(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-12
(45)【発行日】2024-06-20
(54)【発明の名称】光学式測定装置および光学式測定方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/02 20060101AFI20240613BHJP
【ＦＩ】
G01B11/02 Z
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020158980
(22)【出願日】2020-09-23
(65)【公開番号】P2022052541
(43)【公開日】2022-04-04
【審査請求日】2023-08-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000137694
【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ
(74)【代理人】
【識別番号】110004370
【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(74)【代理人】
【識別番号】100134511
【弁理士】
【氏名又は名称】八田 俊之
(72)【発明者】
【氏名】今泉 良一
【審査官】國田 正久
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－２６７７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－２７０７１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－３４４４０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２４９６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－００６１３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－１４７８５７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ １１／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第１光を照射する第１照射部と、前記測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第２光を照射する第２照射部と、を備え、
前記第２照射部は、前記第１光が前記第１照射部によって照射される場合に、前記第２光の光軸方向において、前記第１光の集光点よりも手前側または奥側に前記第２光の集光点が位置するように、前記第２光を集光する構成を有していることを特徴とする光学式測定装置。
【請求項2】
光を出力する光源と、モータの駆動によって回転することで、前記光源からの光の反射方向を走査する回転装置と、
前記回転装置からの光を透過することで前記第１光を生成するＦ－θレンズと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学式測定装置。
【請求項3】
前記光源からの光を２分岐するビームスプリッタを備え、前記第１照射部は、前記ビームスプリッタから出力される一方の光をコリメート光に変換するコリメートレンズを備え、
前記第２照射部は、前記ビームスプリッタから出力される他方の光を前記Ｆ－θレンズに対して拡散または集光するレンズを備えることを特徴とする請求項２に記載の光学式測定装置。
【請求項4】
前記測定対象物を超えて到達する前記第２光を受光する受光素子が出力する電気信号における立ち下りエッジまたは立ち上がりエッジの時間幅を出力する出力装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学式測定装置。
【請求項5】
前記測定対象物を超えて到達する前記第１光に対して光電変換を行なう第１受光素子と、前記測定対象物を超えて到達する前記第２光に対して光電変換を行なう第２受光素子と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学式測定装置。
【請求項6】
測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第１光を照射する第１照射部と、前記測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第２光を照射する第２照射部と、を備え前記第２照射部が、前記第１光が前記第１照射部によって照射される場合に、前記第２光の光軸方向において、前記第１光の集光点よりも手前側または奥側に前記第２光の集光点が位置するように、前記第２光を集光する構成を有している光学式測定装置において、前記第２光の光軸方向において、前記第１光の集光点よりも手前側または奥側に前記第２光の集光点が位置するように、前記第２光を集光し、
