JP3726028B2 - 3D shape measuring device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザと光ファイバとの組合せによる共焦点効果を用いた３次元形状計測装置に関し、特に、３次元形状を有する微小な領域の形状計測の際、その表面の材質にかかわらず精密、高速、かつ非接触で形状計測を行うことができる３次元形状計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微小物体の３次元形状計測を行う手法として、光の干渉現象を用いるもの（以下、第１の手法という）、レーザビームのスポット光で物体表面を走査してその反射光の位置を計測するもの（以下、第２の手法という）、光学系の焦点位置を変化させて得られる画像のボケと焦点位置との関係を用いるもの（以下、第３の手法という）等の手法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１の手法では、使用する参照光の波長以下の精度で物体表面の計測が行うことができるが、光の位相差を用いて計測を行っている関係上、物体形状が波長の１／２以上の大きさの段差を有する場合、位相が不連続になってしまう。このため、第１の手法を用いた際には、計測レンジが狭くなるという問題点がある。さらに、第１の手法では、複数の干渉画像が必要であり、画像処理も不可欠であるため計測に時間がかかるという問題点もある。
【０００４】
第２の手法では、レーザビームのスポット光走査は、基本的には１点の三角測量を平面内で繰返し行うものであり、レーザビームをガルバノミラー等で走査させる必要があり、構造が複雑になる。また、平面内での分解能はレーザビームのスポット光に依存しており、精度を上げると極端に測定レンジが狭くなるという問題点がある。
【０００５】
第３の手法においては、比較的高速に３次元計測を行うことができるが、一般に、画像のボケを検出することが困難であり、その精度が限られてしまう。また、第３の手法において、精度を上げるために画像処理を用いると、計測時間が増大するという問題点がある。
【０００６】
これらの手法に対して、光学系の焦点位置にピンホールを設置する手法がある。この手法では、ピンホールによって、被測定物からの反射光強度がその光軸方向の位置で非常に感度が高いという共焦点の原理を用いている。この手法では、高さ方向に被測定物の位置を変化させて、ピンホール通過光の強度を測定すると、３次元形状を得ることができる。
【０００７】
しかしながら、ピンホールを設置する手法は、基本的にはスポットによる点の計測であり、２次元的にガルバノミラー等で走査する必要がある。
【０００８】
本発明の課題は、共焦点の原理を用いて平面内を一括に走査して計測時間を短縮することのできる微小３次元形状計測装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の課題は、簡単な構成を備える微小３次元形状計測装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態によれば、３次元領域の形状を共焦点作用によって計測する形状計測装置であって、光源からの出力光を受け伝送する伝送手段と、該伝送手段から出射される出射光を前記３次元領域に対して入射光として集光する集光手段と、該集光手段を移動させることで前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、前記伝送手段は両端面がレンズ状に成形された光ファイバであり、前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２の形態によれば、３次元領域の形状を共焦点作用によって計測する形状計測装置であって、光源からの出力光を受けて伝送し、複数の出射光を出射する伝送手段と、前記複数の出射光を前記３次元領域に対して複数の入射光として集光する１つの集光手段と、前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、前記伝送手段は、両端面がレンズ状に成形されている光ファイバを複数束ねたバンドルファイバからなり、前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置が提供される。
【００１２】
本発明の第３の形態によれば、３次元領域の形状を共焦点作用によって計測する形状計測装置であって、光源からの出力光を受けて伝送し、複数の出射光を出射する伝送手段と、前記複数の出射光を前記３次元領域に対して複数の入射光として集光する集光手段と、該集光手段を移動させることで前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、前記伝送手段は、両端面がレンズ状に成形されている光ファイバを複数束ねたバンドルファイバからなり、前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置が提供される。
【００１３】
第１〜第３の形態において、前記光源にはハロゲン光源又は半導体レーザが使用される。
【００１６】
第１〜第３の形態において、前記焦点位置変化手段はボイスコイルモータで実現できる。
【００１７】
第２、第３の形態において、前記計測手段は、前記３次元領域で偏光した反射光のみを所定の方向に反射するビームスプリッタと、該ビームスプリッタにより反射された反射光の強度に応じた出力信号を出力するＣＣＤアレイとを含み、この場合、前記ＣＣＤアレイは複数のＣＣＤ素子を有し、該ＣＣＤ素子は前記複数の光ファイバに対して一対一に対応している。
【００１８】
