TWI288226B - Displacement measuring device and shape inspecting device using the same - Google Patents

Description

i288m,〇c 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種位移測量裝置以及使用該裝置的 形狀檢查裝置，透過向被測量物照射光並掃睹且接收其反 射光，對被測量物的表面的位移進行三角測量。且特別是 有關於一種可測量傾斜於掃瞄方向的被測量物的表面的位 移的技術。 【先前技術】

先前，作為利用三角測量進行位移測量的裝置，存在 專利文獻1的先前技術所示的内容。如果根據上述的先前 技術進行位移測量，則存在無法較好地測量被測量物的表 面的傾斜的問題。例如，如圖12 (A)所示，如果欲測量 被測量物的密封材料（sealant)的表面形狀，則測量在掃 目田位置為m點（大致頂點附近的平面的點）處輸 時進行正反射的反射光，並啦位移，如果直接移==

ί=i斜^的點）’輸人與在m點的測量為相同角度的掃 二點進行正反射的反射光向與在瓜點 圖12⑻的測量絲沿㈣方向進行繪圖，則如 封材料的實=7: ’爾料的傾斜部分，獲得與密 1288%4,〇〇 因此，日本專利特公平7—69151號公報的發明是使光 2移感測器本身對應於被測量物的傾斜面旋轉而測量的内 :日咸本專^特公平7—6 9151號公報的發明的技術是以光 自^ =的輸出設為特定值並旋轉光位移感·的方式 二的構成。因此，可根據測量點的斜面或平面等而 因為根據上述日本專利特公平7一69151 以將光位移感測器的輸出設為特定值的方：自動ί 陶一)的旋轉位^ (角度)，二 且外=移感測器的輸出穩定為特定值的控制時間，而 依賴於測量點的形狀（平面、斜面等/: 人平目田測I點並進行測量的位 、 二 目苗時間延遲。而且，棋々η A τ可月b使該掃 【發明内ί】 成及旋轉位置的控制機構都複雜。 止由共一種技術’其透過光感測器防 #^狀產生的影響，可掃瞄測量點+ # 行正反射的瓣眼（2==)形f度進 包括====:_ 使從該光源射出的光令弁、 ens) (2)，透過 為剩量點而照射；則*物上而將聚光的位置作 的-述，-二 I2882^pifd〇c (PSDW.^ 、”丨光透鏡與上述受光元件形成受光部，且以i· 述測1點為中心包括多個上述受光部。 且Μ上 上述離t==部中，^ 卩為大致相同，進而上述受氺、禾 與上述受光元件的距離全部為大致相同。 透鏡 在上述發明中包括：光源（ld)，·聚光透 =上，_地 (PSD)，接收在該受弁类 尤兀件 上述令井静μ 先的光，且透過上述光源、 上述被移 移測量裝置根據上述受光 測上述測量點上的上述_量物的位移，& ’檢 的兩上述掃目苗方向的剖面上 多個受光部以上述測量點為述受光元件形成的 的位置作量物上聚光而將聚光 為]里點而"射；以及受光部（2K))，用以接收 I288^24if.d〇〇 從上述測量點進行正反射的反射光，且位移測量裝置透過 在$包括上述所照明的光並與上述被測量物大致垂直的平 =又叉的方向上，使上述光位移感測器相對地移動而掃 瞄，並測量上述被測量物的位移，

