JPH1054708A - ３次元計測装置及び３次元計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度にて高さ情報を計測可能な３次元計測
装置を提供する。 【解決手段】 走査動作を制御しながら被測定物７の凹
凸面７ａに光ビームを走査させる光ビーム走査装置
（１，２，３，４，５，６）と、上記走査動作により上
記凹凸面にて反射した反射光ビームを受光して上記被測
定物における凹凸の高さ情報を測定する検出装置（１
０，１１，１２，１３）と、上記光ビームの上記走査動
作の制御時に発生するノイズに起因するノイズ情報が上
記検出装置から上記高さ情報として送出されることを防
止するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定物の表面上
の凹凸における高さを測定する３次元計測装置、及び３
次元計測方法に関する。尚、上記被測定物としては、例
えば回路基板が挙げられ、該回路基板上に実装された電
子部品の高さが上記３次元計測装置及び３次元計測方法
にて測定される。

【０００２】

【従来の技術】被測定物の表面上の凹凸における高さ寸
法を測定する３次元計測装置は様々なものが提案されて
いる。その中の一つとして、被測定物上にレーザー光を
走査させ、その反射光をＰＳＤ（受光光点位置検出素
子）等で受光することで、該ＰＳＤ等上に合焦された光
点のＰＳＤ等上における位置である光点位置を検出し、
三角測量の原理で上記高さ寸法を求める３次元計測装置
が挙げられる。以下、図を参照しながら、例えば特開平
５−３１２５３６号公報に開示されるような従来の３次
元計測装置について説明する。図７は従来の３次元計測
装置３０の構成を示すブロック図である。図７におい
て、１は投光レーザ、２は投光用集光レンズ、３はポリ
ゴンミラー、４はポリゴンミラー３を矢印I方向へ回転
させるための駆動用モータ、５は駆動用モータ４の動作
制御を行うためのコントロール信号を送出するモータコ
ントローラ、６はモータコントローラ５が送出するコン
トロール信号に従い駆動用モータ４へ電流を供給する電
流ドライバ、７は被測定物、９はパルス信号を発生する
発振器、１０は被測定物７の表面上で反射したレーザ光
を集光する受光用集光レンズ、１１は集光レンズにて集
光され合焦されたレーザ光の光点位置を検出するＰＳＤ
（受光光点位置検出素子）、１２は発振器９が送出する
パルス信号に基づきＰＳＤ１１の出力信号をＡ／Ｄ（ア
ナログ／デジタル）変換するＡ／Ｄ変換器、１３はＡ／
Ｄ変換器１２の出力信号に基づき高さ情報の算出を行う
演算器、１５は被測定物７を載置する移動テーブル、１
６は移動テーブルをＹ方向へ移動するパルスモータ１
６、２５はパルスモータ１６の駆動を制御するコントロ
ーラである。

【０００３】このような構成要素からなる従来の３次元
測定装置３０について、各構成要素間の関係とその動作
を説明する。まず投光系においては、投光レーザ１から
発せられたレーザ光は、投光用集光レンズ２を通ってポ
リゴンミラー３に当てられる。モータ４には、モータコ
ントローラ５が送出するコントロール信号に従い電流ド
ライバ６から発生されたモータ電流が供給され、モータ
４、即ちポリゴンミラー３は、矢印I方向に一定速度で
回転させられる。よって、ポリゴンミラー３が一定速度
で矢印I方向へ回転するに従い、ポリゴンミラー３にて
反射し被測定物７の表面７ａ上に照射されたレーザ光２
０は、被測定物７の表面７ａ上を図示のほぼＸ方向に沿
って走査開始位置２１から走査終了位置２２まで矢印II
方向に一定速度で走査する。尚、レーザ光による被測定
物７の表面７ａの走査がなされると同時に、被測定物７
はコントローラ２５の制御によりモータ１６にてＹ方向
に一定速度で移動されているので、上記表面７ａのレー
ザ光による走査は、実際には、図１０に示すように、完
全にＸ方向に平行に行われるのではなくＸ方向に対して
若干傾斜して行われる。

