(57)【要約】【課題】簡単な構成で、多様な走査パターンの測定用光によって測定対象を走査して測定できるようにすること。【解決手段】対向配設された円柱型ウエッジプリズム６、７は、光軸３０に沿って設けられた貫通穴１１、１４を有し、光源２からの測定用光３１を貫通穴１１、１４を通して基準測定用光３２として測定対象２０側に出力すると共に貫通穴１１、１４以外の部分を通して走査測定用光３３として測定対象２０側に出力する。円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方を、光軸３０を中心に相対的に回転したり、光軸３０に沿って移動させて相対距離を変えることによって、測定対象２０を多様な走査パターンの走査測定用光３３によって走査し、光検出素子１８によって検出した基準測定用光３４と走査測定用光３５に基づいて測定対象２０の形状等を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って設けられた貫通穴を有すると共に相互に斜面側が対向して配設された１対の円柱型ウエッジプリズムを備え、
前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は、前記光軸を中心として回転可能に配設されて成ることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
入射光を第１光と第２光に分割する光分割手段を備え、
前記第１光は、一方の前記円柱型ウエッジプリズムの底面側からその貫通穴を通った後、他方の前記ウエッジプリズムの貫通穴を通って出力され、
前記第２光は、前記一方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通った後、前記他方のウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通って出力されることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は前記光軸に沿って移動可能に配設されて成り、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの相対的な距離が可変であることを特徴とする請求項１又は２記載の光学装置。
【請求項４】
測定用光を出力する光源と、
光軸に沿って設けられた貫通穴を有し相互に斜面側が対向して配設され、前記光源からの測定用光を前記貫通穴を通して基準測定用光として測定対象側に出力すると共に前記貫通穴以外の部分を通して走査測定用光として前記測定対象側に出力する１対の円柱型ウエッジプリズムと、
前記測定対象で反射した前記基準測定用光と走査測定用光を検出する光検出手段と、
前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方を、前記光軸を中心として回転駆動する回転駆動手段と、
前記光検出手段によって検出した前記基準測定用光と走査測定用光に基づいて前記測定対象についての長さに関する特性を算出する算出手段とを備えて成ることを特徴とする光学式測定システム。
【請求項５】
前記光源からの測定用光を前記基準測定用光と前記走査測定用光に分割する光分割手段を備え、
前記基準測定用光は、一方の前記円柱型ウエッジプリズムの底面側からその貫通穴を通った後、他方の前記ウエッジプリズムの貫通穴を通って前記測定対象側に出力され、
前記走査側用光は、前記一方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通った後、前記他方のウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通って前記測定対象側に出力されることを特徴とする請求項４記載の光学式測定システム。
【請求項６】
前記基準測定用光は前記１対の円柱型ウエッジプリズムと干渉することなく前記１対の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴を通して前記測定対象に照射され、前記走査測定用光は前記１方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分、自由空間及び前記他方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通過する過程で各々の位置関係によって決まる屈折により偏向されて前記他方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分から前記測定対象側に出力されることを特徴とする請求項５記載の光学式測定システム。
【請求項７】
