光学位移计制造技术

提供一种光学位移计，其能够在防止制造成本增加的同时高效地测量测量对象的轮廓。来自测量对象的反射光由受光单元(121)中的沿X2方向配置的多个像素列接收，并且输出多个受光量分布。峰检测单元(1)针对各像素列基于这多个受光量分布来检测Z2方向上的受光量的一个或多个峰候选位置。从针对各像素列所检测到的峰候选位置中基于与同该像素列相邻的其它像素列的峰位置的相对位置关系来选择对轮廓所要采用的峰位置，并且轮廓生成单元(3)基于所选择的峰位置来生成用于指示轮廓的轮廓数据。

Optical displacement meter

【技术实现步骤摘要】
光学位移计
本专利技术涉及通过三角测量法来检测测量对象的位移的光学位移计。
技术介绍
在使用光切法的光学位移计中，从光投射单元利用具有线状截面的带状光照射测量对象(以下称为工件)，并且反射光被二维的受光元件接收。基于受光元件所获得的受光量分布的峰的位置来测量工件的轮廓。这里，照射到工件上的光在工件的表面上可能发生多重反射。在这种情况下，由于因多重反射后的光入射到受光元件上而导致在受光量分布中出现多个峰，因此不能测量工件的准确轮廓。在来自除光投射单元以外的部分的光(干扰光)入射到受光元件上的情况下、或者在从工件的除测量目标部分以外的部分反射的光入射到受光元件上的情况下，发生相同的问题。在日本特开2012-127887所述的光学位移计中，利用在彼此垂直的方向上偏振的第一光和第二光顺次照射工件。从工件反射的第一光和第二光被受光元件接收，并且生成指示第一光和第二光的受光量分布的第一波形数据和第二波形数据。基于第一波形数据和第二波形数据之间的彼此对应的峰的比来从第一波形数据和第二波形数据中选择一个峰。基于所选择的峰的位置来测量工件的轮廓。根据日本特开2012-127887所述的光学位移计，可以从受光量分布中的多个峰中选择由于在工件的表面上仅反射一次的光而产生的峰。然而，由于在光学位移计中需要设置用于发射在彼此垂直的方向上偏振的光的两个光投射元件，因此导致光学位移计的制造成本增加。另外，由于需要获取第一波形数据和第二波形数据并且需要对这些波形数据进行计算，因此不能高效地测量工件的轮廓。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是提供能够在防止制造成本增加的同时高效地测量测量对象的轮廓的光学位移计。(1)根据本专利技术的光学位移计是一种光学位移计，其使用光切法，所述光学位移计用于对测量对象的轮廓进行测量，所述光学位移计包括：光投射单元，用于利用沿第一方向扩散的狭缝光或者沿所述第一方向扫描的点光来照射所述测量对象；受光单元，其包括沿所述第一方向和与所述第一方向相交的第二方向配置的多个像素，并且用于接收来自所述测量对象沿所述第一方向的各位置的反射光、并输出受光量分布；峰检测单元，用于基于从沿所述第一方向配置的多个像素列分别输出的多个受光量分布，针对各像素列来检测受光量在所述第二方向上的一个或多个峰候选位置；以及轮廓生成单元，用于从所述峰检测单元针对各像素列所检测到的峰候选位置中，基于与同该像素列相邻的其它像素列的峰位置的相对位置关系来选择对所述轮廓所要采用的峰位置，并且基于所选择的峰位置来生成用于指示所述轮廓的轮廓数据。在该光学位移计中，利用光投射单元扫描沿第一方向扩散的狭缝光或沿第一方向的点光，并将该狭缝光或点光照射到测量对象上。来自测量对象的反射光由受光单元中的沿第一方向配置的多个像素列接收，并且输出受光量分布。在各像素列中，多个像素沿第二方向配置。峰检测单元基于从多个像素列输出的多个受光量分布，针对各像素列来检测一个或多个受光量在第二方向上的峰候选位置。基于与相邻的其它像素列的峰位置的相对位置关系来从所检测到的峰候选位置中选择对轮廓所要采用的峰位置，并且轮廓生成单元基于所选择的峰位置来生成指示轮廓的轮廓数据。利用该结构，即使在与任何像素列相对应的受光量分布中检测到多个峰候选位置的情况下，也针对各像素列基于与其它像素列的峰位置的相对位置关系来选择对轮廓所要采用的峰位置。在这种情况下，无需在光学位移计中设置具有不同偏振方向的多个光投射元件。此外，无需针对各像素列获取多个受光量分布，因此无需对多个受光量分布进行计算。结果，可以在防止制造成本的增加的同时高效地测量测量对象的轮廓。