特開 2024-130261 位置計測装置、位置計測方法、及び、位置計測プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130261

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】位置計測装置、位置計測方法、及び、位置計測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039888

(22)【出願日】2023-03-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】木下 崇

(72)【発明者】

【氏名】古川 達也

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA01

2F065AA06

2F065AA21

2F065BB27

2F065FF04

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065MM23

2F065QQ23

(57)【要約】

【課題】センサを移動させるガイドの撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図る。
【解決手段】位置計測装置（１０）は、対象物（ＯＢ）の位置を計測するための位置計測装置であって、対象物の位置を計測するための光学センサ（１１）と、光学センサを所定の方向に駆動する駆動軸（１２）と、光学センサ及び駆動軸を制御する制御部（１３）と、を備え、制御部は、光学センサによって、対象物の位置を計測する計測処理（Ｓ１１）と、計測時における、光学センサの駆動軸上の位置に基づいて、計測された対象物の位置を補正する補正処理（Ｓ１２）と、を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、
前記対象物の位置を計測するための光学センサと、
前記光学センサを所定の方向に駆動する駆動軸と、
前記光学センサ及び前記駆動軸を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記光学センサによって、前記対象物の位置を計測する計測処理と、
前記計測時における、前記光学センサの前記駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する補正処理と、を実行する、位置計測装置。

【請求項2】

前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、
前記対象物の位置は、前記画像上での基準点に基づいて、計測される、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項3】

前記光学センサの前記駆動軸上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記補正処理において、前記テーブルに基づいて、前記計測された対象物の位置を補正する、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項4】

前記制御部は、
異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンの各々を、前記駆動軸上の異なる複数の位置において、前記光学センサによって計測する基準計測処理と、
前記複数の基準位置と、前記光学センサの前記駆動軸上の複数の位置と、に基づいて、前記テーブルを較正する較正処理を実行する、請求項３に記載の位置計測装置。

【請求項5】

前記光学センサを前記所定の方向と異なる第２の所定の方向に駆動する第２の駆動軸、を備え、
前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸上、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項6】

前記光学センサを前記所定の方向、及び、前記第２の所定の方向の何れとも異なる第３の所定の方向に駆動する第３の駆動軸、を備え、
前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する、請求項５に記載の位置計測装置。

【請求項7】

前記光学センサ、及び、測距センサを有し、前記駆動軸、前記第２の駆動軸、及び、前記第３の駆動軸上で駆動されるセンサヘッド、を備え、
前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、
前記測距センサは、前記第３の所定の方向での前記対象物との距離を計測し、
前記制御部は、
前記測距センサによって、前記対象物との距離を計測する距離計測処理と、
前記距離計測時における、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正する距離補正処理と、を実行する、請求項６に記載の位置計測装置。

【請求項8】

前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記テーブル及び所定のオフセット量に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正する、請求項７に記載の位置計測装置。

【請求項9】

対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
所定の駆動軸上に配置される光学センサによって、対象物の位置を計測する計測処理と、
前記計測時における、前記光学センサの前記所定の駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する補正処理と、
を含む、位置計測方法。

【請求項10】

請求項１に記載の制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記計測処理、及び、前記補正処理を実行させるための、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、位置計測方法、及び、位置計測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

対象物の位置、寸法等を計測する位置計測装置が用いられている（特許文献１参照）。位置計測装置は、ガイドに沿って光学センサを移動させて、対象物を撮像することによって対象物の位置を計測する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－２８６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ガイドが撓んだりすると、光学センサによる、位置の計測結果に誤差が生じる。

【0005】

本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、センサを移動させるガイドの撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図った位置計測装置、位置計測方法、及び、位置計測プログラムを実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

【0007】

すなわち、本発明の一側面に係る位置計測装置は、対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、前記対象物の位置を計測するための光学センサと、前記光学センサを所定の方向に駆動する駆動軸と、前記光学センサ及び前記駆動軸を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光学センサによって、前記対象物の位置を計測する計測処理と、前記計測時における、前記光学センサの前記駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する補正処理と、を実行する。

【0008】

上記構成では、計測時における、光学センサの駆動軸上の位置に基づいて、計測された対象物の位置を補正する。この結果、駆動軸の撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図ることができる。

【0009】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、前記対象物の位置は、前記画像上での基準点に基づいて、計測されてもよい。画像上での基準点を用いることで、対象物の位置の測定精度が向上する。

【0010】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサの前記駆動軸上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記テーブルに基づいて、前記計測された対象物の位置を補正してもよい。テーブルに基づいて、対象物の位置を補正できる。

【0011】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記制御部は、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンの各々を、前記駆動軸上の異なる複数の位置において、前記光学センサによって計測する基準計測処理と、前記複数の基準位置と、前記光学センサの前記駆動軸上の複数の位置と、に基づいて、前記テーブルを較正する較正処理を実行してもよい。複数の基準位置と、光学センサの駆動軸上の複数の位置と、に基づいて、テーブルを較正することによって、テーブルに基づく対象物の位置補正の精度を向上できる。

【0012】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサを前記所定の方向と異なる第２の所定の方向に駆動する第２の駆動軸、を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸上、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正してもよい。光学センサが、所定の方向、及び、第２の所定の方向に移動する場合において、対象物の位置補正の精度を向上できる。

