JP2023521452A - マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの反射面（９５０）を有する対象物（９００）からの距離を測定するのに適したマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）に関する。非接触寸法測定装置は、軸（Ｘ－Ｘ）に沿って延在し、光源（２）と、光バリア要素（３）と、検出群（５）とを備え、光源は、対象物（９００）に向かって放射光ビーム（Ｌｅ）を発生することで、反射面（９５０）に反射光ビーム（Ｌｒ）を生成させる。光バリア要素は、光源の反対側に配置され、少なくとも１つのスリット（３０）を有し、前記スリットのみにおいて反射光ビーム（Ｌｒ）を通過させる。検出群は、スリット（３０）を通過する前記反射光ビーム（Ｌｒ）の投影（５００）を検出する画像センサ（５０）と、画像センサ（５０）に動作可能に接続され、投影（５００）を分析して、反射面（９５０）の距離及び特性を特定するのに適した処理及び制御アセンブリ（５１）とを含む。

Description

本発明は、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置に関する。更に、本発明は、少なくとも１つのマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置を備える、寸法及び／又は製品形状制御システムに関する。

とりわけ、「マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置」とは、装置が、その位置と対象物と、特に、基準面又は対象物の表面との間の距離を、マイクロメートルオーダーの分解能及び精度で、１ミリメートルから１００ミリメートルの測定範囲にわたって測定するのに適していることを意味する。

好ましくは、「マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置」の同様の定義は、「マイクロメートル分解能を有する非接触変位トランスデューサ装置」でもある。

本発明を更に説明するにあたって、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置が、産業分野において、精密測定用の寸法制御装置の技術分野に関連することに注目されたい。

これに関連して、前記寸法制御装置は、接触装置と非接触装置とに分類される。

上記のカテゴリーは両方とも、機械部品の寸法測定だけでなく、平面及び曲面の両方を有するガラス部品を製造する分野にも適用される。例えば、これはガラスやその他の透明な材料の測定に適用され、自動車、鉄道、又は航空業界で使用されるような大きなサイズであっても適用される。これらは、市場に投入される前、及び製造プロセス中の両方において、計測特性の精密な検証が必要である。

接触装置は、測定中に、距離又はサイズを測定しようとする対象物の表面と接触する可動部分によって特徴付けられる。

接触装置の典型的な制限は、その性質に、すなわち、動作モードに固有のものである。

実際、装置の可動部分と表面との接触は、測定対象物の変位及び／又は変形を引き起こす可能性があることが分かっている。したがって、正確な測定を保証することなく、且つ／或いは、測定対象物自体に損傷を与える可能性がある。

既知の非接触装置は、それらの動作原理によって、異なるタイプに分類することができる。

最も重要な非接触装置は、光学タイプのものであって、すなわち、測定手段として光を利用するものである。このような装置は、反射光ビームの強度を分析すること、又はレーザ三角計測技術（ｌａｓｅｒ ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を使用すること、共焦点（単色又は多色）法、又は干渉法の原理を使用することなどによって、対象物からの距離を測定する。

非接触装置は、前述した接触装置の典型的な問題を解決する。しかし、既知の非接触装置自体は、測定方法と、測定が行われる対象物の表面の性質及び特性との両方に起因する一連の問題を示している。

特に、透明又は半透明の表面を有する対象物に対して、非接触光学的寸法測定の実施は非常に困難である。例えば、表面が透明な場合は、レーザ三角計測法は利用できない。例えば、距離を測定するための有用な信号としての反射光ビームの強度を分析する検出センサは、他の物理量、例えば、周囲温度値や表面自体の反射率などによる誤差の影響を受ける。例えば、共焦点センサ又は干渉計を備えた装置は、上記の問題と制限のいくつかを克服するが、非常に複雑で高価であるため、産業分野における大規模な測定には使用が制限される。

背景技術のこのような状況に鑑み、非接触測定を実行し、既知の手法における問題及び制限を克服することができる、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置の必要性が明らかである。

本発明の目的は、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置を提供することであって、当該非接触寸法測定装置は、使用しやすく、高精度及び高信頼性を有し、費用対効果が高く、産業用計測及び先端技術分野に利用することができる。