(2)所述光学位移计还可以包括：切换单元，用于使所述轮廓生成单元的操作模式在第一操作模式和第二操作模式之间切换。在所述第一操作模式中，在所述峰检测单元检测到与任意像素列相对应的受光量分布中的多个峰候选位置的情况下，所述轮廓生成单元可以基于所述第一方向上至少与同该像素列相邻的像素列相对应的受光量分布中的峰候选位置和所检测到的多个峰候选位置之间的连续性，从多个峰候选位置中选择所述轮廓中所要采用的峰位置。在所述第二操作模式中，在所述峰检测单元在与像素列相对应的受光量分布中检测到多个峰候选位置的情况下，所述轮廓生成单元可以基于预设条件从多个峰候选位置中选择对所述轮廓所要采用的峰位置。在测量对象的一些形状中，基于预设条件所选择的峰位置可以与测量对象的表面的位置一致。在这种情况下，可以通过选择第二操作模式来更高效地测量测量对象的轮廓。(3)所述预设条件可以包括如下的条件：从各受光量分布中的多个峰候选位置中选择具有最大受光量的峰候选位置作为对所述轮廓所要采用的峰位置。利用该结构，在具有最大受光量的峰候选位置与测量对象的表面的位置一致的情况下，可以通过选择第二操作模式来更高效地测量测量对象的轮廓。(4)所述预设条件还可以包括如下的条件：从各受光量分布中的多个峰候选位置中选择离所述第二方向上的一端或另一端最近的峰候选位置作为对所述轮廓所要采用的峰位置。利用该结构，在离第二方向上的一端或另一端最近的峰候选位置与测量对象的表面的位置一致的情况下，可以通过选择第二操作模式来更高效地测量测量对象的轮廓。(5)所述光学位移计还可以包括：参数获取单元，用于获取用于指示所述峰检测单元所检测到的峰候选位置中的峰的模式的参数。所述轮廓生成单元可以基于所述参数获取单元所获取到的参数，从各受光量分布中的多个峰候选位置中选择对所述轮廓所要采用的峰位置。在这种情况下，基于使用第一方向上的多个像素列的峰候选位置之间的相对位置关系以及峰的模式的综合判断来选择对轮廓所要采用的峰位置。结果，可以更准确地测量测量对象的轮廓。(6)所述参数获取单元所获取到的参数可以包括峰的受光量或峰的宽度。在这种情况下，可以容易地获取指示峰的模式的参数。(7)所述光学位移计还可以包括：簇生成单元，用于从所述峰检测单元所检测到的多个受光量分布中的多个峰候选位置，生成各自包括一个以上的峰候选位置的多个簇。各簇可以包括以在所述第一方向上彼此相邻的峰候选位置之间的距离等于或小于预定值的方式所选择的一个以上的峰候选位置，以及所述轮廓生成单元可以基于所述簇生成单元生成的各簇中所包括的峰候选位置的数量来判断所述相对位置关系。在这种情况下，可以基于各簇中所包括的峰候选位置的数量来容易地判断相对位置关系。(8)所述光学位移计还可以包括距离计算单元，用于计算与各像素列相对应的受光量分布中的各峰候选位置和在所述第一方向上与同各像素列相邻的像素列相对应的受光量分布中的峰候选位置之间的距离。所述轮廓生成单元可以基于所述距离计算单元所计算出的距离来判断所述相对位置关系。在这种情况下，可以基于相邻的峰候选位置之间的距离来容易地判断相对位置关系。(9)所述光学位移计还可以包括：图案生成单元，用于基于所述峰检测单元所检测到的多个峰候选位置来生成几何图案；以及相关计算单元，用于针对各像素列，计算所述图案生成单元所生成的几何图案和所述峰检测单元所检测到的多个峰候选位置之间的相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学位移计，其使用光切法，所述光学位移计用于对测量对象的轮廓进行测量，所述光学位移计包括：/n光投射单元，用于利用沿第一方向扩散的狭缝光或者沿所述第一方向扫描的点光来照射所述测量对象；/n受光单元，其包括沿所述第一方向和与所述第一方向相交的第二方向配置的多个像素，并且用于接收来自所述测量对象沿所述第一方向的各位置的反射光、并输出受光量分布；/n峰检测单元，用于基于从沿所述第一方向配置的多个像素列分别输出的多个受光量分布，针对各像素列来检测受光量在所述第二方向上的一个或多个峰候选位置；以及/n轮廓生成单元，用于从所述峰检测单元针对各像素列所检测到的峰候选位置中，基于与同该像素列相邻的其它像素列的峰位置的相对位置关系来选择对所述轮廓所要采用的峰位置，并且基于所选择的峰位置来生成用于指示所述轮廓的轮廓数据。/n