第１〜第３の形態において、前記光源の出力光を平行光に整形するコリメータレンズを前記光源の後段に設けても良い。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１において、本形態による微小３次元形状計測装置は、半導体レーザ又はハロゲン光源（以下、単に光源という）１、バンドルファイバ２、ＣＣＤアレイ３、コリメータレンズ４、ビームスプリッタ５、対物レンズ６、集光レンズ７、及びワークステージ８を備えており、ワークステージ８には測定対象物（ワーク）が配置される。
【００２０】
図示の計測装置では、光源１からの出力光は、均一化を図るためにコリメータレンズを用いた集光レンズ４によって平行光に整形されて、バンドルファイバ２に入射される。
【００２１】
バンドルファイバ２は光の偏光を保存する偏波保存ファイバを等間隔で２次元状に束ねたものであり、ＣＣＤアレイ３はＣＣＤ素子を２次元に配列したもので、縦横の素子数はバンドルファイバ２のそれぞれの本数と１対１に対応している。
【００２２】
対物レンズ６はテレセントリック光学系を用いており、平行に入射された光を平行光のまま集光することができる。対物レンズ６はボイスコイルモータ等により上下に駆動され、これによって、ワークステージ８上において焦点位置を変化させることができる。
【００２３】
ビームスプリッタ５として、例えば、偏光フィルタが用いられており、測定対象物で反射して入射光から９０度偏光した反射光のみをビームスプリッタ５で反射させて、集光レンズ７へ反射光を入射させる。
【００２４】
バンドルファイバ２から出射された反射光は集光レンズ７によってＣＣＤアレイ３上に集光される。入射する光の強さによりＣＣＤアレイ３の各素子の出力は変化する。そして、ＣＣＤアレイ３の各素子の出力は、判定手段としてのパソコン（ＰＣ）等により処理されて形状が判定される。
【００２５】
図２を参照して、共焦点の原理について説明する。図示の例では、光源２１から出射された光がピンホール２２を通り、光学系（ビームスプリッタ２３及びレンズ２４及び２５等）を経て測定対象物にあたり、その反射光が再び光学系を戻り、ビームスプリッタ２３を経てピンホール２６を通り光検出器２７に至る構成となっている。そして、ピンホール２６は光学系の光源側の焦点の位置に設置されている。測定対象物が光学系の焦点の位置にあるとき、ピンホール２６を通過する戻り光は最大となる。
【００２６】
一方、測定対象物が光学系の焦点から外れた位置にある場合、ピンホール２６を戻る戻り光は大部分がピンホール周囲の壁にさえぎられ全体として光量は急激に減少する。その光の強度は高さｚの関数として以下の数１で表すことができる。数１で、｜Ｖ（ｚ）｜2 は光の強度、ｋは波数、ｓｉｎθは対物レンズの開口数である。
【００２７】
【数１】
ここで、高さｚを変化させたときの光強度の変化の様子の一例を図３に示す。図３から、光学系の焦点近傍において、高さ方向の感度が非常に高いことがわかる。このような特性をＯｐｔｉｃａｌ Ｓｅｃｔｉｏｎｉｎｇ特性と呼ぶ。本発明ではこの原理を用いて被測定物の高さ方向の測定を行う。
【００２９】
図１において、バンドルファイバ２の各ファイバの両端面はそれぞれ凸レンズ状に研磨されている。そして、各ファイバ端面はピンホールの働きをする。対物レンズ６とバンドルファイバ２の各端面と集光レンズ７によって形成されるレンズ系の焦点は予めＣＣＤアレイ３の位置に結ぶように設置されている。
【００３０】
なお、各ファイバの両端を凸レンズ状に成形する代わりに、バンドルファイバの両端面側にマイクロレンズアレイを設けても良い。その際、マイクロレンズアレイの各レンズとバンドルファイバの各ファイバを一対一に対応させる。
【００３１】
対物レンズ６を上下に移動させることによって、測定対象物物上にバンドルファイバ２内のあるファイバに対応したレンズ系が焦点を結んだ際に、共焦点効果によって、そのファイバに対応したＣＣＤアレイ３内の素子に強い反射光が入射される。また、対物レンズ６が別の位置にあるときに、同様に、ＣＣＤアレイ３内のある素子上で強い反射光が入射される。この対物レンズ６の移動とＣＣＤアレイ３の読み取りを同期させて、対物レンズ６の位置に対応したＣＣＤ素子で観察された画像が複数枚取得される。
【００３２】
例えば、図４に示されるような突起状の測定対象物上に対物レンズ６を移動させて焦点を結ばせた場合には、対物レンズ６の位置Ａ、位置Ｂ、及び位置Ｃに対応した図５のような大きさの異なる環状の画像が得られる。
【００３３】
図５のように、ＣＣＤアレイ３内の素子のうち強い反射光の素子を結ぶと被測定物の等高線を描くことができる。得られたすべてのＣＣＤ素子による画像を合成することで被測定物の高さ方向の分布を得る。この得られた分布図の各等高線と対物レンズの位置を対応させることによって、測定対象物の３次元形状を得ることができる。
【００３４】
得られた３次元画像の平面内の分解能はバンドルファイバ２に使用するファイバの径に依存するが、対物レンズ６及び集光レンズ７の倍率により調整することが可能であり、ＣＣＤアレイの素子間のピッチには直接影響は受けない。
【００３５】
図示の計測装置では、原理的に反射光の強度の絶対値は重要ではないので、測定対象物の表面の反射率の影響は受けにくいため、測定対象の範囲が広い。
【００３６】
なお、ＣＣＤアレイの代替品としてフォトダイオードアレイを用いることも可能である。この場合、個々のフォトダイオード出力の直線性が重要になる。
【００３７】
上述のように、従来の共焦点の原理を用いた手法は高精度ではあるが、全面を走査する際に時間がかかり、平面内の分解能はワークステージの駆動分解能に影響される。また、平面内を一括に走査する際、光学系が複雑になり、装置自体が高価となる。
【００３８】