前記目的は、請求項１に記載の特徴を有するマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置によって達成される。同様に、そのような目的は、請求項１２に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置を備える寸法及び／又は製品形状制御システムによっても達成される。

それらに従属する請求項は、更なる有利な態様に係る好ましい変形例を示す。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として提供される以下の好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。

本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置を概略的に示す軸方向断面の斜視図である。 好ましい実施形態によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置の長手方向の概略断面図である。 好ましい実施形態によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置の横方向の概略断面図である。 本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置によって、鏡面反射によって特徴付けられたターゲットに対して実施された第１の測定を示す図である。 図３に示された測定に関連するグラフである。 本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置によって、鏡面反射によって特徴付けられたターゲットに対して実施された第２の測定を示す図であって、対象物は、図３に示された測定対して異なる距離に配置されている。 図４に示された測定に関連するグラフである。 本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置によって半透明のターゲットに対して実施された第３の測定を示す図である。 図５に示された測定に関連するグラフである。 本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置によって、鏡面反射及び傾斜によって特徴付けられたターゲットに対して実施された第４の測定を示す図である。 図６に示された測定に関連するグラフである。 図４の測定による、本発明に係るマイクロメトリック分解能を有する非接触寸法測定装置に含まれる画像センサを用いて取得された信号を示す図である。 図５の測定による、本発明に係るマイクロメトリック分解能を有する非接触寸法測定装置に含まれる画像センサを用いて取得された信号を示す図である。 図６の測定による、本発明に係るマイクロメトリック分解能を有する非接触寸法測定装置に含まれる画像センサを用いて取得された信号を示す図である。 マイクロメトリック分解能を有する非接触寸法測定装置に含まれるいくつかの構成要素、特に光源、光バリア要素、及び光学群の好ましい実施形態を示す拡大図である。

添付の図面を参照すると、本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、符号１で示されている。

本発明の測定装置１は、反射面９５０を有する対象物９００までの距離を測定するのに適している。好ましくは、以下の本議論では、「対象物」又は「製品」という言葉は、実質的に同義語として使用される。

好ましくは、対象物９００は、少なくとも１つの全体的に又は部分的に鏡面反射によって特徴付けられた表面を含む物体である。

好ましくは、対象物９００は、ガラス又は他の透明若しくは半透明の材料で作られた物体である。

好ましくは、対象物９００はガラス板（ｐａｎｅ）又はシート（ｓｈｅｅｔ）である。 対象物９００が透明または半透明の材料、例えば、ガラスで作られた板又はシートである実施形態では、対象物９００は、第１の側における第１の反射面９５０と、第２の側における第２の反射面９５５とを有する。好ましくは、２つの反射面はガラス板の外面を表す。好ましくは、第１の側は、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１の近位位置にあり、第２の側は、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１から遠位の位置にある。

本発明の更なる目的は、少なくとも１つの本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１を備え、対象物９００の適合性及び特性を検証するのに適した、寸法及び／又は製品形状制御システムを提供することである。

好ましい実施形態によれば、寸法及び／又は製品形状制御システムは、マイクロメートル分解能を有する複数の寸法測定装置が配置される支持フレームを備える。好ましくは、前記支持フレームは、マイクロメートル分解能を有する寸法測定装置１を、それぞれの好ましい所定の位置に支持するのに適している。好ましくは、マイクロメートル分解能を有する複数の前記寸法測定装置は、異なる場所で対象物９００の特徴を同時に検出することができる。

好ましい実施形態によれば、寸法及び／又は製品形状制御システムは、マイクロメートル分解能を有する１つ又は複数の寸法測定装置１を搭載する移動システムを備えて、対象物９００を走査する。

好ましい実施形態によれば、寸法及び／又は製品形状制御システムは、ガラス板状製品の製造産業、例えば、自動車、鉄道、又は航空業界で使用されるガラスの製造産業に特に適用することができる。

好ましくは、寸法及び／又は製品形状制御システムは、全体的に「ガラス」製品の特性をチェックするのに適している。好ましくは、行われた寸法及び／又は製品形状制御は、ガラスの完全性、厚さ、及び場合によっては曲率及び／又は平面性をチェックするのに適している。