【０００４】次に受光系においては、被測定物７の表面
７ａにて反射したレーザ反射光２３は、受光用集光レン
ズ１０によりＰＳＤ１１上に焦点を結ぶ。尚、図９に示
すように、被測定物７の表面７ａの凹凸に応じてＰＳＤ
１１上の光点位置が移動する。よって、ＰＳＤ１１上の
移動量Ｍを検出することで上記凹凸量Ｈを３角測量の原
理にて求めることができる。受光位置検出系において
は、上記ＰＳＤ１１において合焦された光点の位置と光
量に比例した出力がＰＳＤ１１の出力端子１１ａ，１１
ｂからＡ／Ｄ変換器１２へ送出される。Ａ／Ｄ変換器１
２は、発振器９が送出するパルス信号を利用してＰＳＤ
１１の出力値のＡ／Ｄ変換を行い、デジタル値Ａ，Ｂを
演算器１３へ送出する。又、演算器１３には、発振器９
の送出するパルス信号が供給される。演算器１３は、上
記デジタル値Ａ，Ｂについて演算式Ｐ＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）
に基づき演算を行い、演算結果を高さ情報として出力す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の３次元
計測装置３０において、上記投光系には、上記走査が高
速である場合はポリゴンミラー３をモータ４で回転させ
る方式が、上記走査が低速である場合は被測定物７を載
置したテーブルをパルスモータやサーボモータで移動さ
せる方式がよく用いられる。これらの方式においてそれ
ぞれのモータの回転速度を一定に保つため、上記モータ
に供給するモータ電流は頻繁にオン，オフされる。一
方、上記モータ電流のオン，オフ時には、電気的ノイズ
が発生することから、該電気的ノイズが光点位置検出用
回路に影響を与え、高さ情報の測定精度の向上を妨げて
いるという問題点がある。図８を参照してより具体的に
以下に説明する。

【０００６】上記電気的ノイズの影響がない場合、ＰＳ
Ｄ１１の出力は、図８の（ｂ）に示す波形においてノイ
ズ信号４１が存在しないような、正常波形４２となる。
一方、モータコントローラ５は、図８の（ａ）に示すよ
うなコントロール信号４３を送出する。尚、このコント
ロール信号４３に対応して電流ドライバ６から上記モー
タ電流がモータ４へ供給される。よって、モータ電流の
立上り、及び立下り時である、時刻ｔ１、ｔ３等にて上
記電気的ノイズが発生し、ＰＳＤ１１の出力信号にノイ
ズ信号４１が発生する。従って、Ａ／Ｄ変換器１２にお
いて、図８の（ｂ），（ｃ）の時刻ｔ２に示すように、
発振器９から供給されるパルス信号４４の立上りに従っ
てなされるＰＳＤ１１の出力信号のサンプリングが、上
記ノイズ信号４１が生じている時間に重なった場合に
は、ノイズ信号４１がサンプリングされてしまい、その
結果、演算器１３から出力される高さ情報にノイズ情報
４５が形成されてしまう。尚、時刻ｔ３にあっては、コ
ントロール信号４３の立下り、即ち上記モータ電流の立
下りと、ＰＳＤ１１の出力信号のサンプリングタイミン
グである、発振器９のパルス信号４４の立上りとが一致
しており、ノイズ信号４１はサンプリングされず、上記
高さ情報にも悪影響は発生していない。このように、モ
ータ４へ供給されるモータ電流のオン，オフに起因する
電気的ノイズが演算器１３が出力する高さ情報の精度を
劣化させている。本発明はこのような問題点を解決する
ためになされたもので、高精度にて高さ情報を計測可能
な３次元計測装置及び３次元計測方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様である
３次元計測装置は、走査動作を制御しながら被測定物の
凹凸面に光ビームを走査させる光ビーム走査装置と、上
記走査動作により上記凹凸面にて反射した反射光ビーム
を受光して上記被測定物における凹凸の高さ情報を得る
検出装置とを備えた３次元計測装置であって、上記光ビ
ーム走査装置における上記光ビームの上記走査動作の制
御時に発生するノイズに起因するノイズ情報を除いて上
記検出装置から上記高さ情報を送出することを特徴とす
る。

【０００８】本発明の第２態様である３次元計測装置
は、走査動作を制御しながら被測定物の凹凸面に光ビー
ムを走査させる光ビーム走査装置と、上記走査動作によ
り上記凹凸面にて反射した反射光ビームを受光して上記
被測定物における凹凸の高さ情報を得る検出装置とを備
えた３次元計測装置であって、上記光ビーム走査装置に
おける上記光ビームの上記走査動作の制御時に発生する
ノイズに起因するノイズ情報を除いて上記検出装置から
上記高さ情報を送出する情報送出調整装置を備えたこと
を特徴とする。