これに対して、本発明による計測装置では、３次元形状を有する微小な領域の形状計測を行う際、平面内を一括で走査することができるばかりでなく、質量の軽い対物レンズを移動させるようにしたから、計測時間を短縮できる。加えて、光ファイバを使用するようにしたから、装置の設置自由度が大きくなる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を、光伝送手段としてバンドルファイバ２を使用する、請求項２に対応する場合について説明したが、本発明による計測装置は図１に示される構成に限定されるものではない。例えば、バンドルファイバ２は他の光伝送手段、例えば１本の光ファイバに置き換えられても良い。この場合にも、光ファイバの両端面は凸レンズ状に成形されていることが好ましい。また、測定対象物側の集光手段としての対物レンズ６も必ずしも１つのレンズで実現する必要はない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、３次元形状を有する微小な領域の形状計測を行う際、平面内を一括で走査することができるばかりでなく、質量の軽い対物レンズを移動させるようにしたから、計測時間を短縮できるという効果がある。
【００４１】
加えて、本発明では、光ファイバを使用するようにしたから、装置の設置自由度が大きくなるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による３次元形状計測装置の一例を示す図である。
【図２】図１に示す３次元形状計測装置の動作原理ついて説明するための図である。
【図３】図２に示す例において、高さ（ｚ）を変化させた際の光強度変化の様子を示す図である。
【図４】図１に示された計測装置において対物レンズを移動させて測定対象物上に焦点を結ばせた場合の作用を説明するための図である。
【図５】図４に示された対物レンズの移動により得られるＣＣＤアレイの画像の例を示した図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ又はハロゲン光源（光源）
２ バンドルファイバ
３ ＣＣＤアレイ
４ コリメータレンズ
５ ビームスプリッタ
６ 対物レンズ
７ 集光レンズ
８ ワークステージ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus using a confocal effect by a combination of a laser and an optical fiber, and in particular, when measuring a shape of a minute region having a three-dimensional shape, regardless of the material of the surface, The present invention relates to a three-dimensional shape measuring apparatus that can perform shape measurement at high speed and without contact.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for measuring the three-dimensional shape of a minute object, a method using a light interference phenomenon (hereinafter referred to as a first method), the surface of an object is scanned with a laser beam spot light, and the position of the reflected light is measured. And the like (hereinafter referred to as the second method), the method using the relationship between the blurring of the image obtained by changing the focal position of the optical system and the focal position (hereinafter referred to as the third method), and the like. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the first method, the object surface can be measured with an accuracy equal to or lower than the wavelength of the reference light to be used. However, because the measurement is performed using the phase difference of the light, the object shape has a wavelength of 1. If there is a step having a size of / 2 or more, the phase becomes discontinuous. For this reason, there is a problem that the measurement range becomes narrow when the first method is used. Furthermore, the first method requires a plurality of interference images, and image processing is also indispensable, so there is a problem that it takes time for measurement.