【0013】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサを前記所定の方向、及び、前記第２の所定の方向の何れとも異なる第３の所定の方向に駆動する第３の駆動軸、を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正してもよい。光学センサが、所定の方向、第２の所定の方向、及び、第３の所定の方向に移動する場合において、対象物の位置補正の精度を向上できる。

【0014】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサ、及び、測距センサを有し、前記駆動軸、前記第２の駆動軸、及び、前記第３の駆動軸上で駆動されるセンサヘッド、を備え、前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、前記測距センサは、前記第３の所定の方向での前記対象物との距離を計測し、前記制御部は、前記測距センサによって、前記対象物との距離を計測する距離計測処理と、前記距離計測時における、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正する距離補正処理と、を実行してもよい。

【0015】

上記一側面に係る位置計測装置において、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置と、計測された距離の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記テーブル及び所定のオフセット量に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正してもよい。

【0016】

本発明の一側面に係る位置計測方法は、対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、所定の駆動軸上に配置される光学センサによって、対象物の位置を計測する計測処理と、前記計測時における、前記光学センサの前記所定の駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物との位置を補正する補正処理と、を含む。

【0017】

上記構成では、計測時における、光学センサの駆動軸上の位置に基づいて、計測された対象物の位置を補正する。この結果、駆動軸の撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図ることができる。

【0018】

本発明の一側面に係る位置計測プログラムは、上記一側面に係る位置計測装置の制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記計測処理、及び、前記補正処理を実行させる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、センサを移動させるガイドの撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図った位置計測装置、位置計測方法、及び、位置計測プログラムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態の適用例に係る位置計測装置を表す模式図である。

【図2】本発明の実施形態の適用例に係る位置計測方法の手順を表すフロー図である。

【図3】本発明の実施形態の構成例に係る位置計測装置を表す図である。

【図4】ステージ駆動部の詳細を表す図である。

【図5】撮像ユニット駆動部の詳細を表す図である。

【図6】撮像ユニットの詳細を表す図である。

【図7】撮像ユニットと対象物の位置関係を表す模式図である。

【図8】撮像ユニットをＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。

【図9】テーブルの一例を表す模式図である。

【図10】本発明の実施形態の構成例に係る位置計測方法の手順の一例を表すフロー図である。

【図11】本発明の実施形態の構成例に係る較正方法の手順の一例を表すフロー図である。

【図12】テーブルの較正に用いる較正用治具の一例を表す図である。

【図13】テーブルの較正に用いる較正用治具の一例を表す図である。

【図14】テーブルの較正に用いる較正用治具の一例をＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。

【図15】２Ｄ光学センサの画像の一例を表す模式図である。

【図16】２Ｄ光学センサの移動前後での画像の一例を表す模式図である。

【図17】位置較正の手法の一例を表す模式図である。

【図18】テーブルの較正に用いる較正用治具の一例をＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。

【図19】Ｚ方向での較正手法の一例を表す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

【0022】

§１ 適用例
図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本発明の実施形態の適用例に係る位置計測装置１０を表す模式図である。

【0023】

位置計測装置１０は、対象物ＯＢの位置を計測するためのものであり、光学センサ１１、駆動軸１２、及び、制御部１３を備える。光学センサ１１は、光学的な計測によって、対象物ＯＢの位置を計測するためのものである。駆動軸１２は、光学センサ１１を所定の方向（例えば、鉛直方向と交わる方向）に駆動する。制御部１３は、光学センサ１１及び駆動軸１２を制御する。制御部１３は、後述の位置計測方法Ｓ１０を実行する。なお、位置計測装置１０は、計測した位置の差分として、対象物ＯＢの寸法を計測できる。すなわち、位置計測装置１０は、寸法計測装置としても機能する。

【0024】

図２は、本発明の実施形態の適用例に係る位置計測方法Ｓ１０の手順を表すフロー図である。図２に示すように、位置計測方法Ｓ１０は、計測処理（Ｓ１１）及び補正処理（Ｓ１２）を含む。

【0025】

すなわち、制御部１３は、光学センサ１１によって、対象物ＯＢの位置を計測する計測処理（Ｓ１１）、及び、この計測時における、光学センサ１１の駆動軸１２上の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正する補正処理（Ｓ１２）を実行する。

【0026】

以上のように、本実施形態では、光学センサ１１によって、対象物ＯＢの位置を計測したときにおける、光学センサ１１の駆動軸１２上の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正する。この結果、駆動軸１２が撓んだ状態であっても、計測された対象物ＯＢの位置を補正することで、対象物ＯＢの位置の精度を確保することができる。

【0027】

§２ 構成例
［ハードウェア構成］
図３は、本発明の実施形態の構成例に係る位置計測装置１００を表す模式図である。位置計測装置１００は、ステージ駆動部１１０、撮像ユニット駆動部１２０、撮像ユニット１３０、制御機構１５０を有する。位置計測装置１００は、対象物ＯＢの位置を計測するためのものであるが、計測した位置の差分として、対象物ＯＢの寸法を計測できる。すなわち、位置計測装置１００は、寸法計測装置としても機能する。

【0028】

図３において、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の方向が矢印で表される。Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸の方向は、それぞれ、所定の方向、第２の所定の方向、及び、第３の所定の方向の一例として把握することができる。

【0029】

図４は、ステージ駆動部１１０の詳細を表す図である。ステージ駆動部１１０は、ステージＳＴ（結局は、ステージＳＴ上に載置される対象物ＯＢ）を昇降および回転させる駆動モータである。ステージ駆動部１１０は、対象物ＯＢを、Ｚ軸を中心として、回転させ、且つ、Ｚ軸方向に移動（昇降）させる。

