特開 2024-130262 位置計測装置、位置計測方法

(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】P2024130262

(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

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/24 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01B11/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023039889

(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）】

2F065AA53

2F065BB03

2F065BB16

2F065DD04

2F065FF09

2F065GG04

2F065GG12

2F065HH04

2F065HH13

2F065JJ03

2F065JJ08

2F065JJ26

2F065PP03

2F065PP13

2F065PP22

(57)【要約】

【課題】対象物の計測の確実性を向上させることができる位置計測装置を提供する。
【解決手段】位置計測装置（１００）は、出射部（１３３ａ）に対して入射部（１３３ｂ）が第１方向側に位置する３Ｄセンサ（１３３）と、ステージ制御部（１６８）と、高さ計測部（１６４）と、を備え、前記ステージ制御部は、対象物（ＯＢ）を回転させることにより、（ｉ）第１凹部（２１１）が、第１凸部（２０１）から第１方向の反対側に位置せず、かつ、第２凹部（２１２）が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、高さ計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサと、
対象物を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部を制御する回転制御部と、
前記測距センサの検知結果に基づき前記対象物の高さ分布を計測する計測部と、を備え、
前記回転制御部は、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、
前記計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する、位置計測装置。

【請求項2】

前記第１凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第２凸部との間に位置し、
前記第２凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第３凸部との間に位置し、
前記第１凸部と前記第２凸部とが並ぶ方向と、前記第１凸部と前記第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なる、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項3】

前記第２状態において、前記第２凹部は、前記第１凸部から第１方向側に位置しない、請求項２に記載の位置計測装置。

【請求項4】

前記測距センサを所定の方向に駆動するセンサ駆動部と、
前記センサ駆動部を制御する駆動軸制御部と、をさらに備え、
前記第１状態において、前記回転制御部は前記対象物を回転させ、その間、前記計測部は前記第１凹部の高さ分布を計測し、
前記第２状態において、前記駆動軸制御部は前記測距センサを移動させ、その間、前記計測部は、前記第２凹部の高さ分布を計測する、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項5】

前記計測部は、前記第１凹部の高さ分布と、前記第２凹部の高さ分布とを合成し、前記対象物の高さ分布を生成する、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項6】

前記出射部からの出射光の光軸と、前記回転駆動部の回転軸とは平行である、請求項１に記載の位置計測装置。

【請求項7】

出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサにより対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、
前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替える切替ステップと、
前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測する第１計測ステップと、
前記第２状態で、前記第２凹部の高さ分布を計測する第２計測ステップと、を含む、位置計測方法。

【請求項8】

請求項１に記載の位置計測装置としてコンピュータを機能させるための位置計測プログラムであって、前記回転制御部、および前記計測部としてコンピュータを機能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、位置計測装置および位置計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、測距センサにより対象物の形状を計測する技術が知られている。特に、対象物を回転ステージに載置し、回転ステージを回転させることにより、対象物の表面全体の形状を測定する技術が知られている。例えば、特許文献１には、測定アセンブリを３軸駆動し、測定対象の歯車ワークピースを回転させて、歯車ワークピースの表面形状を測定することが開示されている。特許文献２には、測定対象物の測定装置への干渉を考慮しつつ測定対象物を回転させて、測定対象物の立体形状を測定することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１０５８４７号公報

【特許文献2】特開２０２１－０２５９１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

測距センサから出射光が出射する出射部と測距センサに対象物からの反射光が入射する入射部とが異なる位置に設けられる場合、対象物の凸部の陰になる箇所を計測できない可能性がある。上述した特許文献１，２は、このような対象物の凸部の陰になる箇所を計測するための技術を開示しない。

【0005】

本発明の一態様は、対象物の計測の確実性を向上させる位置計測装置を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置計測装置は、出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサと、対象物を回転させる回転駆動部と、前記回転駆動部を制御する回転制御部と、前記測距センサの検知結果に基づき前記対象物の高さ分布を計測する計測部と、を備え、前記回転制御部は、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、前記計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する。

【0007】

第１状態において、第１凸部に隣接する第２凹部は、第１凸部から第１方向の反対側に位置する。そのため、第１状態において、出射部から出射されたレーザ光の第２凹部からの反射光は、第１凸部に遮られ入射部まで到達しない。すなわち、第１状態において、第２凹部は、第１凸部の陰になる。したがって、第１状態での測距センサによる計測では、第２凹部の高さ分布を計測することができない。

