(57)【要約】      （修正有）【課題】測定対象物の断面積を精度良く測定する。【解決手段】変位測定装置では、測定対象物が載置されている断面形状出力範囲の複数の測定点における変位を測定し、測定された変位から測定対象物の形状データを算出する際に、複数の測定点に対応する複数の変位情報を大きさで順番付けした場合に、最も大きい側から予め定められた第１割合に含まれる変位と、最も小さい側から予め定められた第２割合に含まれる変位と、を除いた中間変位情報を選出し、この中間変位情報を圧縮係数を用いて圧縮処理した圧縮変位情報を加算して測定対象物の断面積を測定する。【選択図】図６
2013002992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材の表面に載置された透光性を有する測定対象物の変位から当該測定対象物の断面形状を測定する断面積測定装置であり、
前記ベース部材と測定対象物の少なくとも一方へ垂直方向に向けて光を出射する出光部と、
前記出射に伴って前記ベース部材の表面と前記測定対象物表面の少なくとも一方から前記光と同軸方向に反射される反射光を、複屈折結晶と偏光手段を通過させることで干渉させた干渉光を受光する受光部と、
前記干渉光を周波数解析することで、前記測定対象物の断面積を測定する断面積測定範囲の複数の検出点における変位情報を検出する検出部と、
前記複数の検出点に対応する複数の変位情報を大きさで順番付けした場合に、最も大きい側から予め定められた第１割合に含まれる変位情報と、最も小さい側から予め定められた第２割合に含まれる変位情報と、を除いた中間変位情報の平均値である圧縮値を算出するとともに、前記圧縮値から各変位情報を差し引いた差分値を算出し、当該差分値に予め定められた圧縮係数を乗じたものに前記圧縮値を加えたものを対応する変位情報の圧縮変位情報として算出する算出部と、
前記圧縮変位情報を加算して前記測定対象物の断面積を検出する断面積検出部と、
を備え、
前記圧縮係数は、０よりも大きく１よりも小さいことを特徴とする断面積測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の断面積測定装置であって、
前記断面積測定範囲は、前記測定対象物の断面形状を出力する断面形状出力範囲に等しく、
前記断面形状出力範囲における前記圧縮変位情報を前記測定対象物の形状データとして出力する出力部と、
を備えることを特徴とする断面積測定装置。
【請求項３】
ベース部材の表面に載置された透光性を有する測定対象物の変位から当該測定対象物の断面形状を測定する断面積測定装置に用いられるコンピュータに、
前記ベース部材と測定対象物の少なくとも一方へ垂直方向に向けて光を出射する出光処理と、
前記出射に伴って前記ベース部材の表面と前記測定対象物表面の少なくとも一方から前記光と同軸方向に反射される反射光を、複屈折結晶と偏光手段を通過させることで干渉させた干渉光を受光する受光処理と、
前記干渉光を周波数解析することで、前記測定対象物の断面積を測定する断面積測定範囲の複数の検出点における変位情報を検出する検出処理と、
前記複数の検出点に対応する複数の変位情報を大きさで順番付けした場合に、最も大きい側から予め定められた第１割合に含まれる変位情報と、最も小さい側から予め定められた第２割合に含まれる変位情報と、を除いた中間変位情報の平均値である圧縮値を算出するとともに、前記圧縮値から各変位情報を差し引いた差分値を算出し、当該差分値に予め定められた圧縮係数を乗じたものに前記圧縮値を加えたものを対応する変位情報の圧縮変位情報として算出する算出処理と、
前記圧縮変位情報を加算して前記測定対象物の断面積を検出する断面積検出処理と、
を実行させ、
前記圧縮係数は、０よりも大きく１よりも小さいことを特徴とする断面積測定装置用のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の断面積を測定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザ光などの光を測定対象物に照射し測定対象物の変位情報を測定する変位測定装置が知られている（例えば、特許文献１）。この装置では、レーザ光などの光を測定対象物に出射し、この出射光と同軸方向に反射される反射光を受光し、変位情報を測定する。同軸方向に反射される反射光を受光することで、出射光と異なる方向に反射される反射光を用いて変位情報を測定する場合に比べ、測定可能な測定対象物の形状範囲を広げることができる。変位測定装置では、受光された反射光を分析し、出射光が反射した反射面と変位測定装置との間の変位情報を測定する。この装置では、測定対象物の表面で反射された反射光から測定対象物と変位測定装置との間の変位情報を測定し、測定対象物が載置されているベース部材の表面と変位測定装置との間の変位情報から測定対象物と変位測定装置との間の変位情報を差し引くことで、測定対象物の高さを測定することができる。また、測定対象物の所定の断面に沿って測定対象物を移動させながら高さを測定することで、当該所定の断面における測定対象物の断面積及び断面形状を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５０４７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、同軸方向に反射する反射光を受光する変位測定装置では、誤差無く測定可能な測定対象物の表面の傾きが限られている。そのため、測定対象物の断面形状を測定する場合、表面の傾きが連続的に変化している測定対象物では、断面形状を測定する断面の一部では測定対象物の表面が誤差無く測定可能な傾きであったとしても、断面形状を測定する断面の他の一部では測定対象物の表面の測定誤差が大きくなってしまうことがある。測定対象物の表面の測定誤差が大きくなってしまう部分では、測定された測定対象物の変位情報が実際の測定対象物の形状を示しておらず、測定対象物の断面積を正確に測定することができない問題が生じていた。