【0030】

図５は、撮像ユニット駆動部１２０の詳細を表す図である。撮像ユニット駆動部１２０は、Ｘ駆動軸１２１、Ｙ駆動軸１２２、及び、Ｚ駆動軸１２３（以下、「Ｘ駆動軸１２１等」と称する）を有し、撮像ユニット１３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向（以下、「Ｘ軸方向等」と称する）に駆動する。

【0031】

なお、図５には、Ｙ駆動軸１２２自体は、示されていない。図３に示すように、撮像ユニット駆動部１２０は、一対のＹ駆動軸１２２を有する。これら一対のＹ駆動軸１２２は、連動して動作し、撮像ユニット１３０をＹ軸方向に駆動する。一対のＹ駆動軸１２２に替えて、１つのＹ駆動軸１２２を用いて、撮像ユニット１３０をＹ軸方向に駆動してもよい。

【0032】

Ｘ駆動軸１２１等の駆動機構としては、例えば、リニアモータを用いることができる。Ｘ駆動軸１２１は、光学センサ（２Ｄ光学センサ１３１）を所定の方向に駆動する駆動軸として機能する。Ｙ駆動軸１２２は、光学センサを第２の所定の方向（Ｙ軸方向）に駆動する第２の駆動軸として機能する。Ｚ駆動軸１２３は、光学センサを所定の第３の方向（Ｚ軸方向）に駆動する第３の駆動軸として機能する。

【0033】

Ｘ駆動軸１２１等は、それぞれ、リニアスケール、及び、エンコーダを有し、Ｘ駆動軸１２１等上での撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）の位置を把握できる。すなわち、エンコーダによって、リニアスケールを読み取ることによって、Ｘ軸方向等それぞれでの撮像ユニット１３０の位置を計測できる。リニアスケールとエンコーダの３つの組み合わせは、Ｘ軸方向等での撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）の位置及び移動量を計測するリニアエンコーダを構成する。

【0034】

図６は、撮像ユニット１３０の詳細を表す図である。撮像ユニット１３０は、２Ｄ光学センサ１３１、同軸リング照明１３２、３Ｄセンサ１３３を有し、駆動軸（Ｘ駆動軸１２１）、第２の駆動軸（Ｙ駆動軸１２２）、及び、第３の駆動軸（Ｚ駆動軸１２３）上で駆動されるセンサヘッドとして機能する。

【0035】

２Ｄ光学センサ１３１は、対象物ＯＢの画像を取得する２次元画像センサであり、対象物ＯＢの位置を計測するための光学センサとして機能する。対象物ＯＢの位置は、２Ｄ光学センサ１３１が取得した対象物ＯＢの画像（例えば、撮像範囲）上での基準点（例えば、画像に表される点、円弧、又は、十字線の交点）に基づいて、計測することができる。すなわち、基準点での対象物ＯＢの位置（ここでは、ＸＹ平面上での座標（Ｘ，Ｙ））が計測される。

【0036】

この位置の計測は、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２それぞれでのリニアスケールの読み取りによって行われる。撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）を移動させ、位置を計測したい箇所に、画像（撮像範囲）の基準点を合わせ、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２それぞれでのリニアスケールが読み取られる。この読み取り値がその箇所の計測された位置となる。いわば、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２上での撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）の移動量に基づき、対象物ＯＢの位置を計測していることになる。

【0037】

同軸リング照明１３２は、対象物ＯＢを照明し、２Ｄ光学センサ１３１での対象物ＯＢの位置計測を容易とする。

【0038】

３Ｄセンサ１３３は、対象物ＯＢの高さ分布を光切断法により測定する。３Ｄセンサ１３３は、３Ｄセンサ１３３の筐体内の発光素子（図示せず）から出射されるレーザ光である出射光Ｌ１を、Ｚ軸負方向に向かって出射する。この出射光Ｌ１は、対象物ＯＢの表面上で反射して、反射光Ｌ２として、３Ｄセンサ１３３の筐体内に入射される。この反射光Ｌ２は、３Ｄセンサ１３３の筐体内のレンズ（図示せず）を介し受光素子（図示せず）へ集光される。また、３Ｄセンサ１３３は、発光素子、及び、受光素子と接続される３Ｄセンサ制御部（図示せず）を有してもよい。３Ｄセンサ制御部は、例えば、ＴＯＦ方式、又は、三角測量方式により、発光素子から対象物ＯＢまでの距離を特定する。すなわち、３Ｄセンサ１３３は、対象物ＯＢの３次元形状を光学的に測定するものであり、第３の所定の方向（Ｚ軸方向）での対象物ＯＢとの距離を計測する測距センサとして機能する。

【0039】

制御機構１５０は、制御部１５１、記憶部１５２を有する。制御部１５１は、例えば、プロセッサ（一例として、ＣＰＵ）とプログラムの組み合わせから構成できる。記憶部１５２は、補正テーブルＴを記憶する。なお、この詳細は後述する。

【0040】

ここで、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２の少なくとも一方が撓むと、２Ｄ光学センサ１３１が傾き、計測された位置と、実際の位置との間に不一致が生じる（計測誤差の発生）。本実施形態に係る位置計測装置１００は、このようなＸ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２の少なくとも一方の撓みに起因する位置の計測結果を補正し、計測誤差の低減を図ることができる。以下、この詳細を後述する。