【0008】

上記の構成によれば、回転制御部は、第２凹部が、第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態となるように、対象物を回転させる。そして、計測部は、第２状態で第２凹部の高さ分布を計測する。これにより、第１状態において第１凸部の陰になる第２凹部の高さ分布を、第２状態において計測することができる。したがって、第１状態および第２状態の対象物を計測することで、対象物の計測の確実性を向上させることができる。

【0009】

また、前記第１凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第２凸部との間に位置し、前記第２凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第３凸部との間に位置し、前記第１凸部と前記第２凸部とが並ぶ方向と、前記第１凸部と前記第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なってもよい。

【0010】

上記の構成によれば、第１凸部と第２凸部とが並ぶ方向と、第１凸部と第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なる。そのため、第１状態において第２凹部が第１凸部の陰になる場合、第１凹部は第１凸部の陰にならない。また、仮に第２状態において第１凹部が第１凸部の陰になる場合であっても、第２凹部は第１凸部の陰にならない。したがって、第１状態および第２状態の対象物を計測することで、対象物の高さ分布を網羅的に計測できる。

【0011】

また、前記第２状態において、前記第２凹部は、前記第１凸部から第１方向側に位置しなくてもよい。

【0012】

仮に、第２状態において第２凹部が第１凸部から第１方向側に位置する場合、第２凹部は、第２状態において第１凸部から第２凹部を挟んで第１方向側に位置する第３凸部の陰になる可能性がある。特に、第１凸部と第３凸部との間の幅が狭い場合、第２状態において、第２凹部は、第３凸部の陰になる可能性が高い。

【0013】

一方、上記の構成によれば、第１凸部と第３凸部との間の幅が狭い場合であっても、第２凹部は、第３凸部の陰にならない。そのため、対象物の計測の確実性を向上させることができる。

【0014】

また、前記測距センサを所定の方向に駆動するセンサ駆動部と、前記センサ駆動部を制御する駆動軸制御部と、をさらに備え、前記第１状態において、前記回転制御部は前記対象物を回転させ、その間、前記計測部は前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態において、前記駆動軸制御部は前記測距センサを移動させ、その間、前記計測部は、前記第２凹部の高さ分布を計測してもよい。

【0015】

上記の構成によれば、位置計測装置は、第１状態において、対象物を回転させながら第１凹部の高さ分布を連続的に計測する。これにより、位置計測装置は、第１凹部２１１を含む対象物ＯＢ全体の高さ分布を速やかに計測できる。また、位置計測装置は、第２状態において、測距センサを移動させながら第２凹部の高さ分布を計測する。これにより、位置計測装置は、第２凹部を含む、第１状態において計測できなかった箇所を計測できる。

【0016】

また、前記計測部は、前記第１凹部の高さ分布と、前記第２凹部の高さ分布とを合成し、前記対象物の高さ分布を生成してもよい。

【0017】

また、前記出射部からの出射光の光軸と、前記回転駆動部の回転軸とは平行であってもよい。

【0018】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置計測方法は、出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサにより対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替える切替ステップと、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測する第１計測ステップと、前記第２状態で、前記第２凹部の高さ分布を計測する第２計測ステップと、を含む。

【0019】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る位置計測プログラムは、前記位置計測装置としてコンピュータを機能させるための位置計測プログラムであって、前記回転制御部、および前記計測部としてコンピュータを機能させる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一態様によれば、対象物の計測の確実性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】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2】ステージ駆動部の詳細を表す図である。

【図3】ステージ駆動部およびステージを表す図である。

【図4】撮像ユニット駆動部の詳細を表す図である。

【図5】撮像ユニットの詳細を表す図である。

【図6】レーザ光の光路における凸部の陰になる箇所を説明する模式図である。

【図7】第１状態および第２状態における対象物を示す図である。

【図8】上記位置計測装置の構成を示すブロック図である。

【図9】位置計測装置による対象物の３次元画像の生成方法を示すフローチャートである。

【図10】位置計測装置による対象物の高さ分布の計測方法を示すフローチャートである。

【図11】実施例における対象物の斜視図である。

【図12】実施例における第１凹部の高さ分布の計測結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一側面に係る実施形態（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。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

【0023】

〔実施形態１〕
§１ 適用例
図６は、レーザ光の光路における凸部の陰になる箇所を説明する模式図である。図７は、第１状態および第２状態における対象物ＯＢを示す図である。図６に示すように、位置計測装置１００は、出射部１３３ａに対して入射部１３３ｂが第１方向Ｄ１側に位置する３Ｄセンサ１３３（測距センサ）の検知結果に基づき、対象物ＯＢの高さ分布を計測する。