前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は前記光軸に沿って移動可能に配設されて成り、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの相対的な距離が可変であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一に記載の光学式測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多様なパターンで光を出力する光学装置及び測定用光に基づいて測定対象の形状等を測定する光学式測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体レーザ等の光源から発生した測定用光を測定対象に照射し、測定対象物で反射した前記測定用光を検出することによって、所定位置から測定対象物の測定対象位置までの距離や前記測定対象物の３次元形状等を測定するようにした光学式測定システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
従来の光学式測定システムは、測定対象を測定用光によって走査するために、光源で発生した測定用光を測定対象側に反射するための反射ミラー等を備えている。前記反射ミラー等を駆動するために直交する２軸方向に駆動する複数のモータや駆動機構を使用し、前記複数のモータを所定量ずつ回転駆動することにより、前記反射ミラーの光反射面が種々の方向に偏向するように制御し、これによって、光源からの測定用光によって測定対象を走査するように構成している。
【０００３】
このように、反射ミラーを偏向制御するために直交する２軸方向に駆動する複数のモータや駆動機構が必要になり又、測定用光が走査方向に進むように前記モータの回転量を制御するための複雑な制御手段が必要となため、構成が極めて複雑になるという問題がある。また、複数のモータを直交する方向に駆動するように制御するため、制御手段による制御が複雑になるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９０８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、簡単な構成で、多様なパターンの光を出力可能な光学装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、簡単な構成で、多様な走査パターンの測定用光によって測定対象を走査して測定できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、光軸に沿って設けられた貫通穴を有すると共に相互に斜面側が対向して配設された１対の円柱型ウエッジプリズムを備え、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は、前記光軸を中心として回転可能に配設されて成ることを特徴とする光学装置が提供される。
１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方を、光軸を中心として回転させることにより、多様な光を出力させる。
【０００７】
ここで、入射光を第１光と第２光に分割する光分割手段を備え、前記第１光は、一方の前記円柱型ウエッジプリズムの底面側からその貫通穴を通った後、他方の前記ウエッジプリズムの貫通穴を通って出力され、前記第２光は、前記一方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通った後、前記他方のウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通って出力されるように構成してもよい。
また、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は前記光軸に沿って移動可能に配設されて成り、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの相対的な距離が可変であるように構成してもよい。
【０００８】
また、本発明によれば、測定用光を出力する光源と、光軸に沿って設けられた貫通穴を有し相互に斜面側が対向して配設され、前記光源からの測定用光を前記貫通穴を通して基準測定用光として測定対象側に出力すると共に前記貫通穴以外の部分を通して走査測定用光として前記測定対象側に出力する１対の円柱型ウエッジプリズムと、前記測定対象で反射した前記基準測定用光と走査測定用光を検出する光検出手段と、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方を、前記光軸を中心として回転駆動する回転駆動手段と、前記光検出手段によって検出した前記基準測定用光と走査測定用光に基づいて前記測定対象についての長さに関する特性を算出する算出手段とを備えて成ることを特徴とする光学式測定システムが提供される。
【０００９】
回転駆動手段は、１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方を、光軸を中心として回転駆動し、光源からの基準測定用光及び走査測定用光を測定対象側に出力する。光検出手段は、前記測定対象で反射した前記基準測定用光と走査測定用光を検出する。算出手段は、前記光検出手段によって検出した前記基準測定用光と走査測定用光に基づいて前記測定対象についての長さに関する特性を算出する。
【００１０】