【技术特征摘要】
20180813 JP 2018-1524801.一种光学位移计，其使用光切法，所述光学位移计用于对测量对象的轮廓进行测量，所述光学位移计包括：
光投射单元，用于利用沿第一方向扩散的狭缝光或者沿所述第一方向扫描的点光来照射所述测量对象；
受光单元，其包括沿所述第一方向和与所述第一方向相交的第二方向配置的多个像素，并且用于接收来自所述测量对象沿所述第一方向的各位置的反射光、并输出受光量分布；
峰检测单元，用于基于从沿所述第一方向配置的多个像素列分别输出的多个受光量分布，针对各像素列来检测受光量在所述第二方向上的一个或多个峰候选位置；以及
轮廓生成单元，用于从所述峰检测单元针对各像素列所检测到的峰候选位置中，基于与同该像素列相邻的其它像素列的峰位置的相对位置关系来选择对所述轮廓所要采用的峰位置，并且基于所选择的峰位置来生成用于指示所述轮廓的轮廓数据。


2.根据权利要求1所述的光学位移计，还包括：
切换单元，用于使所述轮廓生成单元的操作模式在第一操作模式和第二操作模式之间切换，
其中，在所述第一操作模式中，在所述峰检测单元检测到与任意像素列相对应的受光量分布中的多个峰候选位置的情况下，所述轮廓生成单元基于所述第一方向上至少与同该像素列相邻的像素列相对应的受光量分布中的峰候选位置和所检测到的多个峰候选位置之间的连续性，从多个峰候选位置中选择所述轮廓中所要采用的峰位置，以及
在所述第二操作模式中，在所述峰检测单元在与任意像素列相对应的受光量分布中检测到多个峰候选位置的情况下，所述轮廓生成单元基于预设条件从多个峰候选位置中选择对所述轮廓所要采用的峰位置。


3.根据权利要求2所述的光学位移计，其中，
所述预设条件包括如下的条件：从各受光量分布中的多个峰候选位置中选择具有最大受光量的峰候选位置作为对所述轮廓所要采用的峰位置。


4.根据权利要求2所述的光学位移计，其中，
所述预设条件还包括如下的条件：从各受光量分布中的多个峰候选位置中选择离所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：土田佳孝，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：日本;JP