【0041】

図７は、撮像ユニット１３０と対象物ＯＢの位置関係を表す模式図である。図７に示すように、対象物ＯＢは、撮像ユニット１３０のＺ軸負方向に配置される。撮像ユニット１３０全体、結局は、２Ｄ光学センサ１３１の光軸（撮像方向）Ｅは、Ｚ軸に対して、若干（角度θ）傾いている。この結果、２Ｄ光学センサ１３１は、対象物ＯＢ上の本来の位置Ｐ０からずれた位置Ｐθを基準として、対象物ＯＢの画像を取得することになる。この基準点（光軸）のずれは、対象物ＯＢの位置の測定誤差の要因となる。補正テーブルＴを用いることで、この測定誤差を低減できる。

【0042】

図８は、撮像ユニット１３０をＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。図８に示すように、２Ｄ光学センサ１３１の周囲に、３Ｄセンサ１３３が配置される。すなわち、２Ｄ光学センサ１３１の撮像範囲Ｗの近くに、３Ｄセンサ１３３の検出エリアＳＰが配置される。３Ｄセンサ１３３は、２Ｄ光学センサ１３１が取得する画像を基準として、対象物ＯＢとの距離を計測する。この結果、２Ｄ光学センサ１３１の傾きは、３Ｄセンサ１３３による、対象物ＯＢとの距離の計測結果の誤差要因となる。但し、３Ｄセンサ１３３の検出エリアＳＰは、２Ｄ光学センサ１３１に対して定まっているため、３Ｄセンサ１３３の計測結果は、２Ｄ光学センサ１３１の位置計測の結果を補正し、オフセット値（２Ｄ光学センサ１３１に対する３Ｄセンサ１３３の検出エリアの相対的な位置）を加算することで、補正することができる。

【0043】

補正テーブルＴは、２Ｄ光学センサ１３１（光学センサ）の位置計測結果を補正するためのものであり、例えば、Ｘ駆動軸１２１（駆動軸）上での位置と、計測された対象物ＯＢの位置の補正量との対応関係を表す補正テーブルＴ（１）である。補正テーブルＴは、２Ｄ光学センサ１３１（光学センサ）の、Ｘ駆動軸１２１（駆動軸）、及び、Ｙ駆動軸１２２（第２の駆動軸）上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表す補正テーブルＴ（２）であってもよい。補正テーブルＴは、２Ｄ光学センサ１３１（光学センサ）の、Ｘ駆動軸１２１（駆動軸）、Ｙ駆動軸１２２（第２の駆動軸）、及び、Ｚ駆動軸１２３（第３の駆動軸）上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表す補正テーブルＴ（３）であってもよい。

【0044】

図９は、補正テーブルＴの一例を表す図である。ここでは、補正テーブルＴは、補正テーブルＴ（２）としている。図９に示すように、この補正テーブルＴは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向での位置の計測結果（Ｘ，Ｙ）と、位置の補正量（ΔＸ，ΔＹ）との対応関係を表す。例えば、座標（Ｘ，Ｙ）が（２，２）の場合、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向での補正量ΔＸ、ΔＹは、それぞれ、０．７、０．４となる。

【0045】

（位置計測方法Ｓ２０）
図１０は、本発明の実施形態の構成例に係る位置計測方法の手順の一例を表すフロー図である。図１０に示すように、位置計測方法Ｓ２０は、計測処理（Ｓ２１）及び補正処理（Ｓ２２）を含む。位置計測装置１００（結局は、制御部１５１）は、計測処理（Ｓ２１）及び補正処理（Ｓ２２）を実行する。

【0046】

（１）計測処理（Ｓ２１）
制御部１５１は、２Ｄ光学センサ１３１によって、対象物ＯＢの位置を計測する（Ｓ２１）。

【0047】

より具体的には、（ａ１）撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）は、Ｘ駆動軸１２１（駆動軸）上を駆動され、制御部１５１は、２Ｄ光学センサ１３１によって、対象物ＯＢの位置を計測することができる。また、（ｂ１）撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）は、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２（駆動軸及び第２の駆動軸）上を駆動され、制御部１５１は、２Ｄ光学センサ１３１によって、対象物ＯＢの位置を計測してもよい。さらに、（ｃ１）撮像ユニット１３０（２Ｄ光学センサ１３１）は、Ｘ駆動軸１２１、Ｙ駆動軸１２２、及び、Ｚ駆動軸１２３（駆動軸、第２の駆動軸、及び、第３の駆動軸）上を駆動され、制御部１５１は、２Ｄ光学センサ１３１によって、対象物ＯＢの位置を計測してもよい。

【0048】

この（ａ１）～（ｃ１）において、制御部１５１は、３Ｄセンサ１３３によって、対象物ＯＢとの距離を計測してもよい。

【0049】

（２）補正処理（Ｓ２２）
制御部１５１は、２Ｄ光学センサ１３１による計測時における、２Ｄ光学センサ１３１の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正する（Ｓ１２）。

【0050】

より具体的には、（ａ１）に対応して、（ａ２）制御部１５１は、計測時における、２Ｄ光学センサ１３１のＸ駆動軸１２１上の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正することができる。また、（ｂ１）に対応して、（ｂ２）制御部１５１は、計測時における、２Ｄ光学センサ１３１のＸ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２上の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正してもよい。さらに、（ｃ１）に対応して、（ｃ２）制御部１５１は、計測時における、２Ｄ光学センサ１３１のＸ駆動軸１２１、Ｙ駆動軸１２２、及び、Ｚ駆動軸１２３上の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正してもよい。