ここで、前記光源からの測定用光を前記基準測定用光と前記走査測定用光に分割する光分割手段を備え、前記基準測定用光は、一方の前記円柱型ウエッジプリズムの底面側からその貫通穴を通った後、他方の前記ウエッジプリズムの貫通穴を通って前記測定対象側に出力され、前記走査側用光は、前記一方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通った後、前記他方のウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通って前記測定対象側に出力されるように構成してもよい。
【００１１】
また、前記基準測定用光は前記１対の円柱型ウエッジプリズムと干渉することなく前記１対の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴を通して前記測定対象に照射され、前記走査測定用光は前記１方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分、自由空間及び前記他方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分を通過する過程で各々の位置関係によって決まる屈折により偏向されて前記他方の円柱型ウエッジプリズムの貫通穴以外の部分から前記測定対象側に出力されるように構成してもよい。
また、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの少なくとも一方は前記光軸に沿って移動可能に配設されて成り、前記１対の円柱型ウエッジプリズムの相対的な距離が可変であるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る光学装置によれば、簡単な構成で、多様なパターンの光を出力することが可能になる。多様なパターンで高速走査が可能になるという効果を奏する。
また、本発明に係る光学式測定システムによれば、簡単な構成で、多様な走査パターンの測定用光によって測定対象を走査して測定することが可能になる。また、測定対象を高速測定することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る光学式測定システム、及び、前記光学式測定システムに使用する、入射光を多様な形態に変換して出力可能な光学装置について説明する。尚、以下の説明で使用する各図において、同一部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係る光学装置を使用した光学式測定システムの構成を示す概略図である。
図１において、光学式測定システム１は、レーザやＬＥＤ等によって構成され測定対象２０を測定するための測定用光３１を出力する光源２、測定用光３１による走査機能を有する投光部３、測定対象２０によって反射した測定用光３４、３５を検出する受光部４、光源２、投光部３及び受光部４を制御する制御装置２１及びコンピュータ２２を備えている。
【００１４】
投光部３は、光源２からの測定用光３１（例えば、レーザビーム）を測定の基準となる原点Ｏを通して測定対象２０の基準位置Ｐ１を照射する基準測定用光３２と測定対象２０の測定対象位置Ｐ２を走査する走査測定用光３３との２つに分割して出力する光分割部５、光軸３０と同軸に配設されその中心軸に沿って貫通穴１１を有する第１円柱型ウエッジプリズム６、第１円柱型ウエッジプリズム６と同形に構成され光軸３０と同軸に配設された貫通穴１４を有すると共に第１円柱型ウエッジプリズム６に対向するように配設された第２円柱型ウエッジプリズム７を備えている。投光部３は光学装置を構成している。
【００１５】
光分割部５は、光源２からの測定用光３１を基準測定用光３２と走査測定用光３３の２つに分割するビームスプリッタ１０と、ビームスプリッタ１０からの走査測定用光３２を第１円柱型ウエッジプリズム６方向に反射する反射部２５とを一体的に備えている。
第１円柱型ウエッジプリズム６と第２円柱型ウエッジプリズム７の少なくとも一方は、光軸３０を中心として回転可能に配設されている。また、ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方は、光軸３０に沿って移動可能に配設されている。
【００１６】
また、投光部３は、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７を各々光軸３０を中心に回転駆動するモータ８、９を備えている。これにより、１対の円柱型ウエッジプリズム（第１円柱型ウエッジプリズム６及び第２円柱型ウエッジプリズム７）の少なくとも一方は、光軸３０を中心として回転可能に配設されている。１対の円柱型ウエッジプリズム６、７を光軸３０を中心として相対的に回転させることにより、円形状の走査パターンが得られる。
【００１７】
また、投光部３は、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方を光軸３０に沿って直線状に移動させる光軸方向駆動部２６を備えている。これにより、１対の円柱型ウエッジプリズム６、７の相対的な距離が可変に構成されている。１対の円柱型ウエッジプリズム６、７間の距離を光軸３０に沿って変えることにより、直線状の走査パターンが得られる。
