特開 2024-135252 造形システムおよび測定装置

(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】P2024135252

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】造形システムおよび測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20240927BHJP

   B29C 39/44 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 H

B29C39/44

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045846

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110004026

【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ

(72)【発明者】

【氏名】戸谷 公紀

【テーマコード（参考）】

2F065

4F204

【Ｆターム（参考）】

2F065AA03

2F065AA07

2F065BB05

2F065BB22

2F065FF01

2F065FF42

2F065HH02

2F065HH07

2F065HH15

2F065JJ03

2F065JJ09

2F065JJ26

4F204AA36

4F204AC05

4F204AQ01

4F204AR13

4F204AR20

4F204EA03

4F204EB01

4F204EF27

4F204EK17

4F204EK26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】製造条件のフィードバック時間を短縮できる造形システムおよび測定装置を提供する。
【解決手段】背景像と、前記背景像を撮像する撮像部と、前記背景像と前記撮像部との間に位置する測定対象部材を通過する光を介して前記背景像を撮像した第１乃至第３像データを前記撮像部から取得する測定制御部とを備え、第１像データは背景像が第１相対位置にある第１時点における撮像により生成され、第２像データは背景像が第２相対位置にある第２時点であって、第１時点よりも後の第２点における撮像により生成され、第３像データは背景像が第３相対位置にある第３時点であって、第２時点よりも後の第３時点における撮像により生成される。測定制御部７０は第１乃至第３像データ中における第１相対位置および第２相対位置にある背景像の第１画像移動量、および、第２相対位置および第３相対位置にある前記背景像の第２画像移動量を導出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

背景像と、
前記背景像を撮像する撮像部と、
前記背景像と前記撮像部との間に位置する測定対象部材を通過する光を介して前記背景像を撮像した第１乃至第３像データを前記撮像部から取得する測定制御部と、
を備え、
前記第１像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第１相対位置にある第１時点における撮像により生成され、
前記第２像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第２相対位置にある第２時点であって、前記第１時点よりも後の第２時点における撮像により生成され、
前記第３像データは、前記背景像が前記測定対象部材の対する第３相対位置にある第３時点であって、前記第２時点よりも後の第３時点における撮像により生成され、
前記測定制御部は、前記第１乃至第３像データ中における前記第１相対位置にある前記背景像と前記第２相対位置にある前記背景像との間の第１画像移動量、および、前記第２相対位置にある前記背景像と前記第３相対位置にある前記背景像との間の第２画像移動量を導出する、測定装置。

【請求項2】

前記第１画像移動量と、前記背景像の前記第１相対位置から前記第２相対位置への第１相対移動量と、の差を前記第１相対移動量で除することにより第１画像差分を測定し、
前記第２画像移動量と、前記背景像の前記第２相対位置から前記第３相対位置への第２相対移動量と、の差を前記第２相対移動量で除することにより第２画像差分を測定する、請求項１記載の測定装置。

【請求項3】

前記背景像の前記第１相対位置は、前記第３相対位置に一致する、請求項１記載の測定装置。

【請求項4】

前記測定対象部材の温度は、前記第１時点において第１温度であり、前記第２時点において前記第１温度よりも低い第２温度であり、前記第３時点において前記第２温度よりも低く、常温よりも高い第３温度であり、
前記第１温度と前記第２温度の差は、前記第２温度と前記第３温度との差と同じである、請求項１記載の測定装置。

【請求項5】

前記第１乃至第３像データは、それぞれ、前記背景像を撮像した画像の複数の画素により構成され、
前記第１相対位置と前記第２相対位置との間における前記背景像の前記第１および第２画像移動量は、前記画素のサイズよりも大きい、請求項１記載の測定装置。

【請求項6】

前記背景像の前記第１相対位置から前記第２相対位置に向かう方向および前記第２相対位置から前記第３相対位置に向かう方向は、前記背景像の前記撮像部に向き合う面に平行である、請求項１記載の測定装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか１つに記載の測定装置と、
前記測定対象部材を造形する造形装置と、
前記造形装置および前記測定装置を制御する造形制御装置と、
前記造形制御装置および前記測定装置の前記測定制御部に提供するデータと、前記測定制御部から出力されるデータと、前記測定対象部材の良否判定基準と、を記憶する記憶装置と、
を備え、
前記造形制御装置は、前記記憶装置から前記測定対象部材を造形するための造形条件を取得し、前記造形装置に前記造形条件を提供し、
前記造形装置は、前記造形条件に基づいて、前記測定対象部材を造形し、
前記測定装置は、前記測定対象部材を測定し、
前記測定装置から出力される測定結果と、前記記憶装置の前記良否判定基準と、を比較し、前記測定対象部材の良否判定を実施する、造形システム。