【0051】

計測処理（ａ１）～（ｃ１）において、３Ｄセンサ１３３によって、対象物ＯＢとの距離を計測した場合、制御部１５１は、距離計測時における、３Ｄセンサ１３３の位置に基づいて、計測された対象物ＯＢとの距離を補正することができる（距離補正処理）。すなわち、（ａ２）～（ｃ２）において、計測時を「距離計測時」とすればよい。

【0052】

この補正処理において、制御部１５１は、補正テーブルＴに基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正することができる。すなわち、（ａ２）～（ｃ２）において、制御部１５１は、補正テーブルＴ（１）～Ｔ（３）をそれぞれ、用いて、計測された対象物ＯＢの位置を補正することができる。なお、計測処理（ａ１）～（ｃ１）において、３Ｄセンサ１３３によって、対象物ＯＢとの距離を計測した場合、制御部１５１は、補正テーブルＴ（１）～Ｔ（３）及び所定のオフセット量を用いて、計測された対象物ＯＢとの距離を補正することができる。

【0053】

既述のように、撮像ユニット１３０（センサヘッド）は、ＸＹ座標上の互いに異なる位置に配置される、２Ｄ光学センサ１３１（２Ｄ画像センサ）と、３Ｄセンサ１３３（測距（深さ）センサ）とを備える。この結果、対象物ＯＢの１つの同じ測定位置に対する、２Ｄ光学センサ１３１及び３Ｄセンサ１３３について、異なる補正が必要となる。既述のように、オフセット値を用いることで、センサ間でのＸＹ座標の相違に起因する測定誤差を低減することができる。

【0054】

ここで、３Ｄセンサ１３３の光軸の向きが２Ｄ光学センサ１３１の光軸の向きと異なる可能性を考慮すると、補正テーブルＴに、２Ｄ光学センサ１３１での補正量ΔＸ，ΔＹに計測されたＸ、Ｙ、及び、Ｚ方向での位置に対する３Ｄセンサ１３３の補正量ΔＸ，ΔＹ，及び、ΔＺを持たせることも考えられる。すなわち、補正テーブルＴは，例えば、２Ｄ光学センサ１３１の、Ｘ駆動軸１２１（駆動軸）、Ｙ駆動軸１２２（第２の駆動軸）、及び、Ｚ駆動軸１２３（第３の駆動軸）上での位置と、３Ｄセンサ１３３によって計測された距離の補正量との対応関係を表してもよい。

【0055】

以下、図９に示す補正テーブルＴ（補正テーブルＴ（２））を用いる補正処理をより具体的に説明する、すなわち、制御部１５１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向での位置の計測結果（Ｘ，Ｙ）と、位置の補正量（ΔＸ，ΔＹ）との対応関係を表す補正テーブルＴ（２）に基づいて、計測された対象物ＯＢの位置を補正する。

【0056】

補正テーブルＴ（２）を用いて、計測された位置（座標（ＸＭ，ＹＭ））を補正して、補正された位置（座標（ＸＡ，ＹＡ））を求めることを考える。この場合、次の式（１）を用いて、位置を補正することができる。
ＸＡ＝ＸＭ＋ΔＸ（ＸＭ，ＹＭ）
ＹＡ＝ＹＭ＋ΔＹ（ＸＭ，ＹＭ） …式（１）
ΔＸ（ＸＭ，ＹＭ）：測定位置（ＸＭ，ＹＭ）におけるＸ軸方向での位置の補正量
ΔＹ（ＸＭ，ＹＭ）：測定位置（ＸＭ，ＹＭ）におけるＹ軸方向での位置の補正量

【0057】

図９のように、座標（Ｘ，Ｙ）が離散的な場合、補正量を線形補完してもよい。例えば、計測値（ＸＭ、ＹＭ）が、補正テーブルＴの（Ｘ１、Ｙ１）と（Ｘ２、Ｙ２）間にあったとする。この場合、次の式（２）を用いて、計測された位置（座標（ＸＭ，ＹＭ））を補正することができる。
ＸＡ＝ＸＭ＋ΔＸ１＋（ΔＸ２－ΔＸ１）＊（ＸＭ－Ｘ１）／（Ｘ２－Ｘ１）
ＹＡ＝ＹＭ＋ΔＹ１＋（ΔＹ２－ΔＹ１）＊（ＹＭ－Ｙ１）／（Ｙ２－Ｙ１）
……式（２）
ΔＸ１：位置（Ｘ１，Ｙ１）におけるＸ軸方向での位置の補正量
ΔＹ１：位置（Ｘ１，Ｙ１）におけるＹ軸方向での位置の補正量
ΔＸ２：位置（Ｘ２，Ｙ２）におけるＸ軸方向での位置の補正量
ΔＹ２：位置（Ｘ２，Ｙ２）におけるＹ軸方向での位置の補正量

【0058】

ここでは、補正テーブルＴ上での２つの位置、すなわち、座標（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）を用いて、線形補完を行う例を示している。これに対して、３つ以上の座標での補正量ΔＸ、ΔＹを用いて、補正の精度を向上してもよい。例えば、計測値（ＸＭ、ＹＭ）が、補正テーブルＴの４つの座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ１、Ｙ２）、（Ｘ２、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）の間にある場合、４組の補正量ΔＸｉｊ、ΔＹｉｊ（ｉ、ｊ：整数１または２）を用いて、補正の精度を向上できる。なお、ΔＸｉｊ、ΔＹｉｊは、位置が座標（Ｘｉ，Ｙｊ）のときの補正量ΔＸ、ΔＹを意味する。

