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JP7271066B2 - Optical measuring device - Google Patents

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JP7271066B2
JP7271066B2 JP2019131654A JP2019131654A JP7271066B2 JP 7271066 B2 JP7271066 B2 JP 7271066B2 JP 2019131654 A JP2019131654 A JP 2019131654A JP 2019131654 A JP2019131654 A JP 2019131654A JP 7271066 B2 JP7271066 B2 JP 7271066B2
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polygon mirror
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light beam
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圭吾 金原
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Mitutoyo Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、測定対象物が配置される測定領域に光ビームを照射し、この光ビームを走査方向に走査して、この走査方向における測定対象物の寸法等を測定する光学式測定装置に関する。 The present invention relates to an optical measuring apparatus that irradiates a measurement area in which an object to be measured is arranged with a light beam, scans the light beam in the scanning direction, and measures the dimensions of the object to be measured in the scanning direction.

複数個の反射面を備えるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーに光ビームを照射する発光装置と、ポリゴンミラーによって反射された光ビームを測定領域に導く照射光学系と、測定領域に照射された光ビームを受光して第1受光信号を出力する第1受光部と、測定領域とは異なる領域に照射された光ビームを受光して第2受光信号を出力する第2受光部と、第1受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、第2受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、の間にクロックパルスを計数し、エッジカウント値として出力するカウント回路と、エッジカウント値に基づいて測定対象物の寸法を示す寸法データを出力する演算処理部と、を備える光学式測定装置が知られている(特許文献1)。 A polygon mirror with multiple reflecting surfaces, a light emitting device that irradiates the polygon mirror with a light beam, an irradiation optical system that guides the light beam reflected by the polygon mirror to a measurement area, and a light beam that has been irradiated onto the measurement area. A first light receiving section that receives light and outputs a first light receiving signal, a second light receiving section that receives a light beam irradiated to a region different from the measurement region and outputs a second light receiving signal, and a first light receiving signal. a counting circuit that counts clock pulses between the rising or falling timing and the rising or falling timing of the second light reception signal and outputs an edge count value; An optical measuring device is known that includes an arithmetic processing unit that outputs dimension data indicating dimensions (Patent Document 1).

例えば、この様な光学式測定装置によって測定対象物の外径を測定する場合、測定領域に測定対象物を配置し、ポリゴンミラーに光ビームを照射し、ポリゴンミラーを回転させて光ビームを走査する。光ビームが測定対象物に到達すると、光ビームが測定対象物によって遮光され、第1受光部で光ビームが受光されなくなる。これに伴い、上記第1受光信号が立ち下がり、第1のエッジカウント値に対応するクロックパルスの計数が開始される。また、光ビームが測定対象物を通過すると、光ビームが測定領域を通過し、第1受光部で光ビームが受光されるようになる。これに伴い、上記第1受光信号が立ち上がり、第2のエッジカウント値に対応するクロックパルスの計数が開始される。また、光ビームが第2受光部に到達すると、上記第2受光信号が立ち上がり、上記第1及び第2のエッジカウント値が取得される。例えば、これら第1及び第2のエッジカウント値の差分と、光ビームが1クロックあたりに走査される距離と、を乗算して、その結果を測定対象物の寸法を示す寸法データとして出力する。 For example, when measuring the outer diameter of an object to be measured by such an optical measuring device, the object to be measured is placed in the measurement area, the polygon mirror is irradiated with a light beam, and the polygon mirror is rotated to scan the light beam. do. When the light beam reaches the object to be measured, the light beam is blocked by the object to be measured, and the light beam is no longer received by the first light receiving section. Along with this, the first light receiving signal falls, and counting of clock pulses corresponding to the first edge count value is started. Further, when the light beam passes through the object to be measured, the light beam passes through the measurement area and is received by the first light receiving section. Along with this, the first light receiving signal rises, and counting of clock pulses corresponding to the second edge count value is started. Further, when the light beam reaches the second light receiving section, the second light receiving signal rises, and the first and second edge count values are acquired. For example, the difference between the first and second edge count values is multiplied by the distance scanned by the light beam per clock, and the result is output as dimension data indicating the dimension of the object to be measured.

この様な光学式測定装置では、製造誤差、レンズの球面収差等の影響により、上記エッジカウント値に誤差が生じる場合がある。そこで、従来の光学式測定装置では、補正テーブルを用いて上記エッジカウント値を補正し、補正後のエッジカウント値に基づいて寸法データを算出する(特許文献2)。 In such an optical measuring apparatus, an error may occur in the edge count value due to manufacturing errors, spherical aberration of the lens, and the like. Therefore, in a conventional optical measuring apparatus, the edge count value is corrected using a correction table, and dimension data is calculated based on the corrected edge count value (Patent Document 2).

特開平9-138115号公報JP-A-9-138115 特開2015-190869号公報JP 2015-190869 A

この様な光学式測定装置では、ポリゴンミラーを回転させて光ビームを複数の反射面によって順次走査すると、走査の度に第1受光信号の波形が異なってしまい、上記エッジカウント値及び寸法データがばらついてしまう場合があった。発明者らの鋭意検討の結果、この様なエッジカウント値のばらつきはポリゴンミラーの組付誤差・製造誤差等に起因するものであり、エッジカウント値はポリゴンミラーの回転に応じて周期的に変動する場合があることがわかった。 In such an optical measuring apparatus, when the polygon mirror is rotated and the light beam is sequentially scanned by a plurality of reflecting surfaces, the waveform of the first received light signal changes each time scanning is performed, and the edge count value and the dimension data are changed. There were times when it was scattered. As a result of diligent studies by the inventors, it was found that such variations in edge count values are caused by assembly errors, manufacturing errors, etc. of the polygon mirror, and that the edge count values periodically fluctuate according to the rotation of the polygon mirror. I found that there is a case.

この様なエッジカウント値のばらつきは、例えば、ポリゴンミラーを1回回転させて全ての反射面に対応するエッジカウント値又は寸法データを取得し、これらの平均値を算出することにより、抑制することが出来る。しかしながら、この様な光学式測定装置では、高速且つ高精度な測定が要求される場合もあり、ポリゴンミラーを1回回転させることなく正確なエッジカウント値を取得出来ることが望ましい。 Such variations in edge count values can be suppressed by, for example, rotating the polygon mirror once, obtaining edge count values or dimension data corresponding to all reflecting surfaces, and calculating the average value of these values. can be done. However, such an optical measuring apparatus may require high-speed and high-precision measurement, and it is desirable to obtain an accurate edge count value without rotating the polygon mirror once.

本発明は、この様な点に鑑みなされたもので、高速且つ高精度な測定が可能な光学式測定装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical measuring apparatus capable of high-speed and high-precision measurement.

かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施形態に係る光学式測定装置は、m(mは3以上の整数)個の反射面を備え回転可能なポリゴンミラーと、ポリゴンミラーに光ビームを照射する発光装置と、ポリゴンミラーによって反射された光ビームを測定領域に導く照射光学系と、測定領域に照射された光ビームを受光して第1受光信号を出力する第1受光部と、測定領域とは異なる領域に照射された光ビームを受光して第2受光信号を出力する第2受光部と、第1受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、第2受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、の間にクロックパルスを計数し、エッジカウント値として出力するカウント回路と、エッジカウント値に基づいて測定対象物の寸法を示す寸法データを出力する演算処理部と、寸法データの補正に際して参照される補正パラメータを記憶する記憶装置と、を備える。また、演算処理部は、寸法データの取得に際し、ポリゴンミラーが1回回転する間に、記憶装置からm通りの補正パラメータを順次取得する。 In order to solve this problem, an optical measuring apparatus according to one embodiment of the present invention includes a rotatable polygon mirror having m (m is an integer equal to or greater than 3) reflecting surfaces, and a light beam directed to the polygon mirror. a light emitting device for irradiation, an irradiation optical system for guiding the light beam reflected by the polygon mirror to a measurement area, a first light receiving section for receiving the light beam irradiated on the measurement area and outputting a first light reception signal, a measurement A second light-receiving unit that receives a light beam irradiated to a region different from the region and outputs a second light-receiving signal, a rising or falling timing of the first light-receiving signal, and a rising or falling of the second light-receiving signal A counting circuit that counts clock pulses between the timing of and and outputs an edge count value, an arithmetic processing unit that outputs dimension data indicating the dimension of the object to be measured based on the edge count value, and a correction of the dimension data and a storage device that stores correction parameters that are referred to when performing the correction. Further, when obtaining the dimension data, the arithmetic processing unit sequentially obtains m kinds of correction parameters from the storage device while the polygon mirror rotates once.

ここで、m個の反射面を備えるポリゴンミラーが1回回転する間に出力されるm通りのエッジカウント値には、それぞれ、上記周期的な変動の影響がm通りの態様で含まれている。この様なエッジカウント値の変動は、m個の反射面に対応するm通りの補正パラメータを使用することにより、好適に抑制可能である。そこで、本発明の一の実施形態においては、寸法データの取得に際し、ポリゴンミラーが1回回転する間にm通りの補正パラメータを順次取得する。これにより、m通りのエッジカウント値それぞれに含まれる上記周期的な変動の影響を相殺することが出来る。これにより、ポリゴンミラーを1回回転させることなく正確なエッジカウント値を取得することが出来る。従って、高速且つ高精度な測定が可能な光学式測定装置を提供することが出来る。 Here, m kinds of edge count values output during one rotation of a polygon mirror having m reflecting surfaces contain the influence of the above-mentioned periodic variation in m kinds of manners. . Such variations in edge count value can be suitably suppressed by using m different correction parameters corresponding to m reflecting surfaces. Therefore, in one embodiment of the present invention, when acquiring dimension data, m different correction parameters are sequentially acquired during one rotation of the polygon mirror. This makes it possible to cancel out the effects of the periodic fluctuations contained in each of the m edge count values. As a result, an accurate edge count value can be obtained without rotating the polygon mirror once. Therefore, it is possible to provide an optical measuring device capable of high-speed and high-precision measurement.

上記演算処理部は、例えば、寸法データの取得に際し、ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間に、ポリゴンミラーの回転に対応して周期的に変動するm×n通りのエッジカウント値を取得し、記憶装置からm通りの補正パラメータをn回ずつ取得することが出来る。 For example, when acquiring the dimension data, the arithmetic processing unit may generate m×n values that periodically change in accordance with the rotation of the polygon mirror while the polygon mirror rotates n times (n is an integer equal to or greater than 2). By obtaining the edge count value, it is possible to obtain m kinds of correction parameters n times from the storage device.

上記演算処理部は、例えば、m通りの補正パラメータに基づいて、m×n通りのエッジカウント値から周期的な変動の影響を相殺する補正処理を行い、補正処理によって補正されたm×n通りのエッジカウント値に基づいてm×n通りの寸法データを出力することが出来る。 The arithmetic processing unit performs, for example, a correction process for canceling out the effects of periodic fluctuations from m×n edge count values based on m correction parameters, and m×n values corrected by the correction process. m×n dimension data can be output based on the edge count value of .

上記演算処理部は、上記補正パラメータの取得に際し、ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間にm×n通りのエッジカウント値を取得し、m個の反射面それぞれに対応するn通りのエッジカウント値の平均値を、m通りの第1平均値として取得し、m×n通りのエッジカウント値の平均値を、第2平均値として取得し、m通りの第1平均値、及び、第2平均値を示す情報を、補正パラメータとして記憶装置に入力することが出来る。 When obtaining the correction parameters, the arithmetic processing unit obtains m×n edge count values while the polygon mirror rotates n times (where n is an integer equal to or greater than 2), and corresponds to each of the m reflecting surfaces. The average value of the n edge count values is obtained as the m first average value, the average value of the m×n edge count values is obtained as the second average value, and the m different first average values are obtained. The value and information indicative of the second average value can be entered in the storage device as a correction parameter.

本発明の一の実施形態に係る光学式測定装置は、m(mは3以上の整数)個の反射面を備え、回転可能なポリゴンミラーと、ポリゴンミラーに光ビームを照射する発光装置と、ポリゴンミラーによって反射された光ビームを測定領域に導く照射光学系と、測定領域に照射された光ビームを受光して第1受光信号を出力する第1受光部と、測定領域とは異なる領域に照射された光ビームを受光して第2受光信号を出力する第2受光部と、第1受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、第2受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、の間にクロックパルスを計数し、エッジカウント値として出力するカウント回路と、エッジカウント値に基づいて測定対象物の寸法を示す寸法データを出力する演算処理部と、を備える。また、演算処理部は、寸法データの取得に際し、ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間に、ポリゴンミラーの回転に対応して周期的に変動するm×n通りのエッジカウント値を取得し、エッジカウント値の周期的な変動の影響を相殺して、m×n通りの寸法データを出力する。 An optical measuring device according to an embodiment of the present invention comprises m (m is an integer of 3 or more) reflecting surfaces, a rotatable polygon mirror, a light emitting device for irradiating a light beam on the polygon mirror, an irradiation optical system that guides the light beam reflected by the polygon mirror to the measurement area; Between the second light receiving section that receives the irradiated light beam and outputs the second light receiving signal, the rising or falling timing of the first light receiving signal, and the rising or falling timing of the second light receiving signal a counting circuit that counts clock pulses and outputs an edge count value; and an arithmetic processing unit that outputs dimension data indicating the dimension of the object to be measured based on the edge count value. Further, when obtaining the dimension data, the arithmetic processing unit calculates m×n edges that periodically change in accordance with the rotation of the polygon mirror while the polygon mirror rotates n times (n is an integer equal to or greater than 2). A count value is obtained, the influence of periodic fluctuations in the edge count value is canceled, and m×n dimension data are output.

本発明によれば、高速且つ高精度な測定が可能な光学式測定装置を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide an optical measuring device capable of high-speed and highly accurate measurement.

本発明の第1の実施形態に係る光学式測定装置の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the configuration of an optical measuring device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 同光学式測定装置の構成を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows the structure of the same optical measuring device. 同光学式測定装置によって測定対象物Wの外径D1を測定する際に取得される受光信号S1、エッジ信号S2、リセット信号RST及びエッジカウント値ECV(E1~E4)の様子を示す模式的なグラフである。Schematic showing the state of the received light signal S1, the edge signal S2, the reset signal RST, and the edge count value ECV (E1 to E4) acquired when the outer diameter D1 of the measurement object W is measured by the optical measuring device graph. ポリゴンミラーを複数回回転させた場合に取得されるエッジ信号S2、リセット信号RST及びエッジカウント値ECV(E1~E4)の様子を示す模式的なグラフである。5 is a schematic graph showing how an edge signal S2, a reset signal RST, and an edge count value ECV (E1 to E4) obtained when the polygon mirror is rotated multiple times; ポリゴンミラーの回転に応じて周期的に変動するエッジカウント値ECVを示す模式的なグラフである。5 is a schematic graph showing an edge count value ECV that periodically varies according to rotation of the polygon mirror; ポリゴンミラーの組付誤差・製造誤差等について説明するための模式的な図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining assembly errors, manufacturing errors, etc. of a polygon mirror; 補正パラメータの取得方法を例示する模式的なフローチャートである。5 is a schematic flow chart illustrating a method of acquiring correction parameters; 補正パラメータの取得方法を例示する模式的なグラフである。5 is a schematic graph illustrating a method of acquiring correction parameters; 補正テーブルを例示する模式的な図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a correction table; FIG. エッジカウント値ECVの補正方法を例示する模式的なグラフである。4 is a schematic graph illustrating a method of correcting an edge count value ECV; エッジカウント値ECVの補正方法を例示する模式的なグラフである。4 is a schematic graph illustrating a method of correcting an edge count value ECV;