【請求項8】

前記測定対象部材の前記良否判定の結果に基づいて、前記良否判定基準を更新する、請求項７記載の造形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、造形システムおよび測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチック成形など、高温の材料を造形する製造方法では、製品が常温まで冷却された後に良否を判定することが一般的である。しかしながら、製品のサイズが大きい場合には、常温になるまでに長い時間を要し、判定結果を製造条件にフィードバックすることが難しい場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４３９１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態は、製造条件のフィードバック時間を短縮できる造形システムおよび測定装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る測定装置は、背景像と、前記背景像を撮像する撮像部と、前記背景像と前記撮像部との間に位置する測定対象部材を通過する光を介して前記背景像を撮像した第１乃至第３像データを前記撮像部から取得する測定制御部と、を備える。前記第１像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第１相対位置にある第１時点における撮像により生成され、前記第２像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第２相対位置にある第２時点であって、前記第１時点よりも後の第２時点における撮像により生成され、前記第３像データは、前記背景像が前記測定対象部材の対する第３相対位置にある第３時点であって、前記第２時点よりも後の第３時点における撮像により生成される。前記測定制御部は、前記第１乃至第３像データ中における前記第１相対位置にある前記背景像と前記第２相対位置にある前記背景像との間の第１画像移動量、および、前記第２相対位置にある前記背景像と前記第３相対位置にある前記背景像との間の第２画像移動量を導出する。

【0006】

実施形態に係る造形システムは、前記測定装置と、前記測定対象部材を造形する造形装置と、前記造形装置および前記測定装置を制御する造形制御装置と、前記造形制御装置および前記測定装置の前記測定制御部に提供するデータと、前記測定制御部から出力されるデータと、前記測定対象部材の良否判定基準と、を記憶する記憶装置と、を備える。前記造形制御装置は、前記記憶装置から前記測定対象部材を造形するための造形条件を取得し、前記造形装置に前記造形条件を提供し、前記造形装置は、前記造形条件に基づいて、前記測定対象部材を造形する。前記測定装置は、前記測定対象部材を測定する。前記造形システムは、前記測定装置から出力される測定結果と、前記記憶装置の前記良否判定基準と、を比較し、前記測定対象部材の良否判定を実施する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る測定装置を示す模式図である。

【図2】第１実施形態に係る測定装置の動作を示す模式図である。

【図3】第１実施形態に係る測定装置の動作を示す別の模式図である。

【図4】第１実施形態に係る測定装置の測定制御部を示すブロック図である。

【図5】第２実施形態に係る造形システムを示すブロック部である。

【図6】第２実施形態に係る測定装置の動作を示すグラフである。

【図7】第２実施形態に係る造形システムの動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。また、各図中に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する場合もある。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る測定装置１００を示す模式的図である。測定装置１００は、背景像１０と、撮像部５０と、測定制御部７０と、を含む。測定対象部材ＷＰは、背景像１０と撮像部５０との間に置かれる。

【0010】

測定装置１００は、例えば、位置変更部１０Ｄをさらに含む。位置変更部１０Ｄは、例えば、背景像制御部１１Ｄ及び測定対象部材制御部１５Ｄを含む。背景像制御部１１Ｄは、背景像１０の空間的な位置を制御可能である。測定対象部材制御部１５Ｄは、測定対象部材ＷＰの空間的な位置を制御可能である。背景像制御部１１Ｄは、撮像部５０に対する背景像１０の相対的位置を変更する。測定対象部材制御部１５Ｄは、背景像１０および撮像部５０に対する測定対象部材ＷＰの相対位置を変更する。

【0011】

測定装置１００は、撮像制御部５１Ｄをさらに含んでも良い。撮像制御部５１Ｄは、撮像部５０の空間的な位置を制御可能である。撮像制御部５１Ｄは、位置変更部１０Ｄに含まれても良い。

【0012】

測定制御部７０は、データ取得部７１及び演算部７２を含む。データ取得部７１は、第１像データＤｉ１、第２像データＤｉ２及び第３像データＤｉ３を撮像部５０から取得する。演算部７２は、第１像データＤｉ１、第２像データＤｉ２及び第３像データＤｉ３に基づく演算データＤｄを出力する。