【0024】

対象物ＯＢは、第１凸部２０１を有する。ここで、対象物ＯＢの第１凸部２０１に隣接する第１凹部２１１が、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置せず、かつ、第１凸部２０１に隣接する第２凹部２１２が、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置する状態を第１状態とする（図７の符号７Ｂ）。また、第２凹部２１２が、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置しない状態を第２状態とする（図７の符号７Ｃ）。

【0025】

このとき、第１状態において、第２凹部は、第１凸部の陰になる（図６の符号６Ｂ）。したがって、第１状態での３Ｄセンサ１３３による計測では、第２凹部の高さ分布を計測することができない。

【0026】

そこで、位置計測装置１００は、ステージ駆動部１１０（回転駆動部）を備え、ステージ駆動部１１０は、対象物ＯＢを回転させることにより、対象物ＯＢを第１状態と第２状態と間で切り替える（図７の符号７Ａ）。これにより、３Ｄセンサ１３３は、第１状態において第１凸部の陰になる第２凹部の高さ分布を、第２状態において計測することができる。

【0027】

§２ 構成例
［ハードウェア構成］
（位置計測装置の概略構成）
図１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１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２は、ステージ駆動部１１０の詳細を表す図である。図３は、ステージ駆動部１１０およびステージＳＴを表す図である。ステージＳＴは、搬送装置により位置計測装置１００が計測可能な計測位置まで搬送された対象物ＯＢを載置する。ステージ駆動部１１０は、ステージＳＴ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４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４には、Ｙ駆動軸１２２自体は、示されていない。図１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。
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。

【0032】

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。

【0033】

図５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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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、制御部１５１が使用する各種データを記憶する。

【0039】

（３Ｄセンサと対象物との位置関係について）
次に、図６および図７を参照して３Ｄセンサ１３３と対象物ＯＢとの位置関係について説明する。図６に示すように、３Ｄセンサ１３３は、出射部１３３ａと、出射部１３３ａに対して第１方向Ｄ１側（Ｘ軸の正方向側）に位置する入射部１３３ｂとを備える。

【0040】

出射部１３３ａは、３Ｄセンサ１３３の筐体内の発光素子から出射されるレーザ光を３Ｄセンサ１３３の筐体から出射する。出射部１３３ａから出射されるレーザ光である出射光Ｌ１は、（Ｚ軸方向に延びる）光軸ＯＡを中心に第１方向Ｄ１に直交する方向（Ｙ軸方向）に広がる。この出射光Ｌ１の光路に対象物ＯＢがあるときには、出射光Ｌ１は、対象物ＯＢの表面上のＹ軸方向に延伸する直線部Ｌで反射する。

【0041】

入射部１３３ｂは、直線部Ｌで反射した反射光Ｌ２を３Ｄセンサ１３３の筐体内に入射する。入射部１３３ｂに入射した反射光Ｌ２は、３Ｄセンサ１３３の筐体内のレンズを介し受光素子へ集光される。

【0042】

３Ｄセンサ１３３は、発光素子およ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方式または三角測量方式により、発光素子から直線部Ｌ上の（設定分解能で規定される）各点までの距離を特定する。３Ｄセンサ１３３は、このようにして計測した直線部Ｌ上の各点についての上記距離に関する情報を後述する制御部１５１の３Ｄデータ取得部１６３に提供する。

【0043】

なお、上述した３Ｄセンサ制御部は、制御部１５１に含まれていてもよい。すなわち、制御機構１５０が、３Ｄセンサ１３３の発光素子および受光素子から取得した情報に基づき、直線部Ｌ上の各点についての上記距離を特定してもよい。

【0044】

対象物ＯＢは、搬送装置により位置計測装置１００が計測可能な計測位置まで搬送される。計測位置の下方には、ステージ駆動部１１０によって駆動されるステージＳＴが設けられている。計測位置まで搬送された対象物ＯＢは、ステージＳＴが上昇することにより、ステージＳＴに載置される。そして、ステージＳＴに載置された対象物ＯＢは、ステージＳＴが回転することにより、計測位置において回転する。ステージ駆動部１１０の回転軸ＲＡ（すなわち、ステージＳＴが回転する回転軸）は、出射部１３３ａからの出射光Ｌ１の光軸ＯＡに平行である。