本発明によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、軸Ｘ－Ｘに沿って延在する。

好ましくは、以下に詳しく説明するように、軸Ｘ－Ｘは、測定が実施される軸でもある。

例示的に、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、前記軸Ｘ－Ｘに沿って対象物９００の位置を測定し、前記対象物９００は、１ミリメートルから１００ミリメートルの間に含まれる距離に配置される。好ましくは、前記対象物９００は、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１の端部から１ミリメートルと１００ミリメートルとの間に含まれる距離に配置される。

本発明によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、対象物９００に向けて放射光ビーム「Ｌｅ」を発する光源２を備える。

具体的には、光源２は、好ましくは、軸Ｘ－Ｘに実質的に平行な放射方向に放射光ビーム「Ｌｅ」を発する。言い換えれば、光源２は、軸Ｘ－Ｘに沿ってインコヒーレントで発散する光ビームを発する。

好ましい実施形態によれば、光源２は軸Ｘ－Ｘに配置される。

好ましい実施形態によれば、光源２はＬＥＤである。

好ましい実施形態によれば、光源２は青色ＬＥＤである。

好ましい実施形態によれば、光源２は、ベアダイ（ｂａｒｅ ｄｉｅ）の形態の青色ＬＥＤである。

本発明によれば、光源２は、反射面９５０に向けて放射光ビーム「Ｌｅ」を発せ、それによって、反射面９５０は、放射方向と実質的に反対の反射方向に沿って反射光ビーム「Ｌｒ」を反射する。

更に、本発明によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、光源２の前記放射方向に対して反対側に配置された光バリア要素３を備える。換言すれば、前記光バリア要素３は、反射光ビーム「Ｌｒ」の通過を防止するのに適している。

好ましくは、光バリア要素３は実質的に平坦であり、軸Ｘ－Ｘに直交する。

本発明によれば、前記光バリア要素３は、反射光ビーム「Ｌｒ」が通過可能な少なくとも１つのスリット３０を備える。好ましくは、前記スリット３０は、軸Ｘ－Ｘに平行な方向において貫通して延びる。

言い換えれば、光バリア要素３は、光の通過、すなわち、少なくとも１つのスリット３０の空間を除いて、反射光ビーム「Ｌｒ」の通過を防止する。

本発明によれば、スリット３０は適切に成形される。

好ましい実施形態によれば、スリット３０は実質的に円形である。言い換えれば、スリット３０は、実質的に３６０°で延在している。好ましくは、スリット３０は、軸Ｘ－Ｘを中心とする。

好ましくは、スリット３０は、好ましくは内縁である第１のスリット縁３１と、好ましくは外縁である第２のスリット縁３２とを含み、第１のスリット縁３１と第２のスリット縁３２とによって規定される。

好ましい実施形態によれば、スリット３０は、第１のスリット縁３１と第２のスリット縁３２との間に含まれる幅を有し、５マイクロメートルから５００マイクロメートルの幅を有する。好ましくは、スリット３０は、第１のスリット縁３１と第２のスリット縁との間に含まれる幅を有し、１０マイクロメートルと１００マイクロメートルとの間に含まれる幅を有する。

本発明によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、スリット３０を通過する光ビームを検出及び分析するのに適した検出群５を備える。

前記検出群５は、画像センサ（５０）を含み、画像センサ（５０）において、スリット３０を通過する反射光ビーム「Ｌｒ」の投影５００が検出される。

好ましい実施形態によれば、投影５００は、スリット３０の形状の関数として、第１の投影縁５０１と第２の投影縁５０２とを有する。

例えば、好ましい実施形態では、スリット３０が実質的に円形の形状を有する場合、画像センサ５０で検出された投影５００も実質的に円形の形状を有する。

好ましい実施形態によれば、スリット３０は実質的に円形である。しかしながら、スリット３０の形状は、本発明において限定的ではない。

好ましい実施形態によれば、前記画像センサ５０はＣＭＯＳセンサである。

好ましい実施形態によれば、ＣＭＯＳセンサは、１×１平方ミリメートルと３０×３０平方ミリメートルとの間に含まれる活性領域を有する。好ましくは、ＣＭＯＳセンサは、１×１平方ミリメートルと１０×１０平方ミリメートルとの間に含まれる活性領域を有する。好ましくは、ＣＭＯＳセンサは、１×１平方ミリメートルと４×４平方ミリメートルとの間に含まれる活性領域を有する。好ましくは、ＣＭＯＳセンサは、約１．５×１．５平方ミリメートルの活性領域を有する。