【0013】

測定制御部７０は、撮像位置制御部７８をさらに含んでも良い。撮像位置制御部７８は、第１信号Ｓｇ１を背景像制御部１１Ｄに供給して背景像１０の位置を制御しても良い。撮像位置制御部７８は、第２信号Ｓｇ２を測定対象部材制御部１５Ｄに供給して測定対象部材ＷＰの位置を制御しても良い。撮像位置制御部７８は、第３信号Ｓｇ３を撮像制御部５１Ｄに供給して撮像部５０の位置を制御しても良い。

【0014】

演算部７２は、例えば、マイクロプロセッサである。位置変更部１０Ｄは、演算部７２により制御されても良い。言い換えれば、撮像位置制御部７８は、演算部７２の一部と見なされても良い。演算部７２は、背景像制御部１１Ｄ、測定対象部材制御部１５Ｄ及び撮像制御部５１Ｄの少なくともいずれか１つを制御しても良い。

【0015】

背景像１０から測定対象部材ＷＰへの第１方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

【0016】

背景像制御部１１Ｄは、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における背景像１０の位置を変更可能である。測定対象部材制御部１５Ｄは、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における測定対象部材ＷＰの位置を変更可能である。撮像部制御部５１Ｄは、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における撮像部５０の位置を変更可能である。

【0017】

この例では、測定装置１００は、光源１８ａをさらに含む。光源１８ａから出射した光Ｌ０は、背景像１０となる部材に入射する。背景像１０となる部材から出射される光は、測定対象部材ＷＰに入射する。測定対象部材ＷＰから出射される光は、撮像部５０に入射する。撮像部５０は、測定対象部材ＷＰから出射された光を検出して、画像データを生成可能である。

【0018】

実施形態は、この例に限定される訳ではなく、背景像１０は、任意の表示装置の画像でも良い。例えば、発光型の表示装置に表示される画像を背景像１０として用いることができる。

【0019】

背景像１０は、任意の模様を含んで良い。背景像１０は、例えば、ランダムドット模様を含む。発光型の表示装置を用いる場合、表示装置に含まれる複数の画素もしくは複数の発光素子は模様を構成し得る。

【0020】

測定対象部材ＷＰは、背景像１０から出射される光の少なくとも一部を通過させる。撮像部５０は、測定対象部材ＷＰを通過した光を介して、背景像１０を撮像し、第１像データＤｉ１、第２像データＤｉ２及び第３像データＤｉ３を生成する。

【0021】

測定制御部７０は、撮像部５０から取得される第１像データＤｉ１、第２像データＤｉ２及び第３像データＤｉ３に基づいて、例えば、測定対象部材ＷＰの特性を測定または評価可能である。測定制御部７０において測定される特性は、例えば、測定対象部材ＷＰの屈折率である。また、測定制御部７０は、測定対象部材ＷＰの屈折率を介して、応力、温度、圧力、ひずみ、及び、密度の少なくともいずれかを測定または評価可能である。屈折率は、複屈折率であってもよい。測定対象部材ＷＰの特性は、空間的な分布を有して良い。測定制御部７０は、測定対象部材ＷＰにおける特性の空間的な分布を評価可能である。

【0022】

図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１実施形態に係る測定装置１００の動作を示す模式図である。図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１時点Ｔ１、第２時点Ｔ２および第３時点Ｔ３のそれぞれにおける背景像１０、測定対象部材ＷＰおよび撮像部５０の相対位置を表している。

【0023】

図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、第１時点Ｔ１および第３時点Ｔ３において、背景像１０、測定対象部材ＷＰおよび撮像部５０は同じ相対位置にある。この例では、測定対象部材ＷＰおよび撮像部５０の位置が実質的に固定され、背景像１０の位置が変更される。背景像１０は、例えば、背景像１０の撮像部５０に向き合う面に平行な方向に移動される。

【0024】

第２時点Ｔ２において、背景像１０は、測定対象部材ＷＰおよび撮像部５０に対して、Ｘ軸方向にΔｘ１だけ移動している。言い換えれば、第２時点Ｔ２における背景像１０の第２相対位置ＲＰ２は、第１時点Ｔ１における背景像１０の第１相対位置ＲＰ１と異なる。第３時点Ｔ３において、背景像１０は、第１相対位置ＲＰ１に戻る。

【0025】

第２時点Ｔ２は、第１時点Ｔ１の後であり、第３時点Ｔ３は、第２時点Ｔ２の後である。これにより、第１時点Ｔ１と第２時点Ｔ２との間、および、第２時点Ｔ２と第３時点Ｔ３との間における測定対象部材ＷＰの特性を測定することができる。実施形態は、この例に限定される訳ではなく、背景像１０は、Ｘ－Ｙ平面に沿う任意の方向に移動しても良い。