[0004]
In the second method, the laser beam spot light scanning basically repeats one-point triangulation in a plane, and it is necessary to scan the laser beam with a galvanometer mirror or the like, resulting in a complicated structure. Become. Further, the resolution in the plane depends on the spot light of the laser beam, and there is a problem that the measurement range becomes extremely narrow when the accuracy is increased.
[0005]
In the third method, three-dimensional measurement can be performed at a relatively high speed. However, in general, it is difficult to detect blur of an image, and the accuracy is limited. Further, in the third method, when image processing is used to increase accuracy, there is a problem that measurement time increases.
[0006]
In contrast to these methods, there is a method of installing a pinhole at the focal position of the optical system. This technique uses a confocal principle that the reflected light intensity from the object to be measured is very sensitive at the position in the optical axis direction due to the pinhole. In this method, a three-dimensional shape can be obtained by changing the position of the object to be measured in the height direction and measuring the intensity of the light passing through the pinhole.
[0007]
However, the method of installing a pinhole is basically spot measurement using a spot, and needs to be scanned two-dimensionally with a galvanometer mirror or the like.
[0008]
An object of the present invention is to provide a micro three-dimensional shape measuring apparatus capable of shortening a measuring time by collectively scanning a plane using a confocal principle.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a minute three-dimensional shape measuring apparatus having a simple configuration.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a shape measuring apparatus for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action, receiving and transmitting output light from a light source, and emitted from the transmitting means From the three-dimensional region, a condensing unit that condenses the emitted light as incident light with respect to the three-dimensional region, a focal point changing unit that changes the focal position of the incident light by moving the condensing unit, Measuring means for receiving the reflected light reflected through the transmission means and measuring the shape of the object to be measured in accordance with the intensity of the reflected light, and the transmission means is an optical fiber having both ends formed into a lens shape. The shape measuring device is provided , wherein the light condensing means is an objective lens using a telecentric optical system .
[0011]
According to the second embodiment of the present invention, a shape measuring apparatus for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action, which receives and transmits output light from a light source, and transmits a plurality of emitted lights One condensing means for condensing the plurality of outgoing lights as a plurality of incident lights with respect to the three-dimensional region, a focus position changing means for changing the focal position of the incident light, and the three-dimensional region. Measuring means for receiving the reflected light reflected through the transmission means and measuring the shape of the object to be measured in accordance with the intensity of the reflected light, and the transmission means is shaped like a lens at both end faces. There is provided a shape measuring apparatus comprising a bundle fiber in which a plurality of optical fibers are bundled, and the light collecting means is an objective lens using a telecentric optical system .
[0012]
According to the third aspect of the present invention, a shape measuring apparatus for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action, receiving and transmitting output light from a light source, and transmitting means for emitting a plurality of emitted lights And condensing means for condensing the plurality of emitted lights as a plurality of incident lights with respect to the three-dimensional region, and a focal position changing means for changing the focal position of the incident light by moving the condensing means And measuring means for receiving the reflected light reflected from the three-dimensional region through the transmission means and measuring the shape of the object to be measured in accordance with the intensity of the reflected light , the transmission means having both end faces There is provided a shape measuring device comprising a bundle fiber obtained by bundling a plurality of optical fibers formed into a lens shape, and the light collecting means is an objective lens using a telecentric optical system .
[0013]
In the first to third embodiments, a halogen light source or a semiconductor laser is used as the light source.
[0016]
Te first to third embodiments smell, before Symbol focus position changing means can be implemented by a voice coil motor.
[0017]
In the second and third embodiments, the measuring means reflects a reflected beam polarized in the three-dimensional region only in a predetermined direction, and an output corresponding to the intensity of the reflected beam reflected by the beam splitter. In this case, the CCD array has a plurality of CCD elements, and the CCD elements have a one-to-one correspondence with the plurality of optical fibers.
[0018]
In the first to third embodiments, a collimator lens that shapes the output light of the light source into parallel light may be provided in the subsequent stage of the light source.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a micro three-dimensional shape measuring apparatus according to this embodiment includes a semiconductor laser or halogen light source (hereinafter simply referred to as a light source) 1, a bundle fiber 2, a CCD array 3, a collimator lens 4, a beam splitter 5, an objective lens 6, An optical lens 7 and a work stage 8 are provided, and a measurement object (work) is arranged on the work stage 8.