【0045】

対象物ＯＢは、対象物ＯＢの表面において上方（Ｚ軸の正方向）に突出する第１凸部２０１を有する。また、対象物ＯＢは、第１凸部２０１に隣接する凹部である、第１凹部２１１と、第２凹部２１２とを有する。ここで、ＸＹ平面上における、第１凸部２０１に対する第１凹部２１１が位置する方向および第１凸部２０１に対する第２凹部２１２が位置する方向は、対象物ＯＢの回転によって変化する（図７参照）。以下、第１凹部２１１が第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側（Ｘ軸の負方向側）に位置せず、かつ、第２凹部２１２が、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置するような状態を、対象物ＯＢの第１状態とする。また、第２凹部２１２が、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置しない状態を、第２状態とする。

【0046】

図６および図７に示す一例では、第１凹部２１１は、第１凸部２０１を中心に第２凹部２１２から半時計周りに９０°だけずれた方向に位置する。そのため、第１状態において、第１凹部２１１は、第１凸部２０１からＹ軸の正方向側に位置する。

【0047】

対象物ＯＢは、第２凸部２０２と、第３凸部２０３とを有してもよい。ここで、第１凹部２１１は、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間に位置する。また、第２凹部２１２は、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間に位置する。そして、第１凸部２０１と第２凸部２０２とが並ぶ方向と、第１凸部２０１と第３凸部２０３とが並ぶ方向とは互いに異なる。第１状態において、第１凸部２０１と第２凸部２０２とが並ぶ方向は、Ｘ軸方向ではない（図６および図７に示す一例では、Ｙ軸方向である）。一方、第１状態において、第１凸部２０１と第３凸部２０３とが並ぶ方向は、Ｘ軸方向である。

【0048】

図６は、対象物ＯＢが第１状態である場合を図示している。図６の符号６Ａは、第１状態である対象物ＯＢの第１凹部２１１の高さ分布を測定する様子を示す。図６の符号６Ｂは、第１状態である対象物ＯＢの第２凹部２１２の高さ分布を測定する様子を示す。

【0049】

図６の符号６Ａに示すように、第１状態で第１凹部２１１の高さ分布を計測する際、第１凹部２１１で反射する反射光Ｌ２は、第１凸部２０１に遮られることなく、入射部１３３ｂまで到達する。すなわち、第１凹部２１１は、第１状態で（レーザ光の光路における）第１凸部２０１の陰になる箇所ではない。したがって、第１状態において、３Ｄセンサ１３３により第１凹部２１１の高さ分布を測定可能である。

【0050】

一方、図６の符号６Ｂに示すように、第１状態で第２凹部２１２の高さ分布を計測する際、第２凹部２１２で反射する反射光Ｌ２は、第１凸部２０１に遮られ、入射部１３３ｂまで到達しない可能性がある。すなわち、第２凹部２１２は、第１状態で第１凸部２０１の陰になり得る箇所である。特に、第２凹部２１２における第１凸部２０１に隣接する側の第１部位２１２ａが第１凸部２０１の陰になる箇所である。したがって、第１状態において、３Ｄセンサ１３３により第２凹部２１２の高さ分布を測定できない可能性がある。

【0051】

以上のように、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置しない第１凹部２１１は、第１凸部２０１の陰にならないため、高さ分布を測定可能である。一方、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置する第２凹部２１２は、第１凸部２０１の陰になり得るため、高さ分布を測定できない可能性がある。

【0052】

図７の符号７Ａは、対象物ＯＢの上面図である。図７の符号７Ｂは、第１状態における対象物ＯＢの凸部を示す図である。図７の符号７Ｃは、第２状態における対象物ＯＢの凸部を示す図である。図７の符号７Ａに示すように、対象物ＯＢは、例えば、上面に複数の凸部２０を有する略環状部材である。複数の凸部２０は、例えば、略環状部材である対象物ＯＢの開口側に位置する複数の内側凸部と、外側に位置する複数の外側凸部とを含む。上述の第１凸部２０１および第３凸部２０３は内側凸部であり、上述の第２凸部２０２は外側凸部である。

【0053】

図７の符号７Ｂに示すように、第１凸部２０１、第２凸部２０２、および第３凸部２０３がＸＹ平面上の第１位置Ａに位置するとき、対象物ＯＢは上述の第１状態となる。図７の符号７Ｃに示すように、第１状態の対象物ＯＢを回転させ、第１凸部２０１、第２凸部２０２、および第３凸部２０３をＸＹ平面上の第１位置Ａとは異なる第２位置Ｂに移動させると、対象物ＯＢは上述の第２状態となる。

【0054】

上述したように、第２状態において、第２凹部２１２は、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側（Ｘ軸の負方向側）に位置しない。そのため、第１状態での第１凹部２１１と同様に、第２状態での第２凹部２１２は、第１凸部２０１の陰にならない。したがって、第２状態において、３Ｄセンサ１３３により第２凹部２１２の高さ分布を測定可能である。