好ましい実施形態によれば、画像センサ５０は、アクティブ領域の中心が軸Ｘ－Ｘに対応するように配置される。

更に、検出群５は、処理及び制御アセンブリ５１を備え、処理及び制御アセンブリ５１は、画像センサ５０に動作可能に接続されて、前記投影５００の形状及び位置を分析するのに適している。

好ましくは、処理及び制御アセンブリ５１は、投影５００の形状及び位置を分析することによって、対象物９００の反射面９５０の距離及び特性を特定するのに適している。

好ましい実施形態によれば、処理及び制御アセンブリ５１は、データ変換及び転送ユニット５１'を備え、データ変換及び転送ユニット５１'は、検出センサ５０に動作可能に接続されて、前記検出センサ５０によって生成されたデータを読み取り、変換するのに適している。

更に、処理及び制御アセンブリ５１は、処理及び制御ユニット５１''を備え、処理及び制御ユニット５１''は、データ変換及び転送ユニット５１'に動作可能に接続されて、データ変換及び転送ユニット５１'によって読み取られたデータを受信して、それらを分析するのに適し、それによって前記投影５００の形状及び位置を検証する。

好ましい実施形態によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、光学群４を更に備え、光学群４は、スリット３０を通過する反射光ビーム「Ｌｒ」を画像センサ５０に向かって収束させるのに適している。

光学群４の模式的及びシミュレートされた好ましい実施形態が、添付の表に示されている。以下に説明する特徴を除いて、光学群４は特定の実施形態に限定されない。

好ましい実施形態によれば、光学群４は、１つ又は複数のレンズを備える。好ましくは、前記レンズは球面レンズ又は非球面レンズである。

好ましい実施形態によれば、光学群４に含まれるレンズは、できるだけ限られた数である。

好ましくは、光学群４は、求められる性能、効果、サイズ、及びコストの間で妥当な折り合いがつくように設計することができる。

好ましい実施形態によれば、光学群４は、軸方向に離れて配置された２つの球面平凸レンズを含む。

好ましい実施形態によれば、光学群４は、対象物９００に面するベース面４１を備える。好ましくは、前記ベース面４１は、対象物９００に対して軸方向の近位側にある。

好ましい実施形態によれば、前記ベース面４１は平面である。好ましくは、ベース面４１は軸Ｘ－Ｘに直交する。

好ましい実施形態によれば、光バリア要素３０は、ベース面４１に配置される。

好ましい実施形態によれば、光源２と光バリア要素３とは一体的に接続される。

好ましくは、それらの両方は光学群４に一体的に接続される。

好ましい実施形態によれば、光バリア要素３は金属で作られる。

好ましい実施形態によれば、光バリア要素３は、導電性材料から作られる。好ましくは、光バリア要素３は、その上に取り付けられた光源２に電力を供給するのに適している。好ましくは、光バリア要素３は、光源２に動作可能に接続された正極と負極とが識別されるように成形される。好ましい実施形態によれば、光バリア要素３は、前記ベース面４１に光が透過できない材料の少なくとも１つのフィルムを堆積させることによって得られる。

好ましくは、光バリア要素３は、導電性材料の少なくとも１つのフィルムを含む。好ましくは、光バリア要素３は、導電性金属材料の１つ又は複数のフィルムを含む。好ましくは、ベース面４１上に材料の少なくとも１つのフィルムを堆積する前記操作は、金属被覆法（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ）によって実行される。

図１０は、（図式的に示す）光学群４の好ましい実施形態の非限定的な例を示し、光バリア要素３は、前記光学群４のベース面４１に一体的に載置され、ＬＥＤ光源２は、光バリア要素３に取り付けられ、光バリア要素３によって電気的に駆動される。このような好ましい実施形態では、スリット３０は、正極が負極から分離するように特別に形成されている。

