。これにより、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200が上下方向に移動される。また、駆動制御部22は、図7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7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
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8の駆動回路273,274および図6の駆動回路256a,256bを制御する。これにより、図8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対象物S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。
Drive
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対象物S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対象物S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。
The coordinates of the portion of the measurement object S corresponding to the measurement point and the reference point are calculated by the coordinate
基準面取得部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取得する。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
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
偏向方向取得部7は、図8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
参照位置取得部10は、図6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
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8の偏向部272の位置である。
The distance
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
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対象物S上の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対象物S上の測定光の照射位置の三次元座標を算出してもよい。
The coordinate
照射判定部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、照射判定部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
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、照射判定部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
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照射判定部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8の駆動回路273,274および図6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照射判定部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
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取得部4に与える。高さ算出部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、基準面取得部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。例えば、高さ算出部15は、基準面が平面である場合、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。高さ算出部15は、算出された高さを表示部340に表示させる。
The coordinate
登録部6は、駆動制御部22により取得される高さ情報、座標算出部13により算出された三次元座標(Xc,Yc,Zc)および高さ算出部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 registration unit 6 uses the height information obtained by the
(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
駆動制御部22は、図3の昇降部130の読取部133から測定ヘッド200の位置を取得する。また、駆動制御部22は、取得された測定ヘッド200の位置および登録部6により登録された登録情報の高さ情報に基づいて図3の駆動回路132を制御する。これにより、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置する。
The
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
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8の駆動回路273,274および図6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対象物S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対象物S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
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
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
測定モードにおける照射判定部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照射判定部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 processing of the
基準面取得部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取得する。高さ算出部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、基準面取得部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 reference
検査部18は、高さ算出部15により算出された測定対象物Sの部分の高さと登録部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
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12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
図12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12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. 12, the
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
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
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
上記の制御において、測定光の出射時には、判定光が同時に出射されてもよい。この場合、測定光と判定光とが重ね合わされた状態で測定対象物Sに照射される。この構成によれば、判定光は使用者が容易に視認可能なガイド光として機能する。したがって、使用者は測定対象物S上の判定光の照射位置を視認することにより、走査部270から測定対象物Sへの光の照射位置を容易に認識することができる。
In the above control, when the measurement light is emitted, the determination light may be emitted simultaneously. In this case, the measurement object S is irradiated with the measurement light and the determination light superimposed on each other. According to this configuration, the determination light functions as guide light that can be easily viewed by the user. Therefore, the user can easily recognize the irradiation position of the light from the
また、図3の撮像部220は、測定対象物S上の判定光を測定光とともに鮮明に撮像することができる。これにより、図11の画像解析部9は、基準画像上または測定画像上の判定光の照射位置を示す平面座標を測定光の照射位置を示す平面座標としてより容易に検出することができる。なお、測定光は典型的には低コヒーレント性を有する赤外光であり、撮像部220は典型的には赤外光を撮像することができないため、この場合、撮像部220は判定光の照射位置を測定光の照射位置として撮像することとなる。
Further, the
(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
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
ハイトゲージモードにおける距離情報算出部20、範囲判定部21および駆動制御部22の処理は、設定モードにおける距離情報算出部20、範囲判定部21および駆動制御部22の処理とそれぞれ同様である。これにより、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置する。
The processes of the distance
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8の駆動回路273,274および図6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対象物S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
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対象物Sの部分の座標が座標算出部13により算出される。基準面取得部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取得する。
By the operation of the
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
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照射判定部14および高さ算出部15の処理は、設定モードにおける照射判定部14および高さ算出部15の処理とそれぞれ同様である。
The coordinate
(8)制御系の全体的な動作フロー
図13〜図16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. 13 to 16 are flowcharts showing an example of an optical scanning height measurement process performed in the optical scanning
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9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
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9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
制御部310は、設定モードが選択されない場合、後述する図16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25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
次に、制御部310は、測定対象物Sの部分を測定範囲内に位置させるための測定ヘッド200の位置設定処理を実行し(ステップS500)、ステップS103に進む。位置設定処理の詳細については後述する。
Next, the
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11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
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,
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
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
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として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、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、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10(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
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S111)。制御部310は、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、点の指定が完了した場合、ステップS110の指定測定処理で取得された1または複数の座標(Xc,Yc,Zc)に基づいて基準面を設定する(ステップS112)。本例では、1または複数の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。
Thereafter, the
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)が指定されると、Z=Zbで表される平面が基準面として取得されることとなる。 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 a reference surface constraint condition that the reference surface is parallel to the mounting surface, if coordinates (Xb, Yb, Zb) for one reference point are specified, the plane represented by Z = Zb is acquired as the reference surface It will be done.