[第1の実施形態]
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態に係る光学式測定装置について説明する。
[First embodiment]
An optical measuring device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[概略構成]
図1に示す様に、本実施形態に係る光学式測定装置は、測定部100と、測定部100を制御する制御部200と、を備える。測定部100は、測定対象物Wが配置される測定領域101と、測定領域101に光ビーム(レーザ光L)を照射してこの光ビームを走査方向(-Z方向)に走査する光ビーム走査部110と、測定領域101を通過した光ビームを受光する受光部120と、光ビーム走査部110及び受光部120を連結する連結部130と、を備える。
[Outline configuration]
As shown in FIG. 1 , the optical measuring device according to this embodiment includes a measuring section 100 and a control section 200 that controls the measuring section 100 . The measurement unit 100 includes a measurement area 101 in which the measurement object W is arranged, and a light beam scanning that irradiates the measurement area 101 with a light beam (laser light L) and scans the light beam in the scanning direction (−Z direction). a light receiving unit 120 that receives the light beam that has passed through the measurement area 101; and a connecting unit that connects the light beam scanning unit 110 and the light receiving unit 120.

尚、図1の例では、光ビーム走査部110及び受光部120がX方向に離間しており、光ビーム走査部110及び受光部120の間の空間が測定領域101となっている。また、測定領域101にはY方向に延伸する円柱状の測定対象物Wが配置されている。また、光ビーム走査部110は、光ビーム走査部110の筐体110aに設けられた窓部110bを介して-X方向に進行するレーザ光Lを出射し、-Z方向に走査している。 In the example of FIG. 1, the light beam scanning section 110 and the light receiving section 120 are spaced apart in the X direction, and the space between the light beam scanning section 110 and the light receiving section 120 is the measurement area 101 . A cylindrical measurement object W extending in the Y direction is arranged in the measurement area 101 . Further, the light beam scanning unit 110 emits a laser beam L traveling in the -X direction through a window 110b provided in a housing 110a of the light beam scanning unit 110, and scans in the -Z direction.

図2は、測定部100の光ビーム走査部110及び受光部120、並びに、制御部200の構成を例示している。 FIG. 2 illustrates configurations of the light beam scanning unit 110 and the light receiving unit 120 of the measurement unit 100 and the control unit 200 .

光ビーム走査部110は、レーザ光Lを出射するレーザ光源111と、出射されたレーザ光Lを反射するミラー112と、ミラー112で反射されたレーザ光Lを更に反射するポリゴンミラー113と、ポリゴンミラー113で反射されたレーザ光Lを測定領域101に導くfθレンズ114(照射光学系)と、レーザ光Lの走査終了時にリセット信号RST(第2受光信号)を出力するフォトダイオード等の受光素子115と、を備える。また、光ビーム走査部110は、ポリゴンミラー113を回転させるモータ116と、モータ116を駆動するモータ駆動回路117と、クロック信号CLKに応じてモータ駆動回路117に同期信号を入力するモータ同期回路118と、を備える。 The light beam scanning unit 110 includes a laser light source 111 that emits a laser beam L, a mirror 112 that reflects the emitted laser beam L, a polygon mirror 113 that further reflects the laser beam L reflected by the mirror 112, a polygon An fθ lens 114 (irradiation optical system) that guides the laser light L reflected by the mirror 113 to the measurement area 101, and a light receiving element such as a photodiode that outputs a reset signal RST (second light receiving signal) when scanning of the laser light L is completed. 115; The light beam scanning unit 110 also includes a motor 116 that rotates the polygon mirror 113, a motor drive circuit 117 that drives the motor 116, and a motor synchronization circuit 118 that inputs a synchronization signal to the motor drive circuit 117 according to the clock signal CLK. And prepare.

受光部120は、測定領域101を通過したレーザ光Lを集光する集光レンズ121と、集光されたレーザ光Lを受光するフォトダイオード等の受光素子122と、受光素子122の出力信号を増幅して受光信号S1(第1受光信号)として出力するアンプ123と、を備える。 The light receiving unit 120 includes a condenser lens 121 that collects the laser light L that has passed through the measurement region 101, a light receiving element 122 that receives the collected laser light L, such as a photodiode, and an output signal from the light receiving element 122. and an amplifier 123 that amplifies and outputs a received light signal S1 (first received light signal).

制御部200は、受光信号S1を2値化してエッジ信号S2を出力するエッジ検出回路201と、エッジ信号S2の立ち上がり及び立ち下がりに応じてエッジ選択信号S3を立ち上げるセグメント選択回路202と、エッジ選択信号S3及びクロック信号CLKのAND信号を一又は複数のゲート信号S4として出力するゲート回路203と、一又は複数のゲート信号S4に含まれるクロックパルスの数を数えるカウント回路204と、補正テーブルが記録されるメモリ205と、を備える。また、制御部200は、バス206を介してこれらの構成に接続されたCPU207と、これらの構成にクロック信号CLKを出力するクロック信号出力回路208と、を備える。 The control unit 200 includes an edge detection circuit 201 that binarizes the received light signal S1 and outputs an edge signal S2, a segment selection circuit 202 that raises an edge selection signal S3 in accordance with the rise and fall of the edge signal S2, and an edge detection circuit 202. A gate circuit 203 that outputs an AND signal of a selection signal S3 and a clock signal CLK as one or more gate signals S4, a count circuit 204 that counts the number of clock pulses included in one or more gate signals S4, and a correction table. and a memory 205 to be recorded. The control unit 200 also includes a CPU 207 connected to these components via a bus 206, and a clock signal output circuit 208 that outputs a clock signal CLK to these components.

[概略動作]
図3は、本実施形態に係る光学式測定装置の動作を模式的に示している。図3の例では、上記光学式測定装置によって4つのエッジE1~E4を検出する例について説明する。
[General operation]
FIG. 3 schematically shows the operation of the optical measuring device according to this embodiment. In the example of FIG. 3, an example of detecting four edges E1 to E4 by the optical measuring device will be described.

レーザ光Lの走査は、ポリゴンミラー113(図2)を回転させることによって行う。例えばポリゴンミラー113が正16角柱状の形状を有し、16個の反射面を備えている場合、ポリゴンミラー113を1回回転させるごとに、レーザ光Lは16回ずつ走査される。 The scanning of the laser light L is performed by rotating the polygon mirror 113 (FIG. 2). For example, if the polygon mirror 113 has a regular hexagonal prism shape and has 16 reflecting surfaces, the laser light L is scanned 16 times each time the polygon mirror 113 is rotated once.