【0026】

図２（ａ）に示すように、第１時点Ｔ１における背景像１０から出射される第１光Ｌ１が測定対象部材ＷＰに入射する。測定対象部材ＷＰを通過する第１光Ｌ１は、撮像部５０に入射する。第１光Ｌ１を検出した撮像部５０から第１像データＤｉ１が得られる。第１像データＤｉ１は、測定対象部材ＷＰを通過する第１光Ｌ１の光路を反映している。

【0027】

図２（ｂ）に示すように、第２時点Ｔ２における背景像１０から出射される第２光Ｌ２が測定対象部材ＷＰに入射する。測定対象部材ＷＰを通過する第２光Ｌ２は、第１撮像部５０に入射する。第２光Ｌ２を検出した撮像部５０から第２像データＤｉ２が得られる。第２像データＤｉ２は、測定対象部材ＷＰを通過する第２光Ｌ２の光路を反映している。

【0028】

図２（ｃ）に示すように、第３時点Ｔ３における背景像１０から出射される第３光Ｌ３が測定対象部材ＷＰに入射する。測定対象部材ＷＰを通過する第３光Ｌ３は、撮像部５０に入射する。第３光Ｌ３を検出した撮像部５０から第３像データＤｉ３が得られる。第３像データＤｉ３は、測定対象部材ＷＰを通過する第３光Ｌ３の光路を反映している。

【0029】

なお、図２（ａ）～（ｃ）では、背景像１０が第１相対位置ＲＰ１から第２相対位置ＲＰ２へ移動し、さらに、第１相対位置ＲＰ１へ戻る例を示しているが、実施形態は、この例に限定される訳ではない。背景像１０は、例えば、第２相対位置ＲＰ２から第１相対位置ＲＰ１とは異なる第３相対位置（図示しない）に移動してもよい。

【0030】

図３（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係る測定装置１００の動作を示す模式図である。図３（ａ）は、撮像部５０により取得される第１像データＤｉ１、第２像データＤｉ２および第３像データＤｉ３を重ねて示す模式図である。図３（ｂ）は、背景像１０の画像を示す模式図である。撮像部５０により取得される背景像１０の画像は、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並ぶ複数のドットパターンを含む。

【0031】

図３（ａ）に示すように、第２像データＤｉ２は、第１像データＤｉ1に対して、例えば、Ｘ軸方向に移動する。第１像データＤｉ1と第２像データＤｉ２との間における第１画像移動量はλｘ１である。さらに、第３像データＤｉ３は、第２像データＤｉ２に対して、例えば、Ｘ軸方向の反対方向に移動する。第２像データＤｉ２と第３像データＤｉ３との間における第２画像移動量はλｘ２である。なお、図３（ａ）中に示す各ドットの第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２は、全て同一になるとは限らず、ドット毎に、測定対象部材ＷＰの屈折率分布を反映した値になることに留意すべきである。

【0032】

第１時点Ｔ１～第３時点Ｔ３の間において、測定対象部材ＷＰの特性、例えば、屈折率が一定であれば、第２画像移動量λｘ２は、第１画像移動量λｘ１と同じである。第１時点Ｔ１～第３時点Ｔ３の間に、例えば、測定対象部材ＷＰの屈折率が変化すれば、第２画像移動量λｘ２は、第１画像移動量λｘ１とは異なる。

【0033】

測定装置１００は、撮像されたドットパターンのうちの少なくとも１つにおいて、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２を測定する。また、図３（ｂ）に示すように、複数の画像領域Ｒｉ１～Ｒｉ６のそれぞれにおいて、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２を測定してもよい。これにより、例えば、測定対象部材ＷＰにおける屈折率の空間分布を測定することができる。例えば、画像領域Ｒｉ１～Ｒｉ６のそれぞれにおいて、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２の平均値が求められる。

【0034】

なお、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２は、例えば、撮像された画像中の少なくとも1つの画素の移動量として算出されてもよい。すなわち、画像中のドット間に位置する画素の動きを測定してもよい。

【0035】

第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３は、それぞれ、複数の画素に対応するデータにより構成され、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２は、例えば、撮像された画像内における１画素のサイズよりも大きい。

【0036】

図３では、第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３の移動方向をＸ軸方向およびその逆方向として表しているが、実施形態は、この例に限定される訳ではない。例えば、背景像１０のＸ軸方向の移動に対して、第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３がＸ軸方向と交差する方向に移動するとしてもよい。この場合も、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２を同様に扱うことができる。

【0037】

図４は、第１実施形態に係る測定装置１００の測定制御部７０の動作を示すブロック図である。測定制御部７０は、データ取得部７１及び演算部７２を含む。データ取得部７１は、例えば、画像プロセッサである。

【0038】

図４に示すように、撮像部５０からデータ取得部７１へ第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３が順に送られる。データ取得部７１は、第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３を解析し、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２を算出する。データ取得部７１は、例えば、画像領域Ｒｉ１～Ｒｉ６（図３（ｂ）参照）のそれぞれにおいて、第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２を算出する。

【0039】

続いて、データ取得部７１から出力される第１画像移動量λｘ１および第２画像移動量λｘ２に基づいて、演算部７２は、第１画像差分Δλ１および第２画像差分Δλ２を算出する。さらに、第１画像差分Δλ１および第２画像差分Δλ２に基づいて、平均画像差分Δλａｖを算出する。第１画像差分Δλ１は、第１画像移動量λｘ１と背景像１０の相対移動量Δｘ１（図２参照）との差をΔｘ１で除した値であり、第２画像差分Δλ２は、第２画像移動量λｘ２と相対移動量Δｘ１との差をΔｘ１で除した値である。画像差分Δλは、例えば、測定対象部材ＷＰの屈折率を反映する。演算部７２は、例えば、画像領域Ｒｉ１～Ｒｉ６において、平均画像差分Δλａｖ１～Δλａｖ６をそれぞれ算出し、演算データＤｄとして出力する。

【0040】

なお、第３時点において、背景像１０が第１相対位置ＲＰ１とは異なる第３相対位置に移動する場合、第２画像差分Δλ２は、第２画像移動量λｘ２と、第２相対位置ＲＰ２から第３相対位置までの相対移動量Δｘ２（図示しない）との差をΔｘ２で除することにより算出される。

【0041】

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る造形システム２００を示すブロック部である。造形システム２００は、例えば、光学部品の射出成形システムである。なお、実施形態は、この例に限定される訳ではなく、測定装置１００の背景像１０から放出される光を少なくとも部分的に透過する測定対象部材ＷＰを造形するものであればよく、例えば、３次元プリンタであってもよい。

【0042】

図５に示すように、造形システム２００は、測定装置１００と、造形装置１２０と、造形物搬出機１３０と、造形制御装置１４０と、記憶装置１５０と、を備える。造形制御装置１４０は、測定装置１００、造形装置１２０および造形物搬出機１３０を制御する。記憶装置１５０は、造形制御装置１４０および測定装置１００の測定制御部７０に提供するデータと、造形制御装置１４０および測定制御部７０から出力されるデータと、を記憶する。

【0043】

造形装置１２０は、例えば、金型１２３と、温度制御部１２５と、を含む。造形装置１２０は、例えば、熱硬化性樹脂を金型１２３内に注入して造形物を制作する。温度制御部１２５は、熱硬化性樹脂を硬化させるために、金型１２３を所定の温度に加熱する。なお、実施形態はこの例に限定される訳ではなく、造形条件として、材料温度、金型１２３中の保持圧力、冷却時間などを設定する構成でもよい。

【0044】

造形物搬出機１３０は、造形物（以下、測定対象部材ＷＰ）を金型１２３から取り出し、測定装置１００内に搬送する。測定装置１００内において、測定対象部材ＷＰは、背景像１０と撮像部５０との間に載置される。

【0045】

造形制御装置１４０は、記憶装置１５０から測定対象部材ＷＰを造形するための造形条件を取得し、造形装置１２０に提供する。造形制御装置１４０は、造形装置１２０の温度制御部１２５に、金型１２３の温度条件、例えば、熱硬化性樹脂の硬化温度を提供する。また、造形制御装置１４０は、造形物搬出機１３０および測定装置１００の測定制御部７０に、金型１２３から測定対象部材ＷＰを取り出すタイミングを示す信号を提供する。なお、測定制御部７０は、造形制御装置１４０の一部であってもよい。

【0046】

造形制御装置１４０は、入力部１４５をさらに有する。造形制御装置１４０は、例えば、測定装置１００以外で取得される測定対象部材ＷＰの特性を、入力部１４５を介して取得することができる。造形制御装置１４０は、入力部１４５を介して取得した測定対象部材ＷＰの特性を、記憶装置１５０に記憶させる。

【0047】

測定装置１００は、測定対象部材ＷＰを測定し、測定制御部７０において、背景像１０の画像移動量λを導出し、画像差分Δλを算出する（図４参照）。測定制御部７０は、演算データＤｄ（図４参照）を出力する。造形制御装置１４０は、例えば、測定制御部７０から出力される演算データＤｄに基づいて、測定対象部材ＷＰの良否判定を実施する。