且上述光位移感測器包括多個上述受光部（200、210、 =〇)、’夕個X光部在與上述平面交叉的方向上，以上述測 =,、、、占為軸大致排列為扇形，且各上述受光部的受光面所佔 的可從上述測量點接收光的受光範圍，在位移測量方 面以郤接的叉光部的受光面彼此相連續的方式而配置。 的W ί上述發日种，上述多個受光部，在與上述平面交叉 、“、、占。X置1、個，並在其兩侧對稱地排列相同數量。 h在t述發明中，上述投光部包括：光源（LD);以及 透鏡（2)，透過使從該光源射出的光聚光於被測量物 上而將聚光的位置作為測量點而照射， 3彳上述夕個％光部包括：受光透鏡功能元件（3a、3b、 接收攸上述測量點進行正反射的光並聚光；以及受光 聚光的、PSD2、PSD3)，接收在該受光透鏡功能元件 光面且上述受光部的受光面是上述受光透鏡功能元件的受 迷所Μ ί ，從上述多個受光透鏡功能元件到該上 能編=置的距離為大致相同，且上述各受光透鏡功 受央#棚上相量點的距離大致侧，且以鄰接的 先透叙舰元件較光面相連躺方式配置在附近。 9 m,- 在上述發明中，上述各受光透鏡功能元件包括··準直 圪知^(collmiat〇rlens) (3al、3M、3cl)，接收從上述測量 =行正反射的光並使其變為平行光（坪她丨触），·以 叉光用聚光透鏡（3a2、3b2、3e2)，將來自準直透鏡的 平仃光聚光至上述對應的受光元件， 心且上述受光部的受光面是上述準直透鏡的受光面，且 準直透ί的受光面相對於上述測量點所佔據的受光 耗止位移測夏方面以相連續的方式而配置，並且各受光 件中’上相量點與上述準直透鏡間的距離和 光用聚光透鏡與上述受光元件_距離的比為大致 相厂口J 〇 在上述發明中包括：光位移感測器，包括利用使光在 mrf光㈣料的似作㈣量如卿的投光 来心純從上制量料行正反射的反射 、又先。卩（210);位移測量部（3〇〇)，透過在包括上述 :Γ月:直於上述被測量物的平面正交的方 、° 4光位移感測器相對地移動而掃晦，並根據上 的輸出測量上述被測量物的 =^接_測量部的輸出並判斷被測量二^ 述受光部⑽、21°、 A °卩在人上述平面父又的方向上，以上述 测里』為軸大致排列為扇形，且各上述受 佔據的可從上述測量點接收光的受光_，i位ί測量方 10 I288324,d〇c 續的方式而配置。 同的方向上分別包 面’以鄰接的受光部的受光面彼此相連 在上述發明中，在每個掃瞄方向不 括光位移感測器。 ::卜’如果改變上述發明的表達， -種位移嶋，其特徵在於：包括光位移感測器，：光 = 括:光源;聚光透鏡，透過使;該光源射出 射測量物上而將聚光的位置作為測量點而照 射，叉先透叙功能元件，接收以上 反，並聚光，·以及受光元件，接收 透過在包括從上述光源到上述測量點的 ==大致垂直於上述被測量物的平面正交的方向上， :土；光位f感測器，於上述被測量物移動，掃睡上述 測上述叉光兀件的受光面上的受光位置，檢 /、j上处劂里^上的上述被測量物的位移， 且上述光位移感，構成為，在與上述平面交叉的方 1以°奸面為界以上勒彳量點為補乡個上述受光透 1 兄功能元件對稱地大致排列為扇形，且各上述受光透鏡功 1 ⑽目對於測量點而具有的受光範圍，在位= 接㈣光透鏡舰元件間相連續的方式而配置， 能元件件對應於上述所排列的受光透鏡功 此 * '利用各受光透鏡功能元件而聚光的位置。 本毛明中’因為光位移感測器為包括可檢測不同角度的多 個光的受光部的構成，即為具有所謂複眼功能的構成，所 以在知猫時可應對測量點的形狀變化而接收光，所以可以 知目田對應於形狀的變化的位移並立即進行測量。而且，因 為並然如先前的專利文獻1所述的使單眼光位移感測器旋 轉的機構，所以可以容易地構成。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易丨董’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 使用圖說明本發明的實施形態。圖1(A)、1(B)是用以 况明本發明的光位移感測器的實施形態的示意構成圖。圖 1 (A)是從與包括從光源LD (雷射二極體，laser diode) …、射到被測量物的光並垂直於被測量物的平面正交的方向 所觀察的圖。換言之，是從掃瞄方向觀察的圖。圖2是從 前頭A方向觀察圖1(A)的構成的示意圖。圖3是用以說明 包括受光元件PSD以及受光透鏡（功能元件）的受光部的 圖’且是用以說明多個受光部為相同構成時的圖。圖4是 用以說明改變多個受光部的受光透鏡功能元件時的示例 圖。圖5(A)、5(B)是用以說明多個受光部中的受光透鏡功 能元件以及受光元件PSD不同時的示例圖。圖6是表示本 發明的位移測量裝置的實施形態的功能構成的圖。圖7是 表示使用圖6的實施形態的形狀檢查裝置的實施形態的功 能構成的圖。圖8是表示位移測量結果的示例圖。圖9是 用以說明受光範圍的連續性的圖。圖1〇(A)、1〇(B)、1〇(c) 是表示包括2個光位移感測器的構成例的圖。圖丨丨是用以 說明照相機的位置的圖。 12 I288^p,d〇c 〔光位移感測器〕 、、此處，說明光位移感測器的構成以及動 感測器包括：圖1(A)中的由光源LD、準直 ^位移 光透鏡2構成的投光部⑽’及由受光透鏡 以及受光元件（該！個組合為！個受光 光部200、2H)、220 (代表性地稱為“受光部”)成勺3個受 此外’本發财，使用“受光魏魏元件 但因為可以單-的透鏡或多個透鏡達成相同功能^ ’ 所以是用以表示上述全體的表達。 沒此， 圖1(A)中，光源LD是例如雷射二極體，並 實際是光束（beam)，但圖1(A)中僅以線表示。^於 1接收來自光源LD的光並轉換為平行光發送至 : 2。聚光透鏡2將從準直透鏡！接_平行光聚光並 被測量物上。以下，將該所照射的位置稱為“測量點二耵^ 圖Μ)、1⑻及圖2中，該例中，作為受光透鏡。(功 能元件），包括3個受光透鏡3a、3b、3c(代表性地稱為“受 光透鏡3”），接收在所照射的被測量物上的測量點正反$ 的光並聚光到受光元件PSD1至3的任一個。該例中，受 光元件有3個，即PSD1〜3。各個受光元件psm〜3 (代 表性地稱為“受光元件PSD”），此時，如圖1 (B)所示， 具有相同的構成。受光元件PSD1〜3是光學地測量位移並 轉換為電信號的元件’且可由光電二極體（ph〇t〇di〇de) 構成，也可由CCD ( charge-coupled device，電荷耗合器件） 構成。受光元件PSD1〜3在光學圖丨（B)的縱方向，接 13 128 82226pif d〇c 收光的PSD上的办要 強度、例如輸出A1你即位移Lp，使用從其兩端輸出的 /(Α1+ΒΠ 人輪出 B1 的值，以 LP1= (Al—B1) 高产i不。因此，如圖KM所示，測量點的形狀、 P3由 =奸元件PSD1〜3接收光的位置PI、P2、 定，並 ^出A1〜3、輸出B1〜3並根據上式而特別指 位移Lpi〜Lp3(詳細内容於後敍述）。 距離，例如，、:圖23,鏡3a、3b、w^^