更に、再び前記好ましい実施形態では、光源２は、ダイボンディング及びワイヤボンディング技術によって光バリア要素３に動作可能に接続される。

好ましい実施形態によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、透明な対象物９００の厚さを検出するのにも適している。実際、前記透明な対象物９００は、第１の側における反射面９５０と、第２の側（又は反対側）における第２の反射面９５５とを有する。

特に、検出群５は、反射面９５０による投影５００と、画像センサ５０における第２の反射面９５５による補助投影５１０とを検出して分析する。

実際に、補助投影５１０は、好ましくは、第１の補助投影縁５１１と第２の補助投影縁５１２とを有する。

言い換えれば、放射光ビーム「Ｌｅ」が透明な対象物９００に向けて照射したとき、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、２つの反射光ビーム「Ｌｒ」、「Ｌｒ'」を受け取る。そのうち、１つの反射光ビーム「Ｌｒ」が第１の反射面９５０によるものであって、第２の反射光ビーム「Ｌｒ'」は、第２の反射面９５５によるものである。

いくつかの測定状況が、図３から図９に図式的に示され、グラフで表されている。特に、これらの図は、実質的に円形のスリット３０を備えるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１による測定を示している。

具体的には、図３、及び３Ａは第１の測定を示し、当該第１の測定では、対象物９００、特に、その反射面９５０が距離「ｄ」に位置する。

前記第１の測定状況に関して、図７は、画像センサ５０における投影５００のアウトラインを示す。特に、特別に構成された画像処理アルゴリズムを利用するデータ処理及び制御アセンブリ５１によって、「Ｒ」で示されている投影５００の半径の値が読み取られ、当該値は、距離「ｄ」に相関する。したがって、求められる距離「ｄ」の値は、投影５００の半径を測定することによって特定される。言い換えると、画像センサ５０によって生成された信号は、データ変換及び転送ユニットを介して処理及び制御ユニットに送信される。これらの信号を用いて、適切な画像処理アルゴリズムを利用して投影５００の形状を再構築し、「Ｒ」によって示される前記半径を特定することができる。

図４、及び４Ａは第２の測定状況を示し、当該第２の測定では、対象物９００、特に、その反射面９５０が、前の図の距離「ｄ」とは異なる距離「ｄ'」に位置する。図４Ａを参照すれば、図３Ａに示す第１の測定状況と第２の測定状況との違いが実に明らかである。

図５、及び５Ａは第３の測定状況を示し、当該第３の測定では、対象物９００が厚さ「ｓ」を有する透明又は半透明の箔であって、第１の反射面９５０と第２の反射面９５５との間に含まれる。第１の反射面９５０は、マイクロメートル分解能の非接触寸法測定装置１から距離「ｄ」を離れた位置にあり、第２の反射面９５５は、第１の反射面９５０から厚さ「ｓ」だけ離れている。

前記第３の測定状況に関して、図８は、画像センサ５０における投影５００及び補助投影５１０の画像を示す。特に、特別に構成された画像処理アルゴリズムを利用するデータ処理及び制御アセンブリ５１によって、「Ｓ」で示される２つの投影の間に存在する距離の値が読み取られ、当該値は、透明タイプの対象物９００の厚さ「ｓ」厚さに相関する。したがって、求められる厚さ「ｓ」の値は、２つの投影の間の距離を測定することによって特定される。言い換えると、画像センサ５０によって生成された信号は、データ変換及び転送ユニットを介して処理及び制御ユニットに送信される。これらの信号を用いて、特別に構成された画像処理アルゴリズムを利用して投影５００及び補助投影５１０の形状を再構築し、距離「Ｓ」を算出することができる。

更に、図６、及び６Ａは第４の測定状況を示し、当該第４の測定では、対象物９００が軸Ｘ－Ｘに対して傾斜するか、又は軸Ｘ－Ｘに対して傾斜した反射面９５０を有する。特に、前記傾斜角は、角度「α」で示されている。

前記第４の測定状況に関して、図９は、画像センサ５０で得られた投影５００の画像を示す。処理及び制御アセンブリ５１は、特別に構成された画像処理アルゴリズムを利用して、オフセット値「Ｄ」を計算する。オフセット値「Ｄ」は、傾斜角「α」だけ傾斜した対象物９００で得られた投影５００の中心の位置と、傾斜角無し（すなわち、「α」がゼロに等しい）で得られた投影５００の中心との間の差である。そして、求められる角度「α」の値は、前記オフセット「Ｄ」を測定することによって見出される。

