特許ウォッチ

公開番号2024130262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039889
出願日2023-03-14
発明の名称位置計測装置、位置計測方法
出願人オムロン株式会社
代理人個人
主分類G01B 11/24 20060101AFI20240920BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物の計測の確実性を向上させることができる位置計測装置を提供する。
【解決手段】位置計測装置(100)は、出射部(133a)に対して入射部(133b)が第1方向側に位置する3Dセンサ(133)と、ステージ制御部(168)と、高さ計測部(164)と、を備え、前記ステージ制御部は、対象物(OB)を回転させることにより、(i)第1凹部(211)が、第1凸部(201)から第1方向の反対側に位置せず、かつ、第2凹部(212)が、前記第1凸部から第1方向の反対側に位置する第1状態と、(ii)前記第2凹部が、前記第1凸部から第1方向の反対側に位置しない第2状態と、の間で切り替え、高さ計測部は、前記第1状態で、前記第1凹部の高さ分布を計測し、前記第2状態で前記第2凹部の高さ分布を計測する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサと、
対象物を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部を制御する回転制御部と、
前記測距センサの検知結果に基づき前記対象物の高さ分布を計測する計測部と、を備え、
前記回転制御部は、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、
前記計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する、位置計測装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第２凸部との間に位置し、
前記第２凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第３凸部との間に位置し、
前記第１凸部と前記第２凸部とが並ぶ方向と、前記第１凸部と前記第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なる、請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項３】
前記第２状態において、前記第２凹部は、前記第１凸部から第１方向側に位置しない、請求項２に記載の位置計測装置。
【請求項４】
前記測距センサを所定の方向に駆動するセンサ駆動部と、
前記センサ駆動部を制御する駆動軸制御部と、をさらに備え、
前記第１状態において、前記回転制御部は前記対象物を回転させ、その間、前記計測部は前記第１凹部の高さ分布を計測し、
前記第２状態において、前記駆動軸制御部は前記測距センサを移動させ、その間、前記計測部は、前記第２凹部の高さ分布を計測する、請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記第１凹部の高さ分布と、前記第２凹部の高さ分布とを合成し、前記対象物の高さ分布を生成する、請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項６】
前記出射部からの出射光の光軸と、前記回転駆動部の回転軸とは平行である、請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項７】
出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサにより対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替える切替ステップと、
前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測する第１計測ステップと、
前記第２状態で、前記第２凹部の高さ分布を計測する第２計測ステップと、を含む、位置計測方法。
【請求項８】
請求項１に記載の位置計測装置としてコンピュータを機能させるための位置計測プログラムであって、前記回転制御部、および前記計測部としてコンピュータを機能させるための位置計測プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置および位置計測方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、測距センサにより対象物の形状を計測する技術が知られている。特に、対象物を回転ステージに載置し、回転ステージを回転させることにより、対象物の表面全体の形状を測定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、測定アセンブリを３軸駆動し、測定対象の歯車ワークピースを回転させて、歯車ワークピースの表面形状を測定することが開示されている。特許文献２には、測定対象物の測定装置への干渉を考慮しつつ測定対象物を回転させて、測定対象物の立体形状を測定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１０５８４７号公報
特開２０２１－０２５９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
測距センサから出射光が出射する出射部と測距センサに対象物からの反射光が入射する入射部とが異なる位置に設けられる場合、対象物の凸部の陰になる箇所を計測できない可能性がある。上述した特許文献１，２は、このような対象物の凸部の陰になる箇所を計測するための技術を開示しない。
【０００５】
本発明の一態様は、対象物の計測の確実性を向上させる位置計測装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置計測装置は、出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサと、対象物を回転させる回転駆動部と、前記回転駆動部を制御する回転制御部と、前記測距センサの検知結果に基づき前記対象物の高さ分布を計測する計測部と、を備え、前記回転制御部は、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、前記計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する。
【０００７】
第１状態において、第１凸部に隣接する第２凹部は、第１凸部から第１方向の反対側に位置する。そのため、第１状態において、出射部から出射されたレーザ光の第２凹部からの反射光は、第１凸部に遮られ入射部まで到達しない。すなわち、第１状態において、第２凹部は、第１凸部の陰になる。したがって、第１状態での測距センサによる計測では、第２凹部の高さ分布を計測することができない。
【０００８】
上記の構成によれば、回転制御部は、第２凹部が、第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態となるように、対象物を回転させる。そして、計測部は、第２状態で第２凹部の高さ分布を計測する。これにより、第１状態において第１凸部の陰になる第２凹部の高さ分布を、第２状態において計測することができる。したがって、第１状態および第２状態の対象物を計測することで、対象物の計測の確実性を向上させることができる。
【０００９】
また、前記第１凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第２凸部との間に位置し、前記第２凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第３凸部との間に位置し、前記第１凸部と前記第２凸部とが並ぶ方向と、前記第１凸部と前記第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なってもよい。
【００１０】
上記の構成によれば、第１凸部と第２凸部とが並ぶ方向と、第１凸部と第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なる。そのため、第１状態において第２凹部が第１凸部の陰になる場合、第１凹部は第１凸部の陰にならない。また、仮に第２状態において第１凹部が第１凸部の陰になる場合であっても、第２凹部は第１凸部の陰にならない。したがって、第１状態および第２状態の対象物を計測することで、対象物の高さ分布を網羅的に計測できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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