F2/：piI . 图所不，使用比例（PSD側的焦點距離 件）。因為受光元件)洲的透鏡（透鏡功能元 所i：i、、目|丨旦μ ~ SD的性能與受光透鏡3的性能相同， 里:/各受光透鏡3之_距離相同，且測量點與 又、？： PSD之間的距離也相同。此是因為受光部 220的3個位移檢測靈敏度設為相同的緣故。

&期2的是’如圖2所示，包括從投光部100所 :臣又、”6、光路並與垂直於被測量物的面（圖1(A)的面， 〔丑於連接圖2的又光元件psD2與測量點的線上的面〕 乂叉6、方式，大致配設為扇形的受光透鏡％、％、允的受 光面以ί互鄰接的彼此相接觸的方式而構成。#，如圖2 所不又光透叙3a所接收的光在受光元件psD1聚光，受 光透鏡3b所接枚的光在pSm聚光，受光元件&所接受 的光在受光元件PSD3聚光，由此不會使在㈣為從受光 透鏡、3a到3c的扇形中的各角度範圍（受光範圍）内的光 漏出並可接收光。因為如果鄰接的各受光元件的受光面間 存在縫隙，則目為無法接㈣人麟隙的光，所以進入該 14 12882¾ if.doc 縫隙的位置中的測量點的位移產生誤差。 此外，如上所述’所謂“配設為屬形的受光透鏡3&、 3b、3c的党光面以相互鄰接彼此而接觸的方 、” 可以說各受光部(受光透鏡3)的受光面㈣::量:所 具有的文光範圍是以鄰接的受光面彼此相連續 置’雖說完全地連續亦可，但存在配置、結:上:;= 問題。因此，此處的“以連續的方式而配 寻 果能夠實質地測量位移。換言之，允許_= 結 響的受光範圍的不連續。例如，將光作為;;捕二=無影 圖9所示’因為如果至少光[部分輪人到任=== 鏡則可以測量，所以具有連續性。圖9是用以說明^取^ 圖4的=光透鏡加、3M、3cl並重新排列的圖。圖9中， 來自測量點的反射光A(斜線部分的光束心 光透鏡3M與3cl之間穿過，一部分由受光透鏡=接: 反射光B (斜線部分光束）的一部分輪入到 其他-部分輸Μ受光魏3al，料光 之間穿過，且一部分由受光透鏡_接收。 如此’利用δχ為來自測量闕反射光並非全部 關係的結構，從而可具有連續性。 、、 另一方面，掃瞄過程中，例如，即使利 允許的誤差範以在位移測量所 質連續的方式而配置:]可以看作疋〜光面的受光範圍實 15 8^4,〇c 向的特定距_ (掃聪方 每個=1.==:::在掃_，在 :定_測量，但根據被測量 = 的間隔變大，或一部分集中地變:、度巨離 垣度形㈣傾斜度的程度或平 測量離間隔的每—個或每多個間隔内 正=為:::=1隔中的值根輸 次5又為、纟口合别後的測量值的線上 如上所述，若無實質的較壞影變，# 圍的不連續性，也屬於本發明的範二。：1卩存在文光範 圍的連續，即上述含義。 V。以下’關於受光範 圖2疋仗圖1 (a)的箭頭av ^ 的構成)，並表示根據主掃聪的位圖(省略光源側 光、第2掃目苗光以及第3掃目苗 的十月形。弟1掃目苗 量點，但在說明方面 測 f的光作為第⑽光，將掃目苗測^上的^置^ 掃目苗光及將掃晦測量點Xn +】/ 的光作為第2 現。利用η掃糾在測量^=為第3掃目苗光而表 掃晦方向，位於右側上升的傾斜1:傾斜處(相對於主 用受光透鏡3a聚光於受光元件；丁正反:的光，利 LP2= (Al-Bl) / (A1+B1 ^ (p2) ’ °亥位移作為 (1+β1)而測量。第2掃目苗光 16 I288224if.doc 在測量點Xn的頂點進行正反射的光，利用受光透鏡3b聚 光於受光元件PSD2(P1)，且該位移作為Lpl= (A2 —B2) / ( A2 + B 2 )而測量。