【０００５】
本明細書は、測定対象物の断面積を測定する新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る断面積測定装置は、ベース部材の表面に載置された透光性を有する測定対象物の変位から当該測定対象物の断面形状を測定する断面積測定装置であり、前記ベース部材と測定対象物の少なくとも一方へ垂直方向に向けて光を出射する出光部と、前記出射に伴って前記ベース部材の表面と前記測定対象物表面の少なくとも一方から前記光と同軸方向に反射される反射光を、複屈折結晶と偏光手段を通過させることで干渉させた干渉光を受光する受光部と、前記干渉光を周波数解析することで、前記測定対象物の断面積を測定する断面積測定範囲の複数の検出点における変位情報を検出する検出部と、前記複数の検出点に対応する複数の変位情報を大きさで順番付けした場合に、最も大きい側から予め定められた第１割合に含まれる変位情報と、最も小さい側から予め定められた第２割合に含まれる変位情報と、を除いた中間変位情報の平均値である圧縮値を算出するとともに、前記圧縮値から各変位情報を差し引いた差分値を算出し、当該差分値に予め定められた圧縮係数を乗じたものに前記圧縮値を加えたものを対応する変位情報の圧縮変位情報として算出する算出部と、前記圧縮変位情報を加算して前記測定対象物の断面積を検出する断面積検出部と、を備え、前記圧縮係数は、０よりも大きく１よりも小さい。
【０００７】
通常、測定対象物の表面が精度良く測定可能な傾きでない部分では、測定される測定対象物の変位情報がノイズ成分となり、極端に大きい値や極端に小さい値が不規則に含まれることとなる。この断面積測定装置では、検出された変位情報から測定対象物の形状データを算出する際に、最も大きい側または最も小さい側の変位情報を除いた中間変位情報に基づいて断面積を検出する。そのため、測定対象物の表面の傾きに起因して取得された変位情報にノイズ成分が含まれることとなった場合に、そのノイズ成分を除いた変位情報に基づいて断面積を検出することができ、精度良く測定対象物の断面積を測定することができる。
【０００８】
また、上記の断面積測定装置では、前記断面積測定範囲は、前記測定対象物の断面形状を出力する断面形状出力範囲に等しく、前記断面形状出力範囲における前記圧縮変位情報を前記測定対象物の形状データとして出力する出力部と、を備える構成としても良い。この断面積測定装置によれば、中間変位情報に基づいて算出された圧縮変位情報を形状データとして算出するので、精度良く測定対象物の断面形状を測定することができる。
【０００９】
本発明は、上記断面積測定装置を実現する為に用いられるプログラムにも具現化される。このプログラムは、ベース部材の表面に載置された透光性を有する測定対象物の変位から当該測定対象物の断面形状を測定する断面積測定装置に用いられるコンピュータに、前記ベース部材と測定対象物の少なくとも一方へ垂直方向に向けて光を出射する出光処理と、前記出射に伴って前記ベース部材の表面と前記測定対象物表面の少なくとも一方から前記光と同軸方向に反射される反射光を、複屈折結晶と偏光手段を通過させることで干渉させた干渉光を受光する受光処理と、前記干渉光を周波数解析することで、前記測定対象物の断面積を測定する断面積測定範囲の複数の検出点における変位情報を検出する検出処理と、前記複数の検出点に対応する複数の変位情報を大きさで順番付けした場合に、最も大きい側から予め定められた第１割合に含まれる変位情報と、最も小さい側から予め定められた第２割合に含まれる変位情報と、を除いた中間変位情報の平均値である圧縮値を算出するとともに、前記圧縮値から各変位情報を差し引いた差分値を算出し、当該差分値に予め定められた圧縮係数を乗じたものに前記圧縮値を加えたものを対応する変位情報の圧縮変位情報として算出する算出処理と、前記圧縮変位情報を加算して前記測定対象物の断面積を検出する断面積検出処理と、を実行させ、前記圧縮係数は、０よりも大きく１よりも小さい。本発明によれば、精度良く測定対象物の形状データを測定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、測定対象物の断面積を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】変位測定装置１０の構成を概略的に示す図
【図２】受光部１８の詳細な構成を示す図
【図３】実施形態１の裏面処理を示すフローチャート
【図４】変位測定とその測定結果
【図５】変位測定とその測定結果
【図６】断面積測定処理を示すフローチャート
【図７】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図８】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図９】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図１０】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図１１】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図１２】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図１３】測定範囲決定処理過程における変位情報
【図１４】圧縮処理過程における変位情報
【図１５】変位測定装置１０の問題点を示す図
【図１６】実施形態２の裏面処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