タイミングt1では、レーザ光LがエッジE1に到達する。エッジE1は、例えば、光ビーム走査部110の筐体110aに設けられる窓部110bの上端である(図1参照)。タイミングt1では、レーザ光Lが測定領域101を通過して受光部120に受光される。また、受光信号S1がしきい値Vthよりも大きい値となり、エッジ信号S2が立ち上がる。また、カウント回路204は、エッジE1に対応するクロックパルスの計数を開始する。以下、エッジE1に対応するクロックパルスの数を、「エッジカウント値ECV(E1)」等と呼ぶ。 At timing t1, the laser beam L reaches edge E1. The edge E1 is, for example, the upper end of the window portion 110b provided in the housing 110a of the light beam scanning portion 110 (see FIG. 1). At timing t1, the laser light L passes through the measurement area 101 and is received by the light receiving section 120. As shown in FIG. Further, the received light signal S1 becomes a value larger than the threshold value Vth, and the edge signal S2 rises. The count circuit 204 also starts counting clock pulses corresponding to the edge E1. Hereinafter, the number of clock pulses corresponding to edge E1 will be referred to as "edge count value ECV(E1)" or the like.

タイミングt2では、レーザ光LがエッジE2に到達する。エッジE2は、例えば、測定対象物Wの上端である。タイミングt2では、レーザ光Lが測定対象物Wによって遮光され、測定領域101を通過しなくなる。また、受光信号S1がしきい値Vthよりも小さい値となり、エッジ信号S2が立ち下がる。また、カウント回路204は、エッジE2に対応するクロックパルスの計数を開始する。以下、エッジE2に対応するクロックパルスの数を、「エッジカウント値ECV(E2)」等と呼ぶ。 At timing t2, the laser beam L reaches edge E2. The edge E2 is the upper end of the measurement object W, for example. At timing t2, the laser light L is blocked by the measurement object W and does not pass through the measurement area 101. FIG. Further, the received light signal S1 becomes a value smaller than the threshold value Vth, and the edge signal S2 falls. Also, the counting circuit 204 starts counting clock pulses corresponding to the edge E2. Hereinafter, the number of clock pulses corresponding to edge E2 will be referred to as "edge count value ECV(E2)" or the like.

タイミングt3では、レーザ光LがエッジE3に到達する。エッジE3は、例えば、測定対象物Wの下端である。タイミングt3では、レーザ光Lが測定領域101を通過して受光部120に受光される。また、受光信号S1がしきい値Vthよりも大きい値となり、エッジ信号S2が立ち上がる。また、カウント回路204は、エッジE3に対応するクロックパルスの計数を開始する。以下、エッジE3に対応するクロックパルスの数を、「エッジカウント値ECV(E3)」等と呼ぶ。 At timing t3, the laser beam L reaches edge E3. The edge E3 is the lower end of the measuring object W, for example. At timing t3, the laser light L passes through the measurement area 101 and is received by the light receiving section 120. As shown in FIG. Further, the received light signal S1 becomes a value larger than the threshold value Vth, and the edge signal S2 rises. Also, the count circuit 204 starts counting clock pulses corresponding to the edge E3. Hereinafter, the number of clock pulses corresponding to edge E3 will be referred to as "edge count value ECV(E3)" or the like.

タイミングt4では、レーザ光LがエッジE4に到達する。エッジE4は、例えば、光ビーム走査部110の筐体110aに設けられる窓部110bの下端である(図1参照)。タイミングt4では、レーザ光Lが光ビーム走査部110の筐体110aによって遮光され、測定領域101を通過しなくなる。また、受光信号S1がしきい値Vthよりも小さい値となり、エッジ信号S2が立ち下がる。また、カウント回路204は、エッジE4に対応するクロックパルスの計数を開始する。以下、エッジE4に対応するクロックパルスの数を、「エッジカウント値ECV(E4)」等と呼ぶ。 At timing t4, the laser beam L reaches edge E4. The edge E4 is, for example, the lower end of the window portion 110b provided in the housing 110a of the light beam scanning portion 110 (see FIG. 1). At timing t<b>4 , the laser light L is blocked by the housing 110 a of the light beam scanning unit 110 and does not pass through the measurement area 101 . Further, the received light signal S1 becomes a value smaller than the threshold value Vth, and the edge signal S2 falls. Also, the count circuit 204 starts counting clock pulses corresponding to the edge E4. Hereinafter, the number of clock pulses corresponding to edge E4 will be referred to as "edge count value ECV(E4)".

その後のタイミングt5において、レーザ光Lは光ビーム走査部110の筐体110a内部に配置された受光素子115(図2)によって受光され、リセット信号RSTが立ち上がる。カウント回路204は、リセット信号RSTを受信して、エッジE1~E4に対応する4通りのエッジカウント値ECV(E1~E4)をCPU207に出力する。また、カウント回路204は、保持していたエッジカウント値ECV(E1~E4)をリセットする。CPU207は、例えば、メモリ205に記録された補正テーブルを参照し、エッジカウント値ECVを補正して、補正後のエッジカウント値ECV´を取得する。その後、例えば補正後のエッジカウント値ECV´(E2)から補正後のエッジカウント値ECV´(E3)を減算して差分値を取得する。また、この差分値と、レーザ光Lが1クロックあたりに-Z方向に走査される距離と、を乗算し、その結果を測定対象物Wの外径を示す寸法データとして出力する。 At subsequent timing t5, the laser light L is received by the light receiving element 115 (FIG. 2) arranged inside the housing 110a of the light beam scanning unit 110, and the reset signal RST rises. Count circuit 204 receives reset signal RST and outputs to CPU 207 four edge count values ECV (E1 to E4) corresponding to edges E1 to E4. Also, the count circuit 204 resets the edge count values ECV (E1 to E4) that it has held. The CPU 207, for example, refers to the correction table recorded in the memory 205, corrects the edge count value ECV, and obtains the corrected edge count value ECV'. Thereafter, for example, the corrected edge count value ECV'(E3) is subtracted from the corrected edge count value ECV'(E2) to obtain a difference value. Also, this difference value is multiplied by the distance scanned by the laser beam L in the −Z direction per clock, and the result is output as dimension data indicating the outer diameter of the object W to be measured.

尚、図3には4通りのエッジカウント値ECV(E1~E4)を取得する例を示したが、何通りのエッジカウント値を取得するかは、測定の目的等によって適宜調整可能である。例えば、図3に例示した様な測定対象物Wの外径を測定する場合、又は、メモリ205に記録される補正テーブルを取得する場合であれば、図3に例示する様に、4通りのエッジカウント値ECV(E1~E4)を取得することが出来る。また、測定の態様に応じて、6通り以上のエッジカウント値ECVを取得することも出来る。ただし、測定の原理上、取得するエッジカウント値ECVの数は、受光信号S1の立ち上がり及び立ち下がりに対応する偶数通りの値となる。 Although FIG. 3 shows an example of obtaining four edge count values ECV (E1 to E4), the number of edge count values to be obtained can be appropriately adjusted depending on the purpose of measurement. For example, when measuring the outer diameter of the object W to be measured as illustrated in FIG. 3, or when acquiring the correction table recorded in the memory 205, as illustrated in FIG. Edge count values ECV (E1 to E4) can be obtained. Also, six or more edge count values ECV can be obtained depending on the mode of measurement. However, due to the principle of measurement, the number of acquired edge count values ECV is an even number of values corresponding to the rising and falling edges of the light receiving signal S1.

[エッジカウント値ECVのばらつき]
図4(a)に示す様に、ポリゴンミラー113を回転させると、レーザ光Lがポリゴンミラー113の反射面F1によって走査され、エッジ信号S2及びリセット信号RSTが取得される。更にポリゴンミラー113を回転させると、レーザ光Lがポリゴンミラー113の反射面F2に照射され、反射面F2によって走査され、エッジ信号S2及びリセット信号RSTが取得される。更にポリゴンミラー113を回転させると、レーザ光Lがポリゴンミラー113の反射面F3に照射され、反射面F3によって走査され、エッジ信号S2及びリセット信号RSTが取得される。
[Dispersion of Edge Count Value ECV]
As shown in FIG. 4A, when the polygon mirror 113 is rotated, the laser light L is scanned by the reflecting surface F1 of the polygon mirror 113, and the edge signal S2 and the reset signal RST are acquired. When the polygon mirror 113 is further rotated, the reflective surface F2 of the polygon mirror 113 is irradiated with the laser light L, scanned by the reflective surface F2, and the edge signal S2 and the reset signal RST are acquired. When the polygon mirror 113 is further rotated, the reflective surface F3 of the polygon mirror 113 is irradiated with the laser beam L, scanned by the reflective surface F3, and the edge signal S2 and the reset signal RST are obtained.