【０００９】又、本発明の第３態様の３次元計測装置に
おいて、上記情報送出調整装置は、上記走査動作の制御
時にノイズが発生するノイズ発生タイミングと、上記検
出装置における上記高さ情報のサンプリングタイミング
とを同期させる同期装置であってもよい。

【００１０】又、本発明の第４態様の３次元計測装置に
おいて、上記情報送出調整装置は、上記光ビーム走査装
置において上記走査動作の制御時にノイズが発生するノ
イズ発生期間では、上記検出装置に対して上記高さ情報
を無効とする無効化装置であってもよい。

【００１１】又、本発明の第５態様である３次元計測方
法は、走査動作を制御しながら被測定物の凹凸面に光ビ
ームの走査を行い、上記走査動作により上記凹凸面にて
反射した反射光ビームを受光して上記被測定物における
凹凸の高さ情報を得る３次元計測方法であって、上記光
ビームの上記走査動作の制御時に発生するノイズに起因
するノイズ情報を除いて上記高さ情報を送出することを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態である３次元
計測装置、及び該３次元計測装置にて実行される３次元
計測方法について図を参照し以下に説明する。尚、各図
において同じ構成部分については同じ符号を付しその説
明を省略する。尚、光ビーム走査装置の機能を果たす一
例として、本発明の実施形態では、上述した、投光レー
ザ１、投光用集光レンズ２、ポリゴンミラー３、駆動用
モータ４、モータコントローラ５、及び電流ドライバ６
が相当する。又、検出装置の機能を果たす一例として、
本発明の実施形態では、上述した、受光用集光レンズ１
０、ＰＳＤ１１、Ａ／Ｄ変換器１２、及び演算器１３が
相当する。又、情報送出調整装置の機能を果たす一例と
して、後述の各実施形態におけるフリップフロップ回路
８、無効化装置１４、及びコントローラ１７が相当す
る。又、反射面駆動装置の機能を果たす一例として、本
発明の実施形態では駆動用モータ４が相当する。又、駆
動制御信号発生装置の機能を果たす一例として、本発明
の実施形態ではモータコントローラ５、及び電流ドライ
バ６が相当する。又、移動制御装置の機能を果たす一例
として、本発明の実施形態ではパルスモータ１６及びコ
ントローラ１７が相当する。

【００１３】上述したように駆動系のモータ電流により
ノイズが発生するが、第１の実施形態では、該ノイズが
上記高さ情報として送出されないように、情報の送出の
調整を図るように、上記ノイズの発生タイミングと、Ａ
／Ｄ変換器１２におけるサンプリングタイミングとの同
期を図ったものである。尚、このような同期を取る装置
の機能を果たす一例として、本実施形態では以下のよう
にフリップフロップ回路８を設けた。図１に示す本実施
形態における３次元計測装置１００では、図７に示す従
来の３次元計測装置３０と比べ、モータコントローラ５
の出力側であって電流ドライバ６の入力側に、モータ電
流のオン，オフのタイミングをコントロールするために
モータコントローラ５から出力されるコントロール信号
に対して、データラッチ動作をするフリップフロップ回
路８を設けた点が異なる。その他の構成は従来の３次元
計測装置３０と変わるところはない。上記フリップフロ
ップ回路８には、発振器９が送出するパルス信号がクロ
ック信号として供給される。尚、駆動制御信号の機能を
果たす一例として電流ドライバ６が送出するモータ電流
が相当する。このような構成を有する３次元計測装置１
００の動作について以下に説明する。

【００１４】図２の（ａ）に示すように、モータコント
ローラ５は従来と同様に、例えば時刻ｔ１からコントロ
ール信号４３をフリップフロップ回路８に送出する。フ
リップフロップ回路８には、クロック信号として発振器
９が送出するパルス信号４４が供給されることから、フ
リップフロップ回路８は該パルス信号４４に同期して動
作する。よって、フリップフロップ回路８は、上記パル
ス信号４４に同期して上記コントロール信号４３を電流
ドライバ６へ送出する。従って電流ドライバ６は、モー
タコントローラ５がコントロール信号を送出し始めた時
刻ｔ１からではなく、図２の（ｃ）に示すように、発振
器９のパルス信号に同期して時刻ｔ２からモータ電流１
０１をモータ４へ送出する。電流ドライバ６からモータ
４へモータ電流１０１が流れることで、図２の（ｄ）に
示すように、モータ電流１０１の立上り時である例えば
時刻２から一定時間にわたり、ＰＳＤ１１の出力にはノ
イズ信号１０２が生じ始める。尚、図２の（ｄ）に点線
にて示すノイズ信号４１は従来の場合を示している。

