JP2021001915A - 共焦点変位計 - Google Patents
共焦点変位計 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021001915A JP2021001915A JP2020171909A JP2020171909A JP2021001915A JP 2021001915 A JP2021001915 A JP 2021001915A JP 2020171909 A JP2020171909 A JP 2020171909A JP 2020171909 A JP2020171909 A JP 2020171909A JP 2021001915 A JP2021001915 A JP 2021001915A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- unit
- wavelength
- light receiving
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 180
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 228
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 107
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 260
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 171
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 74
- 230000008569 process Effects 0.000 description 71
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 54
- 230000008859 change Effects 0.000 description 34
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 31
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 30
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 30
- UIAFKZKHHVMJGS-UHFFFAOYSA-N 2,4-dihydroxybenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1O UIAFKZKHHVMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 9
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- -1 respectively Substances 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0608—Height gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02023—Indirect probing of object, e.g. via influence on cavity or fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0425—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/50—Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
位置で合焦した光のみが当該開口部を通過して波長検出器に導かれる。波長検出器により検出された光のスペクトルプロファイル(第1出力スペクトルプロファイル)は、計測距離を示す成分(距離依存性のプロファイル成分)を含むとともに、距離非依存性のプロファイル成分をも含む。
よれば、平均信号において複数のピンホールを通過した複数の光についての波長ごとの強度が平均される。それにより、乱反射によるランダムな計測誤差を発生させる光の成分が打ち消される。その結果、共焦点変位計により計測される計測対象物の変位の誤差を低減することができる。
な色収差を発生させる光学部材または適切な焦点距離を有する光学部材を含むヘッド部を用いることが容易になる。これにより、計測対象物の変位をより容易に計測することができる。
(1)共焦点変位計の基本構成
以下、本発明の第1の実施の形態に係る共焦点変位計について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る共焦点変位計の構成を示す模式図である。図1に示すように、共焦点変位計500は、処理装置100、計測ヘッド200、導光部300および制御装置400を備える。導光部300は、複数の光ファイバを含み、処理装置100と計測ヘッド200とを光学的に接続する。
た光の一部が、導光部300の光ファイバ312から出力される。光ファイバ312から出力された光は、レンズ132を通過することにより略平行化され、回折格子131に入射される。本実施の形態においては、回折格子131は反射型の回折格子である。回折格子131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133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。
図2は、共焦点変位計500の動作原理を説明するための図である。以下、本実施の形態に係る共焦点変位計500の動作原理の理解を容易にするため、1個の光ファイバ(本例では光ファイバ313)から計測ヘッド200に出力される光を用いて一般の共焦点変位計の動作原理を先に説明する。