【0055】

図７に示す一例では、第２状態は、第１状態に対して、回転軸ＲＡを中心に半時計周りに９０°だけ対象物ＯＢをずらした状態である。すなわち、第２位置Ｂは、回転軸ＲＡを中心に半時計周りに９０°だけ第１位置Ａから移動した位置である。そのため、第２状態において、第１凹部２１１は、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側（Ｘ軸の負方向側）に位置し、第２凹部２１２は、第１凸部２０１からＹ軸の負方向側に位置する。第１状態において、第１凹部２１１の高さ分布は計測可能であるため、第２状態において第１凹部２１１の高さ分布が計測可能である必要はない。すなわち、図７に示すように、第２状態において、第１凹部２１１は、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１の反対側に位置しても問題ない。

【0056】

以上のように、第１状態において第１凸部２０１の陰になる箇所（第２凹部２１２）については、第２状態において高さ分布を計測することができる。反対に、第２状態において第１凸部２０１の陰になる箇所（第１凹部２１１）については、第１状態において高さ分布を計測することができる。したがって、第１状態および第２状態の対象物ＯＢを計測することで、対象物ＯＢの計測の確実性を向上させることができる。

【0057】

なお、第２位置Ｂの第１位置Ａに対する相対位置は、図７に示したものに限定されない。例えば、第２位置Ｂは、回転軸ＲＡを中心に半時計周りに１８０°だけ第１位置Ａから移動した位置であってもよい。すなわち、第２状態において、第２凹部２１２は、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１側（Ｘ軸の正方向側）に位置してもよい。第２状態において、第２凹部２１２の第１部位２１２ａからの反射光は、第１凸部２０１に遮られることはない。しかしながら、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間の幅が狭い場合、第２凹部２１２の第１部位２１２ａからの反射光は、第３凸部２０３に遮られる可能性がある。したがって、第２状態において、第２凹部２１２は、第１凸部２０１から第１方向Ｄ１側に位置しないことが好ましい。このような構成によれば、第２凹部２１２は、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間の幅が狭い場合であっても、第２状態において第３凸部２０３の陰にならない。そのため、対象物ＯＢの計測の確実性を向上させることができる。

【0058】

［ソフトウェア構成］
次に、図８を参照して位置計測装置１００のソフトウェア構成の一例について説明する。図８は、位置計測装置１００の構成を示すブロック図である。図８に示すように、位置計測装置１００は、撮像ユニット１３０と、撮像ユニット駆動部１２０（センサ駆動部）と、ステージ駆動部１１０と、制御機構１５０とを備える。撮像ユニット１３０、撮像ユニット駆動部１２０、およびステージ駆動部１１０については、図１～図５を参照して上述した通りであるので、ここでは説明を省略する。

【0059】

制御機構１５０は、制御部１５１と、記憶部１５２とを備える。制御部１５１は、２Ｄデータ取得部１６１と、２Ｄ画像生成部１６２と、３Ｄデータ取得部１６３と、高さ計測部１６４と、３Ｄ画像生成部１６５と、出力部１６６と、駆動軸制御部１６７と、ステージ制御部１６８とを備える。

【0060】

２Ｄデータ取得部１６１は、複数の視野における対象物ＯＢの２次元画像と、それぞれの視野における基準点とを、２Ｄ光学センサ１３１から取得する。また、２Ｄデータ取得部１６１は、それぞれの視野における、撮像ユニット１３０と対象物ＯＢとの位置関係に関する情報を、後述する駆動軸制御部１６７から取得する。

【0061】

２Ｄ画像生成部１６２は、２Ｄデータ取得部１６１が取得した情報に基づき、対象物ＯＢ全体の２次元画像を生成する。

【0062】

３Ｄデータ取得部１６３は、複数の直線部Ｌ上の各点の距離に関する情報（３Ｄセンサ１３３の検知結果）を、３Ｄセンサ１３３から取得する。また、３Ｄデータ取得部１６３は、それぞれの直線部Ｌの測定における、撮像ユニット１３０と対象物ＯＢとの位置関係に関する情報を、後述する駆動軸制御部１６７および／またはステージ制御部１６８から取得する。

【0063】

高さ計測部１６４（計測部）は、３Ｄデータ取得部１６３が取得した情報に基づき、対象物ＯＢ全体の高さ分布を計測する。ここで、高さ計測部１６４は、第１状態で、第１凹部２１１の高さ分布を計測し、第２状態で第２凹部２１２の高さ分布を計測する。高さ計測部１６４は、第１状態において計測した高さ分布と、第２状態において計測した高さ分布とを合成することにより、第１凹部２１１および第２凹部２１２を含む対象物ＯＢ全体の高さ分布を生成する。