【0059】

以上のように、補正テーブルＴを用いて、２Ｄ光学センサ１３１による位置計測結果および３Ｄセンサによる距離計測結果を補正し、誤差の低減を図ることができる。

【0060】

（補正テーブルＴの較正）
図１１は、本発明の実施形態の構成例に係る較正方法Ｓ３０の手順の一例を表すフロー図である。以下、補正テーブルＴの較正方法Ｓ３０につき説明する。補正テーブルＴの較正方法Ｓ３０は、基準計測処理（ステップＳ３１）、及び、較正処理（ステップＳ３２）を含む。

【0061】

（１）基準計測処理（ステップＳ３１）
制御部１５１は、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンの各々を、駆動軸上の異なる複数の位置において、２Ｄ光学センサ１３１（光学センサ）によって計測する（ステップＳ３１）。

【0062】

このとき、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンを有する較正用治具Ｊを用い、２Ｄ光学センサ１３１を移動させて、複数のパターンの位置を計測する。この基準位置は、（１）Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向の何れかでの位置、（２）ＸＹ２軸方向での位置、及び、（３）ＸＹＺ３軸方向での位置の何れでもよい。

【0063】

図１２は、補正テーブルＴの較正に用いる較正用治具Ｊ１の一例を表す図である。図１３は、テーブルの較正に用いる較正用治具Ｊ２の一例を表す図である。図１４は、補正テーブルＴの較正に用いる較正用治具Ｊ３の一例をＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。

【0064】

図１２の較正用治具Ｊ１は、全体として、平板形状であり、Ｘ軸方向に並ぶホールＨｘ１、Ｙ軸方向に並ぶホールＨｙ１を有する。ホールＨｘ１、Ｈｙ１は、細長い平板Ｐｘ１、Ｐｙ１上に形成される。ホールＨｘ１、Ｈｙ１は、それぞれ、較正用治具Ｊ１上の基準位置に配置され、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンとして機能する。

【0065】

較正用治具Ｊ１は、Ｘ軸方向に並び高さの異なる突起Ｄｘ１を有する。突起Ｄｘ１は、基準高さを有し、３Ｄセンサ１３３によるＺ軸方向の位置の較正に用いることができる。

【0066】

図１３の較正用治具Ｊ２は、全体として、平板形状であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ並ぶホールＨｘ２及びホールＨｙ２を有する。すなわち、Ｘ軸方向に並ぶホールＨｘ２の列、Ｙ軸方向に並ぶホールＨｙ２の列を観念することができる。ホールＨｙ２の列は、細長い平板Ｄｘ２上に形成される。ホールＨｘ２、ホールＨｙ２は、較正用治具Ｊ２上の基準位置に形成され、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンとして機能する。

【0067】

図１４の較正用治具Ｊ３は、全体として、平板形状であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に並ぶドットＤＴを有する。ドットＤＴは、較正用治具Ｊ３上の基準位置に形成され、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンとして機能する。以下、図１４に基づき、基準計測処理の説明を続ける。

【0068】

制御部１５１は、較正用治具Ｊ上の複数のパターン（ドットＤＴ）各々の位置を、駆動軸上の異なる複数の位置において、２Ｄ光学センサ１３１（光学センサ）によって計測する。ここでは、一例として、較正用治具Ｊ３を用いて、２Ｄ光学センサ１３１をＸ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２上で駆動させ、Ｘ軸方向、及び、Ｙ軸方向の少なくとも一方での位置が異なる、複数の位置において、ドットＤＴの画像を取得する。なお、２Ｄ光学センサ１３１の１つの撮像範囲（１つの画像）は、測定対象となる１つの対象物ＯＢ、及び、較正用治具Ｊの複数のパターンを含む領域、より小さい。

【0069】

このとき、較正用治具Ｊは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に対して、アライメントされていることが好ましい。すなわち、較正用治具Ｊ上のパターン（例えば、ドットＤＴ）が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に沿って並んでいることが好ましい。これにより、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向での補正量の取得が容易となる。

【0070】

較正用治具Ｊ上の面Ａ０をドットＤＴごとの領域Ｗに区分して考える。領域Ｗは、例えば、２Ｄ光学センサ１３１の撮像領域に対応させることが好ましい。但し、２Ｄ光学センサ１３１の撮像領域内に、複数のドットＤＴが含まれてもよい。以下では、判り易さのために、領域Ｗが２Ｄ光学センサ１３１の撮像領域であるとして説明する。

【0071】

図１５は、２Ｄ光学センサ１３１の画像の一例を表す模式図である。ドットＤＴは、撮像領域Ｗの基準点Ｃから（ΔＸ，ΔＹ）離れた基準位置（一例として、座標（Ｘｓ，Ｙｓ））に配置されている。

【0072】

図１６は、２Ｄ光学センサ１３１の移動前後での画像の一例を表す模式図である。ここでは、ドットＤＴ１に撮像範囲Ｗの基準点Ｃ１を合わせた状態から、２Ｄ光学センサ１３１をＸ軸方向に移動させた場合を表す。このとき、２Ｄ光学センサ１３１の移動量をドットＤＴの間隔Ｌ（例えば、１００ｍｍ）と等しくした。画像上での基準点Ｃの移動量の把握を容易とするためである。