【0048】

測定装置１００は、放射型温度計４０と、環境温度制御部６０と、をさらに含む。放射型温度計４０は、測定対象部材ＷＰの温度を測定する。環境温度制御部６０は、測定装置１００内の測定環境の温度を、例えば、所定の温度に保持する。記憶装置１５０は、例えば、測定制御部７０から出力される演算データＤｄと、測定対象部材ＷＰの第１時点Ｔ１、第２時点Ｔ２および第３時点Ｔ３における温度と、測定環境の温度と、を記憶する。

【0049】

図６は、第２実施形態に係る測定装置１００の動作を示すグラフである。縦軸は、測定対象部材ＷＰの温度、横軸は、時間である。測定対象部材ＷＰの温度は、例えば、放射型温度計４０を用いる温度測定により得られる。また、測定対象部材ＷＰの温度を表す手段として、記憶装置１５０に記憶させた温度特性を用いてもよい。

【0050】

測定対象部材ＷＰは、例えば、金型１２３（図５参照）から取り出される時点において、所定の温度に加熱されており、測定装置１００に搬入され、撮像される間に冷却される。図６は、この間の測定対象部材ＷＰの温度変化を表している。

【0051】

測定装置１００では、第１時点Ｔ１において、第１像データＤｉ１が取得される。この時点における測定対象部材ＷＰの温度は、第１温度Ｋ１である。第１時点Ｔ１よりも後の第２時点Ｔ２において、第２像データＤｉ２が取得される。この時点における測定対象部材ＷＰの温度は、第１温度Ｋ１よりも低い第２温度Ｋ２である。さらに、第２時点Ｔ２よりも後の第３時点Ｔ３において、第３像データＤｉ３が取得される。この時点における測定対象部材ＷＰの温度は、第２温度Ｋ２よりも低い第３温度Ｋ３である。第３温度Ｋ３は、常温よりも高い。すなわち、測定装置１００における測定は、測定対象部材ＷＰが常温まで冷却される前に実施される。

【0052】

第１時点Ｔ１～第３時点Ｔ３は、例えば、造形物搬出機１３０が測定対象部材ＷＰを金型１２３から取り出すタイミングを起点として設定される。すなわち、造形制御装置１４０から測定装置１００および造形物搬出機１３０に取り出し信号が送付されるタイミングを起点とする。

【0053】

例えば、第１温度Ｋ１と第２温度Ｋ２との温度差を、第２温度Ｋ２と第３温度Ｋ３との温度差と同じにすると、平均画像差分Δλａｖの測定温度を第２温度とすることができる。第１温度Ｋ１と第２温度Ｋ２との温度差と、第２温度Ｋ２と第３温度Ｋ３との温度差とが異なる場合には、例えば、第１温度Ｋ１と第２温度Ｋ２との中間温度と、第２温度Ｋ２と第３温度Ｋ３との中間温度と、を平均して、平均画像差分Δλａｖの測定温度を求めることができる。

【0054】

また、第２時点Ｔ２と第１時点Ｔ１との時間差を、第３時点Ｔ３と第２時点Ｔ２との時間差と同じにすると、例えば、平均画像差分Δλａｖの測定時点を第２時点とすることができる。第２時点Ｔ２と第１時点Ｔ１との時間差と、第３時点Ｔ３と第２時点Ｔ２との時間差と、が異なる時、例えば、第１時点Ｔ１と第２時点Ｔ２との中間時点と、第２時点Ｔ２と第３時点Ｔ３との中間時点、を平均して、平均画像差分Δλａｖの測定時点を求めることができる。

【0055】

このように、測定対象部材ＷＰの温度が変化している場合、その過程における物性値が不安定であり、測定対象部材ＷＰを常温まで冷却した後に測定を実施することが好ましい。しかしながら、測定対象部材ＷＰの冷却に長時間を要する場合には、測定結果を造形条件にフィードバックする期間が長くなる。このため、測定対象部材ＷＰが不良品であった場合には、フィードバックに要する期間内において、多数の不良品がさらに造形される可能性がある。また、造形条件のフィードバック後に、次の測定対象部材ＷＰを造形するのでは、製造効率が著しく低下することになる。