ここで、図4(b)に示す様に、反射面F1によってレーザ光Lを走査する場合と、反射面F2によってレーザ光Lを走査する場合とでは、エッジ信号S2及びリセット信号RSTの波形(立ち上がり及び立ち下りのタイミング)が異なってしまう場合がある。この様な場合、反射面F1に対応する4つのエッジカウント値ECV(E1~E4,F1)と、反射面F2に対応する4つのエッジカウント値ECV(E1~E4,F2)とが、それぞれ異なる値となってしまう。 Here, as shown in FIG. 4B, the waveforms of the edge signal S2 and the reset signal RST ( timing of rise and fall) may be different. In such a case, the four edge count values ECV (E1 to E4, F1) corresponding to the reflecting surface F1 and the four edge count values ECV (E1 to E4, F2) corresponding to the reflecting surface F2 are different. value.

ここで、例えば、16個の反射面F1~F16を有するポリゴンミラー113をn(nは2以上の整数)回回転させて、エッジE2に対応する16×n通りのエッジカウント値ECV(E2,F1~F16,1~n)を取得した場合、例えば図5に示す様に、エッジカウント値ECVが、ポリゴンミラー113の回転に対応して周期的に変動する場合がある。例えば、ポリゴンミラー113を1回回転させた場合に取得される16通りのエッジカウント値ECV(E2,F1~F16,1)の間でのばらつきが比較的大きくなり、反射面F1に対応するn通りのエッジカウント値ECV(E2,F1,1~n)の間でのばらつきが比較的小さくなる場合がある。 Here, for example, the polygon mirror 113 having 16 reflecting surfaces F1 to F16 is rotated n times (n is an integer equal to or greater than 2) to obtain 16×n edge count values ECV (E2, F1 to F16, 1 to n), the edge count value ECV may periodically fluctuate as the polygon mirror 113 rotates, as shown in FIG. For example, the variation among the 16 edge count values ECV (E2, F1 to F16, 1) acquired when the polygon mirror 113 is rotated once becomes relatively large, and n There may be a relatively small variation between edge count values ECV(E2, F1, 1-n).

この様なエッジカウント値ECVの周期的な変動は、例えば、図6(a)に示す様に、ポリゴンミラー113の中心位置113aがモータ116の回転軸116aからずれてしまったり、図6(b)に示す様に、ポリゴンミラー113が取り付け面102に対して斜めに取り付けられてしまったり、図6(c)に示す様に、ポリゴンミラー113の各反射面F1~F16の鏡面加工に際してムラが生じてしまったりすることが原因であると考えられる。 Such periodic variations in the edge count value ECV are caused, for example, by deviation of the center position 113a of the polygon mirror 113 from the rotating shaft 116a of the motor 116 as shown in FIG. ), the polygon mirror 113 is mounted obliquely with respect to the mounting surface 102, and as shown in FIG. It is thought that this is the cause of the problem.

この様なエッジカウント値ECVの周期的な変動は、例えば、ポリゴンミラー113を1回回転させて16通りのエッジカウント値ECV(E2,F1~F16,1)を取得し、これらの平均値を算出することにより、抑制することが出来る。しかしながら、図1~図3を参照して説明した様な光学式測定装置では、高速且つ高精度な測定が要求される場合もあり、ポリゴンミラー113を1回回転させることなく正確なエッジカウント値ECVを取得出来ることが望ましい。 Such a periodic variation of the edge count value ECV can be obtained, for example, by rotating the polygon mirror 113 once to obtain 16 different edge count values ECV (E2, F1 to F16, 1), and calculating the average value of these values. It can be suppressed by calculating. However, the optical measuring apparatus as described with reference to FIGS. 1 to 3 may be required to perform high-speed and high-precision measurement. It is desirable to be able to obtain the ECV.

ここで、16個の反射面を備えるポリゴンミラーが1回回転する間に出力される16通りのエッジカウント値ECV(E2,F1~F16,1)には、それぞれ、上記周期的な変動の影響が16通りの態様で含まれている。この様なエッジカウント値ECVの変動は、反射面F1~F16に対応する16通りの補正パラメータを使用することにより、好適に抑制可能である。そこで、本実施形態においては、ポリゴンミラー113の16個の反射面F1~F16に対応する16通りの補正パラメータを使用して、上述の様なエッジカウント値ECVのばらつきを抑制する。尚、16通りの補正パラメータは、補正テーブルとしてメモリ205に記録される。 Here, the 16 edge count values ECV (E2, F1 to F16, 1) output during one rotation of the polygon mirror having 16 reflective surfaces are affected by the above periodic fluctuations. is included in 16 ways. Such fluctuations in the edge count value ECV can be suitably suppressed by using 16 correction parameters corresponding to the reflecting surfaces F1 to F16. Therefore, in this embodiment, 16 types of correction parameters corresponding to the 16 reflecting surfaces F1 to F16 of the polygon mirror 113 are used to suppress variations in the edge count value ECV as described above. The 16 correction parameters are recorded in the memory 205 as a correction table.

[補正パラメータの取得]
次に、図7~図9等を参照して、本実施形態に係る光学式測定装置の、補正パラメータの取得方法について説明する。
[Acquisition of correction parameters]
Next, with reference to FIGS. 7 to 9 and the like, a method of acquiring correction parameters for the optical measuring apparatus according to this embodiment will be described.

補正パラメータの取得に際しては、例えば、図8(a)に例示する様に、ポリゴンミラー113をn(nは2以上の整数)回回転させて、エッジE1~E4、反射面F1~F16、及び、回転数1~nに対応する4×16×n通りのエッジカウント値ECV(E1~E4,F1~F16,1~n)を取得する(ステップS101)。 When acquiring the correction parameters, for example, as illustrated in FIG. 8A, the polygon mirror 113 is rotated n times (n is an integer equal to or greater than 2) to obtain the edges E1 to E4, the reflecting surfaces F1 to F16, and the , 4×16×n edge count values ECV (E1 to E4, F1 to F16, 1 to n) corresponding to the number of revolutions 1 to n are obtained (step S101).

次に、例えば、図8(b)に例示する様に、エッジE2、反射面F1、及び、回転数1~nに対応するn通りのエッジカウント値ECV(E2,F1,1~n)の平均値を算出し、エッジE2及び反射面F1に対応する平均値ECVa(E2,F1)として取得する。また、エッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する他のエッジカウント値ECVにも同様の処理を行い、エッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する4×16通りの平均値ECVa(E1~E4,F1~F16)を取得する(ステップS102)。 Next, for example, as illustrated in FIG. 8B, edge E2, reflective surface F1, and n edge count values ECV (E2, F1, 1 to n) corresponding to rotation numbers 1 to n An average value is calculated and acquired as an average value ECVa (E2, F1) corresponding to the edge E2 and the reflecting surface F1. Further, similar processing is performed on the edges E1 to E4 and the other edge count values ECV corresponding to the reflective surfaces F1 to F16, and 4×16 patterns corresponding to the edges E1 to E4 and the reflective surfaces F1 to F16 are obtained. is acquired (step S102).