図5(a),(b)は、それぞれ投光部120の構成を示す平面図および断面図である。図5に示すように、投光部120は、光源121、蛍光体122、フェルール123、レンズ124、保持具125、フィルタ素子126および素子ホルダ127を含む。素子ホルダ127は、光源固定部127A、フェルール固定部127Bおよびレンズ固定部127Cを含む。光源121、フェルール123およびレンズ124は、素子ホルダ127の光源固定部127A、フェルール固定部127Bおよびレンズ固定部127Cにそれぞれ固定される。
る蛍光体122の濃度が、例えば30%〜60%に形成される。
図1の演算処理部150の記憶部151には、受光部140の画素の位置と、出力される受光波形W0のピーク波長λ0と、計測距離との換算式が予め記憶されている。演算処理部150の制御部152は、受光信号を出力する画素の位置を特定するとともに、特定された画素の位置および記憶部151に記憶された換算式に基づいて受光波形W0のピーク波長λ0および計測距離を順次算出する。これにより、計測対象物Sの厚み、距離または変位を計測することができる。また、制御部152は、計測距離をより正確に算出するために、以下に説明する基底波形の除去および受光部140の温度特性の補正を行う。
計測対象物Sとは異なる部分で反射された光が受光部140により受光されることがある。図6は、計測対象物Sとは異なる部分で反射される光の一例を示す模式図である。図6の例においては、レンズユニット220の屈折レンズ221により直接反射された光(矢印で示す光)が光ファイバ313〜316に入力される。このような光は、計測距離を示す成分を含まずに、不要な成分を含む。
受光波形W0から基底波形BLを除去するように受光波形W0の補正を行う。
上記のように、特定の波長を有する光は、当該波長に対応付けられた受光部140の画素により受光される。しかしながら、周囲の温度変化に伴う受光部140の受光面の位置の変化または受光面の傾きの変化により、特定の波長を有する光が対応付けられた画素とは異なる画素により受光されることがある。この場合、計測距離を正確に算出することができない。そこで、以下に説明する受光部140の温度特性の補正が行われる。
共焦点変位計500について基本的な使用例を説明する。以下の使用例においては、初
期状態で共焦点変位計500の電源がオンされているものとする。また、図1の制御装置400のCPU403は、計測モードにあるものとする。
しうる最低限の範囲よりも高いときに「OK」と表示してもよい。
図22は、変位計測処理を示すフローチャートである。図1のCPU403は、共焦点変位計500の電源がオンされることにより、一定の周期で以下の変位計測処理を実行する。初期状態において、CPU403は計測モードにある。また、表示装置401には、図12の画面が表示されているものとする。
とともにカウントをスタートさせる(ステップS21)。また、CPU403は受光信号の取得回数を示す変数iの値を1とする(ステップS22)。
本実施の形態に係る共焦点変位計500においては、複数の波長を有する光が投光部120により出射される。投光部120により出射された光には、レンズユニット220により色収差が発生する。また、色収差を有する光がレンズユニット220により収束されて計測対象物Sに照射される。レンズユニット220を通して計測対象物Sに照射された光のうち、計測対象物Sの表面で合焦しつつ反射された波長の光が複数の光ファイバ313〜316を通過する。
(a)導光部の変形例
本実施の形態において、導光部300は2個のファイバカプラ320,330を含むが、本発明はこれに限定されない。導光部300はファイバカプラ320,330の一方または両方を含まなくてもよい。図25は、導光部300の第1の変形例を示す図である。図25の例では、導光部300は図1の光ファイバ317,318およびファイバカプラ320を含まない。ファイバカプラ330のポート331〜336には、それぞれ光ファイバ311〜316が接続される。
。この場合、ファイバカプラ340を計測ヘッド200内に設けるための設計のレイアウトを容易に行うことができる。また、計測対象物Sから反射された光の損失を抑えることができる。
本実施の形態において、レンズユニット220は屈折レンズ221および回折レンズ222を含むが、本発明はこれに限定されない。レンズユニット220は屈折レンズ221および回折レンズ222の一方または両方を含まなくてもよい。図28(a)〜(d)は、レンズユニット220の第1〜第4の変形例を示す図である。
本実施の形態において、光源121から出射される光の光軸とフェルール123の中心軸とが一直線上に配置されるが、本発明はこれに限定されない。図29は、投光部120の変形例を示す図である。図29に示すように、変形例における投光部120は、光源121、蛍光体122、フェルール123、レンズ124,128および反射部材129を含む。レンズ124は、光源121と反射部材129との間に配置される。レンズ128は、反射部材129とフェルール123との間に配置される。蛍光体122は、反射部材129の反射面に塗布される。
本実施の形態において、分光部130の回折格子131は反射型を有するが、本発明はこれに限定されない。図30は、分光部130の変形例を示す図である。図30に示すように、分光部130の変形例においては、回折格子131は透過型を有する。回折格子131に入射された光は、波長ごとに異なる角度で透過するように分光される。回折格子131により分光された光は、レンズ133を通過することにより波長ごとに異なる受光部140の画素の位置に合焦される。
(1)共焦点変位計の基本構成
本発明の第2の実施の形態に係る共焦点変位計について、第1の実施の形態に係る共焦点変位計500と異なる点を説明する。図31は、本発明の第2の実施の形態に係る共焦点変位計の構成を示す模式図である。図31に示すように、共焦点変位計500の導光部300は、複数(本例では4個)のファイバカプラ340および複数(本例では12個)の光ファイバ311A〜311D,312A〜312D,313〜316を含む。図31のファイバカプラ340は、図26のファイバカプラ340と同様の構成を有する。
ては、各受光領域141〜144で最も強度が大きい受光信号を出力した画素が白丸で示されている。
(a)第2の実施の形態における第1の変形例