利用第3掃目苗光在測量點Xn + 1的 傾斜處（相對於主掃瞄方向，位於右侧下降的傾斜點）進 行正反射的光，利用受光透鏡3c聚光於受光元件PSD3 (p3)，且該位移作為Lp3= (A3 —B3) / (A3 + B3)而測 量。實際上，如以下述位移測量裝置（參照圖6)所說明 般，可以位移 L= (A — B) / (A + B)、A = A1 + A2 + A3、 B = B1 + B2 + B3力口以表示。 圖8表不該測量結果。圖8的橫轴表不主掃臨方向的 掃瞄位置，縱軸是基於各受光元件PSD的輸出而計算的位 移。如該圖，可接收利用斜面進行正反射的光，並求出其 形狀位移。 〔光位移感測器的實施例〕 此處，說明光位移感測器的實施例，尤其說明受光部 的實施例。受光部根據構成其的受光元件PSD、受光透鏡 功能元件等的不同，具有下述（1)〜（4)所示的實施例， 並可採用任一個。 (1) 構成3個受光部的各個受光元件PSD及受光透 鏡功能元件的性能、功能相同時： 對此，與上述圖1(A)、圖2所說明的内容相同，測量 點與各受光透鏡3之間的距離相同，且測量點與各受光元 件PSD之間的距離也相同。 (2) 各受光部的受光元件PSD的性能、功能相同， 17 1288224.,〇c 但各受光透鏡功能元件的性能、功能不同時： 利用圖4說明該例。圖4的各受光透鏡功能元件由接 收^別來自測量點的正反射的光並將其變為平行光的準直 透銳卜3M、3d)、及使該平行光在受光元件pSD聚 光的文光用聚光透鏡（3a2、3b2、3e2)而構成。此處，將 準直透鏡3al、3bl、3cl的各焦點距離設為Fal、FM、Fcl， 將又光用小光透鏡3a2、3b2、3c2的各焦點距離設為Fa2， Fb2 Fc2 ’作為各受光部的光學放大率Fa2/Fal、抑2/抑2、 • ㈣脱1全部為相_值。此時，測量點與各準直透鏡之 間的距離、及測量點與各受光元件psD之間的距離（圖4 的距離La、U、Lc)可分別不同。尤其，準直透鏡（3al、 3M、3cl)與受光元件psD之間的距離也變得不同。 /亥例中’因為準直透鏡3al、則、；3cl使來自測量點 的光=光，戶斤以鄰接的準直透鏡3al與準直透鏡3Μ、準 j透叙3bl與準直透鏡3c的各受光面相對於測量點的受光 fe圍必須以相連續的方式而排列。其是為了使來自測量點 # 的正反射的光概法從準直透鏡間漏出。此時，因為可對應 於距準直透鏡3a卜3M、3cl的焦點距離的不同，使距測 f點的距離不同（參照圖4)，所以與上述⑴不同，易 於在鄰接的受光面使受光範圍連續。 (3)各受光部的受光元件psD的性能、功能及各受 光透叙功此元件的性能、功能不同時： 比車乂圖5(A) 、5(B)的2個受光部，說明該例。圖5 (A)的各叉光透鏡功能元件由接收分別來自測量點的正 18 1288224i^〇c 反射的光並將其變為平行光的準直透鏡（3bl、3ci)、及使 該平行光在受光元件psd聚光的受光用聚光透鏡（儿2、 3c2)而構成。此處，如果將準直透鏡3M、3ci的各焦點 距離設為Fbl、Fcl，將受光用聚光透鏡3b2、3c2白^焦 點距離設為Fb2、Fc2，則作為各受光部的光學放大率為 Fb2/FbbFC2/FCl。另-方面，圖5⑻是擴大圖5⑷ 的受光元件PSD2、3部分的圖。該圖中，受光元件pSD2 與PSD3中，利用後段的數位處理，以相同區劃數卩（例 如，4096)進行處理，但上述處理的每1個區劃（像素、 點）的尺寸的比（PSD2的1個區劃尺寸/PSD3的i個區劃 尺寸）等於光學放大率的比{(Fb2/Fbl) / (Fc2/Fcl)}。結 果為，受光元件PSD2與受光元件PSD3接收相同的光的 每1個區劃的靈敏度變得相同。