[0020]
In the illustrated measuring apparatus, the output light from the
[0021]
The bundle fiber 2 is a two-dimensionally bundled polarization-maintaining fiber that preserves the polarization of light, and the CCD array 3 is a two-dimensional array of CCD elements. The number of vertical and horizontal elements is a bundle fiber. There is a one-to-one correspondence with the number of each of the two.
[0022]
The objective lens 6 uses a telecentric optical system and can collect parallel incident light as parallel light. The objective lens 6 is driven up and down by a voice coil motor or the like, whereby the focal position can be changed on the work stage 8.
[0023]
For example, a polarizing filter is used as the beam splitter 5, and only the reflected light that is reflected by the measurement object and polarized by 90 degrees from the incident light is reflected by the beam splitter 5, and the reflected light is incident on the condenser lens 7. Let
[0024]
The reflected light emitted from the bundle fiber 2 is condensed on the CCD array 3 by the condenser lens 7. The output of each element of the CCD array 3 varies depending on the intensity of incident light. Then, the output of each element of the CCD array 3 is processed by a personal computer (PC) or the like as determination means, and the shape is determined.
[0025]
The principle of confocal will be described with reference to FIG. In the illustrated example, the light emitted from the
[0026]
On the other hand, when the object to be measured is at a position out of the focus of the optical system, most of the return light returning from the
[0027]
[Expression 1]
Here, FIG. 3 shows an example of how the light intensity changes when the height z is changed. FIG. 3 shows that the sensitivity in the height direction is very high near the focal point of the optical system. Such a characteristic is referred to as an optical sectioning characteristic. In the present invention, this principle is used to measure the measurement object in the height direction.
[0029]
In FIG. 1, both end surfaces of each fiber of the bundle fiber 2 are polished into a convex lens shape. Each fiber end face functions as a pinhole. The focal points of the lens system formed by the objective lens 6, each end face of the bundle fiber 2 and the condenser lens 7 are set in advance at the position of the CCD array 3.
[0030]
Instead of forming both ends of each fiber into a convex lens shape, a microlens array may be provided on both end surfaces of the bundle fiber. At that time, each lens of the microlens array and each fiber of the bundle fiber are made to correspond one-to-one.
[0031]
When the lens system corresponding to a certain fiber in the bundle fiber 2 is focused on the object to be measured by moving the objective lens 6 up and down, the CCD array 3 corresponding to the fiber is formed by the confocal effect. Strong reflected light is incident on the inner element. Similarly, when the objective lens 6 is at another position, strong reflected light is incident on a certain element in the CCD array 3. The movement of the objective lens 6 and the reading of the CCD array 3 are synchronized, and a plurality of images observed by the CCD element corresponding to the position of the objective lens 6 are acquired.
[0032]
For example, in the case where the objective lens 6 is moved on the projection-like measurement object as shown in FIG. 4 and focused, the figure corresponding to the position A, position B, and position C of the objective lens 6. An annular image having a different size such as 5 is obtained.
[0033]
As shown in FIG. 5, contours of the object to be measured can be drawn by connecting elements of strong reflected light among the elements in the CCD array 3. By synthesizing images obtained by all the CCD elements, a distribution in the height direction of the object to be measured is obtained. By associating each contour line of the obtained distribution map with the position of the objective lens, a three-dimensional shape of the measurement object can be obtained.
[0034]
The resolution in the plane of the obtained three-dimensional image depends on the diameter of the fiber used for the bundle fiber 2, but can be adjusted by the magnification of the objective lens 6 and the condenser lens 7, and can be adjusted between the elements of the CCD array. The pitch is not directly affected.
[0035]
In the illustrated measuring apparatus, in principle, the absolute value of the intensity of the reflected light is not important, so that it is not easily affected by the reflectance of the surface of the measurement object, and thus the range of the measurement object is wide.
[0036]
A photodiode array can also be used as an alternative to the CCD array. In this case, the linearity of each photodiode output becomes important.
[0037]
As described above, the conventional method using the confocal principle is highly accurate, but it takes time to scan the entire surface, and the in-plane resolution is affected by the work stage drive resolution. In addition, when the plane is scanned all at once, the optical system becomes complicated and the apparatus itself becomes expensive.
[0038]
On the other hand, in the measurement apparatus according to the present invention, when measuring the shape of a minute region having a three-dimensional shape, not only can the entire surface be scanned, but also the objective lens having a light mass can be moved. Therefore, the measurement time can be shortened. In addition, since an optical fiber is used, the degree of freedom of installation of the apparatus is increased.