【００１５】一方、Ａ／Ｄ変換器１２及び演算器１３に
も、発振器９が送出するパルス信号４４が供給されてい
ることから、Ａ／Ｄ変換器１２においてＰＳＤ１１の出
力信号がサンプリングされるタイミングは、上記パルス
信号４４に同期する。よって、上述のように時刻ｔ２か
らＰＳＤ１１の出力にはノイズ信号１０２が発生し始め
るが、Ａ／Ｄ変換器１２は、時刻ｔ２にてＰＳＤ１１の
出力信号のサンプリングを行うことから、ノイズ信号１
０２が高さ情報として影響を与えることはない。又、図
２の（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、モータ電流
１０１の立下りにあっても時刻ｔ６におけるように、Ｐ
ＳＤ１１の出力信号のサンプリングがなされる。従っ
て、演算器１３から送出される高さ情報は、図２の
（ｅ）に示すように、ノイズの影響のないものとなる。
このように本実施形態の３次元計測装置１００では、高
精度にて高さ情報を計測することができる。

【００１６】尚、本実施形態では、光点位置の演算をデ
ジタル演算器１３にて行っているが、アナログ演算器で
行ようにしてもよい。又、発振器９のパルス信号が供給
される遅延素子を設け、遅延させたパルス信号をＡ／Ｄ
変換器１２及びフリップフロップ回路８に送出して、Ａ
／Ｄ変換器１２におけるサンプリングタイミングや、電
流ドライバ６がモータ電流を送出するタイミングの微調
整を行うようにしてもよい。尚、パルスモータ１６の駆
動に対しても、フリップフロップ回路８を使用して上述
の動作を行ってもよい。又、モータコントローラ５が送
出するコントロール信号４３を発振器９が送出するパル
ス信号４４に基づき生成するようにしてもよい。尚、こ
の場合には、上述したフリップフロップ回路８は設ける
必要がない。

【００１７】次に第２の実施形態の３次元計測装置１１
０について説明する。該３次元計測装置１１０では、上
述のノイズが上記高さ情報として送出されないように上
記高さ情報の送出の調整を図るため、上記走査動作の制
御時に発生したノイズに起因するノイズ情報を無効とす
る無効化装置１４を設けた。尚、図３に示すように、無
効化装置１４を設けた点を除いては図７に示す従来の３
次元計測装置３０と構成上変わるところはない。図３に
示すように、無効化装置１４は、フリップフロップ回路
１１３と、ＥＸＯＲ回路１１４と、ＡＮＤ回路１１５と
を設ける。発振器９が送出するパルス信号４４がクロッ
ク信号として供給されるフリップフロップ回路１１３に
は、モータコントローラ５が送出するコントロール信号
４３が供給され、その出力は一方の入力端子に発振器９
のパルス信号４４が供給されるＥＸＯＲ回路１１４の他
方の入力端子に送出される。又、ＥＸＯＲ回路１１４の
出力は、一方の入力端子に発振器９のパルス信号４４が
供給されるＡＮＤ回路１１５の他方の入力端子に送出さ
れる。ＡＮＤ回路１１５の出力は、演算器１３へクロッ
ク信号として送出される。このような無効化装置１４
は、後述するように、上記ノイズが発生した期間におい
ては演算器１３へクロック信号を送出しない。