【0073】

この２Ｄ光学センサ１３１の移動量は、Ｘ駆動軸１２１のリニアスケール上での読み取り値の変化量であり、対象物ＯＢ上での移動量とは必ずしも一致しない。既述のように、２Ｄ光学センサ１３１の傾きによって、対象物ＯＢの画像に対して、撮像範囲Ｗの基準点Ｃにずれが生じる。そして、この傾きが一定でないことから、Ｘ駆動軸１２１上での２Ｄ光学センサ１３１の移動量と、対象物ＯＢ上での基準点Ｃの移動量との間に差異が生じる。

【0074】

図１６に示すように、２Ｄ光学センサ１３１を距離ＭＤ（＝１００ｍｍ）移動させて、ドットＤＴ１に合わせた基準点Ｃを（ドットＤＴ１からの距離Ｌ＝１００ｍｍの）ドットＤＴ２まで移動しても、移動後の基準点Ｃ２は、ドットＤＴ２に達していない。すなわち、計測された移動量は、対象物ＯＢ上での移動量からのズレ（誤差）を有する。

【0075】

移動前の基準点の座標を（０，０）であるとすると、移動後の基準点Ｃ２の読み取り上の座標は（１００，０）となる。そして、ドットＤＴ２は、移動後の撮像範囲の基準点Ｃ２に対して、ΔＸ＝０．５ｍｍ、ΔＹ＝０．５ｍｍずれている。そして、計測された（読み取り上の）ＤＴ２の座標は（１００．５ｍｍ、０．５ｍｍ）となる。すなわち、２Ｄ光学センサ１３１を移動させて、基準位置に配置された複数のパターンの位置を計測する（リニアスケールを読み取る）ことによって、計測された位置と、対象物ＯＢ上での位置（真の位置、ここでは、基準位置）との対応関係を求めることができる。

【0076】

（２）較正処理（ステップＳ３２）
制御部１５１は、複数の基準位置と、光学センサ（２Ｄ光学センサ１３１）の駆動軸（ここでは、Ｘ駆動軸１２１，及び、Ｙ駆動軸１２２）上の複数の位置と、に基づいて、補正テーブルＴを較正する（ステップＳ３２）。基準位置に配置された複数のパターンの計測位置と、基準位置との対応関係を用いて、補正テーブルＴを作成することができる。

【0077】

例えば、基準位置のパターンの計測された位置が座標（ＸＭ，ＹＭ）であり、基準位置が座標（ＸＴ，ＹＴ）であったとする。この場合、補正量ΔＸ、ΔＹは次の式（３）に基づいて算出できる。
ΔＸ（ＸＭ，ＹＭ）＝ＸＴ－ＸＭ
ΔＹ（ＸＭ，ＹＭ）＝ＹＴ－ＹＭ …式（３）
ΔＸ（ＸＭ，ＹＭ）：測定位置（ＸＭ，ＹＭ）におけるＸ軸方向での位置の補正量
ΔＹ（ＸＭ，ＹＭ）：測定位置（ＸＭ，ＹＭ）におけるＹ軸方向での位置の補正量

【0078】

ここで、計測された座標（ＸＭ，ＹＭ）は、区切りの良い数値ではなく、そのままでは、テーブルＴ上の計測値としては、用い難い。また、計測値と補正値の組み合わせを適宜に増やした方がよいこともある。このように、適宜の計測値に対する補正を容易とするために、次に示すように、補正値を補完することが考えられる。

【0079】

図１７は、位置較正の手法の一例を表す模式図である。図１７に示すように、隣接する複数のドットＤＴの画像を取得する。このとき、ドットＤＴの位置（基準位置）は、判っているので、別個の領域Ｗ１～Ｗ４のドットＤＴ１～ＤＴ４の画像を用いて、領域Ｗ１～Ｗ４の範囲内、及び、領域Ｗ１～Ｗ４の間の領域での補正値を算出できる。例えば、Ｗ２、Ｗ４の間（基準点Ｃ２、Ｃ４の間）に撮像範囲の基準点Ｃ５を配置したときに、基準点Ｃ２、Ｃ４での補正値に基づいて、基準点Ｃ５での補正値を算出できる。この算出は、例えば、式（２）に示したような、線形補完を用いることができる。

【0080】

以上のように、基準位置に配置される複数のパターンの計測値と基準値（基準位置）を補完することができる。すなわち、計測値と補正値の新たな組み合わせを適宜に生成して、補正テーブルＴに用いることができる。

【0081】

（Ｚ軸方向での較正）
以上は、Ｘ軸、及び、Ｙ軸方向での補正値の取得を説明している。以下、Ｚ軸方向での補正値の取得（Ｚ軸方向での較正）につき説明する。

【0082】

図１８は、補正テーブルＴの較正に用いる較正用治具の一例をＺ軸正方向から見た状態を表す模式図である。図１８に示す較正用治具は、複数のドットＤＴがＸ軸方向、及び、Ｙ軸方向に並んで配置される。ここで、領域Ｒ外のドットＤＴは、領域Ｒ外のドットＤＴの基準高さに対して、Δｈ１だけ高い。

【0083】

図１９は、Ｚ方向での較正手法の一例を表す模式図である。高さの異なるドットＤＴ１、ＤＴ２の位置（ＸＹ座標上での位置、及び、Ｚ座標上での高さ）を２Ｄ光学センサ１３１及び３Ｄセンサ１３３によって計測する。