本実施の形態において、受光部140が二次元ラインセンサにより実現されるが、本発明はこれに限定されない。図34は、第2の実施の形態における第1の変形例に係る共焦点変位計500の構成を示す模式図である。図34に示すように、第1の変形例に係る共焦点変位計500は、図31の分光部130および受光部140に代えて、複数(本例では4個)の分光部130A〜130Dおよび複数(本例では4個)の受光部140A〜140Dを含む。
することにより波長ごとに異なる受光部140A〜140Dの画素の位置に合焦される。
図35は、第2の実施の形態における第2の変形例に係る共焦点変位計500の構成を示す模式図である。図35に示すように、第2の変形例に係る共焦点変位計500は、図31の分光部130、受光部140およびファイバカプラ340に代えて、複数(本例では2個)の分光部130A,130B、複数(本例では2個)の受光部140A,140Bおよび複数(本例では2個)のファイバカプラ320を含む。また、第2の変形例に係る共焦点変位計500は、図31の光ファイバ311C,311D,312C,312Dを含まない。
本発明の第3の実施の形態に係る共焦点変位計について、第1の実施の形態に係る共焦点変位計500と異なる点を説明する。図36は、本発明の第3の実施の形態に係る共焦点変位計の構成を示す模式図である。図36に示すように、共焦点変位計500の導光部300は、図1の2個のファイバカプラ320,330に代えて1個の光スイッチ360を含む。また、導光部300は、図1の光ファイバ317,318を含まない。
に入力された光がポート362から出力される。期間t2の後の期間t3には、ポート361に入力された光がポート365から出力されるとともに、ポート365に入力された光がポート362から出力される。期間t3の後の期間t4には、ポート361に入力された光がポート366から出力されるとともに、ポート366に入力された光がポート362から出力される。
波長λ0を特定することにより、計測距離をより正確に特定することができる。
(1)上記実施の形態において、導光部300は光ファイバを含み、光ファイバを用いて処理装置100と計測ヘッド200との間で光が伝送されるが、本発明はこれに限定されない。導光部300は光ファイバを含まず、ミラーおよびハーフミラー等の光学素子を用いて処理装置100と計測ヘッド200との間で光が伝送されてもよい。
、本発明はこれに限定されない。投光部120は、光源121および蛍光体122に代えて、広い波長帯域の光を出射する光源を含んでもよい。例えば、投光部120は、光源として白色光を出射するLED(発光ダイオード)またはハロゲンランプを含んでもよい。
指定するために用いられる。入力欄461に使用者が所望の割合を入力することにより、入力された割合がしきい割合として設定される。
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。
、ファイバカプラ330がファイバカプラの例であり、光ファイバ311,312がそれぞれ第2および第3の光ファイバの例である。
110,210 筐体
120 投光部
121 光源
122 蛍光体
123 フェルール
124,128,132,133 レンズ
125 保持具
126 フィルタ素子
127 素子ホルダ
127A 光源固定部
127B フェルール固定部
127C レンズ固定部
129 反射部材
130,130A〜130D 分光部
131 回折格子
140,140A〜140D 受光部
141〜144 受光領域
150 演算処理部
151 記憶部
152 制御部
160 表示部
200 計測ヘッド
220 レンズユニット
221 屈折レンズ
222 回折レンズ
223 対物レンズ
224 ダブレットレンズ
300 導光部
301 ファイバユニット
302 保持部材
310a コア
310b クラッド
311〜318,311A〜311D,312A〜312D 光ファイバ
320,330,340,350 ファイバカプラ
321〜324,331〜336,341〜343,351〜355,361〜366
ポート
325,337,344,356,367 本体部
360 光スイッチ
371 ハーフミラー
372,373 空間フィルタ
372a,373a ピンホール
400 制御装置
401 表示装置
402 操作部
403 CPU
404 メモリ
410 第1の表示領域
450 第2の表示領域
451 受光確認ボタン
452 確認設定ボタン
453 確認終了ボタン
454 計測開始ボタン
461,462 入力欄
463,464 表示態様ボタン
491 切替ボタン
500 共焦点変位計
BL 基底波形
L1 直径
L2 距離
MR 計測範囲
P0,Px〜Pz ピーク
P1,P2 合焦位置
RP 基準位置
S 計測対象物
W0〜W4 受光波形
λ0〜λ4,λx,λy ピーク波長
Claims (20)
- 共焦点光学系を利用して計測対象物の変位を計測する共焦点変位計であって、
複数の波長を有する光を出射する投光部と、
前記投光部により出射された光に光軸方向に沿った色収差を発生させるとともに、色収差を有する光を収束させて前記計測対象物に照射する光学部材と、
前記光学部材により前記計測対象物に照射された光のうち、前記計測対象物の表面で合焦しつつ反射された波長の光を通過させる複数のピンホールを有するピンホール部材と、
前記複数のピンホールを通過した複数の光についての波長ごとの強度の平均に対応する平均信号の波長ごとの信号強度に基づいて前記計測対象物の変位を算出する変位計測部とを備える、共焦点変位計。 - 第1の光ファイバを有し、
前記第1の光ファイバの端部が前記ピンホールであり、前記第1の光ファイバが前記ピンホール部材である、請求項1記載の共焦点変位計。 - 前記投光部は、
一端部および他端部を有する投光用の光ファイバと、
レーザ光源と、
前記投光用の光ファイバの前記一端部に配置され、前記レーザ光源により出射された光を吸収して前記レーザ光源により出射された光の波長とは異なる波長の光を放出する蛍光体とを含み、
前記投光用の光ファイバは、前記蛍光体が放出する光を前記一端部から受け付け、受け付けた光を前記他端部から前記第1の光ファイバに導く、請求項2記載の共焦点変位計。 - 前記第1の光ファイバは、複数設けられ、
前記複数の第1の光ファイバの端部がそれぞれ前記複数のピンホールである、請求項2または3記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