実施形態１を、図１ないし図１５を用いて説明する。
【００１３】
１．変位測定装置の機械的構成
図１は、本実施形態の変位測定装置（断面積測定装置でもある）１０の全体構成の概略図である。変位測定装置１０は、測定対象物に対向して配置され、光学的に測定対象物の高さ及び断面積を測定する機能を備えている。本実施形態では、測定対象物として、表面２０Ａがフラットに形成された液晶パネル用のガラス板（ベース部材の一例）２０に載置された高粘度シール材（以下、シール材）２２を用いた例を示す。ガラス板２０には、液晶パネルに用いられるアルミなどの高反射率を有する金属膜である配線パターンの複数本が形成されており、その配線パターンの一部は、シール材２２の近傍及び下部にも設けられている。変位測定装置１０は、ガラス板２０に垂直な方向に光を照射し、それに応じてガラス板２０に垂直な方向に反射される光を受光することで、シール材２２の高さ及び断面積を測定する。シール材２２は、任意の断面において、幅約６００μｍかつ高さ約２０μｍで形成されている。ガラス板２０とシール材２２は、共に透光性を有しており、シール材２２の屈折率ｎｃはガラス板２０の屈折率ｎｇよりも高い。
【００１４】
図１に示すように、変位測定装置１０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵ）１２、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ１４、出光部１６、受光部１８を備えている。
メモリ１４には、各種パラメータの他、変位測定装置１０の動作を制御するための各種のプログラムが記憶されており、ＣＰＵ１２は、メモリ１４から読み出したプログラムに従って、検出部３０、判断部３２、断面積検出部３４、処理部３６、決定部３８、算出部４０、出力部４１等として機能し、各部の制御を行う。
【００１５】
出光部１６は、ＣＰＵ１２からの命令に基づいてガラス板２０及びシール材２２に対してレーザ光を出射する。本実施形態では、出光部１６はガラス板２０及びシール材２２に対してφ９０μｍのレーザ光を出射する。受光部１８は、仮想線２４に示すように、変位測定装置１０内において、出光部１６がレーザ光を出射するのと同軸上に配置されており、ＣＰＵ１２からの命令に基づいて出光部１６の出射に伴って同軸方向に反射された反射光を受光する。つまり、仮想線２４は、ガラス板２０に垂直な方向に延びている。
【００１６】
２．受光部の機械的構成
図２に、受光部１８の具体的な構成を示す。受光部１８は、対物レンズ４２、偏光ビームスプリッタ４４、第１偏光板（偏光手段の一例）４６、クリスタル（複屈折結晶の一例）４８、第２偏光板（偏光手段の別例）５０、イメージセンサ５２を備えており、これらが仮想線２４方向にこの順に並んで配置されている。
【００１７】
偏光ビームスプリッタ４４には、内部にハーフミラー４４Ａが設けられている。検出部３０として機能するＣＰＵ１２は、変位測定装置１０からガラス板２０及びシール材２２までの変位を測定する変位測定処理を開始すると、出光部１６を用いて、受光部１８の偏光ビームスプリッタ４４にレーザ光を出射する。出光部１６から出射されたレーザ光は、入光レンズ５４を介してハーフミラー４４Ａに照射され、反射される。ハーフミラー４４Ａで反射されたレーザ光は、仮想線２４に沿った方向に進み、対物レンズ４２を介してガラス板２０及びシール材２２に直接的に照射される。
【００１８】
ガラス板２０及びシール材２２に照射されたレーザ光は、ガラス板２０及びシール材２２で反射され、あるいはシール材２２を透過してガラス板２０で反射され、偏光ビームスプリッタ４４を透過し、第１偏光板４６に照射される。これにより、第１偏光板４６に照射されたレーザ光のうち、第１偏光板４６の偏光方向に平行な偏光方向を有するレーザ光の成分が第１偏光板４６を透過し、クリスタル４８に照射される。
【００１９】
クリスタル４８は複屈折結晶であり、仮想線２４に垂直な平面上に、屈折率が異なる２つの軸方向を有する。そのため、クリスタル４８に照射されたレーザ光は、クリスタル４８を通過する際に偏光が変更されて第２偏光板５０に照射される。これにより、第２偏光板５０に照射されたレーザ光のうち、第２偏光板５０の偏光方向に平行な偏光方向を有するレーザ光の成分が第２偏光板５０を透過し、イメージセンサ５２に照射される。この結果、イメージセンサ５２では干渉波形５２Ａが観測される。イメージセンサ５２は、干渉波形５２Ａから輝度の高い明線部分の間隔を測定し、これをＣＰＵ１２に送信する。
【００２０】
３．裏面処理
図３に示すように、ＣＰＵ１２は、変位測定処理において、イメージセンサ５２から明線間隔の情報が送信されると、裏面処理を実行する。図３は、ＣＰＵ１２が所定のプログラムに従って実行する裏面処理のフローチャートを示す。ＣＰＵ１２は、裏面処理を開始すると、イメージセンサ５２から送信された明線間隔を高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：周波数解析の一例）する。これにより、イメージセンサ５２に照射されたレーザ光のうち、ガラス板２０やシール材２２などで反射されたレーザ光の各成分がお互いに分離され、各成分の変位（変位情報の一例）Ｚが、各成分の反射強度に関連付けられて検出される。ここで、「各成分の変位Ｚ」とは、変位測定装置１０から各成分が反射された反射面までの変位を意味しており、例えば、シール材２２の表面２２Ａで反射されたレーザ光の成分であれば、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位を意味する。検出部３０として機能するＣＰＵ１２は、各成分の変位Ｚのうち、反射強度が最も高い第１測定値Ｄ１の変位（第１変位情報の一例）Ｚ１と、第１測定値Ｄ１の次に反射強度が高い第２測定値Ｄ２の変位（第２変位情報の一例）Ｚ２を選出し、反射強度と関連付けた状態でメモリ１４に記憶する（Ｓ２）。