【0056】

実施形態に係る造形システム２００では、測定装置１００は、測定対象部材ＷＰが常温まで冷却される前の第３時点Ｔ３において、例えば、画像差分Δλを導出する。さらに、その画像差分Δλに基づいて、測定対象部材ＷＰの良否判定を実施する。これにより、造形条件へのフィードバック時間を短縮し、製造歩留りおよび製造効率の向上を図ることができる。

【0057】

図７は、第２実施形態に係る造形システム２００の動作を示すフローチャートである。図７は、造形制御装置１４０により制御される測定対象部材ＷＰの製造過程を表している。

【0058】

造形制御装置１４０は、造形装置１２０における造形条件を設定する（Ｓ０１）。造形制御装置１４０は、測定対象部材ＷＰの形状および造形材料に応じて、記憶装置１５０から造形条件を取得し、造形装置１２０に提供する。記憶装置１５０に保持される造形条件は、過去の造形条件および造形物の特性を統計処理することにより適正化されている。造形制御装置１４０は、例えば、造形装置１２０の温度制御部１２５に、造形材料の設定温度を提供する。温度制御部１２５は、測定対象部材ＷＰの形状に応じて、例えば、金型１２３の温度を制御するように構成されてもよい。

【0059】

造形装置１２０は、造形制御装置１４０から提供される造形条件により、測定対象部材ＷＰを造形する（Ｓ０２）。例えば、液状の樹脂が金型１２３中に注入され、温度制御部１２５は、金型１２３を所定の硬化温度に加熱する。温度制御部１２５は、例えば、金型１２３の温度（実測値）を造形制御装置１４０にフィードバックする。

【0060】

金型１２３は、所定時間、所定の熱硬化温度に保持された後、測定対象部材ＷＰを取り出すため開かれる。この時、金型１２３が開かれたことを通知する信号が造形装置１２０から造形制御装置１４０へ送られる。

【0061】

造形制御装置１４０は、金型１２３が開かれた信号を受け、造形物搬出機１３０および測定装置１００の測定制御部７０に、金型１２３から測定対象部材ＷＰを取り出す信号を送る（Ｓ０３）。また、造形制御装置１４０が、金型１２３を開く信号を造形装置１２０に送る態様でもよい。

【0062】

造形物搬出機１３０は、造形装置１２０の金型１２３から測定対象部材ＷＰを取り出し、測定装置１００の内部に搬入する（Ｓ０４）。測定制御部７０は、測定対象部材ＷＰを取り出す信号もしくは金型１２３を開く信号を受け、経過時間のカウントを開始する。

【0063】

測定装置１００の内部において、測定対象部材ＷＰは、背景像１０と撮像部５０との間に搬送され、撮像部５０は、背景像１０の撮像を開始する（Ｓ０５）。測定制御部７０においてカウントされる経過時間の第１時点Ｔ１において、測定制御部７０は、撮像部５０から第１像データＤｉ１を取得する。続いて、測定制御部７０は、第２時点Ｔ２において、第２像データＤｉ２を取得し、第３時点Ｔ３において、第３像データＤｉ３を取得する。さらに、測定制御部７０は、第１～第３像データＤｉ１、Ｄｉ２、Ｄｉ３に基づいて、演算データＤｄ（図４参照）を出力する。

【0064】

造形制御装置１４０は、測定制御部７０から出力される演算データＤｄに基づいて、測定対象部材ＷＰの良否判定を実施する（Ｓ０６）。造形制御装置１４０は、記憶装置１５０から良否判定の判定基準を取得する。記憶装置１５０は、例えば、過去の測定対象部材ＷＰの演算データＤｄと、それらの常温における特性測定データと、に基づいて設定される判定基準を記憶している。記憶装置１５０は、例えば、画像領域Ｒｉ１～Ｒｉ６のそれぞれにおける判定基準を記憶し、平均画像差分Δλａｖの空間的な分布を踏まえた良否判定を実施してもよい。

【0065】

造形制御装置１４０は、測定対象部材ＷＰが不良品の場合、造形条件を更新する。例えば、造形装置１２０に供給される造形材料のロットの違いに起因する製造条件の不適合、例えば、好適な熱硬化温度の違いなどがあると、測定対象部材ＷＰの屈折率が所定の値にならず、不良品となる場合がある。造形制御装置１４０は、例えば、不良品とされた測定対象部材ＷＰの演算データＤｄ、造形装置１２０から得られる温度などのデータ、および、造形条件と測定対象部材ＷＰの特性の相関関係を統計的に処理し、造形条件を更新し、記憶装置１５０に保存する。造形条件の更新は、例えば、測定対象部材ＷＰの不良判定が２以上続いた場合、もしくは、測定対象部材ＷＰの歩留りが基準を下回るおそれが生じた場合などに実施される。