好ましい実施形態によれば、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置１は、軸Ｘ－Ｘに沿って延びる装置本体６を備える。

好ましくは、装置本体６は測定端６０を規定し、測定端６０を介して、放射光ビーム「Ｌｅ」が出射し、反射光ビーム「Ｌｒ」を受光する。

好ましい実施形態によれば、装置本体６は、６ミリメートルから６０ミリメートルの間に含まれる半径方向寸法を有する。好ましくは、装置本体６は、６ミリメートルと１５ミリメートルとの間に含まれる半径方向寸法を有する。好ましくは、装置本体６は、８ミリメートルの半径寸法を有する。

好ましい実施形態によれば、装置本体６は、軸対称の形状を有する。

好ましくは、装置本体６は円筒形状を有する。

好ましくは、装置本体６は、測定端６０に近い領域でテーパ形状を有し、前記測定端から軸方向に遠位の領域で広がる。

好ましい実施形態によれば、前述した構成要素の全てが装置本体６内に収容される。

変形の実施形態によれば、データ変換及び転送ユニット５１'から離れて配置された処理及び制御ユニット５１''を除いて、前述した構成要素の全てが装置本体６内に収容される。このような実施形態では、検出を実行するのに適した上述の構成要素の全てが装置本体６内に収容される。必要な分析は、リモートの処理及び制御ユニット５１によって実行され、特別に構成された画像処理アルゴリズムによって所望の測定を実現する。

好ましい実施形態によれば、装置本体５０は、６ミリメートルと２００ミリメートルとの間に含まれる軸方向寸法を有する。好ましい実施形態によれば、光バリア要素３と画像センサ５０との間の軸方向の距離は、５ミリメートルと１００ミリメートルとの間である。

革新的に、本発明によるマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置、並びに寸法及び／又は製品形状制御システムは、典型的な最先端の解決策で遭遇する問題を解決することによって、意図された目的を主に満たしている。

有利には、本発明のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、従来技術の接触又は非接触検出装置の代替として位置づけられる。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、それ自体と物体との間の距離を容易且つ確実に検出するのに適している。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、物体の他の特性、例えば、物体の傾き、特に反射面の傾きなどを簡単且つ確実に検出するのにも適している。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、透明又は半透明の物体の厚さを検出するのに適している。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、産業分野で広く普及し、広く使用するのに適している。

有利なことに、多数のマイクロメートル分解能を有する寸法測定装置が、相互に所定の位置に配置されるか、又は特別な移動及び走査システムによって移動され、低コストであるが、ガラスなどの対象物のサイズ及び形状を検証するために使用することができる。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、限られた数の構成要素を有する。

有利なことに、マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置は、非常にコンパクトなサイズを有する。有利なことに、好ましい実施形態では、光バリア要素と光学群とは一体的に接続される。