前記複数のピンホールを通過した複数の光を合成することにより一の合成光を生成する合成部と、
前記合成部により合成された合成光を分光する分光部と、
前記分光部により分光された光を受光し、前記合成部により合成された光について波長ごとの受光量を示す電気的な受光信号を平均信号として出力する受光部と、
前記受光部から出力される平均信号に基づいて前記計測対象物の変位を算出する算出部とを含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記合成部は、第1のファイバカプラと、第2のファイバカプラと、複数の前記第1の光ファイバと、第2の光ファイバと、第3の光ファイバとを含み、
前記投光部により出射された光が前記第1のファイバカプラに導かれ、
前記第3の光ファイバは、前記第1のファイバカプラと前記第2のファイバカプラとの間で光が伝送されるように前記第1および第2のファイバカプラに接続され、
前記複数の第1の光ファイバの各々は、前記投光部により出射された光から前記第2のファイバカプラに導かれた光を前記光学部材に導くとともに、前記計測対象物の表面で合焦しつつ反射された光を前記第2のファイバカプラに導くように前記第2のファイバカプラに接続され、
前記第2の光ファイバは、前記複数の第1の光ファイバおよび前記第3の光ファイバにより前記第1のファイバカプラに導かれた光を前記分光部に導くように前記第1のファイバカプラに接続される、請求項5記載の共焦点変位計。 - 前記合成部は、ファイバカプラと、複数の前記第1の光ファイバと、第2の光ファイバとを含み、
前記投光部により出射された光が前記ファイバカプラに導かれ、
前記複数の第1の光ファイバの各々は、前記投光部により出射された光から前記ファイバカプラに導かれた光を前記光学部材に導くとともに、前記計測対象物の表面で合焦しつつ反射された光を前記ファイバカプラに導くように前記ファイバカプラに接続され、
前記第2の光ファイバは、前記複数の第1の光ファイバにより前記ファイバカプラに導かれた光を前記分光部に導くように前記ファイバカプラに接続される、請求項5記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
前記複数のピンホールを通過した複数の光をそれぞれ分光する分光部と、
前記分光部により分光された複数の光をそれぞれ受光し、前記複数のピンホールを通過した複数の光の各々について波長ごとの受光量を示す電気的な複数の受光信号を出力する受光部と、
前記受光部から出力される複数の受光信号を波長ごとに平均または積算することにより前記波長ごとの信号強度として平均信号を算出し、算出された平均信号に基づいて前記計測対象物の変位を算出する算出部とを含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
前記複数のピンホールを通過した複数の光を部分的に合成することにより複数の合成光を生成する合成部と、
前記合成部により合成された複数の合成光をそれぞれ分光する分光部と、
前記分光部により分光された複数の光をそれぞれ受光し、前記複数のピンホールを通過した複数の光の各々について波長ごとの受光量を示す電気的な複数の受光信号を出力する受光部と、
前記受光部から出力される複数の受光信号を波長ごとに平均または積算することにより前記波長ごとの信号強度として平均信号を算出し、算出された平均信号に基づいて前記計測対象物の変位を算出する算出部とを含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
複数の光が前記計測対象物に順次照射されるように、前記光学部材により収束された光の前記計測対象物への照射と非照射とを切り替える切替部と、
前記切替部により前記計測対象物に照射された後、前記複数のピンホールを順次通過した複数の光をそれぞれ分光する分光部と、
前記分光部により分光された複数の光を単一の露光期間内に受光し、受光した光について波長ごとの受光量を示す電気的な受光信号を平均信号として出力する受光部と、
前記受光部から出力される平均信号に基づいて前記計測対象物の変位を算出する算出部とを含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
複数の光が前記計測対象物に順次照射されるように、前記光学部材により収束された光の前記計測対象物への照射と非照射とを切り替える切替部と、
前記切替部により前記計測対象物に照射された後、前記複数のピンホールを順次通過し
た複数の光をそれぞれ分光する分光部と、
前記分光部により分光された複数の光をそれぞれ受光し、前記複数のピンホールを通過した複数の光の各々について波長ごとの受光量を示す電気的な複数の受光信号を出力する受光部と、
前記受光部から出力される複数の受光信号を波長ごとに平均または積算することにより前記波長ごとの信号強度として平均信号を算出し、算出された平均信号に基づいて前記計測対象物の変位を算出する算出部とを含む、請求項2〜4のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記第1の光ファイバは、前記投光部により出射された光を前記光学部材に導くように設けられる、請求項2〜11のいずれか一項に記載の共焦点変位計。
- 処理装置と、
ヘッド部とをさらに備え、
前記処理装置は、前記投光部、前記分光部、前記受光部および前記算出部を含むとともに、前記投光部、前記分光部、前記受光部および前記算出部を収容する第1の筐体をさらに含み、
前記ヘッド部は、前記光学部材を含むとともに、前記光学部材を収容する第2の筐体をさらに含む、請求項5、8、9、10または11記載の共焦点変位計。 - 前記第1の光ファイバの端部の前記ピンホールは、前記ヘッド部内に設けられ、
前記第1の光ファイバは、前記ヘッド部から前記処理装置に光を導くように配置される、請求項13記載の共焦点変位計。 - 前記複数のピンホールは、光路に交差する面内で並ぶように配置される、請求項1〜14のいずれか一項に記載の共焦点変位計。
- 複数のピンホールは、前記光学部材により収束された光のうち、前記計測対象物の表面の複数の部分で合焦しつつ反射された複数の光をそれぞれ通過させるように配置される、請求項1〜15のいずれか一項に記載の共焦点変位計。
- 前記投光部は、
単一波長の光を出射する光源と、