【００２１】
次に、ＣＰＵ１２は、変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位（絶対値）を求める。メモリ１４には、基準変位ＺＫが予め記憶されており、基準変位ＺＫはガラス板２０に垂直な方向における厚さＬと略等しく設定されている。ＣＰＵ１２は、差分変位を算出後、メモリ１４から基準変位ＺＫを読み出し、差分変位と比較する（Ｓ４）。
【００２２】
変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位を測定する場合、レーザ光が比較的反射率が高いガラス板２０に直接的に照射される。この場合、図４に示すように、比較的近接した変位範囲に測定値Ｄ１、Ｄ２が検出されることがあり、いずれの変位Ｚがガラス板２０の表面２０Ａまでの変位Ｚであるかが解からないことがあった（図４の測定結果の点線参照）。
【００２３】
本実施形態において判断部３２として機能するＣＰＵ１２は、変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位と基準変位ＺＫを比較し、差分変位と比較変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位が基準変位ＺＫよりも小さい場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、第１測定値Ｄ１の変位Ｚ１を変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位と判断し（Ｓ６）、反射強度の弱い第２測定値Ｄ２を反射強度の強い第１測定値Ｄ１のノイズ成分であると判断する。ＣＰＵ１２は、第１測定値Ｄ１の変位Ｚ１を、変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位と判断することで、ノイズ成分を排除して正確に変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位Ｚを測定することができる。
【００２４】
また、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位を測定する場合、レーザ光が透光性を有するガラス板２０に直接的に照射される。この場合、図５に示すように、測定値Ｄはシール材２２の表面２２Ａで測定されるとともに、ガラス板２０の裏面２０Ｂで測定される。その一方、シール材２２の屈折率ｎｃはガラス板２０の屈折率ｎｇよりも高く設定されているため、レーザ光はガラス板２０の表面２０Ａでほとんど反射されず、測定値Ｄはシール材２２の表面２２Ａで測定されない。図５に測定値Ｄを実線及び点線で示すように、シール材２２の表面２２Ａで測定される測定値Ｄと、ガラス板２０の裏面２０Ｂで測定される測定値Ｄは、シール材２２の材質の他、シール材２２の表面形状によってその大小関係が変化する。そのため、従来技術のように、第１測定値Ｄ１の変位Ｚ１を、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位と判断した場合、図５に点線で示すように、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位Ｚに代わって、変位測定装置１０からガラス板２０の裏面２０Ｂまでの変位Ｚが測定されることがあり、安定してシール材２２の表面２２Ａまでの変位Ｚを測定することができなかった。
【００２５】
本実施形態において判断部３２として機能するＣＰＵ１２は、変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位と基準変位ＺＫを比較し、変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位が基準変位ＺＫ以上である場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、変位Ｚ１、Ｚ２のうち小さいものを変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位と判断する（Ｓ８）。これにより、シール材２２の表面２２Ａで測定される測定値Ｄと、ガラス板２０の裏面２０Ｂで測定される測定値Ｄの大小関係が変化した場合でも、変位Ｚ１、Ｚ２から変位測定装置１０に近い側に存在するシール材２２の表面２２Ａまでの変位Ｚを選出することができる。
【００２６】
本実施形態では、ガラス板２０とシール材２２のいずれもが透光性を有しており、シール材２２の屈折率ｎｃがガラス板２０の屈折率ｎｇよりも高く設定されている。そのため、シール材２２にレーザ光を照射した場合に、差分変位が基準変位ＺＫ以上離れた２つの測定値Ｄが検出された場合、これらはシール材２２の表面２２Ａで反射された反射光とガラス板２０の裏面２０Ｂで反射された反射光のいずれかであることが解かる。そのため、基準変位ＺＫを設定する際に、基準変位ＺＫをガラス板２０の厚さＬ程度に設定しておくことで、これらの測定値Ｄを確実に判別することができ、精度良く測定対象物までの変位情報を選出することができる。
【００２７】
４．断面積測定処理
次に、図６ないし図１５を参照して、シール材２２の断面積を測定する場合の、ＣＰＵ１２における処理について説明する。
【００２８】
（測定範囲決定処理）
図６は、ＣＰＵ１２が所定のプログラムに従って実行する断面積測定処理のフローチャートを示す。ＣＰＵ１２は、ユーザによってシール材２２が載置されたガラス板２０の表面２０Ａに対向するように変位測定装置１０が配置され、操作部（図示されていない）を介して断面積の測定指示が入力されると、処理を開始する。