制御部310は、上記のステップS112の処理後あるいはステップS108で基準面の設定を受け付けていない場合、受け付けられる設定が測定対象物Sの測定に関する設定であるか否かを判定する(ステップS121)。より具体的には、制御部310は、受け付けられる設定が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であるか否かを判定する。
After the process of step S112 described above or when the setting of the reference plane is not received in step S108, the
制御部310は、受け付けられる設定が測定に関する設定でない場合、使用者の操作部330の操作による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S130)。ここで取得される情報には、例えば、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の情報が挙げられる。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 accepted setting is not a setting regarding measurement,
制御部310は、ステップS121において受け付けられる設定が測定に関する設定であった場合、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 accepted in step S121 is the setting regarding measurement,
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
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
上記のステップS125,S130のいずれかの処理後、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。
After the process of any one of steps S125 and S130,
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〜S112,S121〜S125,S130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〜S112,S121〜S125,S130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,
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(後述する図31)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
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(ステップS201)。より具体的には、制御部310は、使用者により図9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36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。
If the setting mode is not selected in step S101 described above, the
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
次に、制御部310は、読み込んだ登録情報から高さ情報を取得し、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200の位置を調整する(ステップS200)。
Next, the
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
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
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
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
次に、制御部310は、読み込んだ登録情報から登録された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11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、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
次に、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10(b)参照)。それにより、制御基板210は、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
次に、制御部310は、登録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S210)。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, the
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(ステップS211)。より具体的には、制御部310は、使用者により図9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, the
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25の設定画面350を表示させる(ステップS212)。次に、制御部310は、ステップS500と同様の位置設定処理を実行する(ステップS600)。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S213)。この設定処理は、上記のステップS109〜S112の処理と同じである。
On the other hand, when the height gauge mode is selected,
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10(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S214)。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6の可動部252a,252bの位置および図8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S215)。
Thereafter, when the
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6の可動部252a,252bの位置、および図8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S216)。
Subsequently, the
なお、制御基板210は、上記のステップS215において、図4の受光部232dから出力される受光信号、図6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。
Note that, in step S215 described above, the
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S217)。
Next, the
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S218)。追加の点が指定された場合、制御部310は、ステップS214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S214〜S218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, the
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)位置設定処理の一例
図17は、制御基板210による位置設定処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御基板210は、図3の判定光出力部233により判定光を出射させる(ステップS501)。なお、判定光は、図8の偏向部272から図2の光学定盤111に向けて真下に出射されてもよい。一方で、後述するように、設定モードにおいては、位置設定処理の前に測定点または基準点の指定を受け付けることも可能である。そこで、測定点または基準点が既に受け付けられている場合には、偏向部272から測定点または基準点に対応する部分に判定光が出射されてもよい。
(9) Example of Position Setting Process FIG. 17 is a flowchart showing an example of the position setting process by the
次に、制御基板210は、測定対象物Sにより反射された判定光を図3の判定光検出部234により検出する(ステップS502)。続いて、制御基板210は、ステップS501で判定光が出射されてからステップS502で反射光が検出されるまでの時間差に基づいて測定ヘッド200と測定対象物Sの部分までの距離を示す距離情報を算出する(ステップS503)。
Next, the
また、制御基板210は、図3の昇降部130の読取部133から測定ヘッド200の位置を取得することにより測定範囲を特定する(ステップS504)。ステップS504は、ステップS501〜S503のいずれかよりも先に実行されてもよいし、ステップS501〜S503のいずれかと同時に実行されてもよい。
Further, the
その後、制御基板210は、ステップS503で算出された距離情報およびステップS504で特定された測定範囲に基づいて、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かを判定する(ステップS505)。測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、制御基板210は、図3の駆動回路132を制御することにより測定ヘッド200を上方または下方に移動させる(ステップS506)。測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するまでステップS501〜S505が繰り返される。測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置する場合、制御基板210は位置設定処理を終了する。
Thereafter, the
図17の位置設定処理の例においては、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、当該部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200が自動的に移動されるが、本発明はこれに限定されない。測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合、使用者が操作部330を用いて図3の駆動回路132に指示を与えることにより測定ヘッド200を移動させてもよい。
In the example of the position setting process of FIG. 17, when the portion of the measurement object S is not positioned within the measurement range, the
この場合においては、ステップS506が省略されるとともに、ステップS505における判定結果がいずれであっても位置設定処理が終了する。ここで、ステップS505において測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置する場合には、判定メッセージ「OK」が表示部340に表示されてもよい。一方で、ステップS505において測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しない場合には、判定メッセージ「FAIL」が表示部340に表示されてもよい。
In this case, step S506 is omitted, and the position setting process ends regardless of the determination result in step S505. Here, when the portion of the measurement target S is located within the measurement range in step S505, the determination message “OK” may be displayed on the
(10)指定測定処理の一例
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。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。
(10) Example of Specified Measurement Process FIGS. 18 and 19 are flowcharts showing an example of the specified measurement process by the
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
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
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
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
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6の可動部252a,252bの位置および図8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
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
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8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
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
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
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
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
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測定点に対応する座標(Xc,Yc,Zc)が特定される。
Thereafter, the
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.