前記光源により出射された光を吸収して前記光源により出射された光の波長とは異なる波長の光を放出する蛍光体とを含む、請求項1または2記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部は、
前記複数のピンホールを通過した複数の光を分光する分光部と、
前記分光部によって分光された光を受光し、電気信号を出力する受光部と、
前記受光部によって出力された前記電気信号に基づき、前記平均信号の波長ごとの前記信号強度に基づいて前記計測対象物の変位を算出する演算処理部とを備える請求項1〜17のいずれか一項に記載の共焦点変位計。 - 前記変位計測部に接続され、前記変位計測部で得られた前記平均信号に基づき波形を表示する表示装置をさらに備える請求項1〜18のいずれか一項に記載の共焦点変位計。
- 前記受光部は、不要成分を含む光を受光し、
前記演算処理部は、前記不要成分を除去した前記平均信号の波長ごとの前記信号強度に基づいて前記計測対象物の変位を算出し、
前記変位計測部に接続され、前記不要成分を除去した前記平均信号の波長ごとの前記信号強度に基づいた波形を表示する表示装置をさらに備える請求項18に記載の共焦点変位計。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015254804 | 2015-12-25 | ||
JP2015254804 | 2015-12-25 | ||
JP2017558171A JP6779233B2 (ja) | 2015-12-25 | 2016-12-21 | 共焦点変位計 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017558171A Division JP6779233B2 (ja) | 2015-12-25 | 2016-12-21 | 共焦点変位計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021001915A true JP2021001915A (ja) | 2021-01-07 |
JP6972273B2 JP6972273B2 (ja) | 2021-11-24 |
Family
ID=59090635
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017558171A Active JP6779233B2 (ja) | 2015-12-25 | 2016-12-21 | 共焦点変位計 |
JP2020171909A Active JP6972273B2 (ja) | 2015-12-25 | 2020-10-12 | 共焦点変位計 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017558171A Active JP6779233B2 (ja) | 2015-12-25 | 2016-12-21 | 共焦点変位計 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10260859B2 (ja) |
EP (1) | EP3396308B1 (ja) |
JP (2) | JP6779233B2 (ja) |
KR (1) | KR20180099673A (ja) |
CN (2) | CN108474646B (ja) |
WO (1) | WO2017110837A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017110838A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
CN108474646B (zh) | 2015-12-25 | 2021-07-23 | 株式会社基恩士 | 共焦位移计 |
JP6819370B2 (ja) * | 2017-03-09 | 2021-01-27 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
JP6939360B2 (ja) * | 2017-10-02 | 2021-09-22 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
JP6880513B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2021-06-02 | オムロン株式会社 | 光学計測装置及び光学計測方法 |
JP7062518B2 (ja) | 2018-05-25 | 2022-05-06 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
CN112840176B (zh) * | 2018-08-24 | 2023-06-02 | 特里纳米克斯股份有限公司 | 用于确定至少一个对象的位置的检测器 |
JP2020076653A (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-21 | オムロン株式会社 | 光学計測装置及び光学計測方法 |
DE102019122866A1 (de) * | 2019-08-26 | 2019-10-24 | Precitec Optronik Gmbh | Optische Messvorrichtung |
FR3105396A1 (fr) * | 2019-12-20 | 2021-06-25 | Sidel Participations | Dispositif et procédé de mesure de l'épaisseur de la paroi d'un récipient |
JP7400446B2 (ja) * | 2019-12-24 | 2023-12-19 | セイコーエプソン株式会社 | 測定装置、及び測定方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017285A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Kobe Steel Ltd | 変位測定装置及び変位測定方法 |