[0039]
As described above, the embodiment of the present invention has been described with respect to the case corresponding to claim 2 in which the bundle fiber 2 is used as the optical transmission means. However, the measuring apparatus according to the present invention is limited to the configuration shown in FIG. is not. For example, the bundle fiber 2 may be replaced with other optical transmission means, for example, one optical fiber. Also in this case, it is preferable that both end faces of the optical fiber are formed into a convex lens shape. Further, the objective lens 6 as the light collecting means on the measurement object side is not necessarily realized by one lens.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, when measuring the shape of a minute region having a three-dimensional shape, not only can the entire plane be scanned, but also the objective lens having a light mass is moved. Therefore, the measurement time can be shortened.
[0041]
In addition, in the present invention, since an optical fiber is used, there is an effect that the degree of freedom of installation of the apparatus is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation principle of the three-dimensional shape measuring apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing how the light intensity changes when the height (z) is changed in the example shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation when the objective lens is moved to focus on the measurement object in the measurement apparatus shown in FIG. 1;
5 is a diagram showing an example of an image of a CCD array obtained by moving the objective lens shown in FIG. 4; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor laser or halogen light source (light source)
2 Bundle fiber 3 CCD array 4 Collimator lens 5 Beam splitter 6 Objective lens 7 Condensing lens 8 Work stage
Claims (6)
光源からの出力光を受け伝送する伝送手段と、
該伝送手段から出射される出射光を前記３次元領域に対して入射光として集光する集光手段と、
該集光手段を移動させることで前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、
前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、
前記伝送手段は両端面がレンズ状に成形された光ファイバであり、
前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置。A shape measuring device for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action,
Transmission means for receiving and transmitting output light from the light source;
Condensing means for condensing the emitted light emitted from the transmission means as incident light on the three-dimensional region;
A focal position changing means for changing the focal position of the incident light by moving the condensing means;
And a measuring means for measuring the shape of the object to be measured according to the intensity of the reflected light reflected light reflected received through the transmission means from the 3-dimensional region,
The transmission means is an optical fiber whose both end surfaces are formed into a lens shape,
The shape measuring apparatus, wherein the light condensing means is an objective lens using a telecentric optical system .
光源からの出力光を受けて伝送し、複数の出射光を出射する伝送手段と、
前記複数の出射光を前記３次元領域に対して複数の入射光として集光する１つの集光手段と、
前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、
前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、
前記伝送手段は、両端面がレンズ状に成形されている光ファイバを複数束ねたバンドルファイバからなり、
前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置。A shape measuring device for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action,
Transmission means for receiving and transmitting output light from the light source, and emitting a plurality of outgoing lights;
One condensing means for condensing the plurality of outgoing lights as a plurality of incident lights with respect to the three-dimensional region;
A focal position changing means for changing a focal position of the incident light;
And a measuring means for measuring the shape of the object to be measured according to the intensity of the reflected light reflected light reflected received through the transmission means from the 3-dimensional region,
The transmission means is composed of a bundle fiber in which a plurality of optical fibers whose both end faces are formed into a lens shape are bundled,
The shape measuring apparatus, wherein the light condensing means is an objective lens using a telecentric optical system .
光源からの出力光を受けて伝送し、複数の出射光を出射する伝送手段と、
前記複数の出射光を前記３次元領域に対して複数の入射光として集光する集光手段と、
該集光手段を移動させることで前記入射光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、
前記３次元領域から反射した反射光を前記伝送手段を介して受け前記反射光の強度に応じて被測定物の形状を計測する計測手段とを有し、
前記伝送手段は、両端面がレンズ状に成形されている光ファイバを複数束ねたバンドルファイバからなり、
前記集光手段はテレセントリック光学系を用いた対物レンズであることを特徴とする形状計測装置。A shape measuring device for measuring the shape of a three-dimensional region by confocal action,
Transmission means for receiving and transmitting output light from the light source, and emitting a plurality of outgoing lights;
Condensing means for condensing the plurality of outgoing lights as a plurality of incident lights with respect to the three-dimensional region;
A focal position changing means for changing the focal position of the incident light by moving the condensing means;
And a measuring means for measuring the shape of the object to be measured according to the intensity of the reflected light reflected light reflected received through the transmission means from the 3-dimensional region,
The transmission means is composed of a bundle fiber in which a plurality of optical fibers whose both end faces are formed into a lens shape are bundled,
The shape measuring apparatus, wherein the light condensing means is an objective lens using a telecentric optical system .
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