(11)指定測定処理の他の例
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。
(11) Another Example of Designated Measurement Process FIGS. 22 and 23 are flowcharts showing another example of the designated measurement process by the
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
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6の可動部252a,252bの位置および図8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
まず、制御基板210は、図6の可動部252a,252bの位置を検出するとともに、図8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
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
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
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
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
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
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), when the error (Xa'-Xc, Ya'-Yc) falls within the determination range, the coordinates corresponding to the measurement point designated by the user (Xc, Yc, Zc) is 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.
(12)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。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。
(12) Actual Measurement Process The
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 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6の可動部252a,252bの位置および図8の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する。
Specifically, the
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6の可動部252a,252bの位置、および図8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6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
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6の可動部252a,252bの位置および図8の反射部271b,272bの角度を調整して測定光を照射する。
Alternatively, the
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6の可動部252a,252bの位置、および図8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6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
(13)設定モードおよび測定モードを用いた操作例
図25〜図31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。
(13) Operation Example Using Setting Mode and Measurement Mode FIGS. 25 to 31 are diagrams for explaining an operation example of the optical scanning
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9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25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。
First, the measurement manager positions the measurement target S as a reference for height measurement on the
設定画面350は、画像表示領域351およびボタン表示領域352,353を含む(ボタン表示領域352については図26〜図31を参照)。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25〜図31の各図および後述する図32〜図38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。
The
図25の例では、図8の偏向部272から判定光が真下の測定対象物の部分に照射されることにより、判定光の照射部分が測定範囲内に位置するか否かが判定される。判定光の照射部分は、図25に「+」印で示される。また、判定結果を示す判定メッセージが基準画像RIとともに画像表示領域351に表示される。図25の例では、後述するように、測定範囲は載置面よりも20.0mm以上上方に位置する。この場合、判定光の照射部分は測定範囲内に位置しない。したがって、判定メッセージ「FAIL」が表示される。
In the example of FIG. 25, the determination light is irradiated from the deflecting
ボタン表示領域353には、光走査高さ測定装置400に対する現時点の測定範囲を視覚的に示す範囲画像353aが表示されるとともに、複数の昇降ボタン353b、オートボタン353cおよび登録ボタン353dが表示される。測定管理者は、範囲画像353aを視認することにより光走査高さ測定装置400に対する現時点の測定範囲を認識することができる。図25の範囲画像353aは、測定範囲が載置面から20.0mm〜50.0mm上方に位置することを示している。
In the
測定管理者は、図1の操作部330を用いて複数の昇降ボタン353bのいずれかを操作することにより、測定ヘッド200を上方または下方に移動させるための指示を図3の駆動回路132に与えることができる。駆動回路132は、操作された昇降ボタン353bに応じて測定ヘッド200を上方または下方に移動させる。測定管理者は、範囲画像353aを視認しつつ画像表示領域351に判定メッセージ「OK」が表示されるように昇降ボタン353bを操作することにより、判定光の照射部分を測定範囲内に位置させることができる。
The measurement manager gives an instruction for moving the
一方で、測定管理者は、操作部330を用いてオートボタン353cを操作することができる。この場合、判定光の照射部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200が自動的に上方または下方に移動する(オートフォーカス)。測定ヘッド200のオートフォーカスが終了した後、測定管理者は複数の昇降ボタン353bをさらに操作することにより、測定ヘッド200をより適した位置に移動させることもできる。
On the other hand, the measurement manager can operate the
測定管理者は、操作部330を用いて登録ボタン353dを操作することにより、測定ヘッド200の位置設定を終了させることができる。この場合、測定ヘッド200の高さ情報が記憶部320に記憶(登録)される。また、設定画面350の表示態様が図26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、判定光の照射部分を示す指標および判定メッセージが除去される。また、設定画面350には、ボタン表示領域353に代えてボタン表示領域352が表示される。
The measurement manager can end the position setting of the
図26に示すように、ボタン表示領域352には、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26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26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。
As shown in FIG. 26, in the