前記測定対象物を超えて到達する前記第２光を受光する受光素子が出力する電気信号に応じて、前記測定対象物の位置を決定することを特徴とする光学式測定方法。
【請求項7】
前記測定対象物に対する前記第２光の出射方向のいずれか一方側に前記測定対象物を移動させることで、前記測定対象物の位置を決定することを特徴とする請求項６に記載の光学式測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本件は、光学式測定装置および光学式測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光学式測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この光学式測定装置では、コリメート光を回転ミラーにより回転走査し、Ｆ－θレンズと集光レンズとの間に測定対象物を配置することで、測定対象物の外径や隙間などを測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－２２８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光学式測定装置においては、光軸方向の位置に応じて測定感度が変動する。そこで、光軸方向において測定対象物の位置を調整することが要求されている。しかしながら、測定対象物をどの方向に動かすべきか判断できないことがあり、位置決めに時間を要することがある。
【0005】
１つの側面では、本発明は、測定対象物の位置決めに要する時間を短縮化することができる光学式測定装置および光学式測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つの態様では、本発明に係る光学式測定装置は、測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第１光を照射する第１照射部と、前記測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第２光を照射する第２照射部と、を備え、前記第２照射部は、前記第２光の光軸方向において、前記第１光の集光点よりも手前側または奥側に前記第２光の集光点が位置するように、前記第２光を集光することを特徴とする。
【0007】
上記光学式測定装置は、光を出力する光源と、モータの駆動によって回転することで、前記光源からの光の反射方向を走査する回転装置と、前記回転装置からの光を透過することで前記第１光を生成するＦ－θレンズと、を備えていてもよい。
【0008】
上記光学式測定装置は、前記光源からの光を２分岐するビームスプリッタを備え、前記第１照射部は、前記ビームスプリッタから出力される一方の光をコリメート光に変換するコリメートレンズを備え、前記第２照射部は、前記ビームスプリッタから出力される他方の光を前記Ｆ－θレンズに対して拡散または集光するレンズを備えていてもよい。
【0009】
上記光学式測定装置は、前記測定対象物を超えて到達する前記第２光を受光する受光素子が出力する電気信号における立ち下りエッジまたは立ち上がりエッジの時間幅を出力する出力装置を備えていてもよい。
【0010】
上記光学式測定装置は、前記測定対象物を超えて到達する前記第１光に対して光電変換を行なう第１受光素子と、前記測定対象物を超えて到達する前記第２光に対して光電変換を行なう第２受光素子と、を備えていてもよい。
【0011】
本発明に係る光学式測定方法は、測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第１光を照射する第１照射部と、前記測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第２光を照射する第２照射部と、を備える光学式測定装置において、前記第２光の光軸方向において、前記第１光の集光点よりも手前側または奥側に前記第２光の集光点が位置するように、前記第２光を集光し、前記測定対象物を超えて到達する前記第２光を受光する受光素子が出力する電気信号に応じて、前記測定対象物の位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
測定対象物の位置決めに要する時間を短縮化することができる光学式測定装置および光学式測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態に係る光学式測定装置の斜視図である。
【図2】光学式測定装置の構成を例示する概略図である。