１対の円柱型ウエッジプリズム６、７を光軸３０を中心として相対的に回転させると共に、それらの間の距離を光軸３０に沿って変えることにより、種々の態様の走査パターンが得られる。
【００１８】
第１円柱ウエッジプリズム６及び第２円柱型ウエッジプリズム７は、相互に斜面（光軸３０に対して傾斜する面）１３、１６側が対向して配設され、各々、光軸３０に沿って貫通穴１１、１４を有している。第１円柱型ウエッジプリズム６の底面（光軸３０に直交する面）１２は光源２側に向けて配設され、第２円柱型ウエッジプリズム７の底面１５は測定対象２０側に向けて配設されている。
【００１９】
一方の円柱型ウエッジプリズム６の底面１２側に入力した２つ測定用光（基準測定用光３２及び走査測定用光３３）中の一方の測定用光（基準測定用光３２）は、一方の円柱型ウエッジプリズム６の貫通穴１１を通った後、他方のウエッジプリズム７の貫通穴１４を通って基準測定用光３２として測定対象２０側へ出力され、他方の測定用光（走査測定用光３３）は、一方の円柱型ウエッジプリズム６の貫通穴１１以外の部分を通った後、他方のウエッジプリズム７の貫通穴１４以外の部分を通って走査測定用光３３として測定対象２０側へ出力される。
【００２０】
即ち、基準測定用光３２は１対の円柱型ウエッジプリズム６、７と干渉することなく１対の円柱型ウエッジプリズム６、７の貫通穴１１、１４を通して測定対象２０側に照射され、走査測定用光３３は１方の円柱型ウエッジプリズム６の貫通穴１１以外の部分、自由空間及び他方の円柱型ウエッジプリズム７の貫通穴１４以外の部分を通過する過程で各々の位置関係によって決まる屈折によって偏向されて、他方の円柱型ウエッジプリズム７の貫通穴１４以外の部分から測定対象２０側に出力される。
尚、基準測定用光３２は、測定対象の所定点（基準位置Ｐ１）を照射する測定用光であり、前記所定点を照射した状態で固定される。走査測定用光３３は、測定対象２０を走査するための測定用光であり、測定対象の測定対象位置を走査する。測定対象２０の形状測定は、後述するように、基準測定用光３２及び走査測定用光を用いて、既知の３角測距方式によって測定される。
【００２１】
光分割部５のビームスプリッタ１０は、光源２から出力された測定用光３１を、基準測定用光３２と走査測定用光３３に分割する。光分割部５の光反射部２５は走査測定用光３３をウエッジプリズム６の底面１２側に反射する。ここで、光分割部５は、光源２からの測定用光を基準測定用光３２と走査測定用光３３に分割する光分割手段を構成している。
第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７から投光される測定用光は、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７の貫通穴１１、１４を通って測定対象の所定の基準位置Ｐ１を照射する基準測定用光２５と、貫通穴１１、１４以外の部分を通って測定対象２０の測定対象位置Ｐ２を走査して照射する走査測定用光３３とが測定対象２０面上で反射散乱し、戻りの基準測定用光３４、戻りの走査測定用光３５として受光レンズ１７を通過した後、各々、受光部４の光検出素子１８に結像される。
【００２２】
受光部４は、受光レンズ１７及び受光レンズ１７に対向して配設されたＣＭＯＳ光センサアレーあるいはＰＳＤ等の光検出素子１４を備えている。図１には、光検出素子１８の正面図及び側面図を示しており、正面図を表した光検出素子には符号１８を付し、側面図を表した光検出素子には符号１８ａを付している。
尚、モータ８、９は回転駆動手段を構成し、光軸方向駆動部２６は移動駆動手段を構成し、基準測定用光３２、３４は第１光を構成し、走査測定用光３３、３５は第２光を構成している。
【００２３】
走査測定用光３３は、第１、第２ウエッジプリズム６、７の位置関係に応じて偏向し、測定対象２０面上における走査線として光検出素子１８によって認識される。光学式測定システム１は、制御装置２１を経由して、形状算出等のデータ処理や測定パターンの指示入力等を行うコンピュータ２２と接続される。
制御装置２１は、光源２の駆動、光検出素子１８によって検出した基準測定用光３４、走査測定用光３５の測定データを受信するほか、コンピュータ２２の指示に応じた走査軌跡を得るように、第１、第２ウエッジプリズム６、７のモータ８、９や光軸方向駆動部２６を駆動するためのドライバ等を備えている（図示せず）。
【００２４】
コンピュータ２２には、走査線（例えば円状、螺旋状、直線のほかプログラム化されたポイント群など）を決定する基本走査線決定用プログラムが記憶されており、前記プログラムを実行することにより、制御装置２１を介して光学式測定システム１に、測定対象２０の走査態様の指示を行う。また、コンピュータ２２は、光検出素子１８によって検出した基準測定用光３４及び走査測定用光３５のデータを制御装置２１を介して受信し、前記基準測定用光３４及び走査測定用光３５のデータに基づいて測定対象２０の形状等の長さに関する特性の算出処理等を行う。ここで、コンピュータ２２は算出手段、走査パターン入力手段を構成している。
【００２５】
図２は、本発明の実施の形態に係る光学式測定システムの動作を説明するための説明図である。