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27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26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
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28に「+」印で示すように1または複数(本例では3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。それにより、指定された1または複数の基準点を含む基準面が設定され、図29に二点鎖線で示すように、画像表示領域351に設定された基準面RFを示す指標が表示される。ここで、4以上の基準点が指定される場合には、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設定される。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以上の基準点が指定される場合には、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設定されてもよい。
The measurement manager operates the
その後、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30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29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。
Thereafter, the measurement manager operates the
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31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
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
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、高さ情報、複数の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
図28〜図31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「+」が重畳表示される。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. 28 to 31, on the reference image RI, the reference point designated by the measurement manager and the index “+” indicating the position of the measurement point are superimposed and displayed. 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32〜図35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、設定モードの開始時点に、表示部340に位置設定処理を行うための図25の設定画面350が表示されず、サーチ領域SRおよびパターン画像PIを設定するための図26の設定画面350が表示される。サーチ領域SRおよびパターン画像PIの設定後、図32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、位置設定ボタン352f、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。
32 to 35 are diagrams for explaining another operation example of the optical scanning
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32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
次に、測定管理者は、指定した各点に、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33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。さらに、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。
Next, the measurement manager operates the reference
次に、測定管理者は、位置設定ボタン352fを操作することにより、図34に示すように、位置設定処理を行うための図25の設定画面350と同様の設定画面350が表示部340に表示される。図34の例では、図8の偏向部272から指定した各点に判定光が照射されることにより、判定光の各照射部分が測定範囲内に位置するか否かが判定される。判定光の各照射部分は、図34に「+」印で示される。また、各点についての判定結果を示す判定メッセージが基準画像RIとともに画像表示領域351に表示される。
Next, the measurement manager operates the
図34の例では、測定範囲は載置面から10.0mm〜40.0mm上方に位置することを示している。この場合、5つの点にそれぞれ対応する判定光の5つの照射部分のうち、1つの照射部分が測定範囲内に位置し、他の4つの照射部分が測定範囲内に位置しない。したがって、1つの照射部分について判定メッセージ「OK」が表示され、他の4つの照射部分について判定メッセージ「FAIL」が表示される。 In the example of FIG. 34, it is indicated that the measurement range is located 10.0 mm to 40.0 mm above the mounting surface. In this case, among the five irradiation portions of the determination light corresponding to the five points, one irradiation portion is located within the measurement range, and the other four irradiation portions are not located within the measurement range. Therefore, the determination message "OK" is displayed for one irradiation portion, and the determination message "FAIL" is displayed for the other four irradiation portions.
測定管理者は、範囲画像353aを視認しつつ画像表示領域351に表示された全ての判定メッセージが「OK」となるように昇降ボタン353bを操作することにより、判定光の全ての照射部分を測定範囲内に位置させることができる。一方で、測定管理者は、オートボタン353cを操作することにより、判定光の全ての照射部分が自動的に測定範囲内に位置するように測定ヘッド200を移動させることができる。測定ヘッド200のオートフォーカスが終了した後、測定管理者は複数の昇降ボタン353bをさらに操作することにより、測定ヘッド200をより適した位置に移動させることもできる。
The measurement manager measures all the irradiated portions of the determination light by operating the
ここで、オートフォーカスにおいては、図11の範囲判定部21は、指定された複数の点にそれぞれ対応する複数の部分が同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定する。複数の部分が同時に測定範囲内に位置することが可能である場合、図11の駆動制御部22は、複数の部分が同時に測定範囲内に位置するように測定ヘッド200の位置を調整する。
Here, in the auto focus, the
この場合において、複数の部分により定まる上下方向の代表部分が測定範囲の上下方向の中央に位置するように測定ヘッド200の位置が調整されてもよい。代表部分は、複数の点における平均の高さを有する部分であってもよいし、中間の高さを有する部分であってもよい。
In this case, the position of the
また、基準面RFが載置面に設定されることが多い。そのため、範囲判定部21は、指定された複数の点にそれぞれ対応する複数の部分および載置面が同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定してもよい。複数の部分および載置面が同時に測定範囲内に位置することが可能である場合、駆動制御部22は、複数の部分および載置面が同時に測定範囲内に位置するように測定ヘッド200の位置を調整してもよい。