次に、例えば、図8(c)に例示する様に、エッジE2、反射面F1~F16、及び、回転数1~nに対応する16×n通りのエッジカウント値ECV(E2,F1~F16,1~n)の平均値を算出し、エッジE2に対応する平均値ECVb(E2)として取得する。また、エッジE1,E3,E4に対応する他のエッジカウント値ECVにも同様の処理を行い、エッジE1~E4に対応する4通りの平均値ECVb(E1~E4)を取得する(ステップS103)。 Next, for example, as illustrated in FIG. 8C, edge E2, reflective surfaces F1 to F16, and 16×n edge count values ECV (E2, F1 to F16 , 1 to n) are calculated and obtained as an average value ECVb (E2) corresponding to the edge E2. Further, similar processing is performed on other edge count values ECV corresponding to edges E1, E3, and E4, and four average values ECVb (E1 to E4) corresponding to edges E1 to E4 are obtained (step S103). .

次に、例えば、図8(d)に例示する様に、平均値ECVb(E2)から平均値ECVa(E2,F1)を減算し、エッジE2及び反射面F1に対応する補正値C(E2,F1)として取得する。また、エッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する他の平均値ECVb及び平均値ECVaにも同様の処理を行い、エッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する4×16通りの補正値C(E1~E4,F1~F16)を取得する(ステップS104)。 Next, for example, as illustrated in FIG. 8D, the average value ECVa (E2, F1) is subtracted from the average value ECVb (E2), and the correction value C (E2, F1) corresponding to the edge E2 and the reflecting surface F1 is calculated. F1). In addition, similar processing is performed on the other average values ECVb and ECVa corresponding to the edges E1 to E4 and the reflective surfaces F1 to F16, and the 4 values corresponding to the edges E1 to E4 and the reflective surfaces F1 to F16. ×16 correction values C (E1 to E4, F1 to F16) are obtained (step S104).

次に、補正テーブルを生成し、この補正テーブルをメモリ205に記録する(ステップS105)。補正テーブルは、例えば、図9に示す様に、エッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する4×16通りの補正値C(E1~E4,F1~F16)を補正パラメータとして含む。また、補正テーブルは、例えば、4通りの平均値ECVb(E1~E4)を補正パラメータとして含む。 Next, a correction table is generated and recorded in the memory 205 (step S105). For example, as shown in FIG. 9, the correction table includes 4×16 correction values C (E1 to E4, F1 to F16) corresponding to edges E1 to E4 and reflecting surfaces F1 to F16 as correction parameters. . Also, the correction table includes, for example, four average values ECVb (E1 to E4) as correction parameters.

[エッジカウント値ECVの補正]
次に、図10及び図11を参照して、本実施形態に係る光学式測定装置の、エッジカウント値ECVの補正方法の一例について説明する。図10及び図11の例では、光学式測定装置によってエッジE1とエッジE2との距離を算出して測定対象物Wの外径を測定する例について説明する。
[Correction of edge count value ECV]
Next, an example of a method for correcting the edge count value ECV of the optical measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. In the example of FIGS. 10 and 11, an example of measuring the outer diameter of the object W to be measured by calculating the distance between the edge E1 and the edge E2 using an optical measuring device will be described.

エッジカウント値ECVの補正に際しては、例えば、補正の対象となるエッジカウント値ECVに対応する反射面を特定する。反射面は、例えば、CPU207中のレジスタの一部をカウンタとして用いて特定することも出来るし、CPU207の外部にカウント回路等を設けて特定することも出来る。図には、特定された反射面が反射面F1である例を示す。 When correcting the edge count value ECV, for example, the reflecting surface corresponding to the edge count value ECV to be corrected is specified. For example, the reflecting surface can be specified by using a part of the register in the CPU 207 as a counter, or by providing a counter circuit or the like outside the CPU 207 . The figure shows an example in which the identified reflecting surface is the reflecting surface F1.

次に、例えば図10に示す様に、メモリ205から反射面F1に対応する補正パラメータを取得して、エッジE1~E4に対応する座標点p1~p4を少なくとも2つ取得する。座標点p1~p4のx軸の値は、それぞれ、エッジE1~E4に対応する平均値ECVa(E1~E4,F1)である。座標点p1~p4のy軸の値は、それぞれ、エッジE1~E4に対応する平均値ECVb(E1~E4)である。尚、平均値ECVa(E1~E4,F1)は、例えば、平均値ECVb(E1~E4)から補正値C(E1~E4,F1)を減算することによって取得することが出来る。 Next, as shown in FIG. 10, for example, correction parameters corresponding to the reflecting surface F1 are obtained from the memory 205, and at least two coordinate points p1 to p4 corresponding to the edges E1 to E4 are obtained. The x-axis values of the coordinate points p1 to p4 are the average values ECVa (E1 to E4, F1) corresponding to the edges E1 to E4, respectively. The y-axis values of the coordinate points p1-p4 are the average values ECVb (E1-E4) corresponding to the edges E1-E4, respectively. Note that the average value ECVa (E1 to E4, F1) can be obtained, for example, by subtracting the correction value C (E1 to E4, F1) from the average value ECVb (E1 to E4).

次に、例えば線形補完等の補完処理を行い、座標点p1と座標点p2とを通る線分l1、座標点p2と座標点p3とを通る線分l2、及び、座標点p3と座標点p4とを通る線分l3の、少なくとも一つを取得する。尚、図には線形補完による補完処理の例を示したが、二次補完又は三次補完等、その他の補完処理を行うことも出来る。 Next, for example, a complementary process such as linear interpolation is performed, and a line segment l1 passing through the coordinate points p1 and p2, a line segment l2 passing through the coordinate points p2 and p3, and a coordinate point p3 and a coordinate point p4 are obtained. At least one of line segments l3 passing through and is obtained. Although the figure shows an example of complementing processing by linear interpolation, other complementing processing such as secondary or tertiary complementation can also be performed.

次に、例えば図11に示す様に、補正前のエッジカウント値ECVをx座標とする上記線分l1,l2又はl3上の点を求め、この点のy座標を補正後のエッジカウント値ECV´とする。例えば図11には、補正前のエッジカウント値ECV(E2,F1)と、この補正前のエッジカウント値ECV(E2,F1)をx座標とする線分l2上の点p2´と、補正後のエッジカウント値ECV´(E2)と、を例示している。また、図11には、補正前のエッジカウント値ECV(E3,F1)と、この補正前のエッジカウント値ECV(E3,F1)をx座標とする線分l3上の点p3´と、補正後のエッジカウント値ECV´(E3)と、を例示している。 Next, for example, as shown in FIG. 11, a point on the line segments l1, l2, or l3 having the uncorrected edge count value ECV as the x-coordinate is obtained, and the y-coordinate of this point is calculated as the corrected edge count value ECV. '. For example, FIG. 11 shows an edge count value ECV (E2, F1) before correction, a point p2' on a line segment l2 whose x-coordinate is the edge count value ECV (E2, F1) before correction, and edge count value ECV'(E2) of . FIG. 11 also shows an edge count value ECV (E3, F1) before correction, a point p3' on a line segment l3 whose x-coordinate is the edge count value ECV (E3, F1) before correction, and the subsequent edge count value ECV'(E3).

[効果]
図5等を参照して説明した様に、ポリゴンミラーを使用する光学式測定装置では、エッジカウント値ECVが、ポリゴンミラーの回転に対応して周期的に変動する場合がある。
[effect]
As described with reference to FIG. 5, etc., in an optical measuring apparatus using a polygon mirror, the edge count value ECV may periodically fluctuate in accordance with the rotation of the polygon mirror.