US20090059244A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Abb Ltd. | Web Measurement Device |
JP2014178287A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Omron Corp | 共焦点計測装置 |
JP2014212876A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 国立大学法人金沢大学 | 腫瘍領域判別装置及び腫瘍領域判別方法 |
JP2015169546A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置の光軸調整方法、共焦点計測システム、プログラム、及び、プログラムを記録した記録媒体 |
Family Cites Families (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3788741A (en) * | 1972-07-26 | 1974-01-29 | Syst Res Labor Inc | Distance indicating optical probe |
CH663466A5 (fr) * | 1983-09-12 | 1987-12-15 | Battelle Memorial Institute | Procede et dispositif pour determiner la position d'un objet par rapport a une reference. |
JPS62144014A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Mitsutoyo Mfg Corp | 光電式位置検出装置 |
US5248876A (en) * | 1992-04-21 | 1993-09-28 | International Business Machines Corporation | Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights |
US5737084A (en) * | 1995-09-29 | 1998-04-07 | Takaoka Electric Mtg. Co., Ltd. | Three-dimensional shape measuring apparatus |
US5760950A (en) * | 1996-07-25 | 1998-06-02 | Advanced Scanning, Ltd. | Scanning confocal microscope |
DE19713362A1 (de) * | 1997-03-29 | 1998-10-01 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Konfokale mikroskopische Anordnung |
JPH10333054A (ja) * | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Yokogawa Electric Corp | 共焦点顕微鏡 |
EP1953580B1 (fr) * | 2000-09-18 | 2014-09-17 | Vincent Lauer | Dispositif de balayage optique confocal |
US7616986B2 (en) * | 2001-05-07 | 2009-11-10 | University Of Washington | Optical fiber scanner for performing multimodal optical imaging |
EP1371939A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-12-17 | Icos Vision Systems N.V. | A device for measuring in three dimensions a topographical shape of an object |
DE10242373B4 (de) * | 2002-09-12 | 2009-07-16 | Siemens Ag | Konfokaler Abstandssensor |
JP4209709B2 (ja) | 2003-03-20 | 2009-01-14 | 株式会社キーエンス | 変位計 |
JP4014536B2 (ja) * | 2003-05-14 | 2007-11-28 | 横河電機株式会社 | 共焦点光スキャナ |
DE102004022454B4 (de) * | 2004-05-06 | 2014-06-05 | Carl Mahr Holding Gmbh | Messeinrichtung mit optischer Tastspitze |
CA2595213C (en) * | 2005-01-21 | 2014-10-28 | Perceptronix Medical Inc. | Method and apparatus for measuring cancerous changes from reflectance spectral measurements obtained during endoscopic imaging |
DE102007019267A1 (de) * | 2007-04-24 | 2008-10-30 | Degudent Gmbh | Messanordnung sowie Verfahren zum dreidimensionalen Messen eines Objekts |
US8194240B1 (en) * | 2008-03-04 | 2012-06-05 | Kla-Tencor Corporation | Enhanced focusing capability on a sample using a spot matrix |