因此，即使該實施例中， 從測量點到各受光元件PSD1〜3的距離可以根據每個受 光部而不同。上述觀點可以透過以下對應為，作為受光元 件 PSD ’ 即使將 CCD 元件、CMOS ( Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補金屬氧化物半導體）元 件等配置為陣列狀而形成時，也可以使用在上述受光元件 間像素數（例如：CCD元件數）相同，且該每1個像素的 尺寸（例如：CCD元件的尺寸）不同的構成的受光元件。 (4)上述3中，各受光部的各受光透鏡功能元件的性 能、功能不同，但受光元件PSD的性能、功能相同，並以 軟體或放大器的增益等調整偏移、靈敏度等時： 因為各受光透鏡功能元件的性能、功能不同，所以光 19 1288m p if. doc (靈）或偏移不同，利用軟體或放大器進 =王。即’如上述⑴’因為即使放大率抑2_與放 ^Fc2/FCl *同，相同功能、性能的受光元件顺盘 =3所接收光的圖像的位置也不變’所以可以 軟 體或放大器進行調整。 〔位移測量裝置〕 ^於圖6,說明使用上述說明的光位移感測器的位移 測置的實施形態。 圖6中，所簡單說明的光位移感測器4是上述圖 1(A)、、1(B)、圖-2所朗的位移感測器。光位移感測器4 中，代表性地揭示有圖1(A)中的光源LD、及受光元件卿工 〜3。圖& 6中’控制部6，掃聪機構5，加法器（adder) 7、 8，運算器9以及圖像處理部1〇構成位移測量部3〇〇。 圖6的控制部6預先具有用以掃目苗並測量被測量物的 表面所必須的被測量物的表面的佈局(丨ay㈣f訊，並基於 該，局’決定主掃目苗範圍與主掃目苗次數、及與主掃晦方向 正^的方向㈣掃瞒範圍與副掃瞎次數，並對㈣機構5 ，行才曰示’才曰示開始掃目苗。另一方面，輸出掃目苗時位置的 資訊，即測量點的位置資訊。 匕掃瞄機構5包括驅動機構及手段，其根據控制部位6 的指不’使光位移感測器4與被測量物在主掃目苗方向相對 地移動、及在副掃瞒方向相對地移動。舉例而言，上述手 段=光位移感測器4在主掃目苗方向直線地移動，且在i個 主掃目田結束後，使被測量物在與主掃瞄方向正交的方向移 20 I2882^ifdoc 動由此，相對地掃聪光位移感測器4對應的測量點。 A2 if//使受光元件PSD1〜3的上層的各輸出A卜 A2^ A3 相加，並輸出 a = Ai+a2 + a3 ; 元件PSD1〜3的下層的各輪 使又先 B = B1+B2 + m。、'\ 相加，並輸出 十 亚且’基於上述輸出A、B，運曾哭q 運鼻作為，移資訊的輸出l=(a_b)/(a+b)並^。 =卜^測^物件利用正反射的反射光的指向性較強時，因 為來自測量點的正反射光為—束，並輸人到u元件PSD1 〜3的任一個，所以在輪出Ll= (Al—Bl) / (A1+Bn 輸出 L2= (A2-B2) /(A2 + B2)或輸出 (A3 — / (A3 + B3)中，接收光的j個運算結果與輸出乙二 B) / (A + B)的運算結果相同。 作為位移測量裝置，如果如圖8所示僅晝出测量點鱼 位移的圖，可以透過對應控制部6的位置資訊晝出運管哭: 9的輸出的圖而獲得。圖像處理部1〇用以基於運算器^ 輸出及控制部6的位置資訊，將被測量物的表面形二作為 各像素為包括位移資訊的三維圖像而再現。可以運算並_ 出將主掃1¾方向、副_方向以及位移方向設為三 像。 固 〔形狀檢查裝置〕 基於圖7，利用使用上述所說明的光位移感測器4 位移測量裝置，說明用於檢查被測量物的表面的位移的形 狀檢查裝置的實施形態。例如，對於在印刷基板上電子^ 件搭載回流(reflow)後的、尤其是斜面的焊錫狀態的1劣二 21

