JP2020027055A - 光学式変位計 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の実施の形態に係る光学式変位計として、光切断方式の光学式変位計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学式変位計の構成を示すブロック図である。図1に示すように、光学式変位計500は、撮像ヘッド100、処理装置200、入力部300および表示部400を備える。光学式変位計500は、複数の撮像ヘッド100を備えてもよい。撮像ヘッド100は、処理装置200に対して着脱可能に構成される。撮像ヘッド100と処理装置200とは一体的に構成されてもよい。
図2は、撮像ヘッド100およびワークWの外観斜視図である。図3および図4は、ワークWの表面における光の照射位置と受光部121における光の入射位置との関係を示す図である。図2〜図4においては、水平面内で互いに直交する2方向をX1方向およびY1方向と定義し、それぞれ矢印X1,Y1で示す。また、鉛直方向をZ1方向と定義し、矢印Z1で示す。また、図3および図4においては、受光部121の受光面上で互いに直交する2方向をX2方向およびZ2方向と定義し、それぞれ矢印X2,Z2で示す。ここで、受光面とは、受光部121の複数の画素により形成される面である。
図12は、プロファイル取得部224の構成を示すブロック図である。図12に示すように、プロファイル取得部224は、機能部として、登録部1、設定部2、ピーク検出部3、プロファイル生成部4、補正部5およびフィルタ処理部6を含む。図1の制御部220が記憶部210に記憶された測定プログラムを実行することによりプロファイル取得部224の機能部が実現される。プロファイル取得部224の機能部の一部または全てが電子回路等のハードウエアにより実現されてもよい。
図13〜図18は、プロファイル取得部224の動作例を説明するための図である。図13に示すように、設定時に、図12の登録部1に登録された基準データに基づく基準プロファイルPaが表示部400に表示される。図13においては、基準プロファイルPaが太い実線により図示されている。図15においても同様である。
図19は、図12のフィルタ処理部6の動作を説明するための図である。図19(a)〜(c)においては、ワークWの真のプロファイルが表示部400に表示されている。また、表示部400の画面上には、図1の受光部121のX2方向およびZ2方向にそれぞれ対応するX3方向およびZ3方向が定義されている。
本実施の形態に係る光学式変位計500においては、設定時に、ワークWのプロファイルの基準となる基準プロファイルPaを示す基準データが登録部1により登録される。また、受光部121により出力される受光量分布において受光量を無視すべき部分を示すためのマスク領域M1,M2が設定部2により基準データに設定される。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素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。
Claims (6)
- 測定対象物のプロファイルを測定する光切断方式の光学式変位計であって、
第1の方向に広がりを有するスリット光、または前記第1の方向に走査されるスポット光を測定対象物に照射する投光部と、
前記第1の方向と、前記第1の方向に交差する第2の方向とに並ぶ複数の画素を含み、測定対象物の前記第1の方向の各位置からの反射光を受光し、受光量分布を出力する受光部と、
設定時に、測定対象物のプロファイルの基準となる基準プロファイルを示す基準データを登録する登録部と、
前記設定時に、前記受光部により出力される受光量分布において受光量を無視すべき部分を示すためのマスク領域を前記基準データに設定する設定部と、
測定時に、前記第1の方向に並ぶ複数の画素列によりそれぞれ出力される複数の受光量分布に基づいて画素列ごとに前記第2の方向における受光量のピークの位置を検出するピーク検出部と、
前記測定時に、前記ピーク検出部により検出された複数の受光量分布の各々におけるピークの位置に基づいて測定対象物の仮のプロファイルデータを生成するプロファイル生成部と、
前記測定時に、前記基準プロファイルと前記仮のプロファイルデータに基づく仮のプロファイルとの位置ずれ量を特定し、特定された位置ずれ量に基づいて前記仮のプロファイルに対する前記マスク領域の位置を補正する補正部とを備え、
前記ピーク検出部は、前記測定時に、前記複数の画素列にそれぞれ対応する複数の受光量分布の各々から前記補正部により補正された前記マスク領域内の受光量を除いて前記第2の方向におけるピークの位置を再度検出し、
前記プロファイル生成部は、前記測定時に、前記ピーク検出部により再度検出されたピークの位置に基づいて測定対象物の真のプロファイルデータを生成する、光学式変位計。 - 前記設定部は、前記設定時に、前記基準プロファイルに対する前記仮のプロファイルの部分の位置ずれを検出するための検出領域を前記基準データにさらに設定し、
前記補正部は、前記測定時に、前記検出領域内における前記基準プロファイルの部分と、前記仮のプロファイルにおいて前記基準プロファイルの当該部分に対応する部分との位置ずれ量を特定する、請求項1記載の光学式変位計。 - 前記プロファイル生成部は、前記測定時に、前記ピーク検出部によりいずれかの画素列に対応する受光量分布について複数のピークの位置が検出された場合、予め設定された条件に基づいて当該受光量分布における複数のピークの位置から一のピークの位置を決定し、決定されたピークの位置に基づいて前記仮のプロファイルデータを生成する、請求項1または2記載の光学式変位計。
- 前記予め設定された条件は、各受光量分布における複数のピークの位置から最大の受光量を有するピークの位置を前記一のピークの位置として決定することを含む、請求項3記載の光学式変位計。
- 前記予め設定された条件は、各受光量分布における複数のピークの位置から前記第2の方向における一端または他端に最も近いピークの位置を前記一のピークの位置として決定することをさらに含む、請求項3または4記載の光学式変位計。
- 前記プロファイル生成部により生成された前記真のプロファイルデータの各部分において、値の変化が小さいほど平滑効果が大きくなるように前記真のプロファイルデータにフィルタ処理を行うフィルタ処理部をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光学式変位計。
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