【0064】

３Ｄ画像生成部１６５は、２Ｄ画像生成部１６２が生成した対象物ＯＢ全体の２次元画像と、高さ計測部１６４が生成した対象物ＯＢ全体の高さ分布とを組み合わせることにより、対象物ＯＢの３次元画像を生成する。言い換えると、３Ｄ画像生成部１６５は、対象物ＯＢの２次元画像の各点に高さ情報を付与する。

【0065】

出力部１６６は、３Ｄ画像生成部１６５が生成した対象物ＯＢの３次元画像を、位置計測装置１００の計測結果として出力する。なお、出力部１６６は、対象物ＯＢの３次元画像に基づき生成した検査パラメータを、位置計測装置１００の計測結果として出力してもよい。

【0066】

駆動軸制御部１６７は、撮像ユニット駆動部１２０による撮像ユニット１３０のモータ駆動を制御する。詳細には、駆動軸制御部１６７は、撮像ユニット１３０をＸ軸、Ｙ軸、および／またはＺ軸方向に駆動させて所定の座標に位置するように、撮像ユニット駆動部１２０を制御する。駆動軸制御部１６７は、２次元画像の撮像時および直線部Ｌの測距時に、撮像ユニット１３０の座標を２Ｄデータ取得部１６１および３Ｄデータ取得部１６３にそれぞれ提供する。

【0067】

ステージ制御部１６８（回転制御部）は、ステージ駆動部１１０によるステージＳＴの昇降および回転を制御する。詳細には、ステージ制御部１６８は、対象物ＯＢが計測位置まで搬送されたとき、ステージＳＴを上昇させるように、ステージ駆動部１１０を制御する。これにより、対象物ＯＢは、ステージＳＴに載置される。また、ステージ制御部１６８は、対象物ＯＢを回転させることにより、対象物ＯＢを第１状態と第２状態との間で切り替えるようにステージ駆動部１１０を制御する。ステージ制御部１６８は、直線部Ｌの測距時に、対象物ＯＢの基準となる状態（例えば第１状態）からの回転角度を３Ｄデータ取得部１６３に提供する。

【0068】

§３ 動作例
以下では、図９および図１０を参照して、本実施形態に係る位置計測装置１００の動作例について説明する。

【0069】

（処理全体の流れ）
図９は、位置計測装置１００による対象物ＯＢの３次元画像の生成方法を示すフローチャートである。まず、位置計測装置１００による処理全体の流れについて、以下に説明する。

【0070】

まず、ステージ制御部１６８は、対象物ＯＢが計測位置まで搬送されたとき、ステージＳＴを上昇させる。これにより、ステージ制御部１６８は、搬送された対象物ＯＢをステージＳＴに載置させる（Ｓ１）。

【0071】

次に、駆動軸制御部１６７により撮像ユニット１３０を駆動させつつ、２Ｄ光学センサ１３１により対象物ＯＢを撮像する。これにより、複数の視野における対象物ＯＢの２次元画像が撮像される。２Ｄ画像生成部１６２は、複数の視野における対象物ＯＢの２次元画像を合成し、対象物ＯＢの２次元画像を生成する（Ｓ２）。

【0072】

次に、駆動軸制御部１６７により撮像ユニット１３０を駆動させつつ、および／または、ステージ制御部１６８によりステージＳＴを回転させつつ、３Ｄセンサ１３３により対象物ＯＢをセンシングする。これにより、複数の直線部Ｌ上の各点の距離に関する情報が得られる。高さ計測部１６４は、複数の直線部Ｌ上の各点の距離に関する情報に基づき、対象物ＯＢの高さ分布を計測する（Ｓ３）。

【0073】

次に、３Ｄ画像生成部１６５は、対象物ＯＢの２次元画像の各点に高さ情報を付与する。これにより、３Ｄ画像生成部１６５は、対象物ＯＢの３次元画像を生成する（Ｓ４）。

【0074】

（高さ分布の計測）
図１０は、位置計測装置１００による対象物ＯＢの高さ分布の計測方法（位置計測方法）を示すフローチャートである。次に、図９におけるＳ３の詳細について、以下に説明する。

【0075】

まず、駆動軸制御部１６７は、撮像ユニット１３０を、図７に示す第１位置Ａに移動させる（Ｓ１１）。次に、ステージ制御部１６８は、ステージＳＴに載置される対象物ＯＢを３６０°回転させる（Ｓ１２）。この間、３Ｄセンサ１３３は、直線部Ｌの位置を移動させずにセンシングし続ける。