NL1036683A1 (nl) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Asml Netherlands Bv | Focus sensor, inspection apparatus, lithographic apparatus and control system. |
GB0812712D0 (en) * | 2008-07-10 | 2008-08-20 | Imp Innovations Ltd | Improved endoscope |
CH699205A1 (de) * | 2008-07-25 | 2010-01-29 | Alstom Technology Ltd | Schutzrohre für Thermoelemente. |
US8096676B2 (en) * | 2008-10-21 | 2012-01-17 | Mitutoyo Corporation | High intensity pulsed light source configurations |
TWI490444B (zh) * | 2009-01-23 | 2015-07-01 | Univ Nat Taipei Technology | 線型多波長共焦顯微方法與系統 |
US8061810B2 (en) * | 2009-02-27 | 2011-11-22 | Fujifilm Corporation | Mitigation of fluid leaks |
DE102009025815A1 (de) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Degudent Gmbh | Messanordnung sowie Verfahren zum dreidimensionalen Messen eines Objektes |
JP2011017552A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Oputouea Kk | 多点変位検出装置 |
JP5520036B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2014-06-11 | 株式会社ミツトヨ | 光学式変位計 |
TWI414817B (zh) * | 2010-07-23 | 2013-11-11 | Univ Nat Taipei Technology | 線型彩色共焦顯微系統 |
US8194251B2 (en) * | 2010-08-26 | 2012-06-05 | Mitutoyo Corporation | Method for operating a dual beam chromatic point sensor system for simultaneously measuring two surface regions |
JP5790178B2 (ja) * | 2011-03-14 | 2015-10-07 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
US20140307242A1 (en) * | 2011-06-01 | 2014-10-16 | Eulitha A.G. | Method and apparatus for printing periodic patterns using multiple lasers |
WO2013044388A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | British Columbia Cancer Agency Branch | Scanning optical systems |
US8587772B2 (en) | 2011-12-21 | 2013-11-19 | Mitutoyo Corporation | Chromatic point sensor configuration including real time spectrum compensation |
EP2794579A1 (en) * | 2011-12-23 | 2014-10-29 | Basf Se | Process for manufacturing 4-substituted amino-benzoxazinones |
KR101300733B1 (ko) * | 2012-01-12 | 2013-08-27 | 연세대학교 산학협력단 | 다중 병렬 공초점 시스템 |
US8860931B2 (en) * | 2012-02-24 | 2014-10-14 | Mitutoyo Corporation | Chromatic range sensor including measurement reliability characterization |
JP6164804B2 (ja) * | 2012-06-13 | 2017-07-19 | 株式会社日清製粉グループ本社 | 表面形状測定装置及び方法 |
TWI465683B (zh) * | 2013-08-20 | 2014-12-21 | Univ Nat Taiwan | 差動濾波式彩色共焦量測系統 |
DE102013015931B4 (de) * | 2013-09-19 | 2024-05-08 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Mikroskop und Verfahren zur hochauflösenden Scanning-Mikroskope |
US9651764B2 (en) * | 2014-01-30 | 2017-05-16 | Mitutoyo Corporation | Interchangeable reflective assembly for a chromatic range sensor optical pen |
CN108474646B (zh) | 2015-12-25 | 2021-07-23 | 株式会社基恩士 | 共焦位移计 |
WO2017110838A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
JP6971646B2 (ja) | 2017-06-13 | 2021-11-24 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
