TWI491904B - Distance measurement device, distance measurement method and control program - Google Patents

Distance measurement device, distance measurement method and control program Download PDF

Info

Publication number
TWI491904B
TWI491904B TW102103961A TW102103961A TWI491904B TW I491904 B TWI491904 B TW I491904B TW 102103961 A TW102103961 A TW 102103961A TW 102103961 A TW102103961 A TW 102103961A TW I491904 B TWI491904 B TW I491904B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
laser beam
light
laser beams
distance
irradiation
Prior art date
Application number
TW102103961A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201346307A (zh
Inventor
Shota Takemura
Original Assignee
Toshiba Kk
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Kk filed Critical Toshiba Kk
Publication of TW201346307A publication Critical patent/TW201346307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI491904B publication Critical patent/TWI491904B/zh

Links

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
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • 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
    • G01B9/02017—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations
    • G01B9/02019—Interferometers characterised by the beam path configuration with multiple interactions between the target object and light beams, e.g. beam reflections occurring from different locations contacting different points on same face of object
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • 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
    • 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
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518—Projection by scanning 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
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
    • G01B9/02082—Caused by speckles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14868—CCD or CID colour imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Description

距離量測裝置、距離量測方法及控制程式
本發明之實施形態係關於距離量測裝置、距離量測方法及控制程式。
以往，由於可非接觸、高精度測定距離，因此光學式三角測量方式被使用在測定測定對象物的表面形狀。
此外，近來亦被廣泛應用在測定鋼板等被高速搬送的測定對象物的厚度或形狀。
但是，以往的三角測量方式由於為光學式，因此亦會有因表面反射率的變化或散射特性等的變化，而未正確求出反射光的強度及位置的情形。
因此，使所照射的雷射藉由開縫進行干擾而形成為多雷射光束，進行其干擾條紋的明暗圖案的檢測，將明暗圖案的暗部所呈現之被明亮部分所包夾的更暗的部分的明亮度曲線的形狀(谷部的形狀)近似函數，算出暗部的極小座標，藉此進行距離的運算，由此形成為不易受到測定對象的反射率或散射特性影響的測定，而進行高精度的測 定。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本特開平8-304068號公報
但是，為了利用進行更暗部分(谷部)的偵測的方法來進行高精度的測定，必須谷部的形狀為可近似函數。
以該谷部的形狀混亂的原因而言，有因起因於測定對象物的表面的微小凹凸的散斑雜訊所致的影響。
實施形態之距離量測裝置的光源係將具有複數橢圓形狀的雷射光束朝短軸方向以橫一列照射在測定對象物的表面。照射位置變更部係沿著所被照射的前述雷射光束的長軸方向，使前述複數雷射光束的照射位置一體作往返移動。
攝像部係接受複數雷射光束的反射光，對被成像在攝像面上的複數雷射光束的反射光的明暗圖案進行攝像。
該等的結果，距離運算部係根據攝像面上的反射光的明暗圖案，藉由運算來求出至測定對象物的距離。
10‧‧‧距離量測裝置
11‧‧‧光源
12‧‧‧準直透鏡
13‧‧‧開縫
14‧‧‧測定對象物
15‧‧‧柱狀透鏡
16‧‧‧光學系單元
16A‧‧‧玻璃平板
16B1、16B2‧‧‧旋動支持構件
16C‧‧‧線性致動器
17‧‧‧CCD攝影機
17A‧‧‧CCD
17B‧‧‧受光透鏡
17G‧‧‧受光元件
18‧‧‧A/D轉換器(ADC)
19‧‧‧距離運算裝置
20‧‧‧光學系單元
20A‧‧‧第1平板反射鏡
20B‧‧‧第2平板反射鏡
20C‧‧‧旋動支持構件
20D‧‧‧線性致動器
20X‧‧‧旋動軸
30‧‧‧光學系單元
30A‧‧‧第1平板反射鏡
30B‧‧‧第2平板反射鏡
30C‧‧‧旋動支持構件
30D‧‧‧線性致動器
40‧‧‧光學系單元
41‧‧‧電光效應元件
42P、42N‧‧‧電極
43‧‧‧電壓施加部
AA、BB、PA、PB‧‧‧點
AX‧‧‧旋動軸
DP‧‧‧攝像資料
LB、LB1~LB3‧‧‧雷射光束
MD‧‧‧距離檢測部
MLB‧‧‧多雷射光束
SA‧‧‧攝像訊號(類比訊號)
SP1~SP3‧‧‧成像畫像
圖1係第1實施形態之距離量測裝置的概要構成及多雷射光束的照射狀態的說明圖。
圖2係多雷射光束與CCD的輸出訊號位準的關係的說明圖。
圖3係第1實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
圖4係第2實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
圖5係第3實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
圖6係第3實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
接著，參照圖示，詳加說明實施形態。
〔1〕第1實施形態
圖1係第1實施形態之距離量測裝置的概要構成及多雷射光束的照射狀態的說明圖。
如圖1(a)所示，距離量測裝置10係具備有：出射雷射光束LB的光源11；將雷射光束LB形成為 平行光的準直透鏡12；及將被形成為平行光的雷射光束LB，形成為由具有複數橢圓形狀的雷射光束LB1~LB3的構成的多雷射光束MLB的開縫13。
此外，距離量測裝置10係具備有：使多雷射光束MLB成像在測定對象物14上的柱狀透鏡15；及使多雷射光束MLB對測定對象物14表面的照射位置作往返移動(振動)而達成雜訊減低的光學系單元16。
此外，距離量測裝置10係具備有CCD攝影機17，其係具有：CCD17A、及使藉由測定對象物14而被反射至CCD17A的攝像面的多雷射光束MLB成像的受光透鏡17B，作為攝像部而發揮功能，且輸出攝像訊號SA(類比訊號)。
再者此外，距離量測裝置10係具備有：進行由CCD攝影機17所被輸出的攝像訊號SA的A/D轉換，且輸出攝像資料DP的A/D轉換器(ADC)18；及根據所被輸入的攝像資料DP，算出至測定對象物14的距離的距離運算裝置19。
在上述構成中，光源11、準直透鏡12及開縫13係作為多雷射光束照射部來發揮功能。
接著，光源11、準直透鏡12及開縫13係如圖1(b)所示在測定對象物亦即測定對象物14的表面，將具有複數橢圓形狀的雷射光束LB1~LB3朝短軸方向(在圖1中為X軸向)以橫一列進行照射。
光學系單元16係作為照射位置變更部來發揮功能。 此外，光學系單元16係作為多雷射光束照射部來發揮功能，將具有複數橢圓形狀的雷射光束朝短軸方向以橫一列照射在測定對象物的表面。照射位置變更部係沿著所被照射的前述雷射光束的長軸方向，使前述複數雷射光束的照射位置一體作往返移動。
接著，CCD攝影機17係作為攝像部來發揮功能。CCD攝影機17係接受複數雷射光束LB1~LB3的反射光。接著，CCD攝影機17係對被成像在攝像面上的複數雷射光束LB1~LB3的反射光(所致之干擾條紋)的明暗圖案進行攝像。
該等的結果，距離運算裝置19係作為距離運算部來發揮功能。亦即，距離運算裝置19係根據攝像面上的複數雷射光束LB1~LB3的反射光的明暗圖案，藉由運算來求出至測定對象物14的距離。
在上述構成中，光源11、準直透鏡12、開縫13、柱狀透鏡15、光學系單元16、CCD17A及受光透鏡17B係構成距離檢測部MD。
接著，距離檢測部MD的光學系係與測定對象物14具有預定距離來進行設定配置。接著，CCD攝影機17係將被照射在測定對象物14的表面的AA點的像，在CCD17A的攝像面的PA點進行成像。
在該情形下，若測定對象物14的表面(測定面)由AA點移動(變化)至BB點時，構成多雷射光束MLB的複數雷射光束LB1~LB3的成像點係分別由PA點 移動至PB點。以對該移動範圍，亦即距離量測範圍獲得預定解析度的方式，選擇CCD17A的像素數(元件數)。
此外，CCD17A係構成為直線掃描型CCD。藉此，在CCD17A中，複數雷射光束LB1~LB3的形狀係在測定對象物14的表面，以成為大於CCD17A的測定視野尺寸的形狀的方式設定準直透鏡12的準直器倍率。
此外，受光透鏡17B係根據與測定對象物14的對物距離、及CCD17A的解析度來決定光學倍率來進行選擇。
例如，使用CCD17A的像素數(元件數)為1000~5000像素，各像素(元件)的形狀為15μm×15μm程度者。接著，藉由受光透鏡17B等光學系的倍率，來決定測定對象物14表面的解析度。例如，若將光學系的倍率設為1/10時，測定對象物14表面的解析度係成為150μm。
圖2係多雷射光束與CCD的輸出訊號位準的關係的說明圖。
在圖2(a)中，符號SP1~SP3係構成多雷射光束MLB的雷射光束LB1~LB3的CCD17A的受光面上的成像畫像。
接著，圖2(b)係顯示藉由CCD17A來掃描該等複數雷射光束LB1~LB3時的各元件的輸出訊號位準(愈高，光量愈高)者。
複數雷射光束LB1~LB3的形狀通常藉由距離檢測部MD的準直透鏡12與開縫13而被形成為橢圓形 狀。
此外，圖2(a)所示之矩形列係顯示構成為直線掃描型CCD的CCD17A的各受光元件17G。在此受光元件17G的列方向係形成為圖1中的X軸方向，矩形的長軸方向係沿著圖1所示之Y軸方向。接著，以掃描構成多雷射光束MLB之具有橢圓形狀的複數雷射光束LB1~LB33的長軸方向的中心的方式設定CCD攝影機17的光軸。
因此，CCD17A的輸出係若被照射到複數雷射光束LB1~LB3的測定對象物14的表面為正常的擴散面，顯示出近似如圖所示之雷射光束的功率分布形狀的形狀。亦即，雷射光束LB1~LB3的功率最強的峰值位置為A0，雷射光束LB1~LB3較弱的位置(極小點)為A4、B4，其光量包絡線應成為接近高斯分布的形狀。
但是，實際上，因測定對象物14的表面的微小凹凸，雷射光束LB1~LB3的各自的反射光的相位偏移而發生散斑雜訊。
結果，雷射光束LB1~LB3的各自的包絡線係形成為由高斯分布偏移的形狀。
因此，在本實施形態中，藉由光學系單元16，沿著雷射光束LB1~LB3的測定對象物14的表面的橢圓形狀的長軸方向，使測定對象物14的表面的雷射光束LB1~LB3的照射中心位置進行振動。藉此，取消(或減低)散斑雜訊的影響，藉此雷射光束LB1~LB3的CCD17A上的受光光量的包絡線係接近高斯分布。
圖3係第1實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
第1實施形態之光學系單元16係具備有：被入射雷射光束LB1~LB3的玻璃平板16A；以可旋動的方式支持玻璃平板16A之一端的旋動支持構件16B1、16B2；及朝Z軸方向振動而使玻璃平板16A的另一端以旋動支持構件16B1的旋動軸為中心來進行旋動的線性致動器16C。
在上述構成中，旋動支持構件16B1係被固定設置在未圖示的框架等，旋動支持構件16B2係形成為自由端。
在此，說明光學系單元16的動作。
如圖3所示，若線性致動器的前端部分朝Z軸方向振動時，玻璃平板16A進行旋動，雷射光束LB1~LB3對玻璃平板16A的入射角即會變更。進而，所入射的雷射光束LB1~LB3的各自的出射位置會朝Y軸方向振動。
結果，測定對象物14的表面上的雷射光束LB1~LB3的照射位置係沿著y軸方向，亦即橢圓形狀雷射光束LB1~LB3的長軸方向來進行振動。
結果，若固定雷射光束LB1~LB3時，抑制起因於測定對象物14的表面的凹凸而因雷射光束LB1~LB3的各自的入射光干擾反射光所發生的散斑雜訊的發生。
結果，雷射光束LB1~LB3的CCD17A上的受光光量的包絡線係穩定地接近高斯分布。
因此，可輕易求出構成多雷射光束MLB的雷射光束LB1~LB3的受光光量的包絡線的谷形狀(暗部)中的極 小座標(最暗部座標)。因此，可穩定且更為高精度地進行距離運算裝置19中的距離運算。
如以上說明所示，藉由本第1實施形態，可將多雷射光束的光量分布中的谷部(暗部)的形狀進行函數(高斯分布)近似。藉此，藉由本第1實施形態，可正確地求出光量為極小的極小座標，因此可進行高精度的距離運算。
〔2〕第2實施形態
在以上第1實施形態中，在光學系單元16，振動式變更入射至玻璃平板16A的雷射光束LB1~LB3的入射角。相對於此，本第2實施形態係設置反射光學系作為光學系單元，藉由振動式變更反射角，來獲得相同效果。
圖4係第2實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
第2實施形態之光學系單元20係取代圖1中的光學系單元16所使用者。
光學系單元20係具備有：入射雷射光束LB1~LB3之經固定設置的第1平板反射鏡20A；及入射藉由第1平板反射鏡20A所被反射的雷射光束LB1~LB3，反射該所入射的雷射光束LB1~LB3而導引至測定對象物14的表面的第2平板反射鏡20B。
此外，光學系單元20係具備有：以可以與X軸(橢圓形狀的雷射光束的短軸方向)呈平行設置的旋動軸20X作為旋動中心來進行旋動的方式支持第2平板反射鏡20B 的旋動支持構件20C；及在第2平板反射鏡20B之與旋動軸20X分離的位置，使第2平板反射鏡20B振動，使第2平板反射鏡20B以旋動軸AX為中心來進行旋動的線性致動器20D。
接著，說明光學系單元20的動作。
如圖4所示，線性致動器20D的前端部分進行往返移動(振動)時，第2平板反射鏡20B以旋動軸AX為中心而將旋動方向一面切換一面旋動。
伴隨著該第2平板反射鏡20B的旋動，雷射光束LB1~LB3對第2平板反射鏡20B的入射角即被變更。
進而，所入射的雷射光束LB1~LB3的各自的反射位置朝Y軸方向以一體進行往返移動(振動)。
結果，測定對象物14的表面上的雷射光束LB1~LB3的照射位置係沿著y軸方向，亦即橢圓形狀的雷射光束LB1~LB3的長軸方向進行往返移動(振動)。
接著，與第1實施形態同樣地，若固定雷射光束LB1~LB3時，抑制起因於測定對象物14的表面的凹凸而因雷射光束LB1~LB3的各自的入射光干擾反射光所致的散斑雜訊的發生。
結果，雷射光束LB1~LB3的CCD17A上的受光光量的包絡線係穩定地接近高斯分布。
因此，可輕易求出構成多雷射光束MLB的雷射光束LB1~LB3的受光光量的包絡線的谷形狀(暗部)中的極小座標(最暗部座標)，且可穩定且更為高精度地進行距 離運算裝置19中的距離運算。
如以上說明所示，藉由本第2實施形態，亦可將多雷射光束的光量分布中的谷部(暗部)的形狀進行函數(高斯分布)近似，且可正確地求出光量為極小的極小座標，因此可進行高精度的距離運算。
〔3〕第3實施形態
在以上第1實施形態及第2實施形態中，在光學系單元16或光學系單元20，振動式變更入射至玻璃平板16A或第2平板反射鏡20B的雷射光束LB1~LB3的入射角。相對於此，本第3實施形態係將反射構件亦即平板反射鏡的位置沿著光軸進行變更，藉此使照射位置振動而獲得相同效果。
圖5係第3實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
第3實施形態之光學系單元30係取代圖1中的光學系單元16A所使用者。
光學系單元30係具備有：入射雷射光束LB1~LB3之經固定設置的第1平板反射鏡30A；及與第1平板反射鏡30A呈平行設置，入射藉由第1平板反射鏡30A所被反射的雷射光束LB1~LB3，反射該所入射的雷射光束LB1~LB3而導引至測定對象物14的表面的第2平板反射鏡30B。
此外，光學系單元30係具備有：以一面沿著與y軸 (橢圓形狀的雷射光束的長軸方向)呈平行的直線來維持與第1平板反射鏡30A的平行狀態，一面將與第1平板反射鏡30A的距離可變更且可滑動的方式支持第2平板反射鏡30B的旋動支持構件30C；及使第2平板反射鏡30B沿著y軸方向振動，使第2平板反射鏡30B滑動的線性致動器30D。
接著，說明光學系單元30的動作。
如圖5所示，線性致動器的前端部分進行振動時，第2平板反射鏡20B以旋動軸AX為中心進行旋動，雷射光束LB1~LB3對第2平板反射鏡20B的入射角即被變更。藉此，所入射的雷射光束LB1~LB3的各自的反射位置即朝y軸方向振動。
結果，測定對象物14的表面上的雷射光束LB1~LB3的照射位置係沿著Y軸方向，亦即橢圓形狀雷射光束LB1~LB3的長軸方向，以一體進行往返移動(振動)。
結果，與第1實施形態同樣地，若固定雷射光束LB1~LB3時，抑制起因於測定對象物14的表面的凹凸而因雷射光束LB1~LB3的各自的入射光干擾反射光所致的散斑雜訊的發生。
結果，雷射光束LB1~LB3的CCD17A上的受光光量的包絡線係穩定地接近高斯分布。
因此，可輕易求出構成多雷射光束MLB的雷射光束LB1~LB3的受光光量的包絡線的谷形狀(暗部)中的極 小座標(最暗部座標)，且可穩定且更為高精度地進行距離運算裝置19中的距離運算。
如以上說明所示，藉由本第3實施形態，亦可將多雷射光束的光量分布中的谷部(暗部)的形狀進行函數(高斯分布)近似，且可正確地求出光量為極小的極小座標，因此可進行高精度的距離運算。
〔4〕第4實施形態
圖6係第4實施形態之光學系單元的概要構成說明圖。
第3實施形態之光學系單元40係取代圖1中的光學系單元16所使用者。
以上各實施形態係採用具有可動部的構成，俾以將多雷射光束MLB的測定對象物14的表面的照射位置進行往返動作(變更)。相對於此，本第4實施形態係以電性將照射位置進行往返動作(變更)的實施形態。
光學系單元40若大致區分，具備有：電光效應元件41、用以對電光效應元件41施加電壓的電極42P、42N、及可使施加至電光效應元件41的電壓為可變的電壓施加部43。
在此，以電光效應元件41而言，列舉例如PLZT〔鈦酸鋯酸鑭鉛〕、KTN結晶〔由鉀(K)、鉭(Ta)、鈮(Nb)、氧(O)所成的透明的光學結晶〕。
藉由上述構成，電壓施加部43透過電極 42P、42N，使施加至電光效應元件41的電壓(電場強度)為可變，藉此變更電光效應元件41的折射率。
藉此，如圖6所示，在實線至虛線之間，可變更多雷射光束MLB對測定對象物14的表面的照射位置，無須設置機械式的可動部分，即可得與第1實施形態相同的效果。
〔5〕實施形態之變形例
以本實施形態之距離量測裝置所被執行的控制程式係以可安裝的形式或可執行的形式的檔案(file)，被記錄在CD-ROM、可撓性碟片(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk，數位多功能光碟)等電腦可讀取記録媒體來提供。
此外，亦可構成為將以本實施形態之距離量測裝置所被執行的控制程式，藉由儲存在與網際網路等網路相連接的電腦上，且經由網路使其下載來進行提供。此外，亦可構成為將以本實施形態之距離量測裝置所被執行的控制程式，經由網際網路等網路來提供或配送。
此外，亦可將本實施形態之距離量測裝置的控制程式構成為預先組裝在ROM等來提供。
以上說明本發明之數個實施形態，惟該等實施形態係作為一例所提示者，並非意圖限定發明之範圍。該等新穎的實施形態係可以其他各種形態實施，在未脫離發明要旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。該等 實施形態或其變形係包含在發明的範圍及要旨，並且包含在申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。
10‧‧‧距離量測裝置
11‧‧‧光源
12‧‧‧準直透鏡
13‧‧‧開縫
14‧‧‧測定對象物
15‧‧‧柱狀透鏡
16‧‧‧光學系單元
17‧‧‧CCD攝影機
17A‧‧‧CCD
17B‧‧‧受光透鏡
18‧‧‧A/D轉換器(ADC)
19‧‧‧距離運算裝置
AA、BB、PA、PB‧‧‧點
DP‧‧‧攝像資料
LB、LB1~LB3‧‧‧雷射光束
MD‧‧‧距離檢測部
MLB‧‧‧多雷射光束
SA‧‧‧攝像訊號(類比訊號)

Claims (2)

  1. 一種距離量測裝置，其具備有：多雷射光束照射部，其係將具有複數橢圓形狀的雷射光束朝短軸方向以橫一列照射在測定對象物的表面；照射位置變更部，其係沿著所被照射的前述雷射光束的長軸方向，使前述複數雷射光束的照射位置一體作往返移動；攝像部，其係接受前述複數雷射光束的反射光，對被成像在攝像面上的複數前述雷射光束的反射光的明暗圖案進行攝像；及距離運算部，其係根據前述攝像面上的前述反射光的明暗圖案，藉由運算來求出至前述測定對象物的距離；前述照射位置變更部係具備有：平板透光構件，其係被配置在前述多雷射光束照部與前述測定對象物之間的光路上，且使前述雷射光束透過；支持構件，其係以可擺動的方式支持前述平板透光構件；及驅動部，其係為了使前述雷射光束對前述平板透光構件的入射角變更而進行驅動。
  2. 一種距離量測裝置，其具備有：多雷射光束照射部，其係將具有複數橢圓形狀的雷射光束朝短軸方向以橫一列照射在測定對象物的表面；照射位置變更部，其係沿著所被照射的前述雷射光束的長軸方向，使前述複數雷射光束的照射位置一體作往返 移動；攝像部，其係接受前述複數雷射光束的反射光，對被成像在攝像面上的複數前述雷射光束的反射光的明暗圖案進行攝像；及距離運算部，其係根據前述攝像面上的前述反射光的明暗圖案，藉由運算來求出至前述測定對象物的距離；前述照射位置變更部係具備有：電光效應元件，其係被配置在前述多雷射光束照部與前述測定對象物之間的光路上，且作為使前述雷射光束透過的平板透光構件，且對應到所施加的電壓來變化折射率；及電壓施加部，其係為了使前述電光效應元件的折射率變化而施加電壓到前述電光效應元件。
TW102103961A 2012-02-02 2013-02-01 Distance measurement device, distance measurement method and control program TWI491904B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012021291A JP5740321B2 (ja) 2012-02-02 2012-02-02 距離計測装置、距離計測方法及び制御プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201346307A TW201346307A (zh) 2013-11-16
TWI491904B true TWI491904B (zh) 2015-07-11

Family

ID=48905173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102103961A TWI491904B (zh) 2012-02-02 2013-02-01 Distance measurement device, distance measurement method and control program

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9851198B2 (zh)
JP (1) JP5740321B2 (zh)
KR (1) KR101651762B1 (zh)
CN (1) CN104024795B (zh)
TW (1) TWI491904B (zh)
WO (1) WO2013115134A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI769237B (zh) * 2017-04-12 2022-07-01 日商東京威力科創股份有限公司 位置檢測系統及處理裝置

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10338673B2 (en) * 2015-09-16 2019-07-02 Google Llc Touchscreen hover detection in an augmented and/or virtual reality environment
TWI595253B (zh) * 2016-08-16 2017-08-11 原相科技股份有限公司 可用來判斷參考物件或光源相對位置的光學偵測裝置
CN106199624B (zh) * 2016-07-08 2018-07-17 东南大学 一种基于激光测距的门窗开度记录装置及其应用方法
TWI580929B (zh) * 2016-10-07 2017-05-01 H P B Optoelectronic Co Ltd Height detection system and its method
WO2018193609A1 (ja) * 2017-04-21 2018-10-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 距離計測装置及び移動体
KR102009023B1 (ko) * 2017-06-28 2019-10-21 주식회사 에스오에스랩 대상체 표면 감지장치
KR102050632B1 (ko) * 2017-08-02 2019-12-03 주식회사 에스오에스랩 다채널 라이다 센서 모듈
JP6845774B2 (ja) * 2017-09-15 2021-03-24 株式会社東芝 距離計測装置
US11592530B2 (en) 2017-11-30 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Detector designs for improved resolution in lidar systems
US11592527B2 (en) 2018-02-16 2023-02-28 Cepton Technologies, Inc. Systems for incorporating LiDAR sensors in a headlamp module of a vehicle
CN108844466B (zh) * 2018-03-14 2019-11-08 四川大学 一种超精密位移激光感测方法
KR102213692B1 (ko) * 2018-12-06 2021-02-08 (주)시그봇 오브젝트 인식을 위한 센서 장치
CN111337935B (zh) * 2020-03-17 2022-06-14 中国水利水电第五工程局有限公司 一种地下斜井开挖测量方法
CN112229478A (zh) * 2020-09-09 2021-01-15 广东韶钢工程技术有限公司 一种料堆作业过程中高度变化的监测方法及系统
US11450103B2 (en) 2020-10-05 2022-09-20 Crazing Lab, Inc. Vision based light detection and ranging system using dynamic vision sensor
CN113124821B (zh) * 2021-06-17 2021-09-10 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种基于曲面镜和平面镜的结构测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05141965A (ja) * 1991-11-22 1993-06-08 Ono Sokki Co Ltd スペツクルノイズの除去装置
JP2000147604A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンジファインダ
JP2004163343A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Toshiba Corp 距離検出装置，厚さ測定装置及びその方法
CN102326169A (zh) * 2009-02-23 2012-01-18 立体光子国际有限公司 用于相干照明成像系统的散斑噪声减小

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0747687Y2 (ja) * 1989-05-20 1995-11-01 株式会社リコー 距離検出装置
SE470560B (sv) * 1993-01-11 1994-08-22 Limab Laser Instrumentmek Förfarande och anordning vid mätning av avstånd varvid ett område på ett mätföremål belyses med ljus från en laserljuskälla
KR940024704A (ko) * 1993-04-08 1994-11-18 제임스 에이.에더 주사 광학 레인지파인더
JP3245003B2 (ja) 1995-05-15 2002-01-07 株式会社東芝 距離計測装置及びその方法
DE60045928D1 (de) 2000-11-03 2011-06-16 Microvision Inc Rasteranzeige mit variationskompensation
JP5232396B2 (ja) * 2007-03-13 2013-07-10 三洋電機株式会社 ビーム照射装置
CN201104239Y (zh) * 2007-10-26 2008-08-20 东南大学 杠杆式微位移光学测定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05141965A (ja) * 1991-11-22 1993-06-08 Ono Sokki Co Ltd スペツクルノイズの除去装置
JP2000147604A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンジファインダ
JP2004163343A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Toshiba Corp 距離検出装置，厚さ測定装置及びその方法
CN102326169A (zh) * 2009-02-23 2012-01-18 立体光子国际有限公司 用于相干照明成像系统的散斑噪声减小

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI769237B (zh) * 2017-04-12 2022-07-01 日商東京威力科創股份有限公司 位置檢測系統及處理裝置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104024795B (zh) 2017-05-17
US20150025843A1 (en) 2015-01-22
JP5740321B2 (ja) 2015-06-24
KR20140095531A (ko) 2014-08-01
JP2013160570A (ja) 2013-08-19
US9851198B2 (en) 2017-12-26
CN104024795A (zh) 2014-09-03
WO2013115134A1 (ja) 2013-08-08
TW201346307A (zh) 2013-11-16
KR101651762B1 (ko) 2016-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI491904B (zh) Distance measurement device, distance measurement method and control program
JP5607392B2 (ja) 光干渉測定装置
CN117008325A (zh) 具有弯曲焦面或目标基准元件和场补偿器的共焦成像设备
JPH0374763B2 (zh)
JP2004286598A (ja) 変位計および変位測定方法
US8879068B2 (en) Abscissa calibration jig and abscissa calibration method of laser interference measuring apparatus
KR20140048824A (ko) 교정 장치, 교정 방법 및 계측 장치
JP6071042B2 (ja) 寸法測定装置
JP6293528B2 (ja) 干渉計における参照ミラー表面形状の校正方法
JP2015045575A (ja) 光干渉測定装置
JP4148592B2 (ja) 複屈折測定方法及び複屈折測定装置
JP6862303B2 (ja) 光学測定装置
JP4859451B2 (ja) レーザ走査光学系の光学特性測定装置及びその光学特性測定方法
JP2009069075A (ja) 斜入射干渉計及び斜入射干渉計の較正方法
JP2002062220A (ja) 走査光学系の検査方法及び検査装置
JP2008196970A (ja) 形状測定方法及び装置
JP4176320B2 (ja) 走査光学系ビーム測定装置および方法
JP4188173B2 (ja) 回転軸の回転精度測定装置
JP3998844B2 (ja) フリンジスキャンを用いた干渉計装置
JP2017037010A (ja) レーザ変位測定装置及びレーザ変位測定方法
JPH0432729A (ja) フーリエ変換形分光分析装置
JP2019060647A (ja) 距離計測装置及び方法
JP2016017854A (ja) 形状測定装置
JP2016188841A (ja) 非接触形状測定装置及び走査レンズ収差補正方法
JP4455557B2 (ja) 校正ゲージ、それを用いた変位測定装置及びその校正方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees