[发明专利]光学位移计

说明书

本发明涉及光学位移计。目的是在抑制U方向上的测量精度的下降的同时加速V方向上的读取。提供用于基于三角测量原理来测量沿Y方向输送的测量对象的X‑Z截面的轮廓的光切法的光学位移计。光源利用在X方向上具有宽度的狭缝光照射测量对象。图像传感器接收来自测量对象的反射光，具有沿与X方向相对应的U方向和与Z方向相对应的V方向二维排列的多个像素，并输出多个像素对反射光的光接收量。检测单元针对沿U方向排列的多个像素列各自将作为光接收量的峰的V方向上的像素的位置检测为峰位置。生成单元根据U方向上的多个像素列的各位置和V方向上的峰位置生成X‑Z截面的轮廓。图像传感器的V方向上的分辨率低于图像传感器的U方向上的分辨率。

技术领域

本发明涉及光学位移计。

背景技术

为了测量由输送机沿Y方向输送的测量对象(工件)的Z方向上的高度，提出了光切法的光学位移计(日本特开2008-096125、日本特开2012-103266)。

与Y方向和Z方向垂直的方向是X方向，并且将工件放置在XY平面上。光学位移计利用在X方向上具有宽度的狭缝光照射工件，并且利用二维排列的图像传感器接收来自工件的反射光。狭缝光的光投射方向和图像传感器的光接收方向是倾斜的，并且根据三角测量的原理来计算工件的高度。这样的光切法的光学位移计可以一次获取工件的X-Z截面的外形(轮廓)。通过在沿Y方向上输送工件的同时重复进行摄像，获取到Y方向上的不同位置处的轮廓。此外，从多个轮廓获得表示工件的三维形状的数据。

发明内容

图像传感器中所包括的多个像素配置在UV平面上。图像传感器的U方向对应于工件的X方向。图像传感器的V方向对应于工件的Z方向。简言之，反射光沿V方向入射的像素的位置表示工件在Z方向上的高度。

为了增加每单位时间可以测量的工件的数量，需要提高输送机的输送速度。此外，需要加快从图像传感器中所包括的所有像素读取测量结果的时间。

作为用于图像传感器的高速读取技术，存在被称为合并(binning)的方法。在合并时，通过将n×n个像素组视为一个区块(lump)，可以一次读取通过合成n×n个像素组所获得的测量结果。然而，在这样的合并中，U方向和V方向这两者上的测量精度都下降到1/n，因此在需要高测量精度的光切法的光学位移计中不能采用该合并。因此，本发明的目的是在光切法的光学位移计中在抑制U方向上的测量精度的下降的同时加快V方向上的读取。

本发明例如提供一种光切法的光学位移计，用于基于三角测量的原理来测量沿Y方向输送的测量对象的X-Z截面的轮廓，所述光学位移计包括：光源，用于利用在X方向上具有宽度的狭缝光来照射所述测量对象；图像传感器，用于接收来自所述测量对象的反射光，所述图像传感器具有沿与所述X方向相对应的U方向和与Z方向相对应的V方向二维排列的多个像素并且输出所述多个像素对所述反射光的光接收量；检测单元，用于针对沿所述U方向排列的多个像素列中的各像素列，将作为所述光接收量的峰的所述V方向上的像素的位置检测为峰位置；以及生成单元，用于根据所述U方向上的所述多个像素列的各位置和所述V方向上的所述峰位置来生成所述X-Z截面的轮廓，其中，所述图像传感器在执行合并以使所述V方向上的分辨率低于所述U方向上的分辨率之后，输出光接收量。

根据本发明，可以在不存在U方向上的测量精度的下降的情况下加快V方向上的读取。

附图说明

图1是说明光学位移计的图；

图2是说明三角测量的原理的图；

图3是说明轮廓的测量的图；

图4是说明光学位移计中所包括的功能的图；

图5A～5D是用于说明合并和像素块的形状的图；

图6是说明用于检测峰位置的方法的图；

图7是说明用于检测峰位置的方法的图；