In addition, the reference surface RF is often set as the mounting surface. Therefore, the
この場合において、測定範囲が載置面よりも下方に位置する必要はない。そこで、測定範囲の下限が載置面に位置するように測定ヘッド200の位置が調整されてもよい。これにより、基準面RFを載置面に設定しつつ上下方向に大きい測定範囲を確保することができる。
In this case, the measurement range does not have to be located below the mounting surface. Therefore, the position of the
さらに、範囲判定部21は、指定された複数の点にそれぞれ対応する複数の部分および光走査高さ測定装置400に固有の三次元座標系の原点が同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定してもよい。複数の部分および原点が同時に測定範囲内に位置することが可能である場合、駆動制御部22は、複数の部分および原点が同時に測定範囲内に位置するように測定ヘッド200の位置を調整してもよい。
Further, the
測定管理者は、登録ボタン353dを操作することにより、測定ヘッド200の位置設定を終了させることができる。この場合、測定ヘッド200の高さ情報が記憶部320に記憶(登録)される。また、設定画面350の表示態様が図35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、判定光の照射部分を示す指標および判定メッセージが除去される。また、設定画面350には、ボタン表示領域353に代えてボタン表示領域352が表示される。
The measurement manager can end the position setting of the
その後、図35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。
Thereafter, as shown in FIG. 35, the height of the portion of the measurement target S corresponding to the designated measurement point is displayed on the
設定モードにおいて、生成された登録情報を編集することも可能である。例えば、登録された測定点または基準点のいずれかの点(具体的には最高点および最低点)の平面座標(Xc,Yc)が取得され、その点に対応する部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200の位置が再度調整されてもよい。この場合、登録情報における高さ情報が、調整後の測定ヘッド200の高さ情報に更新される。このような登録情報の編集は、設定モードで登録情報が読み込まれるごとに行われてもよいし、測定モードで登録情報が用いられる前に設定モードで当該登録情報が読み込まれた際に1度だけ行われてもよい。
In the setting mode, it is also possible to edit the generated registration information. For example, plane coordinates (Xc, Yc) of any of the registered measurement points or reference points (specifically, the highest point and the lowest point) are acquired, and the portion corresponding to that point is located within the measurement range The position of the measuring
図36〜図38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9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36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。
36 to 38 are diagrams for describing an operation example of the optical scanning
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
登録情報が読み込まれると、読み込まれた登録情報に対応する高さ情報に基づいて測定ヘッド200の位置が調整される。また、図37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。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, the position of the
その後、測定作業者は、測定対象物Sのより正確な位置決め作業を行った後、測定ボタン362bを操作する。それにより、読み込まれた登録情報の複数の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。
Thereafter, the measurement worker operates the
その結果、図38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. 38, the height of the portion of the measurement target S corresponding to each of the set measurement points is displayed on the
(14)変形例
図39は、変形例に係る光走査高さ測定装置400の制御系410を示すブロック図である。図39の制御系410について、図11の制御系410と異なる点を説明する。図39に示すように、変形例においては、制御系410は、幾何要素取得部23および幾何要素算出部24をさらに含む。
(14) Modification FIG. 39 is a block diagram showing a
設定モードにおいては、幾何要素取得部23は、位置情報取得部2により取得された測定点の位置に関する幾何要素の指定を受け付ける。ここで、測定点の位置に関する幾何要素とは、測定点に対応する測定対象物Sの部分の座標に基づいて算出可能な種々の要素であり、例えば測定対象物Sの所望の面の平坦度または測定対象物Sの複数の部分の距離もしくは角度を含む。指定された幾何要素に対応する許容値が許容値取得部5にさらに入力されてもよい。
In the setting mode, the geometric
登録部6は、幾何要素取得部23により受け付けられた幾何要素を測定点と関連付けて登録する。また、幾何要素に対応する許容値が許容値取得部5に入力された場合には、登録部6は、許容値取得部5により受け付けられた許容値を幾何要素と関連付けて登録する。座標算出部13は、登録部6に登録された幾何要素に関連する座標をさらに算出する。幾何要素算出部24は、座標算出部13により算出された幾何要素に関連する座標に基づいて、登録部6に登録された幾何要素の値を算出する。
The registration unit 6 registers the geometric element received by the geometric
測定モードにおいては、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幾何要素を測定画像データにさらに設定する。座標算出部13は、補正部17により設定された幾何要素に関連する座標をさらに算出する。幾何要素算出部24は、座標算出部13により算出された幾何要素に関連する座標に基づいて、補正部17により設定された幾何要素を算出する。
In the measurement mode, the
この構成によれば、測定管理者が設定モードにおいて幾何要素を指定することにより、測定モードにおいて、測定作業者が熟練していない場合でも、測定対象物Sの対応部分の幾何要素の算出結果を画一的に取得することができる。これにより、測定対象物Sの平坦度または組み付け寸法等を含む種々の幾何要素を正確かつ容易に測定することが可能になる。 According to this configuration, when the measurement manager designates the geometric element in the setting mode, even if the measurement operator is not skilled in the measurement mode, the calculation result of the geometric element of the corresponding portion of the measuring object S is obtained. It can be acquired uniformly. This makes it possible to accurately and easily measure various geometric elements including the flatness or the assembly dimension of the measurement object S.
また、幾何要素に対応する許容値が登録部6に登録されている場合には、検査部18は、幾何要素算出部24により算出された幾何要素と登録部6に登録された許容値とに基づいて測定対象物Sをさらに検査する。具体的には、算出された幾何要素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、算出された幾何要素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。
When the tolerance value corresponding to the geometric element is registered in the registration unit 6, the
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により取得された基準画像に基づいて図12の報告書420を作成する。この場合、報告書420には、高さ以外の種々の幾何要素の検査結果が記載される。図12の例においては、幾何要素として、測定対象物Sの部分の高さに加えて、平面度、段差および角度が記載されている。これにより、測定作業者は、測定対象物Sの組み付け寸法を検査することができるとともに、報告書420を用いて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。
The
(15)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、使用者が所望の測定点を指定することにより、指定された点に対応する測定対象物Sの部分の高さが算出される。そのため、使用者は、光走査高さ測定装置400に対する位置および姿勢を正確に調整した状態で測定対象物Sを載置する必要がなく、測定点の位置座標を予め用意する必要もない。
(15) Effects In the optical scanning
一方で、測定対象物Sの部分の高さを算出するためには、当該部分が測定範囲内に位置するように測定対象物Sを載置する必要がある。ここで、測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かが範囲判定部21により判定されるので、使用者は、判定結果に基づいて駆動制御部22により当該部分が測定範囲内に位置するように測定ヘッド200と測定対象物Sとの間の距離を調整することができる。その結果、測定対象物Sの所望の部分の形状を効率よく測定することが可能になる。
On the other hand, in order to calculate the height of the portion of the measurement object S, it is necessary to place the measurement object S such that the portion is located within the measurement range. Here, whether or not the portion of the measurement target S is positioned within the measurement range is determined by the
(16)他の実施の形態
(a)上記実施の形態において、光学部230は判定光出力部233を含むが、本発明はこれに限定されない。出射光の一部が判定光として用いられる場合には、光学部230は判定光出力部233を含まなくてもよい。この場合、出射光出力部231により出射光が出射されてから判定光検出部234により出射光が検出されるまでの時間差に基づいて測定ヘッド200と測定対象物Sとの間の距離が算出される。
(16) Other Embodiments (a) In the above embodiment, the
(b)上記実施の形態において、範囲判定部21は、距離情報算出部20により算出される距離に基づいて測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かを判定するが、本発明はこれに限定されない。範囲判定部21は、受光部232dにより出力される受光信号における干渉光の受光量に基づいて測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置するか否かを判定してもよい。具体的には、受光量が予め定められたしきい値以上である場合に測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置すると判定され、受光量がしきい値未満である場合に測定対象物Sの部分が測定範囲内に位置しないと判定される。この場合、光学部230は判定光出力部233を含まなくてもよい。
(B) In the above embodiment, the
(c)上記実施の形態において、測定モードでは、高さ情報に基づいて測定ヘッド200の位置が調整され、他の位置には移動されないが、本発明はこれに限定されない。測定モードで、測定ヘッド200の位置が高さ情報に基づいて調整された位置から他の位置に移動されてもよい。この場合において、測定ヘッド200が移動しても測定画像の大きさが変化しないように、撮像部220がテレセントリック光学系により構成されることが好ましい。あるいは、測定ヘッド200が移動しても測定画像の大きさが変化しないように、測定ヘッド200の移動量に対応した倍率を用いて測定画像データが補正されることが好ましい。
(C) In the above embodiment, in the measurement mode, the position of the
(d)高さ算出部15は、光走査高さ測定装置400に定義された固有の三次元座標系における原点を基準とする測定対象物Sの部分の高さを算出してもよい。この場合、使用者は、固有の三次元座標系における測定対象物Sの部分の高さの絶対値を取得することができる。また、高さ算出部15は、基準面を基準とする高さの相対値を算出する相対値算出モードと、固有の三次元座標系における高さの絶対値を算出する絶対値算出モードとで選択的に動作可能であってもよい。絶対値算出モードにおいては、基準面が必要ないので、基準点が指定されてなくてもよい。
(D) The
(e)高さ算出部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の部分の高さ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の部分の高さ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の部分の高さ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。
(E) The
(f)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。
(F) The optical scanning
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
(g)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。
(G) The reference
(h)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。
(H) In the above embodiment, the reference
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、高さ算出部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
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.
(i)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16のステップS203の処理は省略される。
(I) 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
(j)上記実施の形態において、測定対象物Sの高さ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の高さは、白色干渉方式により算出されてもよい。 (J) In the above embodiment, the height of the measurement object S is calculated by the spectral interference method, but the present invention is not limited to this. The height of the measurement object S may be calculated by the white light interference method.
(k)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。
(K) In the above embodiment, the operation mode of the light scanning
(l)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。
(L) In the above embodiment, the
(17)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。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。
(17) Correspondence Between Each Component of the Claim and Each Part of the Embodiment Hereinafter, an example of the 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. As each component of a claim, other various elements having the configuration or function described in the claim can also be used.