図３及び図４は、本発明の実施の形態に係る光学式測定システムにおいて、測定対象２０の形状等の算出処理を説明するための説明図である。
図５は、走査測定用光３３によって測定対象２０走査する場合の走査パターンを示す図である。
以下、図１〜図５を用いて、本実施の形態に係る光学装置及び光学式測定システムの動作を説明する。
【００２６】
先ず、コンピュータ２２から走査パターン（例えば、同心円状の走査パターン）を指定すると、制御装置２１は前記走査パターンに応じてモータ８、９及び光軸方向駆動部２６を駆動制御する。モータ８、９は制御装置２１の制御に応答して、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方が、光軸３０を中心として所定速度で回転する。また、走査パターンによっては、光軸駆動部２６が制御装置２１の制御に応答して、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方が光軸３０に沿って移動し、第１、第２円柱型ウエッジプリズム６、７の相対的距離を変える。
【００２７】
これにより、コンピュータ２２が指定した走査パターンが同心円状の走査パターンの場合には、図５（ａ）に示すように、投光部３からは、基準測定用光３２及び基準測定用光３２を中心として時間とともに同心円状の軌跡に沿って変化する走査測定用光３３が出力される。
投光部３からの基準測定用光３２は測定対象の基準位置Ｐ１で反射し、受光レンズ１７を介して、基準測定用光３４として光検出素子１８によって検出される。
また、投光部３からの同心円状の走査測定用光３３は測定対象の測定対象位置Ｐ２で反射し、受光レンズ１７を介して、走査測定用光３５として光検出素子１８によって検出される。
【００２８】
制御装置２１は、前記走査を開始すると同時に、所定タイミングで、光検出素子１８が検出した基準測定用光３４及び走査測定用光３５のデータを、光検出素子１８の端子１９を介して受信し、コンピュータ２２内の記憶手段に順次記憶する。
コンピュータ２２は、制御装置２１を介して受信した基準測定用光３４及び走査測定用光３５のデータに基づいて、測定対象２０の３次元形状等の測定対象２０についての長さに関する特性を算出する。ここで、測定対象２０についての長さに関する特性とは、例えば、測定対象２０の形状、所定位置を基準とする測定対象２０の測定対位置までの距離、所定位置を基準とする測定対象２０のＸＹＺ座標値又は、測定対象２０の加工誤差である。
【００２９】
コンピュータ２２は、公知の３角測距方式を用いて、光検出素子１７が検出した基準測定用光３４及び走査測定用光３５に基づいて、次のようにして測定対象２０の３次元形状等の算出処理を行う。
図２に示すように、水平方向に延在する平面であるπ０平面（水平面）及びπ０平面に垂直な平面であるπ９０平面（垂直面）を定義する。
【００３０】
また、図３に示すように、π９０平面において、走査測定用光３３の延長線及び光軸３０の交点と原点Ｏの距離をｔθ、原点Ｏと測定対象位置Ｐ２の距離をＺθ、受光レンズ１７の中心に対応する光検出素子１８上の検出点５１と原点Ｏの垂直方向距離をＤ、検出点５１と光検出素子１８上の走査測定用光３５の検出点５２の距離をｄθ、検出点５１と光検出素子１８上の基準測定用光３４の検出点５３の距離をｄｔ、基準測定用光３２と走査測定用光３３の角度をα、走査測定用光３５と水平方向のなす角度をβ、基準位置Ｐ１と測定対象位置Ｐ２の垂直方向の距離をＸθ、基準位置Ｐ１を通る垂直方向線及び走査測定用光３５の交点Ｐ３と基準位置Ｐ１の垂直方向の距離をＲθ、原点Ｏと光検出素子１８の水平方向の距離をｔ、原点Ｏと基準位置Ｐ１の水平方向の距離をＴとする。
【００３１】
π９０平面においては、下記式が成立する。
Ｘθ＝｛（Ｄ−ｔθ・ｔａｎα）・ｔａｎβ／（ｔａｎα−ｔａｎβ）｝＋Ｄ
Ｚθ＝（Ｄ−ｔθ・ｔａｎα）／（ｔａｎα−ｔａｎβ）
また、図４に示すように、π０平面において、受光レンズ１７の中心に対応する光検出素子１８上の検出点５１とと光検出素子１８上の走査測定用光３５の検出点５２の距離をｄｓ、原点Ｏと測定対象位置Ｐ２の垂直方向の距離をＹθとする。
π０平面においては、下記式が成立する。
Ｙθ＝ｄｓ（Ｄ−ｔθ・ｔａｎα）／ｔ・（ｔａｎα−ｔａｎβ）
但し、前記各式において、ｔａｎαは既知の値であり、ｔａｎβ＝ｄθ／ｔである。また、測定値であるｄｔ、ｄθ、ｄｓ以外の値（ｔ、ｔθ、Ｄ、θ）は予め所定値に設定された値又は測定時に設定される値（操作量）であり、いずれも既知の値である。
【００３２】
したがって、光検出素子１７によって検出した測定用光に基づいて、ｄｔ、ｄθ、ｄｓを算出し、前記３つの式を用いてＸθ、Ｙθ、Ｚθを算出することにより、所定位置（例えば原点Ｏ）を基準として、測定対象２０上の測定対象位置Ｐ２の座標が算出される。
測定対象２０２を測定用光３３によって走査しながら、所定タイミングで光検出素子１８によって検出した測定用光（基準測定用光３４及び走査測定用光３５）のデータを順次取得する。コンピュータ２２は、取得した複数のデータに基づいて、前記３つの式を用いて各時点における測定対象位置Ｐ２の座標を算出する。
【００３３】