【0066】

造形制御装置１４０は、測定対象部材ＷＰの良品数をカウントする（Ｓ０７）。測定対象部材ＷＰの良品数が所定の数量に達した場合に、造形制御装置１４０は、測定対象部材ＷＰの製作を終了する。測定対象部材ＷＰの良品数が所定の数量に達していない場合には、造形制御装置１４０は、次の造形（Ｓ０２）を指示する。

【0067】

このように、造形システム２００は、熱硬化温度などの造形条件と測定対象部材ＷＰの特性の相関関係を記憶した記憶装置１５０を備える。また、記憶装置１５０は、造形条件と、測定装置１００から取得される測定対象部材ＷＰの空間的特性分布との関係も保持する。これにより、造形制御装置１４０は、測定対象部材ＷＰの形状に応じた造形条件を容易に設定することが可能である。また、金型１２３を変更する際の造形条件の設定に要する時間を短縮することも可能である。

【0068】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0069】

（付記１）
背景像と、
前記背景像を撮像する撮像部と、
前記背景像と前記撮像部との間に位置する測定対象部材を通過する光を介して前記背景像を撮像した第１乃至第３像データを前記撮像部から取得する測定制御部と、
を備え、
前記第１像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第１相対位置にある第１時点における撮像により生成され、
前記第２像データは、前記背景像が前記撮像部および前記測定対象部材に対する第２相対位置にある第２時点であって、前記第１時点よりも後の第２時点における撮像により生成され、
前記第３像データは、前記背景像が前記測定対象部材の対する第３相対位置にある第３時点であって、前記第２時点よりも後の第３時点における撮像により生成され、
前記測定制御部は、前記第１乃至第３像データ中における前記第１相対位置にある前記背景像と前記第２相対位置にある前記背景像との間の第１画像移動量、および、前記第２相対位置にある前記背景像と前記第３相対位置にある前記背景像との間の第２画像移動量を導出する、測定装置。
（付記２）
前記第１画像移動量と、前記背景像の前記第１相対位置から前記第２相対位置への第１相対移動量と、の差を前記第１相対移動量で除することにより第１画像差分を測定し、
前記第２画像移動量と、前記背景像の前記第２相対位置から前記第３相対位置への第２相対移動量と、の差を前記第２相対移動量で除することにより第２画像差分を測定する、付記１記載の測定装置。
（付記３）
前記背景像の前記第１相対位置は、前記第３相対位置に一致する、付記１または２に記載の測定装置。
（付記４）
前記測定対象部材の温度は、前記第１時点において第１温度であり、前記第２時点において前記第１温度よりも低い第２温度であり、前記第３時点において前記第２温度よりも低く、常温よりも高い第３温度であり、
前記第１温度と前記第２温度の差は、前記第２温度と前記第３温度との差と同じである、付記１乃至３のいずれか１つに記載の測定装置。
（付記５）
前記第１乃至第３像データは、それぞれ、前記背景像を撮像した画像の複数の画素により構成され、
前記第１相対位置と前記第２相対位置との間における前記背景像の前記第１および第２画像移動量は、前記画素のサイズよりも大きい、付記１乃至４のいずれか１つに記載の測定装置。
（付記６）
前記背景像の前記第１相対位置から前記第２相対位置に向かう方向および前記第２相対位置から前記第３相対位置に向かう方向は、前記背景像の前記撮像部に向き合う面に平行である、付記１乃至５にいずれか１つに記載の測定装置。

【符号の説明】

【0070】

１０…背景像、 １０Ｄ…位置変更部、 １１Ｄ…背景像制御部、 １５Ｄ…測定対象部材制御部、 １８ａ…光源、 ４０…放射型温度計、 ５０…撮像部、 ５１Ｄ…撮像制御部、 ６０…環境温度制御部、 ７０…測定制御部、 ７１…データ取得部、 ７２…演算部、 ７８…撮像位置制御部、 １００…測定装置、 １２０…造形装置、 １２３…金型、 １２５…温度制御部、 １３０…造形物搬出機、 １４０…造形制御装置、 １４５…入力部、 １５０…記憶装置、 ２００…造形システム、 Ｄｄ…演算データ、 Ｄｉ１…第１像データ、 Ｄｉ２…第２像データ、 Ｄｉ３…第３像データ、 Ｒｉ１～Ｒｉ６…画像領域、 ＷＰ…測定対象部材、 Δλ１、Δλ２、Δλａｖ…画像差分、 Δｘ１…相対移動量、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】