【００２９】
ＣＰＵ１２は、処理を開始すると、まず、サンプリング処理を実行する（Ｓ１２）。変位測定装置１０は、ユーザによって変位を測定する変位測定範囲ＨＳが予め定められている（図１参照）。検出部３０として機能するＣＰＵ１２は、図示しない駆動部によって変位測定装置１０をガラス板２０の表面２０Ａに沿って相対移動させ、変位測定範囲ＨＳ内に一定の間隔毎に設定された複数の測定ポイントで変位Ｚを測定し、測定された複数の変位Ｚを測定ポイントに関連つけてメモリ１４に記憶する。これにより、図７に示すように、変位測定範囲ＨＳにおける変位Ｚがメモリ１４に記憶される。なお、変位Ｚの測定方法は、上述した通りであり、重複した説明を省略する。
【００３０】
次に、ＣＰＵ１２は、第１処理を実行する（Ｓ１４）。メモリ１４には、メディアンフィルタ処理（平準化処理の一例）を実行するためのプログラムが記憶されている。処理部３６として機能するＣＰＵ１２は、サンプリング処理で測定された複数の変位Ｚのうち、１５個（第１情報数の一例）の変位Ｚを用いたメディアンフィルタ処理である第１処理を実行し、図８に示す第１処理情報ＪＳ１を生成する。
【００３１】
次に、決定部３８として機能するＣＰＵ１２は、第１処理情報ＪＳ１から面積対象範囲ＨＭを決定する第１サーチ処理を実行する（Ｓ１６）。ここで、「面積対象範囲ＨＭ」とは、シール材２２の断面積を測定する範囲の一例であり、後述する第２サーチ処理により補正される前の断面積測定範囲である。通常、ユーザは、シール材２２の断面積を測定する際に、シール材２２の一部が欠けることがないように、シール材２２が載置されているよりも広い変位測定範囲ＨＳを設定する。本実施形態では、シール材２２が載置されているガラス板２０の表面２０Ａがフラットに形成されており、ガラス板２０の表面２０Ａを測定した際に測定される変位Ｚが一定値となるように設定されている。そのため、変位測定範囲ＨＳにおいて変位測定装置１０が測定した変位Ｚが、ガラス板２０の表面２０Ａを示す一定値と異なる値となった場合に、シール材２２が載置されていることを検出し、面積対象範囲ＨＭを決定する。
【００３２】
第１処理では、変位Ｚに平準化処理の一種であるメディアンフィルタ処理を実行して生成された第１処理情報ＪＳ１から面積対象範囲ＨＭを決定している。メディアンフィルタ処理によれば、変位Ｚを含む一定範囲の変位情報の中から中間値を変位Ｚとすることで、一定範囲内の極端に外れた値を除くことができる。第１処理情報ＪＳ１では、平準化処理を実行して生成されていることから、高反射率を有する配線パターンからの反射による局所的なノイズＮ１（図７参照）が除去されており、これらノイズＮ１の影響を受ける事無く、正確に面積対象範囲ＨＭを決定することができる。
【００３３】
具体的には、ＣＰＵ１２は、以下に示す手順で面積対象範囲ＨＭを決定する。
まず、ＣＰＵ１２は、第１サーチ処理において、第１処理情報ＪＳ１に微分処理を実行し、図９に示す平準化情報ＪＨを生成し、変位測定範囲ＨＳにおける平準化情報ＪＨの平均値ＪＨＡを算出する。メモリ１４には、閾値係数ＫＳが予め記憶されており、ＣＰＵ１２は平均値ＪＨＡを算出後、メモリ１４から閾値係数ＫＳを読み出し、平均値ＪＨＡに閾値係数ＫＳを乗じて第１閾値ＳＶ１を算出する。また、ＣＰＵ１２は、平準化情報ＪＨのピーク値（最大値）ＪＨＰを検出するとともに、平準化情報ＪＨと第１閾値ＳＶ１を比較する。ここで、「ピーク値」とは、平準化情報ＪＨのうち、絶対値が最も大きくなる値を言う。ＣＰＵ１２は、平準化情報ＪＨが第１閾値ＳＶ１に対してピーク値ＪＨＰと同一側となる（本実施形態では、第１閾値ＳＶ１よりも大きくなる）特定側範囲ＨＴを検出する。
【００３４】
図１０に、特定側範囲ＨＴを示す。図８に示すように、一般に、シール材２２の表面２２Ａに起因して第１処理情報ＪＳ１には複数の凹凸が存在しており、それに応じて変位測定範囲ＨＳに複数の特定側範囲ＨＴが含まれる。メモリ１４には、基準距離ＬＫが予め記憶されており、ＣＰＵ１２は隣接する特定側範囲ＨＴ間の距離を、基準距離ＬＫと比較する。ＣＰＵ１２は、隣接する特定側範囲ＨＴ間の距離が基準距離ＬＫ以下である場合、それらの特定側範囲ＨＴとその間の範囲を併せて面積対象候補範囲ＨＫを生成する。一方、ＣＰＵ１２は、隣接する特定側範囲ＨＴ間の距離が基準距離ＬＫよりも離れている場合、これらの特定側範囲ＨＴが同一の測定対象物に起因したものでない、あるいはいずれか一方の特定側範囲ＨＴがノイズ等に起因したものであると判断し、面積対象候補範囲ＨＫを生成しない。これにより、図１１に示すように、変位測定範囲ＨＳには、特定側範囲ＨＴよりも少数の複数の面積対象候補範囲ＨＫが生成される。ＣＰＵ１２は、複数の面積対象候補範囲ＨＫからその幅が最大となる面積対象候補範囲ＨＫを選出し、これを面積対象範囲ＨＭと決定し（図１２参照）、第１サーチ処理を終了する。
【００３５】
第１サーチ処理では、第１処理情報ＪＳ１に微分処理を実行して生成された平準化情報ＪＨから面積対象範囲ＨＭを決定している。平準化情報ＪＨは、シール材２２の有無が切り換わるシール材２２の端部において値が大きく変化しやすい。そのため、第１閾値ＳＶ１を用いて面積対象範囲ＨＭを決定する際に、平準化情報ＪＨから面積対象範囲ＨＭを決定することで、面積対象範囲ＨＭを精度良く決定することができる。
【００３６】
第１サーチ処理実行後、ＣＰＵ１２は、傾き補正処理を実行する（Ｓ１８）。ＣＰＵ１２は、変位測定範囲ＨＳのうち面積対象範囲ＨＭから一定距離離れた一定区間（図１２参照）を決定する。ＣＰＵ１２は、一定区間における第１処理情報ＪＳ１から変位測定装置１０に対するガラス板２０の傾きを検出するとともに、この傾きが「０」となるように、第１処理情報ＪＳ１を補正する。
【００３７】