また、幾何学的な算出処理を行うことにより所定位置から測定対象２０までの距離を算出することができる。また、測定対象の３次元形状等の長さに関する特性を算出することができる。
投光部３を適宜制御することにより、多様な走査パターンの測定用光３３によって測定対象２０を走査することができる。
【００３４】
図５には、前述した同心円状の走査パターン以外のパターンも示している。図５（ｂ）は渦巻き状の走査パターンの例であり、図５（ｃ）は波線状の走査パターンの例である。
また、図５（ｄ）は、所定領域内での特徴点５００を追い込んで、その座標等を測定する際の走査パターンを示す例である。図５（ｄ）において、特徴点５００の位置を絞り込む場合、先ず円形の走査パターン５０１によって走査し、次に走査パターン５０２によって走査し、次に走査パターン５０３によって走査することによって、特徴点５００が円形の走査パターン５０３の中心に位置するように走査し、最後に円形走査パターンの径を絞って、特徴点５００に当接しない小さな径の円形走査パターン５０４によって走査して、特徴点５００の位置を絞り込む。
【００３５】
また、図５（ｅ）は排他機能により障害物検知を行う際の走査パターを示す例である。障害物５０５〜５０７の検知を行う場合、先ず径の小さい円形の走査パターン５０８によって走査し、順次径を大きくして、障害物５０５〜５０７に当接しない径の走査パターン５１０で走査する例である。
【００３６】
以上述べたように、本発明の実施の形態に係る光学式測定システム１は、光軸３０に沿って設けられた貫通穴１１、１４を有し相互に斜面１３、１６側が対向して配設され、光源２からの測定用光３１を貫通穴１１、１４を通して基準測定用光３２として測定対象２０側に出力すると共に貫通穴１１、１４以外の部分を通して走査測定用光３３として測定対象２０側に出力する１対の円柱型ウエッジプリズム６、７と、１対の円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方を、光軸３０を中心として相対的に回転駆動する回転駆動手段及び／又は１対の円柱型ウエッジプリズム６、７の少なくとも一方を光軸３０に沿って移動することによって円柱型ウエッジプリズム６、７の相対的な距離を変える光軸方向駆動部２６と、光検出素子８によって検出した基準測定用光３４と走査測定用光３５に基づいて測定対象２０の３次元形状等の長さに関する特性を算出するコンピュータ２２とを備えている。
【００３７】
したがって、簡単な構成で、多様な走査パターンの測定用光３３によって測定対象２０を走査して、測定対象２０の長さに関する測定を行うことが可能になる。また、測定対象２０を高速走査することが可能になるため、高速な測定が可能になる。
また、本実施の形態に係る光学装置によれば、簡単な構成で、多様なパターンの光を出力することが可能になる。また、多様なパターンの光で高速走査が可能になる。したがって、光学式測定システム１に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
自動車用トランスミッション等をはじめとして、種々の凹凸面や穴端部を有する測定対象物の３次元形状、所定位置から測定対象物までの距離、所定位置を基準とする測定対象物の座標等の各種測定を行う光学式測定システム及び光源からの光を多様なパターンに変換して出力する光学装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学装置を使用した光学式測定システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光学式測定システムの動作を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光学式測定システムの動作を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学式測定システムの動作を説明するための説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光学式測定システムにおける走査パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・光学式測定システム
２・・・光源
３・・・光学装置を構成する投光部
４・・・受光部
５・・・光分割手段を構成する光分割部
６・・・第１ウエッジプリズム
７・・・第２ウエッジプリズム
８、９・・・回転駆動手段を構成するモータ
１０・・・ビームスプリッタ
２５・・・光反射部
１２、１５・・・底面
１３、１６・・・斜面
１１、１４・・・貫通穴
１７・・・受光レンズ
１８、１８ａ・・・光検出手段を構成する光検出素子
１９・・・端子
２０・・・測定対象
２１・・・制御装置
２２・・・算出手段を構成するコンピュータ
２６・・・移動駆動手段を構成する光軸方向駆動部
３０・・・光軸
３１・・・測定用光
３２、３４・・・第１光を構成する基準測定用光
３３、３５・・・第２光を構成する走査測定用光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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