【0084】

ここで、ドットＤＴ１、ＤＴ２の位置（Ｘ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向での基準座標）は、既知であるとする。既述のように、Ｘ方向、及び、Ｙ方向での補正値は、複数のドットの位置（Ｘ－Ｙ座標）を計測することで求めることができる。

【0085】

既述のように、３Ｄセンサ１３３は、２Ｄ光学センサ１３１とは異なった位置に配置されるため、２Ｄ光学センサ１３１での計測時と３Ｄセンサ１３３での計測時において、撮像ユニット１３０（結局は、２Ｄ光学センサ１３１）の位置は一般に一致しない。しかし、２Ｄ光学センサ１３１での計測に基づいて、３Ｄセンサ１３３での計測時の２Ｄ光学センサ１３１の位置を特定し、オフセット量（２Ｄ光学センサ１３１に対する３Ｄセンサ１３３の相対的な位置）を加算することで、３Ｄセンサ１３３の正確な位置を把握することができる。

【0086】

すなわち、例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向での計測位置に対する、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向での補正量を求めることができる。すなわち、光学センサの、Ｘ駆動軸１２１、及び、Ｙ駆動軸１２２上での位置と、計測された位置の補正量（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸方向での補正量）との対応関係を表す補正テーブルＴを作成することができる。

【0087】

以上のように、本実施形態によれば、計測時における、光学センサの駆動軸上の位置に基づいて、計測された対象物の位置を補正する。この結果、駆動軸の撓み等に起因する位置計測の誤差の低減を図ることができる。

【0088】

（まとめ）
（１）本発明の第１の側面に係る位置計測装置は、対象物の位置を計測するための位置計測装置であって、前記対象物の位置を計測するための光学センサと、前記光学センサを所定の方向に駆動する駆動軸と、前記光学センサ及び前記駆動軸を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記光学センサによって、前記対象物の位置を計測する計測処理と、前記計測時における、前記光学センサの前記駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する補正処理と、を実行する。

【0089】

（２）本発明の第２の側面に係る位置計測装置は、第１の側面の位置計測装置において、前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、前記対象物の位置は、前記画像上での基準点に基づいて、計測されてもよい。画像上での基準点を用いることで、対象物の位置の測定精度が向上する。

【0090】

（３）本発明の第３の側面に係る位置計測装置は、第１又は第２の側面の位置計測装置において、前記光学センサの前記駆動軸上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記テーブルに基づいて、前記計測された対象物の位置を補正する。

【0091】

（４）本発明の第４の側面に係る位置計測装置は、第３の側面の位置計測装置において、前記制御部は、異なる複数の基準位置に配置される複数のパターンの各々を、前記駆動軸上の異なる複数の位置において、前記光学センサによって計測する基準計測処理と、前記複数の基準位置と、前記光学センサの前記駆動軸上の複数の位置と、に基づいて、前記テーブルを較正する較正処理を実行する。

【0092】

（５）本発明の第５の側面に係る位置計測装置は、第１～第４の側面の何れかの位置計測装置において、前記光学センサを前記所定の方向と異なる第２の所定の方向に駆動する第２の駆動軸、を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸上、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する。

【0093】

（６）本発明の第６の側面様に係る位置計測装置は、第５の側面の位置計測装置において、前記光学センサを前記所定の方向、及び、前記第２の所定の方向の何れとも異なる第３の所定の方向に駆動する第３の駆動軸、を備え、前記制御部は、前記補正処理において、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上の位置に基づいて、前記計測された前記対象物の位置を補正する。

【0094】

（７）本発明の第７の側面に係る位置計測装置は、第６の側面の位置計測装置において、前記光学センサ、及び、測距センサを有し、前記駆動軸、前記第２の駆動軸、及び、前記第３の駆動軸上で駆動されるセンサヘッド、を備え、前記光学センサは、前記対象物の画像を取得する２次元画像センサであり、前記測距センサは、前記第３の所定の方向での前記対象物との距離を計測し、前記制御部は、前記測距センサによって、前記対象物との距離を計測する距離計測処理と、前記距離計測時における、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正する距離補正処理と、を実行する。

【0095】

（８）本発明の第８の側面に係る位置計測装置は、第７の側面の位置計測装置において、前記光学センサの、前記駆動軸、及び、前記第２の駆動軸上での位置と、計測された位置の補正量との対応関係を表すテーブルを記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記テーブル及び所定のオフセット量に基づいて、前記計測された前記対象物との距離を補正する。

【0096】

（９）本発明の第９の側面に係る位置計測プログラムは、第１～第７の側面の何れかの位置計測装置の制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記計測処理、及び、前記補正処理を実行させる。

【0097】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御機構１５０（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に制御部１５１に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

【0098】

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えば、プロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

【0099】

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0100】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0101】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0102】

１０ 位置計測装置
１１ 光学センサ
１２ 駆動軸
１３ 制御部
１００ 位置計測装置
１１０ ステージ駆動部
１２０ 撮像ユニット駆動部
１２１ Ｘ駆動軸
１２２ Ｙ駆動軸
１２３ Ｚ駆動軸
１３０ 撮像ユニット
１３１ ２Ｄ光学センサ
１３２ 同軸リング照明
１３３ ３Ｄセンサ
１５０ 制御機構
１５１ 制御部
１５２ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】