I288^pi,doc 疋也有效。圖7中，控制部ό、比較手段11、判斷手段i2 以及顯不手段13構成檢查部400。 ^圖像處理部10生成圖像資料，該圖像資料表示根據運 异器9的輸出及來自控制部6的被測量物的測量點的位置 (座標）所測量的區域（測量點的集合區域··例如，印刷 於Ρ刷基板上的焊糊（cream solder)面）的面積（例如， 所焊錫印刷的面積）或體積（例如，焊錫量）。比較手段 11在來自控制部6的該區域中，將設計值等作為參考（面 積或體積）而接收，且運算並輸出圖像資料與參考的差。 此外，無需轉換為圖像資料，也可以輸出在該測量點中所 測量的位移（高度：例如，焊錫的高度）與參考（此時， 例如’測量點的設計方面的高度）的差。 判斷手段12對應於參考接收來自控制部的其允許 值’並與來自比較手段11的輸出相比較，且如果比較手段 11的輸出在允許值内，則判斷被測量物的形狀為合格，如 果在允許值外則判斷為不良（否）。 ”、、頁示手4又13顯示判斷手段12的判斷結果。而且，接 收並顯示來自控制部6的佈局資訊（例如，印刷基板的焊 錫位置的g:置圖），且可以識別地顯示佈局的哪個位置是不 f=i或是合格。而且，使上述分開或合併，並使基於 f圖像處理部10生成的圖像t料的圖像顯示，且可以識別 地顯示哪個位置是不良（否）或是合格。 ㈣如述稷眼光位移感測器檢查被測量物的表面 綠，則不僅可以對包含頂點或平坦部分的形狀，也可以 22 I288?24f-d〇〇 對傾斜部分的形狀進行良劣判定的檢查。 干，咖則量物中的㈣對象，如圖8所 本實 凹部的:：廣光度也可以測量其傾斜部與底二 括2個光位移感測器的示例] 測器===『;(;)或圖6所示的光位移感 置。位移測旦壯署叮:感測。口 4a以及4b的形狀檢查裝 10⑻、10(C)V%抒=亥形狀檢查裝置。圖10(A)、 相ϋ 與圖私)、1⑻〜圖6所示的符號 :::要素，功能也相同。圖勢10⑻、10(C)中，光 立私感測器4a與光位移感測器扑是相_， = ==:、以及相同的受光部一*並 方Θ 夕怎/貝态乜與光位移感測器4b配置於與主掃瞄 向。上述是例如圖!。⑻所二; 於測材料_，並如圖10 Μ)所示，用 的圖二卜^ α即’光位移感測器量圖10⑻ 並且，各4 的橫方向的密封材料600。 的ρίπ θ + 1 ά 或牝的各輸出利用圖W(A) s的二:二::二=感測器4b的切換以及開關 運仃。刼作者如圖11所示，在顯示手 23 k 13確認設置於測量點的卜邮 點的&後。勺π相機500所攝影的測量 6的影像，亚利用操作手段（去 ”」里 趣制部6。 行奴（未圖不）將切換指示輪出到 感二=備:個光位移感测器，具備1 一 轉換；光位f _測量方向，切換機構， 位移感測器4的方向，但此時，產生

么現性的問題。而且，再現性容易受到切換機構Ϊ 、;，影響。圖10 (Α)的示例中，為了即使測量1 也;^再雜，包括2個光位移感測 雖然本發明6以触實補揭露如上，財並非用以 义^柄明’任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 =範圍内’當可作些許之更動㈣飾，因此本發明之保護 feu當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】

圖KA)、圖1(B)是用以說明本發明的光位移感測器 實施形態的示意構成圖。 ° 圖2是大致從箭頭Α的方向觀察圖1(A)的構成的示意 圖。 ^ 圖3是用以說明包括作為受光元件的PSD以及受光透 鏡（功能7L件）的受光部的圖，且是用以說明多個受光部 為相同構成時的圖。 圖4是用以說明改變多個受光部的受光透鏡功能元件 時的不例圖。 24 I288^pif-d〇〇 圖5(A)、圖5(B)是用以說明多個受光部中的受光透鏡 功能元件以及受光元件PSD不同時的示例圖。 圖6是表示本發明的位移測量裝置的實施形態的功能 構成的圖。 圖7是表示使用圖6的實施形態的形狀檢查裝置的實 施形悲的功能構成的圖。 圖8是表示位移測量結果的示例圖。 圖9是用以說明受光透鏡的受光範圍的連續性的圖。 • 圖10(A)、10(B)、10(C)是表示包括2個光位移感測器 的構成例的圖。 圖11是用以說明照相機位置的圖。 圖12(A)、12(B)是用以說明先行技術的圖。 【主要元件符號說明】 卜 3al、3bl、3cl 準直透鏡 2、3a2、3b2、3c2 聚光透鏡 3、3a、3b、3c 受光透鏡(功能元件) 4、4a、4b 光位移感測器 5 掃目苗機構 6 控制部 7、8 加法器 9 運算器 10 圖像處理部 11 比較手段 12 判斷手段 25 I288^24if.d〇〇 13 顯示手段 100 投光部 200 、 210 、 220 受光部 300 位移測量部 400 檢查部 500 照相機 600 密封材料 A1 〜3、B1 〜3 輸出 LD 光源 P；L、P2、P3 接收光的位置 PSD卜 PSD2、PSD3 受光元件

Claims (1)

1. I2882S6pif.doc 十、申請專利範圍： 1·一種位移測量裝置，包括： 一光源； —聚光透鏡，透過使從該光源射出的光聚光於被測量 物上而將聚光的位置作為測量點而照射； 一受光透鏡，接收來自上述被測量物的以上述測量點 對稱地進行正反射的光；以及 一受光元件，接收在該受光透鏡聚光的光，

   該位移測量裝置根據上述受光元件的受光面上的受光 位置’檢測上述測量點上的上述被測量物的位移，其特徵 在於： 由上述受光透鏡與上述受光元件形成受光部，且以上 述測量點為中心包括多個上述受光部。 、 2·如申請專利範圍第1項所述之位移測量裝置，其來 徵在於：

   距離光部中，上述測量點與上述受光繼 巨u為大致相同，進而上述受光透 的距離全部為大致相同。 l、上述又先兀令 3· — 種位移測量裝置，包括 光源； 的光聚光於被測量 物的以上述測量點 t光透鏡，透過使從該光源射出 物上而將聚光的位置作為測量點而照射 一受光透鏡，接收來自上述被剛量 對稱地進行正反射的光；以及 27 pif.doc -受光元件，接收在該受… 述光源、上述聚光透鏡、上、求、☆、·、兄也光的光，且透過上 件相對於上述被蜊量物移動二:,透鏡、以及上述受光元 量物， 述測夏點掃瞒上述被測 該位移測量”根據上述 位置，檢測上述挪量點上的上、+、、士件的受光面上的受光 在於： 的上述被測量物的位移，其特徵 的兩上述掃_的剖面上 接收光的方式，將由一 多個受光部以上述測量點為中心述受光元件形成的 4.一種位移測量裝置，包括— 該光位移感測器包括： 夕感測β ’ 位置作為測量點而：使=破測量物上聚光而將聚光的 射光，&光m接收從上述測量點進行正反射的反 位移感測器 移，其特徵在於： _里上迷破測量物的位 部在i=;=r，光部’該多個受光 列為㈣ 以上述測量點為軸大致排 ‘、、、羽厂且各上迷受光部的受光面所佔據的可從上述測 28 I288^6pif.doc 量點接收光的受光範圍，在位移測量方面，以鄰接的受光 部的受光面彼此相連續的方式而配置。 5.如申凊專利範圍第4項所述之位移測量裝置，其特 徵在於：上述多個受光部，在與上述平面交叉的點設置、i 個’並在其兩側對稱地排列相同數量。 6·如申凊專利範圍第4項或第5項所述之位 置，其特徵在於： &

   上述投光部包括：一光源；以及一聚光透鏡，透過使 從該光源射出的光聚光於被測量物上而將聚光的位置作為 測量點而照射， ~ 、、上述多個受光部包括：一受光透鏡功能元件，接收從 上述測量點進行正反射的光並聚光；以及—受統件，接 收在該受光透鏡功能元件聚光的光， 且上述X光部的受光面是上述受光透鏡功能元件的受 光面。

   μ 7·如申凊專利範圍第6項所述之位移測量裝置，其特 徵在於： /'、 攸上述多個受光透鏡功能元件到該上述所聚光的位置 、、雔大致相同，且上述各受光透鏡功能元件配置成到 ^述，量點的距離大致相同，且以鄰接的受光透鏡功能元 牛的X光面相連接的方式配置在附近。 ^ 8·如申請專利範圍第6項所述之位移測量裝置，苴特 徵在於： 上述各受光透鏡功能元件包括： 29 I288^24if.d〇c 峨收從上述測量點進行正反射的光並使 到上3=3=:將來自該準直透鏡的平行光聚光 鄰接ϋϊΐΐ部的受光面是上述準直透鏡的受光面，且 m 光面相對於上述測量點所佔據的受光 移測量方面以相連續的方式而配置，並且各ϊ 致相同^ 1ΛΚ光透鏡與上述受光^件間的距離的比為大 置，利朗第4項或第5項所述之位移測量裳 ί·:=述光位移感測器包括2個，且各個上 π田配置為可以向不同方向掃瞄。 10·—種形狀檢查裝置，包括： 直位移制^ ’包括：—投光部，利用使光在被測 =4光而將聚光的位置作為測量點而照射;以及—受 、、’用W接收從上述測量點進行正反射的反射光； 位私測里°卩，透過在與包括上述所照明的光並应上 述被測量物大致垂絲平面正交的方向上 位 婦物據上述光感測器的輪出:: 黑上述被測1物的位移；以及 崎故接收位移測量部的輸出並判斷該被測量物 的幵y狀疋否合格，其特徵在於： 上述光位移感測器包括多個上述受光部，該多個受光 30 I288^pifdoc 部在與上述平面交叉的方向上，以上述測量點為軸大致排 列為扇形，且各上述受光部的受光面所佔據的可從上述測 量點接收光的受光範圍，在位移測量方面，以鄰接的受光 部的受光面彼此相連續的方式而配置。 11.如申請專利範圍第ίο項所述之形狀檢查裝置，其 特徵在於：上述光位移感測器包括2個，且各個上述掃瞄 配置為可以向不同方向掃瞄。

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