【0076】

ここで、直線部Ｌは、略環状部材である対象物ＯＢの表面の幅より広く設定される。高さ計測部１６４は、ステージＳＴを３６０°回転させることにより、対象物ＯＢ全体の高さ分布を連続的に計測する。

【0077】

上述した通り、第１凸部２０１、第２凸部２０２、および第３凸部２０３が第１位置Ａに位置するとき、対象物ＯＢは、第１状態となる。したがって、Ｓ１２において、高さ計測部１６４は、第１凹部２１１の高さ分布を計測する（第１計測ステップ）。

【0078】

次に、駆動軸制御部１６７は、撮像ユニット１３０を、図７に示す第２位置Ｂに移動させる（Ｓ１３）。次に、駆動軸制御部１６７は、直線部Ｌが第２位置Ｂにおいて対象物ＯＢの表面を横断するように、撮像ユニット１３０（３Ｄセンサ１３３）をＸ軸の正方向に移動させる（Ｓ１４）。この間、３Ｄセンサ１３３は、対象物ＯＢをセンシングする。これにより、３Ｄセンサ１３３は、第２位置Ｂにおいて対象物ＯＢの表面の一部を計測する。

【0079】

次に、第２位置Ｂにおける計測が完了したか否かを判定する（Ｓ１５）。すなわち、第２位置Ｂにおける計測を対象物ＯＢ全体に対して行ったか否かを判定する。第２位置Ｂにおける計測が完了していない場合（Ｓ１５のＮＯ）、Ｓ１６に進む。第２位置Ｂにおける計測が完了した場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、Ｓ１７に進む。

【0080】

Ｓ１６では、ステージ制御部１６８が、ステージＳＴを所定の角度だけ回転させる。その後、再びＳ１４の処理を行う。すなわち、第２位置Ｂにおける計測を対象物ＯＢ全体に対して行うまで、Ｓ１６およびＳ１４を繰り返す。高さ計測部１６４は、対象物ＯＢ全体の高さ分布を、対象物ＯＢの表面を短冊状に分割して計測する。

【0081】

上述した通り、第１凸部２０１、第２凸部２０２、および第３凸部２０３が第２位置Ｂに位置するとき、対象物ＯＢは、第２状態となる。したがって、Ｓ１６において、ステージ制御部１６８は、対象物ＯＢを回転させることにより、対象物ＯＢを第１状態から第２状態に切り替える（切替ステップ）。そして、Ｓ１４において、高さ計測部１６４は、第２凹部２１２の高さ分布を計測する（第２計測ステップ）。

【0082】

Ｓ１７では、高さ計測部１６４が、第１位置Ａにおける計測結果と、第２位置Ｂにおける計測結果とを合成する。これにより、高さ計測部１６４は、第１凹部２１１および第２凹部２１２を含む対象物ＯＢ全体の高さ分布を生成する。

【0083】

なお、第１位置Ａおよび第２位置Ｂにおける計測方法は上述のものに限定されない。例えば、Ｓ１４において、３Ｄセンサ１３３を移動させずに、対象物ＯＢを３６０°回転させてもよい。この場合、Ｓ１６では、３Ｄセンサ１３３を所定の距離だけＸ軸の正方向にずらす。

【0084】

（作用効果）
上記の構成によれば、ステージ制御部１６８は、Ｓ１６において、第２凹部２１２が第２状態となるように対象物ＯＢを回転させる。そして、高さ計測部１６４は、第２状態で第２凹部２１２の高さ分布を計測する。これにより、第１状態において第１凸部２０１の陰になる箇所（第２凹部２１２）については、第２状態において高さ分布を計測することができる。反対に、第２状態において第１凸部２０１の陰になる箇所（第１凹部２１１）については、第１状態において高さ分布を計測することができる。したがって、第１状態および第２状態の対象物ＯＢを計測することで、対象物の計測の確実性を向上させることができる。

【0085】

また、第１位置Ａにおいて、対象物ＯＢを回転させながら第１凹部２１１の高さ分布を連続的に計測することにより、第１凹部２１１を含む対象物ＯＢ全体の高さ分布を速やかに計測できる。また、第２位置Ｂにおいて、３Ｄセンサ１３３を移動させながら第２凹部２１２の高さ分布を計測することにより、第２凹部２１２を含む、第１状態において計測できなかった箇所を計測できる。