【００１８】このように構成される３次元計測装置１１
０の動作を以下に説明する。尚、無効化装置１４が関係
する動作以外の動作については従来の３次元計測装置３
０と変わるところはないので、主に無効化装置１４が関
係する動作について説明する。図４の（ａ）に示すよう
に、モータコントローラ５が送出するコントロール信号
４３に従い、電流ドライバ６は、時刻ｔ１からモータ４
へ電流を流し始める。よって、上述市、又、図４の
（ｆ）に示すように、ＰＳＤ１１の出力信号には時刻ｔ
１から所定時間にわたりノイズ信号４１が生じる。一
方、モータコントローラ５が送出するコントロール信号
４３がデータ端子に供給されるフリップフロップ回路１
１３は、発振器９のパルス信号４４をクロック信号とす
ることから、その出力信号１１１は、図４の（ｃ）に示
すように、時刻ｔ４から立ち上がる。このようなフリッ
プフロップ回路１１３の出力信号１１１は、発振器９の
パルス信号４４が一方の入力端子に供給されるＥＸＯＲ
回路１１４の他方の入力端子に送出されることから、Ｅ
ＸＯＲ回路１１４の出力信号１１２は、図４の（ｄ）に
示すように時刻ｔ１から時刻ｔ４の間、立ち上がる信号
となる。このようなＥＸＯＲ回路１１４の出力信号１１
２は、反転されてＡＮＤ回路１１５の他方の入力端子に
供給される。ＡＮＤ回路１１５の一方の入力端子には、
発振器９が送出するパルス信号４４が供給されているこ
とから、図４の（ｅ）に示すように、時刻ｔ１から時刻
４までの間に、ＡＮＤ回路１１５から演算器１３へクロ
ック信号１１６が送出されることはない。上述のように
時刻ｔ１から所定時間にわたり演算器１３にはノイズ信
号４１が供給されるが、時刻ｔ１から時刻４までの間、
ＡＮＤ回路１１５から演算器１３へクロック信号１１６
が送出されないことから、演算器１３において時刻ｔ１
から時刻４までの間に供給された情報は無効となる。よ
って、演算器１３は、時刻ｔ１から時刻４までの間に供
給された情報を高さ情報として送出しない。したがっ
て、上記ノイズ信号４１が高さ情報として外部へ送出さ
れることはない。このように３次元計測装置１１０で
は、モータ電流によるノイズの影響を受けずに、高精度
にて高さ情報を計測することができる。尚、上記無効と
される期間における高さ情報として、演算器１３は、例
えば、図４の（ｇ）に示す時刻ｔＡにおける高さ情報を
送出する。あるいは又、演算器１３は、上記時刻ｔＡに
おける高さ情報をそのまま送出するのではなく、時刻ｔ
Ａにおける高さ情報と時刻ｔＣにおける高さ情報との平
均値や、又は、Ｙ方向の１走査前と後の時刻ｔＢにおけ
る高さ情報を利用して平均化した情報等のように、補間
を行って得られたより精度の高い高さ情報を送出するよ
うにしてもよい。又、第２の実施形態の構成では、第１
の実施形態の構成に比べ、駆動系の制御に影響を与えな
いことにより、より精度の高い走査が可能となる。

【００１９】次に、第３の実施形態における３次元計測
装置１２０について図５を参照して説明する。上述した
第１及び第２の実施形態における３次元計測装置１０
０，１１０では、従来の３次元計測装置３０と同様に、
被測定物７の表面７ａをレーザ光により走査しながら被
測定物７をＹ方向へ一定速度で移動させている。よっ
て、図１及び図３に示すモータ１６へ供給するモータ電
流に起因してもノイズが発生しＰＳＤ１１の出力信号に
影響を与える。そこで、本実施形態の３次元計測装置１
２０では、上記被測定物７をＹ方向へ移動させるための
モータ１６へ供給するモータ電流に起因するノイズにつ
いてもＰＳＤ１１の出力信号に影響を与えないように構
成したものである。尚、図５では、第１の実施形態にお
ける３次元計測装置１００の構成をベースにして、上記
Ｙ方向へ移動させるためのモータ１６へ供給するモータ
電流に起因するノイズについてもＰＳＤ１１の出力信号
に影響を与えないような構成を示しているが、第２の実
施形態における３次元計測装置１１０の構成をベースに
してもよい。又、上記３次元計測装置１００，１１０の
構成を有さずに、本第３実施形態の３次元計測装置１２
０のみの構成をとることもできる。

【００２０】本実施形態における３次元計測装置１２０
の構成について説明する。図５に示す３次元計測装置１
２０では、図１に示す３次元計測装置１００の構成に比
べ、パルスモータ１６の駆動を制御するコントローラ２
５に代えてコントローラ１７を設け、さらに、モータ４
の回転位置を検出しその検出信号をコントローラ１７へ
送出する回転位置検出器１８を備えた。尚、その他の構
成は、３次元計測装置１００の場合と同じであるので説
明を省略する。