次に、ＣＰＵ１２は、ベース計算処理を実行する（Ｓ２０）。算出部４０として機能するＣＰＵ１２は、一定区間における補正後の第１処理情報ＪＳ１から、変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位を算出する。この際、ＣＰＵ１２は、一定区間における補正後の第１処理情報ＪＳ１に中間平均処理を行う。
【００３８】
中間平均処理において、ＣＰＵ１２は、一定区間における補正後の第１処理情報ＪＳ１に含まれる複数の変位情報を大きさで順番付けし、当該順番において最大側及び最小側から１０％に含まれる変位情報を除いた中間変位情報を選出する。ＣＰＵ１２は、この中間変位情報の平均値を、変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位として算出する。
【００３９】
本実施形態では、ガラス板２０の表面２０Ａがフラットに形成されていることから、ベース計算処理において、一定区間における第１処理情報ＪＳ１から求めた変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位を算出することで、ガラス板２０の表面２０Ａまでの変位を算出することができる。つまり、本実施形態の変位測定装置１０では、一度の変位Ｚの測定によって、面積対象範囲ＨＭにおけるシール材２２の表面２２Ａまでの変位と、面積対象範囲ＨＭにおけるガラス板２０の表面２０Ａまでの変位の両方の変位Ｚを測定することができ、これらの変位Ｚの差を用いて、シール材２２の高さ及び断面積を測定することができる。
【００４０】
次に、ＣＰＵ１２は、第２処理を実行する（Ｓ２２）。処理部３６として機能するＣＰＵ１２は、サンプリング処理で測定された複数の変位Ｚのうち、３個（第２情報数の一例）の変位Ｚを用いたメディアンフィルタ処理を実行し、図１３に示す第２処理情報ＪＳ２を生成する。図１３に示すように、第２処理情報ＪＳ２は、図８に示す第１処理情報ＪＳ１よりもメディアンフィルタ処理で使用される変位Ｚの情報数が少ない為、第１処理情報ＪＳ１よりも滑らかではない一方、第１処理情報ＪＳ１よりもシール材２２の形状の特徴を含んでいる。
【００４１】
ＣＰＵ１２は、第２処理情報ＪＳ２生成後、Ｓ２０において検出したガラス板２０の傾きを用いて、第２処理情報ＪＳ２の傾きを補正する（Ｓ２４）。次に、決定部３８として機能するＣＰＵ１２は、補正後の第２処理情報ＪＳ２を用いて面積対象範囲ＨＭを補正し、断面積測定範囲ＨＤを決定する第２サーチ処理を実行する（Ｓ２６）。ここで、「断面積測定範囲ＨＤ」とは、シール材２２の断面積を測定する範囲の別例であり、前述した面積対象範囲ＨＭを補正し、実際にシール材２２の断面積を測定する際に用いられる断面積測定範囲である。
【００４２】
メモリ１４には、第２閾値ＳＶ２が予め記憶されている。第２サーチ処理において、ＣＰＵ１２は、メモリ１４から第２閾値ＳＶ２を読み出し、面積対象範囲ＨＭにおける第２処理情報ＪＳ２と比較する。ＣＰＵ１２は、図１３に示すように、第１閾値ＳＶ１よりも大きな値に設定されている第２閾値ＳＶ２を用いて範囲を検出し、当該範囲を断面積測定範囲ＨＤとして決定する。
【００４３】
サンプリング処理で測定された変位Ｚでは、シール材２２の境界部においてシール材２２の有無が切り換わるシール材２２の端部において値が大きく変化しやすい。そのため、シール材２２の端部では、変位Ｚがガラス板２０の表面２０Ａよりも低く測定されることもあれば（紙面左側）、ガラス板２０の表面２０Ａよりも高く測定されることもあり（紙面右側）、当該部分にノイズＮ２（図７参照）が生じやすい。第２サーチ処理では、第１閾値ＳＶ１よりも大きな値に設定されている第２閾値ＳＶ２を用いることで、ノイズＮ１の影響を除去し、正確に面積対象範囲ＨＭを決定することができる。
【００４４】
本実施形態の変位測定装置１０では、変位測定範囲ＨＳから断面積測定範囲ＨＤを決定する際に、第１処理情報ＪＳ１を用いて面積対象範囲ＨＭを決定し、第２処理情報ＪＳ２を用いて面積対象範囲ＨＭを補正し、シール材２２の断面積を測定するのに用いる断面積測定範囲ＨＤを決定する。第１処理情報ＪＳ１と第２処理情報ＪＳ２は、複数の変位Ｚを用いて実行される平準化処理である点で共通するものの、その処理に用いられる変位Ｚの数が異なる。この変位測定装置１０では、面積対象範囲ＨＭを決定する際には、第２処理情報ＪＳ２よりも多くの変位Ｚを用いて生成された第１処理情報ＪＳ１を用いることで、配線パターンからの反射による局所的なノイズＮ１を除去することができ、面積対象範囲ＨＭを精度良く決定することができる。また、断面積測定範囲ＨＤを決定する際には、第１処理情報ＪＳ１よりも少ない変位Ｚを用いて生成された第２処理情報ＪＳ２を用いることで、第１処理情報ＪＳ１よりシール材２２の変位Ｚの特徴を含んでいる第２処理情報ＪＳ２を用いて断面積測定範囲ＨＤを決定することができ、これにより、シール材２２の断面積を精度良く測定することができる。
【００４５】
（断面形状出力処理）
次に、ＣＰＵ１２は、圧縮処理を実行する（Ｓ２８）。
圧縮処理において、算出部４０として機能するＣＰＵ１２は、まず、断面積測定範囲ＨＤに含まれる補正後の第２処理情報ＪＳ２を選出し、選出した第２処理情報ＪＳ２に中間平均処理を行う。図１４に示すように、ＣＰＵ１２は、最大側及び最小側から１０％に含まれる変位情報を除いた中間変位情報から平均値を算出し、当該平均値を圧縮値ＡＴとしてメモリ１４に記憶する。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１２は、圧縮変位情報ＺＡを算出する。ＣＰＵ１２は、選出した各第２処理情報ＪＳ２に対して、圧縮値ＡＴを差し引いた差分値を算出する。メモリ１４には、圧縮係数ＡＫが予め記憶されており、圧縮係数ＡＫは「０」よりも大きく、「１」よりも小さい値に設定されている。ＣＰＵ１２は、各第２処理情報ＪＳ２に対応した差分値を算出後、メモリ１４から圧縮係数ＡＫを読み出し、差分値に圧縮係数ＡＫを乗ずるとともに圧縮値ＡＴを加算し、当該第２処理情報ＪＳ２に対応する圧縮変位情報ＺＡを算出する。