【図3】測定対象物の外径測定の概要について例示する図である。
【図4】エッジ検出回路およびゲート回路の動作を例示する図である。
【図5】（ａ）および（ｂ）はＺ軸方向の各位置における測定用走査光のビーム径を例示する図である。
【図6】ビームスプリッタを例示する図である。
【図7】（ａ）および（ｂ）はＺ軸方向の各位置における測定用走査光のビーム径を例示する図である。
【図8】（ａ）および（ｂ）はＺ軸方向の各位置における測定用走査光のビーム径を例示する図である。
【図9】ビームスプリッタ、反射ミラーおよびレンズを例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図１は、実施形態に係る光学式測定装置１００の斜視図である。図２は、光学式測定装置１００の構成を例示する概略図である。光学式測定装置１００は、レーザ光を一次元走査して被測定対象の寸法を測定するレーザ・スキャン・マイクロメータ（ＬＳＭ）であり、例えば、電子部品や機械部品の寸法測定、金属丸棒や光ファイバーの寸法測定などに利用される。以下の説明において、測定対象物Ｗに対するレーザ光の出射方向をＺ方向とし、測定対象物Ｗの軸方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。Ｙ方向は、レーザ光の走査方向と一致する。本実施形態においては、一例として、測定対象物Ｗは、ＹＺ平面での断面が略円形を有する丸棒であるものとする。
【0016】
図１および図２で例示するように、光学式測定装置１００は、発光部１０、走査部２０、受光部４０、演算部５０などを備える。発光部１０は、レーザ光源１１、レーザ制御回路１２等を備えている。レーザ光源１１は、半導体レーザ素子等により構成され、波長が例えば６５０ｎｍで、断面形状がほぼ円形若しくは楕円形の光束（レーザ光）を射出する。レーザ光源１１は、レーザ制御回路１２によって制御され、高速（例えば数ＭＨｚ～数十ＭＨｚ）でオンオフされる。
【0017】
走査部２０は、反射ミラー２１、回転ミラー２２、モータ２３、モータ駆動回路２４、Ｆ－θレンズ２５、同期用受光素子２６、コリメートレンズ２７等を備えている。コリメートレンズ２７は、レーザ光源１１から射出されたレーザ光をコリメート光に変換する。反射ミラー２１は、コリメート光を反射して回転ミラー２２に入射する。回転ミラー２２は、回転ミラー２２と同軸に配置されたモータ２３により回転し、反射ミラー２１を介して入射されたコリメート光を回転走査光に変換してＦ－θレンズ２５に入射する。具体的には、回転ミラー２２は、多角柱（図２では一例として８角柱）の各側面がそれぞれ反射面を構成する回転多面鏡であり、モータ２３によって例えば５０００～２００００回転／分の速度で回転駆動される。回転ミラー２２は、自身の回転によって反射面に入射するコリメート光の反射角度を変化させ、これによりコリメート光を主走査方向（スキャン方向）に偏向走査させる。
【0018】
モータ駆動回路２４は、後述するモータ同期回路５５の出力に基づきモータ２３に対して電力を供給する。Ｆ－θレンズ２５は、回転ミラー２２で変換された回転走査光を等速度の測定用走査光に変換する。具体的には、Ｆ－θレンズ２５は、２枚のレンズ面の曲率を変えることにより、レンズ周辺部と中心部で走査速度が一定になるように設計されている。したがって、Ｆ－θレンズ２５を用いて、測定対象物Ｗを透過する測定用走査光の透過強度の時間変化を測定することで、測定対象物Ｗの寸法を求めることができる。測定用走査光は、回転ミラー２２の回転に伴い測定対象物Ｗを含む測定領域を走査するように照射されることになる。
【0019】
同期用受光素子２６は、Ｆ－θレンズ２５の外側であって、測定用走査光がＦ－θレンズ２５を通過する範囲の１回の走査が開始される前、または終了した後に、測定用走査光を受光する位置に配置されている。同期用受光素子２６は、測定用走査光による１走査の開始または終了を検出してパルス状のタイミング基準信号（以下、基準信号と称する）を出力する。したがって、測定用走査光の１回の走査が開始される毎に、または終了する毎に基準信号が１回出力されることとなる。
【0020】
受光部４０は、集光レンズ４１、受光素子４２、アンプ４３、等を備えている。集光レンズ４１は、測定対象物Ｗを超えて到達する測定用走査光を集光して受光素子４２に入射する。受光素子４２は、集光レンズ４１により集光された測定用走査光に対して光電変換を行う。具体的には、受光素子４２は、受光強度に応じた電圧を有する電気信号を出力する。受光素子４２は、受光強度が大きいほど電圧が大きい電気信号を出力し、受光強度が小さいほど電圧が小さい電気信号を出力する。電気信号の電圧の強弱を測定することで、測定対象物Ｗの走査面内における走査方向の寸法を測定することができる。なお、こうした寸法算出処理は、演算部５０にて行われる。アンプ４３は、受光素子４２より出力された電気信号を増幅し、演算部５０に出力する。