【００２１】このように構成される３次元計測装置１２
０の動作について説明する。ポリゴンミラー３は図示す
るように多角形形状からなる。よって、隣接する反射鏡
１２１と反射鏡１２２との境界１２３にレーザ光が照射
されている間には、被測定物７に対する走査は行われな
い。そこで、レーザ光が上記境界１２３へ照射されてい
る期間を示す信号を回転位置検出器１８からコントロー
ラ１７へ供給することで、コントローラ１７は、上述の
境界照射期間にのみ、図６に示すように上記Ｙ方向へ所
定距離１２１だけ移動テーブル１５を移動させるよう
に、パルスモータ１６へモータ電流を送出する。上述の
ようにパルスモータ１６へモータ電流を送出する際には
ノイズが発生するが、このときには上記走査は行われて
いないので、ＰＳＤ１１の出力信号にノイズが混入して
も該ノイズが高さ情報として送出されることはない。一
方、被測定物７の表面７ａ上をレーザ光がＸ方向に沿っ
て走査している間には、パルスモータ１６へモータ電流
が供給されることはなく、パルスモータ１６へ供給する
モータ電流に起因するノイズがＰＳＤ１１の出力信号に
生じることはない。又、モータ４へ供給するモータ電流
に起因するノイズに対しては、第１の実施形態の３次元
計測装置１００について上述したように、ノイズ発生タ
イミングとＰＳＤ１１の出力信号のサンプリングタイミ
ングとを同期させているので、ノイズが高さ情報として
演算器１３から出力されることはない。従って、３次元
計測装置１２０では、さらに高精度にて高さ情報を計測
することができ、又、サンプリング周期が短くその周期
内でノイズが無くならない場合などに、より精度の高い
サンプリングができるため、高精度の計測が可能とな
る。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の第１態様及
び第２態様の３次元計測装置、並びに第５態様の３次元
計測方法によれば、被測定物に対する光ビームの走査動
作の制御時に発生するノイズに起因するノイズ情報を除
いて高さ情報を送出するようにしたことから、高精度に
て高さ情報を計測可能な３次元計測装置を提供すること
ができる。

【００２３】又、本発明の第３態様の３次元計測装置に
よれば、ノイズが発生するノイズ発生タイミングと、検
出装置における高さ情報のサンプリングタイミングとを
同期させたことから、上記サンプリングタイミングにお
いて上記ノイズがサンプリングされることはない。よっ
て、出力される高さ情報にノイズ情報が混入することを
防げ、高精度にて高さ情報を計測可能な３次元計測装置
を提供することができる。

【００２４】又、本発明の第４態様の３次元計測装置に
よれば、ノイズが発生するノイズ発生期間ではノイズを
含む高さ情報を無効とすることから、上記ノイズを含む
高さ情報が高さ情報として送出されることはない。よっ
て高精度にて高さ情報を計測可能な３次元計測装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態である３次元計測装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１に示す３次元計測装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図３】 本発明の第２の実施形態である３次元計測装
置の構成を示すブロック図である。

【図４】 図３に示す３次元計測装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図５】 本発明の第３の実施形態である３次元計測装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】 図５に示す３次元計測装置において被測定物
の走査方向を示す図である。