有利なことに、好ましい実施形態では、光バリア要素は、反射光に対するバリアとして機能することに加えて、光源に電力を供給するにも適している。

当業者が本発明の目的に変更を加えることができることは明らかであり、その全ては、様々なニーズを満たすために、以下の特許請求の範囲で規定される保護の範囲内に含まれる。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの反射面（９５０）を有する対象物（９００）からの距離を測定するのに適したマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）であって、
   前記マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）は、軸（Ｘ－Ｘ）に沿って延在し、
   （１）光源（２）であって、前記対象物（９００）に向かって放射光ビーム（Ｌｅ）を発生することで、前記対象物の反射面（９５０）に、放射方向と実質的に反対の反射方向に反射光ビーム（Ｌｒ）を生成させる、前記光源（２）と、
   （２）前記光源（２）の前記放射方向に対して反対側に配置された光バリア要素（３）であって、前記光バリア要素（３）は、適切に成形された少なくとも１つのスリット（３０）を有し、前記光バリア要素（３）は、前記スリット（３０）のみにおいて、前記反射光ビーム（Ｌｒ）を通過させる、前記光バリア要素（３）と、
   （３）検出群（５）であって、
   前記スリット（３０）を通過する前記反射光ビーム（Ｌｒ）の投影（５００）を検出する画像センサ（５０）と、
   前記画像センサ（５０）に動作可能に接続され、前記投影（５００）の形状及び位置を分析して、前記対象物（９００）の前記反射面（９５０）の距離及び特性を特定するのに適した処理及び制御アセンブリ（５１）と、
   を含む、前記検出群（５）と、
   を備える、
   マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
2. 光学群（４）を更に備え、
   前記光学群（４）は、好ましくは少なくとも１つの球面レンズ又は非球面レンズを含み、
   前記光学群（４）は、前記スリット（３０）を通過する前記反射光ビーム（Ｌｒ）を前記画像センサ（５０）に向かって伝搬するのに適している、
   請求項１に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
3. 前記光学群（４）は、ベース面（４１）を有し、
   前記ベース面（４１）は、好ましくは平面であって、前記対象物（９００）に近接した位置に配置され、
   前記光バリア要素（３）は、前記ベース面（４１）に配置されている、
   請求項２に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
4. 前記光源（２）は、前記光バリア要素（３）に配置され、
   前記光バリア要素（３）は、導電性材料、好ましくは金属で作られ、前記光源（２）に電力を供給するのに適している、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
5. 前記光バリア要素（３）は、少なくとも１つの金属フィルム材料により構成され、
   前記金属フィルム材料は、前記ベース面（４１）に堆積され、好ましくは、金属被覆法によって、前記ベース面（４１）に堆積される、
   請求項３又は４に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
6. 前記スリット（３０）は、第１のスリット縁（３１）と第２のスリット縁（３２）とを含み、反射光の前記投影（５００）は、第１の投影縁（５０１）と第２の投影縁（５０２）とを有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
7. 透明又は半透明の対象物（９００）の厚さを検出するのに適し、
   前記対象物（９００）は、第１の側において反射面（９５０）を有し、第２の側において第２の反射面（９５５）を有し、
   前記画像センサ（５０）において、前記反射面（９５０）によって生じた投影（５００）と、前記第２の反射面（９５５）によって生じた補助投影（５１０）とを検出することによって、前記厚さを検出する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
8. 前記反射面による補助投影（５１０）は、第１の補助投影縁（５１１）と第２の補助投影縁（５１２）とを有する、
   請求項７に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
9. 前記光源（２）と、前記光バリア要素（３）と、前記画像センサ（５０）とは、前記軸（Ｘ－Ｘ）を中心とするように配置され、
   前記スリット（３０）は、前記軸（Ｘ－Ｘ）に対して対称的に成形されている、
   請求項１から８のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
10. 前記スリット（３０）は、実質的に前記軸（Ｘ－Ｘ）上に中心を有する円形であり、前記画像センサ（５０）において検出される投影は実質的に円形であり、
    前記投影の位置及び形状は、前記対象物（９００）の前記反射面の軸方向の位置及び角度位置に依存する、
    請求項９に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
11. 前記画像センサ（５０）はＣＭＯＳ画像センサである、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
12. 装置本体（６）を備え、
    前記装置本体（６）は、前記軸（Ｘ－Ｘ）に沿って延在し、測定端（６０）を規定し、
    前記測定端（６０）を介して、前記放射光ビーム（Ｌｅ）が放出され、前記反射光ビーム（Ｌｒ）が受光される、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
13. 前記装置本体（６）は、半径方向の寸法が６ミリメートルと６０ミリメートルとの間である、
    請求項１１に記載のマイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）。
14. 反射面（９５０）を有する対象物（９００）の適合性及び特性を検証するのに適した、寸法及び／又は製品形状制御システムであって、
    例えば、前記対象物（９００）は、ガラス板又はシート、或いは、ガラス又はその他の透明若しくは半透明の素材で作られた製品であって、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の前記マイクロメートル分解能を有する非接触寸法測定装置（１）の少なくとも１つを備える、
    寸法及び／又は製品形状制御システム。
15. 支持フレームを備え、
    前記支持フレーム上に、複数の前記マイクロメートル分解能を有する寸法測定装置（１）が配置されて、異なる場所で前記対象物（９００）の複数の特性を同時に検出する、
    請求項１４に記載の寸法及び／又は製品形状制御システム。

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