【0021】
演算部５０は、エッジ検出回路５１、ゲート回路５２、カウンタ回路５３、クロック回路５４、モータ同期回路５５、ＣＰＵ（中央演算装置）５６等を備えている。
【0022】
エッジ検出回路５１は、アンプ４３から出力された電気信号の電圧値の時間変化からエッジを検出し、Ｈｉｇｈを表すＨ信号およびＬｏｗを表すＬ信号の２値化信号を出力する。ゲート回路５２は、クロック回路５４からクロックパルスを受信し、エッジ検出回路５１によってＨ信号が出力されている間にクロックパルスを出力し、エッジ検出回路５１によってＬ信号が出力されている間はクロックパルスを出力しない。カウンタ回路５３は、ゲート回路５２によって出力されるクロックパルスをカウントする。
【0023】
クロック回路５４は、クロックパルスを生成してモータ同期回路５５へ出力する。モータ同期回路５５は、クロック回路５４から入力されたクロックパルスに同期した駆動信号をモータ駆動回路２４に対して出力する。なお、モータ駆動回路２４は、モータ同期回路５５の出力に基づいてモータ２３に電力を供給する。したがって、回転ミラー２２は、クロック信号に対して所定の関係を持った速度で回転することとなる。ＣＰＵ５６は、カウンタ回路５３のカウント値を用いて測定値を算出する。
【0024】
図３は、測定対象物Ｗの外径測定の概要について例示する図である。図３で例示するように、測定用走査光は、徐々に測定対象物Ｗに近づき、測定対象物Ｗによって遮光され、測定対象物Ｗから離れていく。測定用走査光が測定対象物Ｗに照射されている期間は、測定用走査光が測定対象物Ｗによって遮光されるため、受光素子４２による測定用走査光の検出は行われない。一方、測定用走査光が測定対象物Ｗに照射されていない期間は、受光素子４２による測定用走査光の検出が行われる。測定用走査光が測定対象物Ｗによって遮光されている時間ｔは、クロックパルスをカウントすることによって取得することができる。回転ミラー２２によって測定用走査光を走査した場合、測定用走査光の走査速度Ｖ及び時間ｔに基づいて、測定対象物Ｗの外径を測定可能である。外径φＤは、Ｖ×ｔとして算出することができる。
【0025】
図４は、エッジ検出回路５１およびゲート回路５２の動作を例示する図である。エッジ検出回路５１は、受光素子４２の出力が閾値より大きい場合にＨ信号を出力し、受光素子４２の出力が閾値より小さい場合にはＬ信号を出力する。ゲート回路５２は、エッジ検出回路５１によってＨ信号が出力されている期間にクロックパルスを出力し、エッジ検出回路５１によってＬ信号が出力されている期間はクロックパルスを出力しない。カウンタ回路５３は、ゲート回路５２によって出力されたクロックパルスを数える。なお、上記閾値は、例えば、測定用走査光が測定対象物Ｗによって遮光されない場合の受光素子４２の出力（最大値）の５０％に設定されている。
【0026】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、Ｚ軸方向の各位置における測定用走査光のビーム径を例示する図である。図５（ａ）は、測定対象物ＷのＹＺ平面での断面中心がＺ軸方向における測定中心に位置する場合を例示する図である。測定中心とは、Ｆ－θレンズ２５と集光レンズ４１との間における測定用走査光の集光位置のことである。
【0027】
図５（ａ）で例示するように、レーザ光源１１から出射されたレーザ光は、所定の拡がりを有してコリメートレンズ２７に入射される。コリメートレンズ２７は、入射された光をコリメート光に変換する。コリメート光は、所定のビーム径を有し、反射ミラー２１によって反射され、回転ミラー２２によって反射された回転走査光となる。回転走査光は、Ｆ－θレンズ２５に入射され、測定用走査光として射出される。測定用走査光は、Ｆ－θレンズ２５によって集光される。Ｆ－θレンズ２５によって集光された測定用走査光のビーム径は、集光レンズ４１に向かって徐々に小さくなり、測定中心で最小となり、集光レンズ４１に向かって徐々に大きくなる。
【0028】
測定対象物Ｗの中心が測定中心に位置すれば、測定用走査光をＹ軸方向に走査した場合に測定対象物Ｗによる遮光が開始される場合の立ち下りエッジ（電圧の最大値から最小値まで）の時間幅が小さくなる。また、測定対象物Ｗによる遮光が終了する場合の立ち上がりエッジ（電圧の最小値から最大値まで）の時間幅が小さくなる。すなわち、電圧波形の立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジが急峻となる。この場合、測定対象物Ｗによる遮光が開始されるとすぐにＨ信号とＬ信号とが切り替わる。したがって、測定精度が高くなる。
【0029】