０＜ＡＫ＜１、ＺＡ＝（ＪＳ２−ＡＴ）×ＡＫ＋ＡＴ
【００４７】
出力部４１として機能するＣＰＵ１２は、算出された圧縮変位情報ＺＡを変位測定装置１０外部の表示器１９に出力する（Ｓ２９）。これにより、表示器１９において、断面積測定範囲ＨＤにおいて算出された圧縮変位情報ＺＡが、シール材２２の断面形状として表示され、シール材２２の断面形状が測定される。つまり、断面積測定範囲ＨＤは断面形状出力範囲を兼ねており、圧縮変位情報ＺＡは測定されたシール材２２の形状を表示器１９に伝達する形状データを兼ねる。
【００４８】
（断面積検出処理）
次に、ＣＰＵ１２は、断面積検出処理を実行する（Ｓ３０）。断面積検出部３４として機能するＣＰＵ１２は、Ｓ２０で算出された変位測定装置１０からガラス板２０の表面２０Ａまでの変位ＺからＳ２８で算出した断面積測定範囲ＨＤにおける圧縮変位情報ＺＡを差し引いた差分変位を算出し、これを断面積測定範囲ＨＤに亘って足し合わせることで、シール材２２の断面積を検出する。
【００４９】
本実施形態の変位測定装置１０では、断面積測定範囲ＨＤにおける第２処理情報ＪＳ２を用いて断面形状を表示し、断面積を算出する際に、中間平均処理を行い、当該第２処理情報ＪＳ２にける最も大きい側または最も小さい側となる変位情報を除いた中間変位情報に基づいて圧縮値ＡＴを求め、断面積を算出する。そのため、圧縮値ＡＴを求める際に、最も大きい側または最も小さい側となる変位情報が用いられることがない。
【００５０】
ガラス板２０上に形成されるシール材２２は、通常整形されて形成されないため、その表面の形状は連続的に変化し、それに伴って表面の傾きも様々に変化する。本実施形態のように、ガラス板２０に垂直な方向に光を照射し、それに応じてガラス板２０に垂直な方向に反射される光を受光する変位測定装置１０では、図１５に示すように、精度良く測定可能な測定対象物の表面の傾き範囲が限られている。そのため、表面の形状が連続的に変化するシール材２２などの断面積測定では、図１４に示すように、断面に含まれる複数の測定ポイントにおいて変位情報にノイズ成分が含まれ、正しい測定をすることが難しい。
【００５１】
この結果、変位情報から断面形状の形状データを算出し、外部の表示器１９に出力することで断面形状を測定する場合、又は変位情報から断面積を測定する場合に、断面形状の再現精度及び断面積の測定精度が悪化してしまう。
【００５２】
本実施形態の変位測定装置１０では、中間変位情報に基づいて圧縮値ＡＴを求めることで、シール材２２の表面の傾きに起因して、生成された第２処理情報ＪＳ２にノイズ成分が含まれることとなった場合に、そのノイズ成分を除去することができ、断面形状の再現精度及び断面積の測定精度を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態の変位測定装置１０では、圧縮係数ＡＫが「０」よりも大きく「１」よりも小さい値に設定されている。圧縮係数ＡＫが「１」よりも小さい正の値に設定されていることで、圧縮変位情報ＺＡと圧縮値ＡＴとの差分値を、第２処理情報ＪＳ２と圧縮値ＡＴとの差分値よりも小さくすることができ、ノイズ等によって生じた第２処理情報ＪＳ２のバラツキを縮小することができる。また、圧縮係数ＡＫが「０」よりも大きい正の値に設定されていることで、圧縮変位情報ＺＡに第２処理情報ＪＳ２が有するシール材２２の形状の特徴を残すことができる。
【００５４】
＜実施形態２＞
実施形態２を、図１６を用いて説明する。本実施形態の変位測定装置１０は、変位測定処理における裏面処理が実施形態１の変位測定装置１０と異なる。本実施形態では、シール材２２にレーザ光を照射した場合に、シール材２２の表面２２Ａで反射された反射光やガラス板２０の裏面２０Ｂで反射された反射光の他に、ガラス板２０の表面２０Ａで反射された反射光が存在し得る場合の例を用いて説明を行う。以下の説明では、実施形態１と同一の内容については重複した記載を省略する。
【００５５】
（裏面処理）
ＣＰＵ１２は、裏面処理において、各成分の変位Ｚが各成分の反射強度に関連付けられて検出されると、各成分の変位Ｚのうち、反射強度が最も高い第１測定値Ｄ１の変位Ｚ１と、第１測定値Ｄ１の次に反射強度が高い第２測定値Ｄ２の変位Ｚ２と、第２測定値Ｄ２の次に反射強度が高い第３測定値Ｄ３の変位Ｚ３とを選出し、反射強度と関連付けた状態でメモリ１４に記憶する（Ｓ３２）。
【００５６】
次に、ＣＰＵ１２は、変位Ｚ１、Ｚ２の差分変位（絶対値）ΔＺ１２、変位Ｚ２、Ｚ３の差分変位ΔＺ２３、変位Ｚ１、Ｚ３の差分変位ΔＺ３１を求める。ＣＰＵ１２は、差分変位ΔＺ１２、ΔＺ２３、ΔＺ３１を算出後、メモリ１４から基準変位ＺＫを読み出し、差分変位と比較する（Ｓ３４）。なお、本実施形態では、必ずしも基準変位ＺＫはガラス板２０に垂直な方向における厚さＬと略等しく設定されている必要がない。
【００５７】
ＣＰＵ１２は、差分変位ΔＺ１２、ΔＺ２３、ΔＺ３１がともに基準変位ＺＫよりも小さい場合、反射光が反射した反射面はシール材２２の表面２２Ａだけから反射されていると判断し、第１判断処理を実行する（Ｓ３６）。第１判断処理において、ＣＰＵ１２は、検出された測定値Ｄのうち、最も反射強度が高い第１測定値Ｄ１の変位Ｚ１を変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位と判断する。
【００５８】