そこで、本実施形態においては、ポリゴンミラー113が一回回転する間にメモリ205から16通りの補正パラメータを順次取得し、この16通りの補正パラメータを使用して上述の様なエッジカウント値ECVの周期的な変動の影響を相殺する。これにより、図5等を参照して説明した様なエッジカウント値ECVのばらつきを大幅に抑制することが出来る。これにより、ポリゴンミラーを一回回転させることなく正確なエッジカウント値を取得することが出来る。従って、高速且つ高精度な測定を行うことが出来る。 Therefore, in this embodiment, 16 types of correction parameters are sequentially acquired from the memory 205 while the polygon mirror 113 rotates once, and these 16 types of correction parameters are used to obtain the edge count value ECV as described above. Cancels the effects of periodic fluctuations. As a result, variations in the edge count value ECV as described with reference to FIG. 5 and the like can be greatly suppressed. As a result, an accurate edge count value can be obtained without rotating the polygon mirror once. Therefore, high-speed and highly accurate measurement can be performed.

また、本実施形態に係る光学式測定装置では、ポリゴンミラー113の組付誤差・製造誤差等に起因する誤差の影響を抑制可能である。従って、測定精度を落とすことなくより安価にポリゴンミラー113の組付及び製造を行うことが可能となり、光学式測定装置の製造コストを削減することが出来る。 Further, in the optical measuring apparatus according to the present embodiment, it is possible to suppress the effects of errors caused by assembly errors, manufacturing errors, and the like of the polygon mirror 113 . Therefore, it is possible to assemble and manufacture the polygon mirror 113 at a lower cost without lowering the measurement accuracy, thereby reducing the manufacturing cost of the optical measuring apparatus.

また、ポリゴンミラー113を使用する光学式測定装置では、ポリゴンミラー113を回転させるモータ116の回転軸が曲がってしまう等、経年劣化が生じる場合がある。この様な場合でも、本実施形態に係る光学式測定装置では、補正パラメータを更新することにより、この様な経年劣化の影響を抑制することが出来る。これにより、光学式測定装置の長寿命化を実現することが出来る。 Further, in the optical measuring apparatus using the polygon mirror 113, aging deterioration may occur such as bending of the rotating shaft of the motor 116 for rotating the polygon mirror 113. FIG. Even in such a case, the optical measuring apparatus according to the present embodiment can suppress the influence of such aged deterioration by updating the correction parameters. This makes it possible to extend the life of the optical measuring device.

[変形例]
以上、第1の実施形態に係る光学式測定装置について説明した。しかしながら、第1の実施形態は例示に過ぎず、具体的な構成等は適宜調整可能である。
[Modification]
The optical measuring device according to the first embodiment has been described above. However, the first embodiment is merely an example, and specific configurations and the like can be adjusted as appropriate.

例えば、第1の実施形態においては、ポリゴンミラー113が16個の反射面F1~F16を備える例について説明したが、ポリゴンミラー113の反射面の数は、適宜調整可能である。 For example, in the first embodiment, the polygon mirror 113 has 16 reflecting surfaces F1 to F16, but the number of reflecting surfaces of the polygon mirror 113 can be adjusted as appropriate.

また、例えば、図7~図9を参照して説明した様に、第1の実施形態においては、4つのエッジE1~E4を用いて補正パラメータを取得する例について説明した。しかしながら、いくつのエッジを用いて補正パラメータを取得するかは、適宜調整可能である。例えば、2つのエッジのみを用いて補正パラメータを取得することも出来るし、6つ以上のエッジを用いて補正パラメータを取得することも出来る。 Further, for example, as described with reference to FIGS. 7 to 9, in the first embodiment, an example of obtaining correction parameters using four edges E1 to E4 has been described. However, how many edges are used to obtain correction parameters can be adjusted as appropriate. For example, correction parameters can be obtained using only two edges, or correction parameters can be obtained using six or more edges.

また、例えば、図7~図9を参照して説明した様に、第1の実施形態においては、ポリゴンミラー113を複数回回転させて複数通りのエッジカウント値ECVを取得し、この複数通りのエッジカウント値を用いて補正パラメータを取得する例について説明した。しかしながら、補正パラメータ取得の具体的な処理は、適宜調整可能である。例えば、ポリゴンミラー113を一回だけ回転させてエッジカウント値ECVを取得し、このエッジカウント値ECVを用いて補正パラメータを取得することも出来る。また、例えば、ポリゴンミラー113を一回回転させる度に複数のエッジカウント値ECVを取得し、この複数のエッジカウント値を用いて移動平均によって補正パラメータを取得することも出来る。この場合には、例えば、ポリゴンミラー113を一回回転させるごとにエッジE1~E4、及び、反射面F1~F16に対応する4×16通りのエッジカウント値ECV(E1~E4,F1~F16)を取得し、この4×16通りのエッジカウント値ECV(E1~E4,F1~F16)によって4×16×n通りのエッジカウント値ECV(E1~E4,F1~F16,1~n)の一部を更新して、この更新された4×16×n通りのエッジカウント値ECVを用いて上記平均値ECVa、ECVbを取得することも出来る。 Further, for example, as described with reference to FIGS. 7 to 9, in the first embodiment, the polygon mirror 113 is rotated a plurality of times to acquire a plurality of edge count values ECV, and the plurality of edge count values ECV are acquired. An example of obtaining a correction parameter using an edge count value has been described. However, the specific processing for acquiring correction parameters can be adjusted as appropriate. For example, the edge count value ECV can be obtained by rotating the polygon mirror 113 only once, and the correction parameter can be obtained using this edge count value ECV. Further, for example, it is possible to obtain a plurality of edge count values ECV each time the polygon mirror 113 is rotated once, and obtain a correction parameter by moving average using the plurality of edge count values. In this case, for example, 4×16 edge count values ECV (E1 to E4, F1 to F16) corresponding to the edges E1 to E4 and the reflecting surfaces F1 to F16 each time the polygon mirror 113 rotates. and one of 4×16×n edge count values ECV (E1 to E4, F1 to F16, 1 to n) based on the 4×16 edge count values ECV (E1 to E4, F1 to F16). It is also possible to obtain the average values ECVa and ECVb by updating the part and using the updated 4×16×n edge count values ECV.

また、例えば、図7~図9を参照して説明した様に、第1の実施形態においては、補正テーブルに4×16通りの補正値C(E1~E4,F1~F16)及び4通りの平均値ECVb(E1~E4)が含まれていた。しかしながら、補正テーブルに含まれる補正パラメータは、平均値ECVa(E1~E4,F1~F16)及び平均値ECVb(E1~E4)を示す情報であれば良く、具体的な補正パラメータ等は適宜調整することが出来る。例えば、平均値ECVa(E1~E4,F1~F16)及び平均値ECVb(E1~E4)を直接補正パラメータとすることも出来る。また、例えば、図10及び図11を参照して説明した線分l1,l2,l3の切片、傾き等を補正パラメータとすることも出来る。 Further, for example, as described with reference to FIGS. 7 to 9, in the first embodiment, 4×16 correction values C (E1 to E4, F1 to F16) and 4 correction values C (E1 to E4, F1 to F16) are stored in the correction table. Mean values ECVb (E1-E4) were included. However, the correction parameters included in the correction table may be information indicating the average values ECVa (E1 to E4, F1 to F16) and the average values ECVb (E1 to E4), and the specific correction parameters and the like are appropriately adjusted. can do For example, average values ECVa (E1 to E4, F1 to F16) and average values ECVb (E1 to E4) can be used directly as correction parameters. Also, for example, the intercepts, slopes, etc. of the line segments l1, l2, l3 described with reference to FIGS. 10 and 11 can be used as correction parameters.