図５（ｂ）は、測定対象物Ｗの中心が、測定中心からＺ軸方向にずれた場合を例示する図である。測定対象物Ｗの中心が測定中心よりもＦ－θレンズ２５側に位置する場合、測定対象物Ｗによって遮光される測定用走査光のビーム径が大きくなってしまう。また、測定対象物Ｗの中心が測定中心よりも集光レンズ４１側に位置する場合にも、測定対象物Ｗによって遮光される測定用走査光のビーム径が大きくなってしまう。これらの場合、立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジの時間幅が大きくなる。すなわち、電圧波形の立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジが緩やかになる。この場合、測定対象物Ｗによる遮光が開始されてからＨ信号とＬ信号とが切り替わるまでの時間が長くなってしまう。したがって、測定精度が低下してしまう。
【0030】
そこで、測定対象物Ｗの中心が測定中心に位置するように、測定対象物Ｗの位置決めを行なうことが求められる。具体的には、測定対象物Ｗによる遮光が開始される位置での測定用走査光のビーム径が最小となるようにＦ－θレンズ２５と集光レンズ４１との間でＺ軸方向に測定対象物Ｗを往復させ、測定対象物Ｗの位置を追い込む。走査光のビーム径は、立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジの時間幅から算出することができるため、立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジの少なくともいずれか一方の時間幅が最小となることを検出すればよい。しかしながら、Ｚ軸方向において、測定中心よりもＦ－θレンズ２５側に測定対象物Ｗを移動させても、測定中心よりも集光レンズ４１側に測定対象物Ｗを移動させても、測定用走査光のビーム径が大きくなってしまう。したがって、ビーム径からは、測定対象物Ｗの位置を把握することは困難である。その結果、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間が長くなってしまう。
【0031】
そこで、本実施形態に係る光学式測定装置１００は、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間を短縮化する構成を有している。
【0032】
図６で例示するように、光学式測定装置１００は、コリメートレンズ２７と反射ミラー２１との間に、ビームスプリッタ６１を備えている。ビームスプリッタ６１は、コリメートレンズ２７からのコリメート光を２つのコリメート光に分岐する。２つのコリメート光の内の一方である第１光は、測定用走査光として用いる。第１光は、図７（ａ）で例示するように、反射ミラー２１にコリメート光の状態で入射する。
【0033】
他方のコリメート光である第２光は、図７（ｂ）で例示するように、反射ミラー６２～６４などを経由し、レンズ６５によって集光される。第２光は、集光されつつ、反射ミラー２１によって反射され、回転ミラー２２によって反射され、Ｆ－θレンズ２５に入射する。第２光は、集光されつつＦ－θレンズ２５に到達することで、測定中心よりもＦ－θレンズ２５側でビーム径が最小となり、集光レンズ４１に向かって拡散する。
【0034】
この構成では、測定対象物Ｗを測定中心よりもＦ－θレンズ２５側（第２光の集光位置よりも集光レンズ４１側）から集光レンズ４１側に移動させた場合に、測定対象物Ｗによる遮光が開始される位置における第２光のビーム径が、徐々に大きくなる。すなわち、ビーム径が単調増加するようになる。測定対象物Ｗを測定中心よりも集光レンズ４１側からＦ－θレンズ２５側に移動させた場合に、測定対象物Ｗによる遮光が開始される位置における第２光のビーム径が、徐々に小さくなる。すなわち、ビーム径が単調減少する。したがって、各ビーム径と測定対象物Ｗの各位置との紐づけが可能となる。Ｆ－θレンズ２５と集光レンズ４１との間でＺ軸方向に測定対象物Ｗを往復させなくても、立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジのいずれかの時間幅を検出することによって、測定対象物Ｗの位置決めが可能となる。その結果、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間を短縮化することができる。
【0035】
例えば、受光素子４２とは別に設けられた受光素子４４によって第２光を受光する。エッジ検出回路５１が検出して出力する立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジの少なくともいずれか一方の時間幅を取得することで、測定対象物Ｗの位置決めが可能となる。例えば、エッジ検出回路５１が検出するエッジの時間幅と、測定対象物Ｗとの関係を事前にテーブルなどで取得しておくことで、測定対象物Ｗの位置決めが容易となる。
【0036】