【図７】 従来の３次元計測装置の構成を示すブロック
図である。

【図８】 図７に示す３次元計測装置の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。

【図９】 被測定物の表面の凹凸における高さ情報を得
るための原理を示す図である。

【図１０】 図７に示す３次元計測装置において被測定
物の走査方向を示す図である。

【符号の説明】

１…投光レーザ、２…投光用集光レンズ、３…ポリゴン
ミラー、４…ポリゴンミラーモータ、５…モータコント
ローラ、６…電流ドライバ、７…被測定物、８…フリッ
プフロップ回路、９…発振器、１０…受光用集光レン
ズ、１１…ＰＳＤ、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…演算
器、１４…無効化装置、１５…移動テーブル、１６…パ
ルスモータ、１７…コントローラ、２１…走査開始位
置、２２…走査終了位置、４１…ノイズ信号、４３…コ
ントロール信号、４４…パルス信号、１００，１１０，
１２０…３次元計測装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査動作を制御しながら被測定物（７）
   の凹凸面（７ａ）に光ビームを走査させる光ビーム走査
   装置（１，２，３，４，５，６）と、上記走査動作によ
   り上記凹凸面にて反射した反射光ビームを受光して上記
   被測定物における凹凸の高さ情報を得る検出装置（１
   ０，１１，１２，１３）とを備えた３次元計測装置であ
   って、 上記光ビーム走査装置における上記光ビームの上記走査
   動作の制御時に発生するノイズに起因するノイズ情報を
   除いて上記検出装置から上記高さ情報を送出することを
   特徴とする３次元計測装置。
2. 【請求項２】 走査動作を制御しながら被測定物（７）
   の凹凸面（７ａ）に光ビームを走査させる光ビーム走査
   装置（１，２，３，４，５，６）と、上記走査動作によ
   り上記凹凸面にて反射した反射光ビームを受光して上記
   被測定物における凹凸の高さ情報を得る検出装置（１
   ０，１１，１２，１３）とを備えた３次元計測装置であ
   って、 上記光ビーム走査装置における上記光ビームの上記走査
   動作の制御時に発生するノイズに起因するノイズ情報を
   除いて上記検出装置から上記高さ情報を送出する情報送
   出調整装置（８，１４，１７）を備えたことを特徴とす
   る３次元計測装置。
3. 【請求項３】 上記情報送出調整装置は、上記走査動作
   の制御時にノイズが発生するノイズ発生タイミングと、
   上記検出装置における上記高さ情報のサンプリングタイ
   ミングとを同期させる同期装置（８）である、請求項２
   記載の３次元計測装置。
4. 【請求項４】 さらに、上記サンプリングタイミングを
   決定するため上記検査装置に供給されるパルス信号を発
   生する発振器（９）を備えるとともに、 上記光ビーム走査装置は、光ビーム発生源（１）と、上
   記光ビーム発生源から発した光ビームを反射する反射面
   （１２１，１２２，３）と、上記反射面に対する上記光
   ビームの反射角を変化させることで上記凹凸面を光ビー
   ムが走査するように上記反射面を移動させる反射面駆動
   装置（４）と、上記反射面の駆動を制御することで上記
   光ビームの走査動作制御を行うため上記反射面駆動装置
   へ上記走査動作の制御に従い駆動制御信号を送出する駆
   動制御信号発生装置（５，６）とを備え、 上記同期装置には上記発振器が送出する上記パルス信号
   が供給され、上記同期装置は、供給された上記パルス信
   号に同期した上記駆動制御信号を上記駆動制御信号発生
   装置から送出させる、請求項３記載の３次元計測装置。
5. 【請求項５】 上記情報送出調整装置は、上記光ビーム
   走査装置において上記走査動作の制御時にノイズが発生
   するノイズ発生期間では、上記検出装置に対して上記高
   さ情報を無効とする無効化装置（１４）である、請求項
   ２記載の３次元計測装置。
6. 【請求項６】 走査領域を変更するため、上記光ビーム
   走査装置による光ビームの走査が行われていないときに
   のみ、上記光ビームの走査方向に対して直交する方向に
   上記被測定物を移動させる移動装置（１６，１７，１
   ８）を備えた、請求項２ないし５のいずれかに記載の３
   次元計測装置。
7. 【請求項７】 走査動作を制御しながら被測定物（７）
   の凹凸面（７ａ）に光ビームの走査を行い、上記走査動
   作により上記凹凸面にて反射した反射光ビームを受光し
   て上記被測定物における凹凸の高さ情報を得る３次元計
   測方法であって、 上記光ビームの上記走査動作の制御時に発生するノイズ
   に起因するノイズ情報を除いて上記高さ情報を送出する
   ことを特徴とする３次元計測方法。
8. 【請求項８】 上記ノイズ情報を除いた上記高さ情報の
   送出は、上記走査動作の制御時にノイズが発生するノイ
   ズ発生タイミングと、上記高さ情報のサンプリングタイ
   ミングとを同期させる、請求項７記載の３次元計測方
   法。
9. 【請求項９】 上記ノイズ情報を除いた上記高さ情報の
   送出は、上記走査動作の制御時にノイズが発生するノイ
   ズ発生期間では、上記高さ情報を無効とすることでなさ
   れる、請求項７記載の３次元計測方法。