【0086】

（実施例）
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【0087】

図１１は、実施例における対象物ＯＢの斜視図である。図１２は、実施例における第１凹部２１１の高さ分布の計測方法を示す図である。本実施例では、図１１に示す対象物ＯＢの高さ分布を上述の計測方法により計測した。

【0088】

図１１に示すように、実施例における対象物ＯＢは、第１凸部２０１、第２凸部２０２、および第３凸部２０３を有するモータステータである。ここで、第１凹部２１１は、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間に位置する。また、第２凹部２１２は、第１凸部２０１と第３凸部２０３との間に位置する。

【0089】

図１２に示すように、まず、３Ｄデータ取得部１６３から３Ｄプロファイルデータを取得した（図１２の符号１２Ａ）。次に、第１凸部２０１、第１凹部２１１、および第３凸部２０３に対応する３Ｄプロファイルデータを抽出した（図１２の符号１２Ｂ）。次に、抽出した３Ｄプロファイルデータのノイズを除去し、第１凹部２１１のみの３Ｄプロファイルデータをさらに抽出した（図１２の符号１２Ｃ）。次に、第１凹部２１１の高さ分布を計測した（図１２の符号１２Ｄ）。

【0090】

（まとめ）
本発明の第１の側面に係る位置計測装置は、出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサと、対象物を回転させる回転駆動部と、前記回転駆動部を制御する回転制御部と、前記測距センサの検知結果に基づき前記対象物の高さ分布を計測する計測部と、を備え、前記回転制御部は、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替え、前記計測部は、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態で前記第２凹部の高さ分布を計測する。

【0091】

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、前記第１凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第２凸部との間に位置し、前記第２凹部は、前記第１凸部と前記対象物の第３凸部との間に位置し、前記第１凸部と前記第２凸部とが並ぶ方向と、前記第１凸部と前記第３凸部とが並ぶ方向とは互いに異なる。

【0092】

本発明の第３の側面に係る位置計測装置は、第２の側面の位置計測装置において、前記第２状態において、前記第２凹部は、前記第１凸部から第１方向側に位置しない。

【0093】

本発明の第４の側面に係る位置計測装置は、第１～第３の側面の何れかの位置計測装置において、前記測距センサを所定の方向に駆動するセンサ駆動部と、前記センサ駆動部を制御する駆動軸制御部と、をさらに備え、前記第１状態において、前記回転制御部は前記対象物を回転させ、その間、前記計測部は前記第１凹部の高さ分布を計測し、前記第２状態において、前記駆動軸制御部は前記測距センサを移動させ、その間、前記計測部は、前記第２凹部の高さ分布を計測する。

【0094】

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、前記計測部は、前記第１凹部の高さ分布と、前記第２凹部の高さ分布とを合成し、前記対象物の高さ分布を生成する。

【0095】

本発明の第６の側面に係る位置計測装置は、第１～第５の側面の何れかの位置計測装置において、前記出射部からの出射光の光軸と、前記回転駆動部の回転軸とは平行である。

【0096】

本発明の第７の側面に係る位置計測方法は、出射部に対して入射部が第１方向側に位置する測距センサにより対象物の位置を計測するための位置計測方法であって、前記対象物を回転させることにより、（ｉ）前記対象物の第１凸部に隣接する第１凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置せず、かつ、前記第１凸部に隣接する第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置する第１状態と、（ｉｉ）前記第２凹部が、前記第１凸部から第１方向の反対側に位置しない第２状態と、の間で切り替える切替ステップと、前記第１状態で、前記第１凹部の高さ分布を計測する第１計測ステップと、前記第２状態で、前記第２凹部の高さ分布を計測する第２計測ステップと、を含む。

【0097】

本発明の第８の側面に係る位置計測プログラムは、第１～第６の側面の何れかの位置計測装置としてコンピュータを機能させるための位置計測プログラムであって、前記回転制御部、および前記計測部としてコンピュータを機能させる。

【0098】

〔ソフトウェアによる実現例〕
位置計測装置１００（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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0103】

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】

【0104】

１００ 位置計測装置
１１０ ステージ駆動部（回転駆動部）
１２０ 撮像ユニット駆動部（センサ駆動部）
１３０ 撮像ユニット
１３１ ２Ｄ光学センサ
１３３ ３Ｄセンサ（測距センサ）
１３３ａ 出射部
１３３ｂ 入射部
１６４ 計測部
１６７ 駆動軸制御部
１６８ ステージ制御部（回転制御部）
ＯＢ 対象物
２０１ 第１凸部
２０２ 第２凸部
２０３ 第３凸部
２１１ 第１凹部
２１２ 第２凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】