また、ＣＰＵ１２は、差分変位ΔＺ２３が基準変位ＺＫよりも小さく、差分変位ΔＺ１２、ΔＺ３１が基準変位ＺＫ以上である場合、あるいは、差分変位ΔＺ３１が基準変位ＺＫよりも小さく、差分変位ΔＺ１２、ΔＺ２３が基準変位ＺＫ以上である場合、あるいは、差分変位ΔＺ１２が基準変位ＺＫよりも小さく、差分変位ΔＺ２３、ΔＺ３１が基準変位ＺＫ以上である場合、反射光が反射した反射面はシール材２２の表面２２Ａと、ガラス板２０の表面２０Ａ又は裏面２０Ｂの一方から反射されていると判断する。この際、ＣＰＵ１２は第２判断処理を実行する（Ｓ３８）。第１判断処理において、ＣＰＵ１２は、差分変位ΔＺが基準変位ＺＫよりも小さくなる２つの測定値Ｄのうち、反射強度の高い側の測定値Ｄを選出する。ＣＰＵ１２は、選出した測定値Ｄの変位Ｚと残りの測定値Ｄの変位Ｚとのうち小さいものを、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位と判断する。
【００５９】
また、ＣＰＵ１２は、差分変位ΔＺ１２、ΔＺ２３、ΔＺ３１がともに基準変位ＺＫ以上である場合、反射光が反射した反射面は、シール材２２の表面２２Ａと、ガラス板２０の表面２０Ａ及び裏面２０Ｂであると判断し、第３判断処理を実行する（Ｓ４０）。第３判断処理において、ＣＰＵ１２は、変位Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３うち小さいものを、変位測定装置１０からシール材２２の表面２２Ａまでの変位と判断する。
【００６０】
本実施形態の変位測定装置１０では、シール材２２の表面２２Ａ、ガラス板２０の表面２０Ａ及び裏面２０Ｂと３つの異なる反射面でレーザ光が反射された場合でも、シール材２２の表面２２Ａからの反射光による測定値Ｄを選出することができ、精度良く測定対象物までの変位情報を選出することができる。
【００６１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、変位測定装置１０が１つのＣＰＵ１２を有し、検出部３０、判断部３２、断面積検出部３４、処理部３６、決定部３８、算出部４０等の機能を１つのＣＰＵ１２によって実行する例を用いて示したが、本発明はこれに限られない。例えば、お互いに異なるＣＰＵやシステムなどによって各部が構成されても良い。
【００６２】
（２）上記実施形態では、測定範囲決定処理において傾き補正処理及びベース計算処理を実行する例を用いて説明を行ったが、例えば測定範囲決定処理に先立ってガラス板２０の傾きや変位測定装置１０とガラス板２０の表面２０Ａまでの変位が予め知られている場合には、必ずしも実行される必要がない。
【００６３】
（３）上記実施形態では、測定対象物としてシール材２２、測定対象物を載置するベース部材としてガラス板２０を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。測定対象物を他の透光性を有するものとしてもよければ、透光性を有しないものとしてもよい。
【００６４】
（４）上記実施形態では、ベース部材として透光性を有するガラス板２０を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。ベース部材をクロム蒸着面等の鏡面を有する鏡面体であってもよく、測定対象物がその鏡面上に載置されていてもよい。測定対象物が鏡面体の鏡面上に載置されていると、ノイズ成分が検出されることが多く、比較的近接した変位範囲に測定値Ｄ１、Ｄ２が検出されることが多い。本発明によれば、ノイズ成分を排除して正確に変位測定装置１０から鏡面体の鏡面までの変位Ｚを測定することができる。
【００６５】
（５）上記実施形態では、第１処理におけるメディアンフィルタ処理で用いられる変位Ｚの数を１５個、第２処理におけるメディアンフィルタ処理で用いられる変位Ｚの数を３個として説明を行ったが、第１処理におけるメディアンフィルタ処理で用いられる変位Ｚの数が、第２処理におけるメディアンフィルタ処理で用いられる変位Ｚの数よりも少なければ、各処理におけるメディアンフィルタ処理で用いられる変位Ｚの数はこれに限られない。また、実施される平準化処理もメディアンフィルタ処理に限られるものでない。たとえば、一般的に知られている移動平均処理などでも良い。移動平均処理によれば、変位Ｚを含む一定範囲の変位情報を平均した値を変位Ｚとすることで、一定範囲内の極端に外れた値をならすことができる。
【００６６】
（６）上記実施形態では、中間平均処理において中間変位情報を選出する際に、最大側及び最小側から１０％の変位情報が除去される例を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限られない。例えば、５％や１５％であってもよい。また、最大側で設定される割合と、最小側で設定される割合が異なっていても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０：変位測定装置、１２：ＣＰＵ、１４：メモリ、１６：出光部、１８：受光部、２０：ガラス板、２２：シール材、３０：検出部、３２：判断部、３４：断面積検出部、３６：処理部、３８：決定部、４０：算出部、４１：出力部、４６、５０：偏光板、４８：クリスタル、Ｚ：変位、ＺＫ：基準変位、ｎｃ：シール材の屈折率、ｎｇ：ガラス板の屈折率、ＪＳ１：第１処理情報、ＳＶ１：第１閾値、ＪＳ２：第２処理情報、ＪＨ：平準化情報、ＳＶ２：第２閾値、ＨＳ：変位測定範囲、ＨＭ：面積対象範囲、ＨＴ：特定側範囲、ＨＤ：断面積測定範囲、ＨＫ：面積対象候補範囲、ＬＫ：基準距離、ＡＫ：圧縮係数、ＡＴ：圧縮値、ＺＡ：圧縮変位情報
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2013002992.tif 000015
【図１４】
2013002992.tif 000016
【図１５】
2013002992.tif 000017
【図１６】
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