上記実施の形態においては、測定領域Vが測定領域の例であり、測定対象物Sが測定対象物の例であり、光走査高さ測定装置400が光走査高さ測定装置の例であり、位置情報取得部2が受付部の例である。出射光出力部231が出射光出力部の例であり、ファイバカプラ245が分岐部および干渉光生成部の例であり、可動ミラー254cが参照体の例であり、駆動部255a,255bが光路長可動部の例である。
In the above embodiment, the measurement area V is an example of the measurement area, the measurement object S is an example of the measurement object, and the light scanning
偏向部271,272が偏向部の例であり、範囲判定部21が範囲判定部の例であり、駆動制御部22が距離調整部の例であり、受光部232dが受光部の例であり、駆動制御部3が駆動制御部の例である。距離情報算出部12,20がそれぞれ第1および第2の距離情報算出部の例であり、高さ算出部15が高さ算出部の例であり、判定光出力部233が判定光出力部の例である。判定光検出部234が判定光検出部の例であり、光学定盤111が載置台の例であり、測定画像取得部16が画像取得部の例であり、登録部6が登録部の例である。
The
1…基準画像取得部,2…位置情報取得部,3,22…駆動制御部,4…基準面取得部,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,12,20…距離情報算出部,13…座標算出部,14…照射判定部,15…高さ算出部,16…測定画像取得部,17…補正部,18…検査部,19…報告書作成部,21…範囲判定部,23…幾何要素取得部,24…幾何要素算出部,100…スタンド部,110…設置部,111…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…駆動回路,133,257a,257b,266,275,276…読取部,200…測定ヘッド,210…制御基板,220…撮像部,230…光学部,231…出射光出力部,232…測定部,233…判定光出力部,234…判定光検出部,232a,232c,246…レンズ,232b…分光部,232d…受光部,240…導光部,241〜244…光ファイバ,245…ファイバカプラ,245a〜245d…ポート,245e…本体部,247…ダイクロイックミラー,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〜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,341…選択画面,341a…設定ボタン,341b,362b…測定ボタン,341c…ハイトゲージボタン,350…設定画面,351,361…画像表示領域,352,353,362…ボタン表示領域,352a…サーチ領域ボタン,352b…パターン画像ボタン,352c…設定完了ボタン,352d…点指定ボタン,352e…基準面設定ボタン,352f…位置設定ボタン,352g…許容値ボタン,353a…範囲画像,353b…昇降ボタン,353c…オートボタン,353d…登録ボタン,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,410…制御系,420…報告書,421…名称表示欄,422…画像表示欄,423…状況表示欄,424…結果表示欄,425…保証表示欄,MI…測定画像,PI…パターン画像,RF…基準面,RI…基準画像,S…測定対象物,SR…サーチ領域,V…測定領域
DESCRIPTION OF
Claims (13)
測定点の指定を受け付ける受付部と、
時間的に低コヒーレンスな光を出射する出射光出力部と、
前記出射光出力部から出射された光の一部を測定光として出力し、光の他の部分を参照光として出力する分岐部と、
前記分岐部から出力される参照光を反射する参照体と、
前記分岐部と前記参照体との間の参照光の光路長を変化させる光路長可動部と、
前記分岐部から出力される測定光を偏向して測定対象物に照射する偏向部と、
測定対象物により反射されて前記分岐部に帰還する測定光と前記参照体により反射されて前記分岐部に帰還する参照光との干渉光を生成する干渉光生成部と、
測定対象物の部分が予め定められた高さ方向の測定範囲内に位置するか否かを判定する範囲判定部と、
前記偏向部と測定対象物との間の距離を調整する距離調整部と、
前記干渉光生成部により生成された干渉光を受光し、受光量を示す受光信号を出力する受光部と、
測定点に対応する測定対象物の部分に測定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、
参照光の光路長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偏向部と測定点に対応する測定対象物の部分との間の距離を算出する第1の距離情報算出部と、
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測定光の照射位置と前記第1の距離情報算出部により算出される距離とに基づいて、測定点に対応する測定対象物の部分の高さを算出する高さ算出部とを備える、光走査高さ測定装置。 An optical scanning height measuring device for calculating the height of a portion of an object to be measured corresponding to a measurement point in a measurement area, comprising:
A reception unit that receives specification of measurement points;
An outgoing light output unit that emits temporally low coherence light;
A branching unit that outputs part of the light emitted from the output light output unit as measurement light and outputs the other part of the light as reference light;
A reference body that reflects the reference light output from the branch portion;
An optical path length movable part that changes an optical path length of reference light between the branch part and the reference body;
A deflection unit that deflects the measurement light output from the branch unit and irradiates the measurement object with the measurement light;
An interference light generation unit that generates interference light between the measurement light reflected by the measurement object and returned to the branch portion, and the reference light reflected by the reference body and returned to the branch portion;
A range determination unit that determines whether or not a portion of the measurement object is positioned within a measurement range in a predetermined height direction;
A distance adjustment unit for adjusting the distance between the deflection unit and the object to be measured;
A light receiving unit that receives the interference light generated by the interference light generation unit and outputs a light reception signal indicating a light reception amount;
A drive control unit configured to control the deflection unit such that the measurement light is irradiated to the portion of the measurement object corresponding to the measurement point;
A first distance information calculation unit that calculates the distance between the deflection unit and the portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the optical path length of the reference light and the light reception signal output by the light reception unit;
The height of the portion of the measurement object corresponding to the measurement point based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of the measurement light deflected by the deflection unit and the distance calculated by the first distance information calculation unit An optical scanning height measuring device, comprising: a height calculating unit that calculates a height.