または、レンズ６５に拡散レンズを用いることで、図８（ｂ）で例示するように、第２光がレンズ６５によって拡散されつつ、反射ミラー２１によって反射され、回転ミラー２２によって反射され、Ｆ－θレンズ２５に入射する。第２光は、拡散しつつＦ－θレンズ２５に到達することで、測定中心よりも集光レンズ４１側で集光し、当該集光位置から集光レンズ４１に向かって拡散する。図８（ａ）は、図７（ｂ）と同じ図である。
【0037】
この構成では、測定対象物Ｗを測定中心よりもＦ－θレンズ２５側から集光レンズ４１側に移動させた場合に、測定対象物Ｗによる遮光が開始される位置における第２光のビーム径が、徐々に小さくなる。すなわち、ビーム径が単調減少するようになる。測定対象物Ｗを測定中心よりも集光レンズ４１側（第２光の集光位置よりもＦ－θレンズ２５側）からＦ－θレンズ２５側に移動させた場合に、測定対象物Ｗによる遮光が開始される位置における第２光のビーム径が、徐々に大きくなる。すなわち、ビーム径が単調増加する。したがって、各ビーム径と測定対象物Ｗの各位置との紐づけが可能となる。Ｆ－θレンズ２５と集光レンズ４１との間でＺ軸方向に測定対象物Ｗを往復させなくても、立ち下りエッジおよび立ち上がりエッジのいずれかの時間幅を検出することによって、測定対象物Ｗの位置決めが可能となる。その結果、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間を短縮化することができる。
【0038】
図９は、図７（ａ）～図８（ｂ）で説明したビームスプリッタ６１、反射ミラー６２～６４、およびレンズ６５を例示する斜視図である。図８で例示するように、ビームスプリッタ６１は、コリメート光を、回転ミラー２２の軸方向に平行になるように第１光と第２光とに２分岐する。このように構成することで、装置の大型化を抑制することができる。なお、図７（ａ）～図８（ｂ）で説明した反射ミラー６２～６４は、ビームスプリッタ６１内に構成した反射ミラーで代用することができる。
【0039】
以上のように、本実施形態によれば、第２光の光軸方向において、第１光の集光点よりも手前側または奥側に第２光の集光点が位置するように、第２光を集光することで、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間を短縮化することができる。また、測定対象物ＷをＺ軸方向に往復させなくても一方向に移動させればよいため、測定対象物Ｗの位置決めに要する時間のバラツキを抑えることができるようになる。
【0040】
例えば、ビームスプリッタ６１を設けなくても、光源を２つ備え、一方の光源からの光を第１光として用い、他方の光源からの光を第２光として用いることもできる。また、測定対象物Ｗを測定する期間と、測定対象物Ｗの位置決めを行なう期間とが重複しなければ、受光素子を２つ設けなくてもよい。
【0041】
本実施形態においては、コリメートレンズ２７が、測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第１光を照射する第１照射部の一例として機能する。受光素子４２が、前記測定対象物を超えて到達する前記第１光に対して光電変換を行なう第１受光素子の一例として機能する。レンズ６５が、前記測定対象物に対し、光軸が平行に移動する第２光を照射する第２照射部の一例として機能する。受光素子４４が、前記測定対象物を超えて到達する前記第２光に対して光電変換を行なう第２受光素子の一例として機能する。エッジ検出回路５１が、前記第２受光素子が出力する電気信号における立ち下りエッジまたは立ち上がりエッジの時間幅を出力する出力装置の一例として機能する。
【0042】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【0043】
１０ 発光部
１１ レーザ光源
２０ 走査部
２１ 反射ミラー
２２ 回転ミラー
２３ モータ
２４ モータ駆動回路
２５ Ｆ－θレンズ
２６ 同期用受光素子
２７ コリメートレンズ
４０ 受光部
４１ 集光レンズ
４２ 受光素子
４３ アンプ
５０ 演算部
５１ エッジ検出回路
５２ ゲート回路
５３ カウンタ回路
５４ クロック回路
５５ モータ同期回路
６１ ビームスプリッタ
６２～６４ 反射ミラー
６５ レンズ
１００ 光学式測定装置
１１ レーザ光源
２０ 走査部
２１ 反射ミラー
２２ 回転ミラー
２３ モータ
２４ モータ駆動回路
２５ Ｆ－θレンズ
２６ 同期用受光素子
２７ コリメートレンズ
４０ 受光部
４１ 集光レンズ
４２ 受光素子
４３ アンプ
５０ 演算部
５１ エッジ検出回路
５２ ゲート回路
５３ カウンタ回路
５４ クロック回路
５５ モータ同期回路
６１ ビームスプリッタ
６２～６４ 反射ミラー
６５ レンズ
１００ 光学式測定装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】