また、図10及び図11を参照して説明した処理は模式的なものであり、エッジカウント値ECVの具体的な補正方法は適宜調整することが出来る。また、図10及び図11を参照して説明した様な補正処理を行う前又は後に、別の補正処理を更に行うことも出来る。 Further, the processing described with reference to FIGS. 10 and 11 is schematic, and a specific correction method for the edge count value ECV can be appropriately adjusted. Further, another correction process can be performed before or after the correction process described with reference to FIGS. 10 and 11 is performed.

100…測定部、101…測定領域、110…光ビーム走査部、111…レーザ光源、112…ミラー、113…ポリゴンミラー、114…fθレンズ、115…受光素子、116…モータ、117…モータ駆動回路、118…モータ同期回路、120…受光部、121…集光レンズ、122…受光素子、123…アンプ、130…連結部、200…制御部、201…エッジ検出回路、202…ゲート回路、203…カウント回路、204…メモリ、205…バス、206…CPU、207…クロック信号出力回路、211…比較回路、212…しきい値調整回路、CLK…クロック信号、S1…受光信号、ECV…エッジカウント値。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Measurement part, 101... Measurement area, 110... Light beam scanning part, 111... Laser light source, 112... Mirror, 113... Polygon mirror, 114... f-theta lens, 115... Light receiving element, 116... Motor, 117... Motor drive circuit , 118... Motor synchronization circuit 120... Light receiving unit 121... Condensing lens 122... Light receiving element 123... Amplifier 130... Connection unit 200... Control unit 201... Edge detection circuit 202... Gate circuit 203... Count circuit 204 Memory 205 Bus 206 CPU 207 Clock signal output circuit 211 Comparison circuit 212 Threshold adjustment circuit CLK Clock signal S1 Light receiving signal ECV Edge count value .

Claims (4)

m(mは3以上の整数)個の反射面を備え、回転可能なポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーに光ビームを照射する発光装置と、
前記ポリゴンミラーによって反射された前記光ビームを測定領域に導く照射光学系と、
前記測定領域に照射された前記光ビームを受光して第1受光信号を出力する第1受光部と、
前記測定領域とは異なる領域に照射された前記光ビームを受光して第2受光信号を出力する第2受光部と、
前記第1受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、前記第2受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、の間にクロックパルスを計数し、エッジカウント値として出力するカウント回路と、
前記エッジカウント値に基づいて測定対象物の寸法を示す寸法データを出力する演算処理部と、
前記寸法データの補正に際して参照される補正パラメータを記憶する記憶装置と
を備え、
前記演算処理部は、前記寸法データの取得に際し、前記ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間に、
前記ポリゴンミラーの回転に対応して周期的に変動するm×n通りの前記エッジカウント値を取得し、
前記記憶装置からm通りの補正パラメータをn回ずつ取得する
光学式測定装置。
a rotatable polygon mirror having m (m is an integer equal to or greater than 3) reflecting surfaces;
a light emitting device for irradiating the polygon mirror with a light beam;
an irradiation optical system that guides the light beam reflected by the polygon mirror to a measurement area;
a first light receiving unit that receives the light beam irradiated to the measurement area and outputs a first light receiving signal;
a second light receiving unit that receives the light beam applied to a region different from the measurement region and outputs a second light reception signal;
a counting circuit that counts clock pulses between the rising or falling timing of the first light reception signal and the rising or falling timing of the second light reception signal and outputs an edge count value;
an arithmetic processing unit that outputs dimension data indicating a dimension of an object to be measured based on the edge count value;
a storage device that stores correction parameters that are referred to when correcting the dimension data;
When acquiring the dimension data, the arithmetic processing unit performs the following operations while the polygon mirror rotates n times (n is an integer equal to or greater than 2):
Acquiring m×n edge count values that vary periodically corresponding to the rotation of the polygon mirror;
Acquiring m types of correction parameters n times from the storage device
Optical measuring device.
前記演算処理部は、
前記m通りの補正パラメータに基づいて、前記m×n通りのエッジカウント値から前記周期的な変動の影響を相殺する補正処理を行い、
前記補正処理によって補正された前記m×n通りのエッジカウント値に基づいてm×n通りの前記寸法データを出力する
請求項記載の光学式測定装置。
The arithmetic processing unit is
Based on the m types of correction parameters, performing correction processing for canceling out the effects of the periodic fluctuations from the m×n types of edge count values,
2. The optical measuring apparatus according to claim 1 , wherein m*n kinds of said dimension data are output based on said m*n kinds of edge count values corrected by said correction processing.
前記演算処理部は、前記補正パラメータの取得に際し、
前記ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間にm×n通りの前記エッジカウント値を取得し、
前記m個の反射面それぞれに対応するn通りの前記エッジカウント値の平均値を、m通りの第1平均値として取得し、
前記m×n通りの前記エッジカウント値の平均値を、第2平均値として取得し、
前記m通りの第1平均値、及び、前記第2平均値を示す情報を、前記補正パラメータとして前記記憶装置に入力する
請求項1又は2記載の光学式測定装置。
When acquiring the correction parameter, the arithmetic processing unit
acquiring m×n edge count values while the polygon mirror rotates n times (n is an integer equal to or greater than 2);
obtaining an average value of the n edge count values corresponding to each of the m reflecting surfaces as the m first average value;
obtaining an average value of the m×n edge count values as a second average value;
3. The optical measuring apparatus according to claim 1, wherein information indicating the m different first average values and the second average values is input to the storage device as the correction parameters.
m(mは3以上の整数)個の反射面を備え、回転可能なポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーに光ビームを照射する発光装置と、
前記ポリゴンミラーによって反射された前記光ビームを測定領域に導く照射光学系と、
前記測定領域に照射された前記光ビームを受光して第1受光信号を出力する第1受光部と、
前記測定領域とは異なる領域に照射された前記光ビームを受光して第2受光信号を出力する第2受光部と、
前記第1受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、前記第2受光信号の立ち上がり又は立ち下りのタイミングと、の間にクロックパルスを計数し、エッジカウント値として出力するカウント回路と、
前記エッジカウント値に基づいて測定対象物の寸法を示す寸法データを出力する演算処理部と
を備え、
前記演算処理部は、前記寸法データの取得に際し、前記ポリゴンミラーがn(nは2以上の整数)回回転する間に、
前記ポリゴンミラーの回転に対応して周期的に変動するm×n通りの前記エッジカウント値を取得し、
前記エッジカウント値の周期的な変動の影響を相殺して、m×n通りの前記寸法データを出力する
光学式測定装置。
a rotatable polygon mirror having m (m is an integer equal to or greater than 3) reflecting surfaces;
a light emitting device for irradiating the polygon mirror with a light beam;
an irradiation optical system that guides the light beam reflected by the polygon mirror to a measurement area;
a first light receiving unit that receives the light beam irradiated to the measurement area and outputs a first light receiving signal;
a second light receiving unit that receives the light beam applied to a region different from the measurement region and outputs a second light reception signal;
a counting circuit that counts clock pulses between the rising or falling timing of the first light reception signal and the rising or falling timing of the second light reception signal and outputs an edge count value;
an arithmetic processing unit that outputs dimension data indicating the dimension of the object to be measured based on the edge count value,
When acquiring the dimension data, the arithmetic processing unit performs the following operations while the polygon mirror rotates n times (n is an integer equal to or greater than 2):
Acquiring m×n edge count values that vary periodically corresponding to the rotation of the polygon mirror;
An optical measuring device that cancels out the influence of periodic fluctuations in the edge count value and outputs the dimension data in m×n ways.
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