測定対象物により反射された判定光を検出する判定光検出部と、
前記判定光出力部により判定光が出射されてから前記判定光検出部により判定光が検出されるまでの時間差に基づいて前記偏向部と測定対象物との間の距離を算出する第2の距離情報算出部とをさらに備え、
前記範囲判定部は、前記第2の距離情報算出部により算出される距離に基づいて測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを判定する、請求項1記載の光走査高さ測定装置。 A determination light output unit that emits determination light to be applied to the measurement object so as to overlap with the measurement light to be applied to the measurement object from the deflection unit;
A determination light detection unit that detects the determination light reflected by the measurement object;
A second distance for calculating the distance between the deflection unit and the object based on the time difference between the determination light output by the determination light output unit and the determination light being detected by the determination light detection unit And an information calculation unit,
The optical scanning height according to claim 1, wherein the range determination unit determines whether or not the portion of the measurement object is positioned within the measurement range based on the distance calculated by the second distance information calculation unit. measuring device.
前記範囲判定部は、測定対象物の部分と前記載置台の載置面とが同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。 It further comprises a mounting table on which the measurement object is mounted,
The said range determination part determines whether it is possible for the part of a measurement object, and the mounting surface of the said mounting table to be simultaneously located in a measurement range, or not. The optical scanning height measurement device according to claim 1.
前記範囲判定部は、複数の測定点に対応する測定対象物の複数の部分が同時に測定範囲内に位置することが可能であるか否かを判定する、請求項1〜4,6のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。 The reception unit receives designation of a plurality of measurement points,
The range determination unit determines whether or not a plurality of portions of the measurement object corresponding to a plurality of measurement points can be simultaneously positioned within the measurement range. The optical scanning height measurement device according to one item.
前記受付部は、前記画像取得部により取得される測定対象物の画像上で測定点の指定を受け付ける、請求項1〜11のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。 It further comprises an image acquisition unit for acquiring an image of the measurement object,
The optical scanning height measurement device according to any one of claims 1 to 11, wherein the receiving unit receives specification of a measurement point on an image of a measurement object acquired by the image acquisition unit.
登録部をさらに備え、
前記受付部は、設定モードにおいて、測定点の指定を受け付け、
前記範囲判定部は、設定モードにおいて、第1の測定対象物の部分が測定範囲内に位置するか否かを判定し、
前記距離調整部は、設定モードにおいて、前記偏向部と第1の測定対象物との間の距離を調整し、
前記登録部は、設定モードにおいて、前記受付部により受け付けられた測定点とを前記距離調整部により調整された距離とを登録し、
前記距離調整部は、測定モードにおいて、前記登録部により登録された距離に基づいて前記偏向部と第2の測定対象物との間の距離を調整し、
前記駆動制御部は、測定モードにおいて、前記登録部により登録された測定点に対応する第2の測定対象物の部分に測定光が照射されるように前記偏向部を制御し、
前記第1の距離情報算出部は、測定モードにおいて、前記偏向部と測定点に対応する第2の測定対象物の部分との間の距離を算出し、
前記高さ算出部は、測定モードにおいて、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測定光の照射位置と前記第1の距離情報算出部により算出される距離とに基づいて、測定点に対応する第2の測定対象物の部分の高さを算出する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の光走査高さ測定装置。 The setting mode for setting the measurement point on the first measurement object placed in the measurement area and the height of the portion corresponding to the measurement point on the second measurement object placed in the measurement area Configured to selectively operate in the measurement mode to be measured,
Further equipped with a registration unit,
The receiving unit receives specification of a measurement point in the setting mode,
The range determination unit determines whether or not the portion of the first measurement object is located within the measurement range in the setting mode,
The distance adjustment unit adjusts the distance between the deflection unit and the first measurement object in the setting mode,
The registration unit registers, in the setting mode, the measurement point accepted by the acceptance unit and the distance adjusted by the distance adjustment unit.
In the measurement mode, the distance adjustment unit adjusts the distance between the deflection unit and the second measurement object based on the distance registered by the registration unit,
In the measurement mode, the drive control unit controls the deflection unit such that a portion of the second measurement target corresponding to the measurement point registered by the registration unit is irradiated with the measurement light.
The first distance information calculation unit calculates, in the measurement mode, a distance between the deflection unit and a portion of the second measurement object corresponding to the measurement point;
In the measurement mode, the height calculation unit performs measurement based on the deflection direction of the deflection unit or the irradiation position of measurement light deflected by the deflection unit and the distance calculated by the first distance information calculation unit. The optical scanning height measuring device according to any one of claims 1 to 12, wherein the height of the portion of the second measuring object corresponding to the point is calculated.
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