JP6971645B2 (ja) | 2017-06-13 | 2021-11-24 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
JP7408265B2 (ja) | 2017-06-13 | 2024-01-05 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
-
2016
- 2016-12-21 CN CN201680076178.1A patent/CN108474646B/zh active Active
- 2016-12-21 EP EP16878724.0A patent/EP3396308B1/en active Active
- 2016-12-21 WO PCT/JP2016/088008 patent/WO2017110837A1/ja active Application Filing
- 2016-12-21 CN CN202110825411.4A patent/CN113532286A/zh active Pending
- 2016-12-21 KR KR1020187017498A patent/KR20180099673A/ko unknown
- 2016-12-21 JP JP2017558171A patent/JP6779233B2/ja active Active
-
2018
- 2018-05-25 US US15/989,215 patent/US10260859B2/en active Active
-
2019
- 2019-02-22 US US16/282,333 patent/US10473455B2/en active Active
-
2020
- 2020-10-12 JP JP2020171909A patent/JP6972273B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017285A (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-25 | Kobe Steel Ltd | 変位測定装置及び変位測定方法 |
US20090059244A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Abb Ltd. | Web Measurement Device |
JP2014178287A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Omron Corp | 共焦点計測装置 |
JP2014212876A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 国立大学法人金沢大学 | 腫瘍領域判別装置及び腫瘍領域判別方法 |
JP2015169546A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置の光軸調整方法、共焦点計測システム、プログラム、及び、プログラムを記録した記録媒体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108474646A (zh) | 2018-08-31 |
JP6972273B2 (ja) | 2021-11-24 |
EP3396308B1 (en) | 2022-02-02 |
US20180274902A1 (en) | 2018-09-27 |
JPWO2017110837A1 (ja) | 2018-10-18 |
EP3396308A4 (en) | 2019-07-31 |
US20190186896A1 (en) | 2019-06-20 |
CN108474646B (zh) | 2021-07-23 |
CN113532286A (zh) | 2021-10-22 |
EP3396308A1 (en) | 2018-10-31 |
US10473455B2 (en) | 2019-11-12 |
WO2017110837A1 (ja) | 2017-06-29 |
KR20180099673A (ko) | 2018-09-05 |
US10260859B2 (en) | 2019-04-16 |
JP6779233B2 (ja) | 2020-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6972273B2 (ja) | 共焦点変位計 | |
JP6997277B2 (ja) | 共焦点変位計 | |
TWI452256B (zh) | 共焦點測量裝置 | |
KR101750188B1 (ko) | 공초점 계측 장치 | |
CN107063127B (zh) | 光学测量装置 | |
CN109084686B (zh) | 共焦位移传感器 | |
CN103673887A (zh) | 共聚焦计测装置 | |
JP6615604B2 (ja) | 共焦点変位計 | |
CN107044822B (zh) | 光谱共焦传感器 | |
JP7410969B2 (ja) | スペクトル共焦点測定装置及び測定方法 | |
JP6654893B2 (ja) | 共焦点変位計 | |
KR20180101157A (ko) | 공초점 계측 장치 | |
JP2017116509A (ja) | 共焦点変位計 | |
JP7076954B2 (ja) | 共焦点変位計 | |
JP2016166870A (ja) | クロマティック共焦点センサ及び測定方法 | |
JP6875489B2 (ja) | 共焦点変位計 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201029 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211005 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6972273 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |