JPH07234108A - 測定装置 - Google Patents
測定装置Info
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- JPH07234108A JPH07234108A JP5307394A JP5307394A JPH07234108A JP H07234108 A JPH07234108 A JP H07234108A JP 5307394 A JP5307394 A JP 5307394A JP 5307394 A JP5307394 A JP 5307394A JP H07234108 A JPH07234108 A JP H07234108A
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- lens system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一次元イメージセンサを用いた寸法測定装置
において、角度収差に起因する測定誤差を、簡単な構造
で小さくする。 【構成】 対象物に平行光Ｌ１を照射し、その透過光を
一次元イメージセンサ１に受光させて、一次元イメージ
センサ１からの出力に基づいてエッジの位置を検出し、
所定のエッジを基準とした寸法を測定する寸法測定装置
に関する。まず、光源１００を光軸Ｓからずらすと、角
度収差θi が小さくなる。ついで、光源１００および一
対のレンズ１０１，１０２を取り付けたベース３１を時
計回りに回転させて、平行光Ｌ１の出射方向が、一次元
イメージセンサ１の受光面１ａに直交するように調整す
る。
において、角度収差に起因する測定誤差を、簡単な構造
で小さくする。 【構成】 対象物に平行光Ｌ１を照射し、その透過光を
一次元イメージセンサ１に受光させて、一次元イメージ
センサ１からの出力に基づいてエッジの位置を検出し、
所定のエッジを基準とした寸法を測定する寸法測定装置
に関する。まず、光源１００を光軸Ｓからずらすと、角
度収差θi が小さくなる。ついで、光源１００および一
対のレンズ１０１，１０２を取り付けたベース３１を時
計回りに回転させて、平行光Ｌ１の出射方向が、一次元
イメージセンサ１の受光面１ａに直交するように調整す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光をコリメ
ータレンズ系で平行光とし、この平行光を対象物に照射
して寸法などの測定を行う測定装置に関するものであ
る。
ータレンズ系で平行光とし、この平行光を対象物に照射
して寸法などの測定を行う測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一次元イメージセンサを用い
ることで、物体の寸法や物体間の間隔，位置などを測定
することができる寸法測定装置がある。この種の測定装
置の一例を図６に示す。
ることで、物体の寸法や物体間の間隔，位置などを測定
することができる寸法測定装置がある。この種の測定装
置の一例を図６に示す。
【０００３】図６において、光源１００は、近似的に点
光源とみなせるもので、たとえば可視レーザ光のような
レーザ光Ｌを出射する。レーザ光Ｌは、第１および第２
レンズ１０１，１０２で構成されるコリメータレンズ系
１０３を通過することで平行光Ｌ１となって、対象物１
０４に照射され、平行光Ｌ１の一部が、一次元イメージ
センサ１に照射される。一次元イメージセンサ１は、た
とえばＣＣＤのような受光素子１1 〜１n を多数リニア
に並べたもので、光のエネルギを電気信号に変換するも
のである。図示しない信号処理回路およびマイクロコン
ピュータ（以下、「マイコン」という）は、各受光素子
１1 〜１n からの出力に基づいて、対象物１０４のエッ
ジＥ1 ，Ｅ2 の位置を検出し、たとえば対象物１０４の
寸法Ｄ、つまり、所定の２つのエッジＥ1 ，Ｅ2 を基準
とした寸法を測定する。
光源とみなせるもので、たとえば可視レーザ光のような
レーザ光Ｌを出射する。レーザ光Ｌは、第１および第２
レンズ１０１，１０２で構成されるコリメータレンズ系
１０３を通過することで平行光Ｌ１となって、対象物１
０４に照射され、平行光Ｌ１の一部が、一次元イメージ
センサ１に照射される。一次元イメージセンサ１は、た
とえばＣＣＤのような受光素子１1 〜１n を多数リニア
に並べたもので、光のエネルギを電気信号に変換するも
のである。図示しない信号処理回路およびマイクロコン
ピュータ（以下、「マイコン」という）は、各受光素子
１1 〜１n からの出力に基づいて、対象物１０４のエッ
ジＥ1 ，Ｅ2 の位置を検出し、たとえば対象物１０４の
寸法Ｄ、つまり、所定の２つのエッジＥ1 ，Ｅ2 を基準
とした寸法を測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、コリメータレ
ンズ系１０３からのレーザ光Ｌ１は、レンズ収差のた
め、完全な平行光とはなっておらず、光軸Ｓから離れた
ところでは、図７の二点鎖線Ｌ１1 ，Ｌ１2 で示すよう
に、若干斜めになっており、いわゆる角度収差θiが生
じている。そのため、エッジＥ0 の検出位置には、図８
に示すような誤差が生じる。そこで、従来より、上記角
度収差θi に起因する検出誤差をマイコンにおいて補正
している。
ンズ系１０３からのレーザ光Ｌ１は、レンズ収差のた
め、完全な平行光とはなっておらず、光軸Ｓから離れた
ところでは、図７の二点鎖線Ｌ１1 ，Ｌ１2 で示すよう
に、若干斜めになっており、いわゆる角度収差θiが生
じている。そのため、エッジＥ0 の検出位置には、図８
に示すような誤差が生じる。そこで、従来より、上記角
度収差θi に起因する検出誤差をマイコンにおいて補正
している。
【０００５】ところが、複数のレンズ１０１，１０２で
コリメータレンズ系１０３を構成している場合、図９の
ように、各レンズ１０１，１０２の光軸Ｓ１，Ｓ２に若
干の位置ズレΔが生じるのは避けられない。つまり、レ
ンズ１０１，１０２相互の間に偏心が生じるのは避けら
れない。このように、レンズ１０１，１０２が偏心して
いると、角度収差θi は、この図に示すように大きくな
り、その結果、検出誤差が生じる。
コリメータレンズ系１０３を構成している場合、図９の
ように、各レンズ１０１，１０２の光軸Ｓ１，Ｓ２に若
干の位置ズレΔが生じるのは避けられない。つまり、レ
ンズ１０１，１０２相互の間に偏心が生じるのは避けら
れない。このように、レンズ１０１，１０２が偏心して
いると、角度収差θi は、この図に示すように大きくな
り、その結果、検出誤差が生じる。
【０００６】そこで、従来は各ヘッド（測定装置）ごと
に角度収差θi を記憶させたＲＯＭを作成し、このＲＯ
Ｍをマイコンに組み込んで、検出誤差の補正をおこなっ
ている。したがって、レンズ１０１，１０２の偏心に起
因する検出誤差の補正が面倒である。
に角度収差θi を記憶させたＲＯＭを作成し、このＲＯ
Ｍをマイコンに組み込んで、検出誤差の補正をおこなっ
ている。したがって、レンズ１０１，１０２の偏心に起
因する検出誤差の補正が面倒である。
【０００７】一方、レンズ１０１，１０２や各レンズ１
０１，１０２を固定する固定具（図示せず）の寸法精度
を上げることも考えられるが、かかる方法では歩留りが
悪く、コストアップを招く。かかる問題はレンズが複数
枚である場合に顕著に表れるが、レンズが１枚である場
合についても同様に生じる。
０１，１０２を固定する固定具（図示せず）の寸法精度
を上げることも考えられるが、かかる方法では歩留りが
悪く、コストアップを招く。かかる問題はレンズが複数
枚である場合に顕著に表れるが、レンズが１枚である場
合についても同様に生じる。
【０００８】なお、本明細書において、角度収差θi と
は、光線束Ｌ１に直交する直交面における実際のレーザ
光Ｌ１と光軸Ｓとのなす角度（時計回りを正とする）を
いう。また、光軸とは、レンズ１０１，１０２の屈折面
の曲率中心を連ねた直線をいう。
は、光線束Ｌ１に直交する直交面における実際のレーザ
光Ｌ１と光軸Ｓとのなす角度（時計回りを正とする）を
いう。また、光軸とは、レンズ１０１，１０２の屈折面
の曲率中心を連ねた直線をいう。
【０００９】本発明は上記従来の課題に鑑みてなされた
もので、その目的は、コリメータレンズの角度収差に起
因する測定誤差を、簡単な構造で小さくし得る測定装置
を提供することである。
もので、その目的は、コリメータレンズの角度収差に起
因する測定誤差を、簡単な構造で小さくし得る測定装置
を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、コリメータレンズ系を通して
対象物に光を照射して測定を行う測定装置において、実
際のもしくは仮想上の光源の位置とレンズの光軸との相
対位置を調整する第１調整装置と、上記コリメータレン
ズ系と光源の相対位置を変えることなくコリメータレン
ズ系の回転角度位置を調整することで、コリメータレン
ズ系から出射される光の方向を調整する第２調整装置と
を備えている。
成するために、本発明は、コリメータレンズ系を通して
対象物に光を照射して測定を行う測定装置において、実
際のもしくは仮想上の光源の位置とレンズの光軸との相
対位置を調整する第１調整装置と、上記コリメータレン
ズ系と光源の相対位置を変えることなくコリメータレン
ズ系の回転角度位置を調整することで、コリメータレン
ズ系から出射される光の方向を調整する第２調整装置と
を備えている。
【００１１】つぎに、本発明の原理を説明する。図４
（ａ）のように、１枚のコリメータレンズ１０３Ａの光
軸Ｓ上に光源１００を配置した場合、その角度収差θi
は波状になる。一方、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）
のように、光源１００を光軸Ｓから離していくと、角度
収差θi が大きくなるとともに放物線状になる。したが
って、図２（ａ）に示すように、角度収差θi つまり検
出誤差が大きい場合は、光軸Ｓ上にある光源１００の位
置を矢印Ａ方向に光軸Ｓ上からずらすことで、図２
（ｂ）のように、角度収差θi を小さくすることができ
る。一方、光源１００を光軸Ｓからずらすと、平行光Ｌ
１が斜めに出射される。つまり、光線束Ｌ１に直交する
直交面Ｐが一次元イメージセンサ１の受光面１ａ（図２
（ａ））に対して傾斜する。そこで、コリメータレンズ
系１０３から出射される平行光Ｌ１の方向を図２（ｃ）
のように変化させることで、対象物に角度収差θi が小
さく、かつ、所定の角度収差θi を有する平行光Ｌ１を
照射することができる。
（ａ）のように、１枚のコリメータレンズ１０３Ａの光
軸Ｓ上に光源１００を配置した場合、その角度収差θi
は波状になる。一方、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）
のように、光源１００を光軸Ｓから離していくと、角度
収差θi が大きくなるとともに放物線状になる。したが
って、図２（ａ）に示すように、角度収差θi つまり検
出誤差が大きい場合は、光軸Ｓ上にある光源１００の位
置を矢印Ａ方向に光軸Ｓ上からずらすことで、図２
（ｂ）のように、角度収差θi を小さくすることができ
る。一方、光源１００を光軸Ｓからずらすと、平行光Ｌ
１が斜めに出射される。つまり、光線束Ｌ１に直交する
直交面Ｐが一次元イメージセンサ１の受光面１ａ（図２
（ａ））に対して傾斜する。そこで、コリメータレンズ
系１０３から出射される平行光Ｌ１の方向を図２（ｃ）
のように変化させることで、対象物に角度収差θi が小
さく、かつ、所定の角度収差θi を有する平行光Ｌ１を
照射することができる。
【００１２】本発明では、実際の光源から光を上記コリ
メータレンズ系に向かって反射させるミラーを設け、上
記第１調整装置によって、ミラーの回転角度位置を調整
可能とするのが好ましい。
メータレンズ系に向かって反射させるミラーを設け、上
記第１調整装置によって、ミラーの回転角度位置を調整
可能とするのが好ましい。
【００１３】また、本発明では、上記ミラーとレンズを
取り付ける回転自在なベースを有し、ベースを回転させ
ることにより、レンズ系から出射される平行光の方向
を、第２調整装置によって調整するのが好ましい。
取り付ける回転自在なベースを有し、ベースを回転させ
ることにより、レンズ系から出射される平行光の方向
を、第２調整装置によって調整するのが好ましい。
【００１４】また、本発明は、コリメータレンズ系を通
して対象物に光を照射して測定を行う測定装置におい
て、光源の位置を変えることなくコリメータレンズ系の
回転角度位置を調整することで、コリメータレンズ系か
ら出射される光の角度収差を調整する調整装置を設けて
構成してもよい。
して対象物に光を照射して測定を行う測定装置におい
て、光源の位置を変えることなくコリメータレンズ系の
回転角度位置を調整することで、コリメータレンズ系か
ら出射される光の角度収差を調整する調整装置を設けて
構成してもよい。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１および図２は第１実施例を示す。図１にお
いて、一次元イメージセンサ１は、図示しないタイミン
グ発生器から出力されるリセット信号、スタート信号お
よびシフト信号によって、ＣＣＤ（受光素子）１1 〜１
n の配列方向に一定周期で走査を繰り返しつつ、受光素
子１iに入射した光Ｌ１の光電変換を行う。一次元イメ
ージセンサ１からの出力は、サンプルホールド回路２お
よびＡ／Ｄコンバータ３を介して、光量データメモリ４
およびエッジ検出回路５に入力される。エッジ検出回路
５は、Ａ／Ｄコンバータ３からの光量信号を、デジタル
コンパレータ６が所定の閾値と比較して２値化する。上
記エッジ検出回路５は、ｉ番目のアドレスと（ｉ＋１）
番目のアドレスの２値化情報（明または暗の情報）を次
々と比較し、両アドレスの情報が変化した位置にエッジ
（明暗の境界）Ｅi が存在すると判定し、そのエッジＥ
1 のアドレスＸi をエッジアドレスメモリ７に記憶させ
る。なお、以上の構成からなる信号処理回路において、
種々のアンプは、その図示および説明を省略している。
明する。図１および図２は第１実施例を示す。図１にお
いて、一次元イメージセンサ１は、図示しないタイミン
グ発生器から出力されるリセット信号、スタート信号お
よびシフト信号によって、ＣＣＤ（受光素子）１1 〜１
n の配列方向に一定周期で走査を繰り返しつつ、受光素
子１iに入射した光Ｌ１の光電変換を行う。一次元イメ
ージセンサ１からの出力は、サンプルホールド回路２お
よびＡ／Ｄコンバータ３を介して、光量データメモリ４
およびエッジ検出回路５に入力される。エッジ検出回路
５は、Ａ／Ｄコンバータ３からの光量信号を、デジタル
コンパレータ６が所定の閾値と比較して２値化する。上
記エッジ検出回路５は、ｉ番目のアドレスと（ｉ＋１）
番目のアドレスの２値化情報（明または暗の情報）を次
々と比較し、両アドレスの情報が変化した位置にエッジ
（明暗の境界）Ｅi が存在すると判定し、そのエッジＥ
1 のアドレスＸi をエッジアドレスメモリ７に記憶させ
る。なお、以上の構成からなる信号処理回路において、
種々のアンプは、その図示および説明を省略している。
【００１６】上記光量データメモリ４およびエッジアド
レス７の情報はマイコンＭによって読み出される。上記
マイコンＭには、ＣＰＵ１０およびＲＯＭ２０が内蔵さ
れている。
レス７の情報はマイコンＭによって読み出される。上記
マイコンＭには、ＣＰＵ１０およびＲＯＭ２０が内蔵さ
れている。
【００１７】上記ＲＯＭ２０は、種々のプログラムを記
憶しているとともに、補正係数記憶部２１を備えてい
る。上記補正係数記憶部２１は、図２（ｃ）の角度収差
θi を記憶している。
憶しているとともに、補正係数記憶部２１を備えてい
る。上記補正係数記憶部２１は、図２（ｃ）の角度収差
θi を記憶している。
【００１８】図１の上記ＣＰＵ１０は、寸法算出手段１
１および角度収差補正手段１２を備えている。この角度
収差補正手段１２は、補正係数記憶部２１に記憶された
角度収差θi と、エッジアドレスメモリ７からのエッジ
アドレスＸi を入力とし、所定の評価ソフトに基づい
て、エッジアドレスＸi を補正し、補正アドレスＸAiを
寸法算出手段１１に出力する。
１および角度収差補正手段１２を備えている。この角度
収差補正手段１２は、補正係数記憶部２１に記憶された
角度収差θi と、エッジアドレスメモリ７からのエッジ
アドレスＸi を入力とし、所定の評価ソフトに基づい
て、エッジアドレスＸi を補正し、補正アドレスＸAiを
寸法算出手段１１に出力する。
【００１９】上記寸法算出手段１１は、角度収差補正手
段１２からの寸法測定の基準となる補正アドレスＸA2，
ＸA1を入力とし、下記の（１）式に従って、たとえば対
象物１０２の寸法Ｄを算出する。 Ｄ＝（ＸA2−ＸA1）・Ｐ …（１） 但し、Ｐ：受光素子のピッチ
段１２からの寸法測定の基準となる補正アドレスＸA2，
ＸA1を入力とし、下記の（１）式に従って、たとえば対
象物１０２の寸法Ｄを算出する。 Ｄ＝（ＸA2−ＸA1）・Ｐ …（１） 但し、Ｐ：受光素子のピッチ
【００２０】つぎに、本発明の要部について説明する。
投光装置のケース３０は、ベース３１を備えている。上
記ベース３１には、破線で示す第１調整装置３２を介し
て、光源１００が取り付けられている。この第１調整装
置３２は、たとえば光源１００を光軸Ｓの直交方向に移
動自在に支持しているとともに、図示しない第１操作部
を操作することで、図２（ｂ）のように、光源１００の
位置とレンズ１０１，１０２の光軸Ｓとの相対位置を調
整するものである。
投光装置のケース３０は、ベース３１を備えている。上
記ベース３１には、破線で示す第１調整装置３２を介し
て、光源１００が取り付けられている。この第１調整装
置３２は、たとえば光源１００を光軸Ｓの直交方向に移
動自在に支持しているとともに、図示しない第１操作部
を操作することで、図２（ｂ）のように、光源１００の
位置とレンズ１０１，１０２の光軸Ｓとの相対位置を調
整するものである。
【００２１】図１の一対のレンズ１０１，１０２は、レ
ンズ支持枠３３に固定されている。このレンズ支持枠３
３はベース３１に固定されている。このベース３１は、
破線で示す第２調整装置３４を介してケース３０に取り
付けられている。上記第２調整装置３４は、たとえば、
ベース３１を光軸Ｓ上において回転自在に支持している
とともに、図示しない第２操作部を操作することで、図
２（ｂ）ないし（ｃ）のように、コリメータレンズ系１
０３と光源１００の相対位置を変えることなくコリメー
タレンズ系１０３の回転角度位置（姿勢）を調整するこ
とで、コリメータレンズ系１０３から出射される平行光
Ｌ１の方向を調整可能とするものである。
ンズ支持枠３３に固定されている。このレンズ支持枠３
３はベース３１に固定されている。このベース３１は、
破線で示す第２調整装置３４を介してケース３０に取り
付けられている。上記第２調整装置３４は、たとえば、
ベース３１を光軸Ｓ上において回転自在に支持している
とともに、図示しない第２操作部を操作することで、図
２（ｂ）ないし（ｃ）のように、コリメータレンズ系１
０３と光源１００の相対位置を変えることなくコリメー
タレンズ系１０３の回転角度位置（姿勢）を調整するこ
とで、コリメータレンズ系１０３から出射される平行光
Ｌ１の方向を調整可能とするものである。
【００２２】なお、その他の構成は、図６の従来例と同
様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付し
て、その詳しい説明を省略する。
様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付し
て、その詳しい説明を省略する。
【００２３】つぎに、図２（ａ）の両レンズ１０１，１
０２の偏心に起因する角度収差θiのバラツキを補正す
る方法について説明する。ナイフエッジ１１０を矢印Ｂ
方向に移動させながら、受光素子１i のアドレスに対す
るエッジ位置の検出誤差（図８参照）を測定し、その測
定結果に基づいて、角度収差θi を求める。この測定の
結果、角度収差θi が全体に「＋」側に偏っていたとす
る。この場合には、まず、第１調整装置３２を操作する
ことで、図２（ｂ）に示すように、光源１００の位置を
図の上方に移動させる。これにより、平行光Ｌ１に直交
する直交面Ｐにおける角度収差θi を波状の標準値とす
ることができるが、平行光Ｌ１の方向が全体的に光軸Ｓ
に対して傾く。そこで、第２調整装置３４を操作するこ
とで、図２（ｃ）のように、ベース３１を時計回り（Ｒ
方向）に回転させて、つまり、コリメータレンズ系１０
３および光源１００を一体として時計回りに回転させ
て、平行光Ｌ１の出射方向を一次元イメージセンサ１の
受光面１ａに直交する方向に設定する。この調整後、再
び、ナイフエッジ１１０を用いて、エッジ位置の検出誤
差を測定し、この検出誤差が図８のような波形となって
いれば、調整が完了し、一方、そのような波形となって
いなければ、再び調整を行う。
０２の偏心に起因する角度収差θiのバラツキを補正す
る方法について説明する。ナイフエッジ１１０を矢印Ｂ
方向に移動させながら、受光素子１i のアドレスに対す
るエッジ位置の検出誤差（図８参照）を測定し、その測
定結果に基づいて、角度収差θi を求める。この測定の
結果、角度収差θi が全体に「＋」側に偏っていたとす
る。この場合には、まず、第１調整装置３２を操作する
ことで、図２（ｂ）に示すように、光源１００の位置を
図の上方に移動させる。これにより、平行光Ｌ１に直交
する直交面Ｐにおける角度収差θi を波状の標準値とす
ることができるが、平行光Ｌ１の方向が全体的に光軸Ｓ
に対して傾く。そこで、第２調整装置３４を操作するこ
とで、図２（ｃ）のように、ベース３１を時計回り（Ｒ
方向）に回転させて、つまり、コリメータレンズ系１０
３および光源１００を一体として時計回りに回転させ
て、平行光Ｌ１の出射方向を一次元イメージセンサ１の
受光面１ａに直交する方向に設定する。この調整後、再
び、ナイフエッジ１１０を用いて、エッジ位置の検出誤
差を測定し、この検出誤差が図８のような波形となって
いれば、調整が完了し、一方、そのような波形となって
いなければ、再び調整を行う。
【００２４】このように、この寸法測定装置によれば、
図２のコリメータレンズ系１０３を構成する一対のレン
ズ１０１，１０２が互いに偏心していても、角度収差θ
i を所定の値に設定し得るので、各投光装置ごとに図１
のＲＯＭ２０を作成する手間が省ける。
図２のコリメータレンズ系１０３を構成する一対のレン
ズ１０１，１０２が互いに偏心していても、角度収差θ
i を所定の値に設定し得るので、各投光装置ごとに図１
のＲＯＭ２０を作成する手間が省ける。
【００２５】ところで、本発明においては、ベース３１
を設けずに、光源１００とコリメータレンズ系１０３と
を別々に同一角度回転させて、コリメータレンズ系１０
３から出射される平行光Ｌ１の方向を変化させてもよ
い。
を設けずに、光源１００とコリメータレンズ系１０３と
を別々に同一角度回転させて、コリメータレンズ系１０
３から出射される平行光Ｌ１の方向を変化させてもよ
い。
【００２６】しかし、光源１００とコリメータレンズ系
１０３とを別々に同一角度回転させるのは、一般に面倒
である。これに対し、本実施例では、光源１００および
コリメータレンズ系１０３を一体のベース３１に取り付
けているので、平行光Ｌ１の出射方向を容易に変化させ
ることができるから、調整が容易になる。
１０３とを別々に同一角度回転させるのは、一般に面倒
である。これに対し、本実施例では、光源１００および
コリメータレンズ系１０３を一体のベース３１に取り付
けているので、平行光Ｌ１の出射方向を容易に変化させ
ることができるから、調整が容易になる。
【００２７】ところで、上記第１実施例では、説明を分
かり安くするために、実際の光源１００の位置とレンズ
１０１，１０２の光軸Ｓの相対位置を調整したが、本発
明では、実際の光源１００の位置を固定し、仮想上の光
源の位置を移動させてもよい。その一例を図３の第２実
施例を用いて説明する。
かり安くするために、実際の光源１００の位置とレンズ
１０１，１０２の光軸Ｓの相対位置を調整したが、本発
明では、実際の光源１００の位置を固定し、仮想上の光
源の位置を移動させてもよい。その一例を図３の第２実
施例を用いて説明する。
【００２８】図３において、実施例の光源１００からの
レーザ光Ｌは、ミラー４０によって、コリメータレンズ
系１０３に向かって反射され、平行光Ｌ１となって、コ
リメータレンズ系１０３から出射される。上記ミラー４
０は、光軸Ｓ上において、第１調整装置３２Ａを介し
て、ベース３１に回転自在に支持されている。本実施例
の場合、上記第１調整装置３２Ａは、ミラー４０を回転
自在に支持しているとともに、第１操作部（図示せず）
を操作することでミラー４０の回転角度位置（姿勢）を
調整可能とするものである。たとえば、第１調整装置３
２Ａを操作することで、ミラー４０を時計回りに若干回
転させると、仮想上の光源Ｌｓの位置が、図の上方に移
動する。
レーザ光Ｌは、ミラー４０によって、コリメータレンズ
系１０３に向かって反射され、平行光Ｌ１となって、コ
リメータレンズ系１０３から出射される。上記ミラー４
０は、光軸Ｓ上において、第１調整装置３２Ａを介し
て、ベース３１に回転自在に支持されている。本実施例
の場合、上記第１調整装置３２Ａは、ミラー４０を回転
自在に支持しているとともに、第１操作部（図示せず）
を操作することでミラー４０の回転角度位置（姿勢）を
調整可能とするものである。たとえば、第１調整装置３
２Ａを操作することで、ミラー４０を時計回りに若干回
転させると、仮想上の光源Ｌｓの位置が、図の上方に移
動する。
【００２９】なお、その他の構成は、上記第１実施例と
同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付し
て、その説明および図示を省略する。
同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付し
て、その説明および図示を省略する。
【００３０】ところで、上記各実施例では、ケース３０
に対して、ベース３１を回転自在に設けたが、ベース３
１をケースの一部とし、このケースを他のベースに対し
て回転自在に取り付けるなど種々の変更が可能である。
に対して、ベース３１を回転自在に設けたが、ベース３
１をケースの一部とし、このケースを他のベースに対し
て回転自在に取り付けるなど種々の変更が可能である。
【００３１】つぎに、本発明の第３実施例について説明
する。図５（ａ）において、調整装置３４Ａは、図示し
ない操作部を操作することにより、光源１００の位置を
変えることなく、コリメータレンズ系１０３の回転角度
位置を調整可能としており、上記回転角度位置を調整す
ることでコリメータレンズ系１０３から出射される光の
角度収差を調整する。すなわち、上記調整装置３４Ａ
は、光軸Ｓ上においてレンズ支持枠３３をケース３０に
対して回転自在に支持しているとともに、所望の回転角
度位置においてレンズ支持枠３３を固定し得る構造にな
っている。なお、本実施例では、図２の第１実施例のベ
ース３１および第２調整装置３２を備えていない。
する。図５（ａ）において、調整装置３４Ａは、図示し
ない操作部を操作することにより、光源１００の位置を
変えることなく、コリメータレンズ系１０３の回転角度
位置を調整可能としており、上記回転角度位置を調整す
ることでコリメータレンズ系１０３から出射される光の
角度収差を調整する。すなわち、上記調整装置３４Ａ
は、光軸Ｓ上においてレンズ支持枠３３をケース３０に
対して回転自在に支持しているとともに、所望の回転角
度位置においてレンズ支持枠３３を固定し得る構造にな
っている。なお、本実施例では、図２の第１実施例のベ
ース３１および第２調整装置３２を備えていない。
【００３２】上記構成による調整方法について説明す
る。図５（ａ）のナイフエッジ１１０を矢印Ｂ方向に移
動させながら、受光素子１i のアドレスに対するエッジ
位置の検出誤差（図８参照）を測定し、その測定結果に
基づいて、角度収差θi を求める。この測定の結果、角
度収差θi が全体に「＋」側に偏っていたとする。この
場合には、調整装置３４Ａを操作することで、図５
（ｂ）に示すように、レンズ支持枠３３と共にコリメー
タレンズ系１０３を時計回りに回転させる。これによ
り、コリメータレンズ系１０３の両端部から出射される
光Ｌ１3 ，Ｌ１4 は、その出射方向が変化し、一次元イ
メージセンサ１の受光面１ａに垂直に入射する。一方、
コリメータレンズ系１０３の中央部を通る光Ｌ１0 は、
コリメータレンズ系１０３の略中心を通るので、その出
射方向は差程変化せず、そのため、やはり、一次元イメ
ージセンサ１の受光面１ａに垂直に入射する。したがっ
て、角度収差θi が所定の波形に近づくので、角度収差
θi を小さくすることができる。なお、その他の構成
は、第１実施例と同様であり、同一部分または相当部分
に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
る。図５（ａ）のナイフエッジ１１０を矢印Ｂ方向に移
動させながら、受光素子１i のアドレスに対するエッジ
位置の検出誤差（図８参照）を測定し、その測定結果に
基づいて、角度収差θi を求める。この測定の結果、角
度収差θi が全体に「＋」側に偏っていたとする。この
場合には、調整装置３４Ａを操作することで、図５
（ｂ）に示すように、レンズ支持枠３３と共にコリメー
タレンズ系１０３を時計回りに回転させる。これによ
り、コリメータレンズ系１０３の両端部から出射される
光Ｌ１3 ，Ｌ１4 は、その出射方向が変化し、一次元イ
メージセンサ１の受光面１ａに垂直に入射する。一方、
コリメータレンズ系１０３の中央部を通る光Ｌ１0 は、
コリメータレンズ系１０３の略中心を通るので、その出
射方向は差程変化せず、そのため、やはり、一次元イメ
ージセンサ１の受光面１ａに垂直に入射する。したがっ
て、角度収差θi が所定の波形に近づくので、角度収差
θi を小さくすることができる。なお、その他の構成
は、第１実施例と同様であり、同一部分または相当部分
に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３３】ところで、上記各実施例では、説明を簡略
化するために、光源１００の位置を光軸方向に調整する
調整装置を図示していないが、本発明では、光源１００
を焦点に配設するために、かかる調整装置を必要に応じ
て設ける。
化するために、光源１００の位置を光軸方向に調整する
調整装置を図示していないが、本発明では、光源１００
を焦点に配設するために、かかる調整装置を必要に応じ
て設ける。
【００３４】また、上記実施例では、コリメータレンズ
系１０３が２枚のレンズ１０１，１０２で構成されてい
る場合について説明したが、レンズが３枚以上の場合で
あっても、偏心量の大きい２枚のレンズに着目して、角
度収差をある程度小さくすることができるから、本発明
に含まれる。また、コリメータレンズ系１０３が１枚の
レンズで構成されている場合にも、角度収差に起因する
測定誤差が生じることがあり、したがって、この場合も
本発明を適用して、角度収差を小さくすることができ
る。
系１０３が２枚のレンズ１０１，１０２で構成されてい
る場合について説明したが、レンズが３枚以上の場合で
あっても、偏心量の大きい２枚のレンズに着目して、角
度収差をある程度小さくすることができるから、本発明
に含まれる。また、コリメータレンズ系１０３が１枚の
レンズで構成されている場合にも、角度収差に起因する
測定誤差が生じることがあり、したがって、この場合も
本発明を適用して、角度収差を小さくすることができ
る。
【００３５】また、上記実施例では透過型の寸法測定装
置について説明したが、本発明は対象物からの反射光を
一次元イメージセンサに受光させる反射型の寸法測定装
置についても適用し得る。また、対象物間の距離や位置
だけでなく、対象物における特定の部分の寸法測定につ
いても適用し得ることはいうまでもない。さらに、受光
素子としてはＣＣＤにかぎらずＰＤなどでもよい。
置について説明したが、本発明は対象物からの反射光を
一次元イメージセンサに受光させる反射型の寸法測定装
置についても適用し得る。また、対象物間の距離や位置
だけでなく、対象物における特定の部分の寸法測定につ
いても適用し得ることはいうまでもない。さらに、受光
素子としてはＣＣＤにかぎらずＰＤなどでもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、実際のもしくは仮想上の光源の位置とレンズの
光軸との相対位置を調整する第１調整装置と、コリメー
タレンズ系と光源の相対位置を変えることなくコリメー
タレンズ系の回転角度位置を調整することでコリメータ
レンズ系から出射される光の方向を調整する第２調整装
置とを備えているから、複数のレンズが互いに偏心して
いても、光源の位置および平行光の出射方向を調整する
ことで、角度収差を小さくすることができる。したがっ
て、簡単な構造で、測定誤差を小さくすることができ
る。
よれば、実際のもしくは仮想上の光源の位置とレンズの
光軸との相対位置を調整する第１調整装置と、コリメー
タレンズ系と光源の相対位置を変えることなくコリメー
タレンズ系の回転角度位置を調整することでコリメータ
レンズ系から出射される光の方向を調整する第２調整装
置とを備えているから、複数のレンズが互いに偏心して
いても、光源の位置および平行光の出射方向を調整する
ことで、角度収差を小さくすることができる。したがっ
て、簡単な構造で、測定誤差を小さくすることができ
る。
【００３７】また、ミラーとレンズをベースに取り付け
て、ベースを回転させることで、コリメータレンズ系か
ら出射される平行光の方向を調整すれば、ミラーとコリ
メータレンズ系を一体に同一角度回転させることができ
るから、調整が容易になる。
て、ベースを回転させることで、コリメータレンズ系か
ら出射される平行光の方向を調整すれば、ミラーとコリ
メータレンズ系を一体に同一角度回転させることができ
るから、調整が容易になる。
【００３８】一方、請求項４の発明によれば、光源の位
置を変えることなく、コリメータレンズ系の回転角度位
置を調整することで、コリメータレンズ系から出射され
る光の角度収差を調整する調整装置を設けたので、簡単
な構造で、測定誤差を小さくすることができる。
置を変えることなく、コリメータレンズ系の回転角度位
置を調整することで、コリメータレンズ系から出射され
る光の角度収差を調整する調整装置を設けたので、簡単
な構造で、測定誤差を小さくすることができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる寸法測定装置の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】角度収差の調整方法を示す概念図である。
【図３】第２実施例の要部を示す投光装置の概略構成図
である。
である。
【図４】本発明の原理を説明するための概念図である。
【図５】第３実施例の要部を示す寸法測定装置の概略構
成図である。
成図である。
【図６】従来の寸法測定装置を示す概略構成図である。
【図７】エッジ位置の検出誤差の測定方法を示す概念図
である。
である。
【図８】エッジ位置の検出誤差を示す特性図である。
【図９】レンズの偏心と角度収差との関係を示す図であ
る。
る。
１i ：受光素子 ３１：ベース ３２，３２Ａ：第１調整装置 ３４：第２調整装置 ３４Ａ：調整装置 １００：実際の光源 Ｌｓ：仮想上の光源の位置 １０１，１０２：レンズ １０３：コリメータレンズ系 Ｌ１：光 Ｓ：光軸
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの光をコリメータレンズ系を通
して対象物に照射し、その透過光または反射光を受光素
子に受光させ、受光素子からの出力に基づいて測定を行
う測定装置において、 実際のもしくは仮想上の光源の位置とレンズの光軸との
相対位置を調整する第１調整装置と、 上記コリメータレンズ系と光源との相対位置を変えるこ
となく上記コリメータレンズ系の回転角度位置を調整す
ることでコリメータレンズ系から出射される光の方向を
調整する第２調整装置とを備えている測定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記第１調整装置
は、実際の光源からの光を上記コリメータレンズ系に向
かって反射させるミラーの回転角度位置を調整可能とす
る測定装置。 - 【請求項３】 請求項２において、上記ミラーとレンズ
を取り付ける回転自在なベースを有し、第２調整装置は
上記ベースを回転させることにより上記コリメータレン
ズ系から出射される光の方向を調整する測定装置。 - 【請求項４】 光源からの光をコリメータレンズ系を通
して対象物に照射し、その透過光または反射光を受光素
子に受光させ、受光素子からの出力に基づいて測定を行
う測定装置において、 上記光源の位置を変えることなく上記コリメータレンズ
系の回転角度位置を調整することでコリメータレンズ系
から出射される光の角度収差を調整する調整装置を備え
ている測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5307394A JPH07234108A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5307394A JPH07234108A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234108A true JPH07234108A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12932642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5307394A Pending JPH07234108A (ja) | 1994-02-24 | 1994-02-24 | 測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07234108A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216197A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Yamatake Corp | エッジ検出装置及びその光束調整方法 |
| JP2015509184A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-03-26 | ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドＨｅｐｔａｇｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． | 光電子モジュールおよびそれを備える装置 |
| JP2022049881A (ja) * | 2020-09-17 | 2022-03-30 | 株式会社東芝 | 光学装置 |
| CN114951006A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 广东高景太阳能科技有限公司 | 一种硅片分选机的组件调整方法、装置和设备 |
-
1994
- 1994-02-24 JP JP5307394A patent/JPH07234108A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216197A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Yamatake Corp | エッジ検出装置及びその光束調整方法 |
| JP2015509184A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-03-26 | ヘプタゴン・マイクロ・オプティクス・プライベート・リミテッドＨｅｐｔａｇｏｎ Ｍｉｃｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． | 光電子モジュールおよびそれを備える装置 |
| JP2022049881A (ja) * | 2020-09-17 | 2022-03-30 | 株式会社東芝 | 光学装置 |
| CN114951006A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-08-30 | 广东高景太阳能科技有限公司 | 一种硅片分选机的组件调整方法、装置和设备 |
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