DE102017223343A1 - Optische abtasthöhenmessvorrichtung - Google Patents

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DE102017223343A1
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Abstract

Zum Bereitstellen einer optischen Abtasthöhenmessvorrichtung, die in der Lage ist, einen nicht messbaren Bereich auf der Oberfläche eines Messobjekts zu reduzieren. Licht, das von einem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird, wird durch einen Ablenkabschnitt gemäß der Bestimmung eines Messpunktes abgelenkt. Messlicht wird abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitte P in einem Teilbereich PA eingestrahlt, einschließlich oder umlaufend eines Teils eines Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht. Eine dem Teilbereich PA entsprechende Ablenkrichtung des Ablenkabschnittes oder eine dem Teilbereich PA entsprechende Bestrahlungsposition des Messlichts wird von einem Erfassungsabschnitt erfasst. Das Messlicht von dem Messobjekt S wird von einem Lichtempfangsabschnitt empfangen und ein Lichtempfangssignal, das eine empfangene Lichtmenge anzeigt, wird ausgegeben. Die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, wird auf der Basis der Ablenkrichtung des Ablenkabschnitts oder der Bestrahlungsposition des Messlichts, das durch den Erfassungsabschnitt erfasst wird, und eines Lichtempfangssignals, das gemäß dem Auftreten von Licht auf dem Lichtempfangsabschnitt von der Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA erhalten wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine optische Abtasthöhenmessvorrichtung, die eine Oberflächenform eines Messobjekts misst.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine optische Abtasthöhenmessvorrichtung wird verwendet, um eine Oberflächenform eines Messobjekts zu messen. Zum Beispiel wird in einer in JP-A-2010 - 43954 beschriebenen Abmessungsmessvorrichtung von einer Weißlichtquelle ausgestrahltes Licht durch einen optischen Koppler in einen Messlichtstrahl und einen Referenzlichtstrahl aufgeteilt. Der Messlichtstrahl wird von einem Messobjekt-Abtast-Optiksystem abgetastet und auf einen beliebigen Messpunkt auf der Oberfläche eines Messobjekts eingestrahlt. Der Referenzlichtstrahl wird auf ein Referenzlicht-Abtast-Optiksystem gestrahlt. Eine Oberflächenhöhe des Messpunkts des Messobjekts wird auf der Grundlage einer Interferenz des Messlichtstrahls und des Referenzlichtstrahls berechnet, der durch das Messobjekt reflektiert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben erläutert, wird bei der in JP-A-2010-43954 beschriebenen Abmessungsmessvorrichtung zum Berechnen der Oberflächenhöhe eines Messpunkts der von dem Messobjekt reflektierte Messlichtstrahl verwendet. Jedoch abhängig von einer Richtung des Messlichtstrahls, der von dem Messobjektabtastoptiksystem auf den Messpunkt gestrahlt wird, und einem Oberflächenzustand des Messobjekts an dem Messpunkt kann jedoch der von dem Messobjekt reflektierte Messllchtstrahl manchmal nicht mit ausreichender Stärke erhalten werden, die für die Messung erforderlich ist. In diesem Fall erscheint ein nicht messbarer Bereich auf der Oberfläche des Messobjekts.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Abtasthöhenmessvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen nicht messbaren Bereich auf der Oberfläche eines Messobjekts zu reduzieren.
  • (1) Eine optische Abtasthöhenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Positionsinformations-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Empfangen der Bestimmung eines Messpunkts; einen Lichtemissionsabschnitt, der konfiguriert ist zum Emittieren von Licht; einen Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird und zum Ausstrahlen des Lichts auf ein Messobjekt, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitte zu strahlen, die sich voneinander unterschieden in einem Teilbereich auf einer Oberfläche des Messobjekts, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des Messobjekts, der dem Messpunkt entspricht, der von dem Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangen wird; einen Lichtempfangsabschnitt, der konfiguriert ist zum Empfangen von Licht von dem Messobjekt und zum Ausgeben eines Lichtempfangssignals, das eine empfangene Lichtmenge anzeigt; einen Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Erfassen einer Ablenkrichtung des Ablenk- und Bestrahlungsabschnitts entsprechend dem Teilbereich oder einer Bestrahlungsposition des Messlichts entsprechend dem Teilbereich; und einen Höhenberechnungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Berechnen, auf der Basis der Ablenkrichtung des Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt oder der Bestrahlungsposition des Messlichts, das von dem Erfassungsabschnitt berechnet wird und dem Lichtempfangssignal, das von dem Lichtempfangsabschnitt ausgegeben wird, gemäß der Häufigkeit von Lichtern auf dem Lichtempfangsabschnitt von einer Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich, einer Höhe des Abschnitts des Messobjekts entsprechend dem bestimmten Messpunkt.
  • In der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung wird die Bestimmung des Messpunkts durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangen. Das von dem Lichtemissionsabschnitt emittierte Licht wird durch den Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt abgelenkt. Folglich wird das Licht abwechselnd auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich auf der Oberfläche des Messobjekts eingestrahlt. An diesem Punkt wird die Ablenkrichtung des Ablenk- und Bestrahlungsabschnitts, die dem Teilbereich oder der Bestrahlungsposition des Messlichts entspricht, das dem Teilbereich entspricht, durch den Erfassungsabschnitt erfasst.
  • Das Licht von dem Messobjekt wird durch den Lichtempfangsabschnitt empfangen und das Lichtempfangssignal, das die empfangene Lichtmenge anzeigt, wird ausgegeben. Die Höhe des Abschnitts des Messobjekts, der dem Messpunkt entspricht, wird durch den Höhenberechnungsabschnitt auf der Grundlage der Ablenkrichtungen der Ablenk- und Emissionsabschnitte oder der Bestrahlungsposition des Messlichts, das durch den Erfassungsabschnitt erfasst wird und Integrationsdaten betreffend das Lichtempfangssignal, das gemäß dem Einfall des Lichts auf den Lichtempfangsabschnitt von der Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich erhalten wird berechnet.
  • Bei dieser Konfiguration wird das Licht, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert und durch den Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt abgelenkt wird, auf die mehreren Abschnitte in dem Teilbereich des Messobjekts gestrahlt. Folglich wird das Licht von wenigstens einem Teil der Vielzahl von Abschnitten zu dem Lichtempfangsabschnitt reflektiert, wodurch es unabhängig von einer Richtung des Lichts und einem Oberflächenzustand des Messobjekts möglich ist, das Lichtempfangssignal in ausreichender Stärke zu erfassen, das von dem Lichtempfangsabschnitt ausgegeben wird. Daher ist es möglich, auf der Grundlage des erfassten Lichtempfangssignals die Höhe des Abschnitts des Messobjekts zu berechnen, der dem Messpunkt entspricht. Im Ergebnis ist es möglich, einen nicht messbaren Bereich auf der Oberfläche des Messobjekts zu reduzieren.
  • (2) Der Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt kann umfassen: einen Ablenkabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wurde und zum Bestrahlen des Lichts auf das Messobjekt; und einen Antriebssteuerabschnitt, der konfiguriert ist, um den Ablenkabschnitt so zu steuern, dass er sequentiell das Licht auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich abstrahlt, der dem durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangenen Messpunkt entspricht.
  • In diesem Fall ist eine Komponente unnötig, die das Licht zu der Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich führt, außer dem Ablenkabschnitt. Daher ist die Konfiguration der optischen Canning-Height-Messvorrichtung vereinfacht.
  • (3) Der Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt kann umfassen: einen Ablenkabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wurde und zum Bestrahlen des Lichts auf das Messobjekt; einen Verschiebungsabschnitt, der zwischen dem Lichtemissionsabschnitt und dem Ablenkabschnitt vorgesehen ist und konfiguriert ist, um eine Bewegungsrichtung des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts in eine Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung zu verschieben; und einen Antriebssteuerabschnitt, der konfiguriert ist, um den Ablenkabschnitt und den Verschiebungsabschnitt zu steuern, um sequentiell das Licht auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich, der dem durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangenen Messpunkt entspricht, abzustrahlen.
  • In diesem Fall wird die Bewegungsrichtung des Lichts, das von dem Lichtemissionsabschnitt zu dem Ablenkabschnitt geführt wird, durch den Verschiebungsabschnitt verschoben, wodurch das Licht abwechselnd auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich eingestrahlt wird. Wenn eine Konfiguration mit dem Ablenkabschnitt vorhanden ist, ist es daher möglich, den nicht messbaren Bereich in dem Messobjekt leicht zu reduzieren, indem der Verschiebungsabschnitt in der Konfiguration bereitgestellt wird.
  • (4) Der Teilbereich kann ein ringförmiger Bereich sein, der den bestimmten Messpunkt umgibt, und die Vielzahl von Abschnitten des Teilbereichs kann in einer Umfangsrichtung des ringförmigen Bereichs angeordnet sein.
  • In diesem Fall ist es möglich, das Licht gleichmäßig auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich zu strahlen, indem das Licht in der Umfangsrichtung auf dem ringförmigen Bereich abgetastet wird.
  • (5) Wenn der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung von ersten und zweiten Messpunkten abwechselnd empfängt, nachdem der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung des ersten Messpunkts empfängt und bevor der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung des zweiten Messpunkts empfängt, der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt in der Lage ist, das Licht, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird, abzulenken und das Licht auf das Messobjekt zu strahlen, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitte in einem Teilbereich der Oberfläche des Messobjekts zu strahlen, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des Messobjekts entsprechend dem bestimmten ersten Messpunkt.
  • In diesem Fall wird die Höhe des Abschnitts des Messobjekts, der dem Messpunkt entspricht, jedes Mal berechnet, wenn der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt den Messpunkt empfängt. Die Berechnung der Höhe ist ausführbar, bevor der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt die Bestimmung des nächsten Messpunkts erhält. Folglich ist es möglich, schnell Höhen einer Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts zu messen.
  • (6) Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung kann des Weiteren umfassen: ein Platzierungstisch, auf den das Messobjekt platziert ist; einen Kopfabschnitt, der den Lichtemissionsabschnitt, den Ablenk- und Strahlungsabschnitt und den Lichtempfangsabschnitt umfasst; und einen Halteabschnitt, der konfiguriert ist, um den Kopfabschnitt und den Platzierungstisch ganzheitlich zu halten, um auf einer Anordnungsfläche des Platzierungstisches von oben das Licht zu bestrahlen, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert und durch den Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt abgelenkt wird.
  • In diesem Fall werden der Kopfabschnitt und der Platzierungstisch ganzheitlich von dem Halteabschnitt gehalten. Folglich ist es einfach, die optische Abtasthöhenmessvorrichtung im Vergleich dazu zu handhaben, wenn der Kopfabschnitt und der Platzierungstisch jeweils als separate Körper vorgesehen sind. Es ist nicht notwendig, eine Befestigung zum Befestigen des Kopfabschnitts separat vorzubereiten.
  • (7) Der Halteabschnitt kann in der Lage sein, den Kopfabschnitt in einer Richtung orthogonal zu der Anordnungsoberfläche des Anbringungstisches zu bewegen. Folglich ist es möglich, den Abstand zwischen dem Messobjekt, das auf der Anordnungsfläche platziert ist, und dem Kopfabschnitt leicht zu ändern.
  • (8) Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung kann des Weiteren einen Abbildungsabschnitt umfassen, der in dem Kopfabschnitt vorgesehen ist und konfiguriert sein, um das auf dem Platzierungstisch platzierte Messobjekt abzubilden, und der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt kann eine Bestimmung eines Messpunkts auf einem Bild des Messobjekts empfangen, das vom Abbildungsabschnitt erfasst wurde.
  • In diesem Fall kann ein Benutzer den Messpunkt auf dem Bild des Messobjekts, das von dem Blldgebungsabschnitt erfasst wird, leicht bestimmen.
  • (9) Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung kann des Weiteren umfassen: einen Referenzkörper, der so angeordnet ist, dass er auf einer Bewegungsachse bewegbar ist; einen Lichtleiterabschnitt, der konfiguriert ist zum Führen des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts zu dem Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt als Messlicht und zum Führen des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts zu dem Referenzkörper als Referenzlicht, zum Erzeugen von Interferenzlicht des Messlichts von dem Messobjekt, das von dem Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt reflektiert wird, und dem Referenzlicht, das von dem Referenzkörper reflektiert wird, und zum Führen des erzeugten Interferenzlichts zu dem Lichtempfangsabschnitt; einen Referenzpositions-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Erfassen eine Position des Referenzkörpers; und einen Spektralabschnitt, der konfiguriert ist, um das durch den Lichtleitabschnitt erzeugte Interferenzlicht spektral zu dispergieren. Der Lichtemissionsabschnitt kann zeitlich niedrigkohärentes Licht emittieren. Der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt kann das Messlicht, das durch den Lichtführungsabschnitt geführt wird, ablenken, um das Messlicht auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich zu richten und das Messlicht von dem Messobjekt zu dem Lichtführungsabschnitt zu reflektieren. Der Lichtempfangsabschnitt kann das durch den Spektralabschnitt spektral dispergierte Interferenzlicht empfangen und ein Lichtempfangssignal ausgeben, das eine empfangene Lichtmenge für jede der Wellenlängen des Interferenzlichts anzeigt. Der Höhenberechnungsabschnitt kann die Höhe des Abschnitts des Messobjekts auf der Grundlage der Position des Referenzkörpers, die durch den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt erfasst wird, und der empfangenen Lichtmenge für jede der Wellenlängen des Interferenzlichts in dem von dem Lichtempfangsabschnitt ausgegebenen Lichtempfangssignals berechnen.
  • In diesem Fall ist es möglich, die Höhe des Abschnitts des Messobjekts, der dem bestimmten Messpunkt entspricht, auf der Grundlage der Position des Referenzkörpers, der das Referenzlicht reflektiert, und der empfangenen Lichtmenge für jeden der Wellenlängen des spektral verteilten Interferenzlichts zu berechnen.
  • (10) Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung kann konfiguriert sein, um selektiv in einem Einstellmodus und einem Messmodus zu arbeiten, und des Weiteren einen Registrierungsabschnitt aufweisen. Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt kann in dem Einstellmodus den Messpunkt auf einem Bild eines ersten Messobjekts empfangen. Der Registrierabschnitt kann im Einstellmodus den durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangenen Messpunkt registrieren. Der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt kann im Messmodus das von dem Lichtemissionsabschnitt emittierte Licht ablenken und das Licht auf das Messobjekt einstrahlen, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitten auszustrahlen, die sich voneinander in einem Teilbereich auf einer Oberfläche eines zweiten Messobjekts unterscheiden, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des zweiten Messobjekts, der dem Messpunkt entspricht, der von dem Registrierabschnitt registriert wird. Der Erfassungsabschnitt kann in dem Messmodus eine Ablenkrichtung des Ablenk- und Abstrahlabschnitts oder eine Abstrahlungsposition des Messlichts, die dem Teilbereich entspricht, erfassen. Der Höhenberechnungsabschnitt kann im Messmodus eine Höhe des Abschnitts des zweiten Messobjekts berechnen, der dem Messpunkt entspricht.
  • In diesem Fall wird in dem Einstellmodus der Messpunkt auf dem Bild des ersten Messobjekts durch den Registrierabschnitt registriert. Im Messmodus wird automatisch die Höhe des Abschnitts des zweiten Messobjekts berechnet, der dem registrierten Messpunkt entspricht. Daher bestimmt ein erfahrener Bediener die Messpunkte auf dem Bild des ersten Messobjekts in dem Einstellmodus, wodurch es in dem Messmodus, selbst wenn der Bediener nicht erfahren ist, möglich ist, ein Berechnungsergebnis der Höhe von dem entsprechenden Teil des zweiten Messobjekts einheitlich zu erfassen. Folglich ist es möglich, eine Form eines gewünschten Abschnitts des Messobjekts genau und einfach zu messen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den nicht messbaren Bereich auf der Oberfläche des Messobjekts zu reduzieren.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration einer optischen Abtasthöhenmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist eine perspektivische Außenansicht, die einen in 1 gezeigten Standabschnitt zeigt.
    • 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfigurationen des Standabschnitts und eines Messkopfs zeigt.
    • 4 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Messabschnitts zeigt.
    • 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Referenzabschnitts zeigt.
    • 6 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Fokussierungsabschnitts zeigt.
    • 7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Abtastabschnitts zeigt.
    • 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem Messlicht auf eine bestimmte Position auf der Oberfläche eines Messobjekts eingestrahlt wird.
    • 9A bis 9C sind schematische Diagramme, die andere Beispiele eines Teilbereichs zeigen.
    • 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Auswahlbildschirms zeigt, der auf einem Anzeigeabschnitt der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung angezeigt wird.
    • 11A bis 11C sind Diagramme, die Inhalte von Daten zeigen, die zwischen einem Steuerabschnitt und einer Steuerplatine in Betriebsmodi übertragen werden.
    • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem der in 1 gezeigten Vorrichtung zur Messung der optischen Abtasthöhe zeigt.
    • 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Berichts zeigt, der von einem Berichtsvorbereitungsabschnitt vorbereitet wurde.
    • 14 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Beispiels der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung, die in der in 1 gezeigten optischen Abtasthöhenmessvorrichtung ausgeführt wird.
    • 15 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Beispiels der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung, die in der in 1 gezeigten optischen Abtasthöhenmessvorrichtung ausgeführt wird.
    • 16 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels einer optischen Abtasthöhenmessverarbeitung, die in der in 1 gezeigten optischen Abtasthöhenmessvorrichtung ausgeführt wird.
    • 17 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des Beispiels der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung, die in der in 1 gezeigten optischen Abtasthöhenmessvorrichtung ausgeführt wird.
    • 18 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels einer Bestimmung und einer Messverarbeitung durch die Steuerplatine.
    • 19 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels einer Bestimmung und einer Messverarbeitung durch die Steuerplatine.
    • 20A bis 20C sind erläuternde Diagramme zum Erläutern der Bestimmung und Messverarbeitung, die gezeigt sind in 18 und 19.
    • 21A bis 21B sind erläuternde Diagramme zum Erläutern der Bestimmung und Messverarbeitung, die gezeigt sind in 18 und 19.
    • 22 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines anderen Beispiels der Bestimmung und der Messverarbeitung durch die Steuerptatine.
    • 23 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern des anderen Beispiels der Bestimmung und der Messverarbeitung durch die Steuerplatine.
    • 24A bis 24B sind erläuternde Diagramme zum Erläutern der Bestimmung und Messverarbeitung, die gezeigt sind in 22 und 23.
    • 25 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 26 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 27 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 28 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 29 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 30 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 31 ist ein Diagramm zum Erläutern des anderen Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 32 ist ein Diagramm zum Erläutern des anderen Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 33 ist ein Diagramm zum Erläutern des anderen Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Einstellmodus.
    • 34 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Messmodus.
    • 35 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Messmodus.
    • 36 ist ein Diagramm zum Erläutern des Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung in dem Messmodus.
    • 37 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel des Referenzabschnitts zeigt.
    • 38 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel des Steuersystems der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung zeigt.
    • 39 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel des optischen Abschnitts der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • (1) Gesamtkonfiguration einer optischen Abtasthöhenmessvorrichtung
  • Eine optische Abtast-Höhenmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtkonfiguration der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine perspektivische Außenansicht, die einen in 1 gezeigten Standabschnitt 100 zeigt. Wie in 1 gezeigt, umfasst eine optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 den Standabschnitt 100, einen Messkopf 200 und eine Verarbeitungsvorrichtung 300.
  • Der Standabschnitt 100 hat eine L-Form im Längsschnitt und umfasst einen Einstellabschnitt 110, einen Halteabschnitt 120 und einen Hub 130. Der Einstellabschnitt 110 hat eine horizontale flache Form und ist auf einer Einstellfläche eingestellt. Wie in 2 gezeigt, ist eine quadratische optische Oberflächenplatte 111, auf der ein Messobjekt S ( 1) platziert ist, auf der oberen Oberfläche des Einstellabschnitts 110 vorgesehen. Ein Messbereich V, in dem das Messobjekt S durch den Messkopf 200 gemessen werden kann, ist oberhalb der optischen Oberflächenplatte 111 definiert. In 2 ist der Messbereich V durch eine gepunktete Linie angegeben.
  • In der optischen Oberflächenplatte 111 ist eine Vielzahl von Schraubenlöchern ausgebildet, um in gleichen Intervallen in zwei Richtungen orthogonal zueinander angeordnet zu sein. Folglich ist es möglich, das Messobjekt S an der optischen Oberflächenplatte 111 unter Verwendung eines Klemmelements und eines Schraubenelements in einem Zustand zu befestigen, in dem sich die Oberfläche des Messobjekts S in dem Messbereich V befindet.
  • Der Halteabschnitt 120 ist vorgesehen, um sich von einem Endabschnitt des Einstellabschnitts 110 nach oben zu erstrecken. Der Messkopf 200 ist an dem oberen Endabschnitt des Halteabschnitts 120 angebracht, um der oberen Oberfläche der optischen Oberflächenplatte 111 gegenüberzuliegen. Da der Messkopf 200 und der Einstellabschnitt 110 durch den Halteabschnitt 120 gehalten werden, ist es in diesem Fall einfach, die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 zu handhaben. Es ist nicht notwendig, eine Befestigung zum Befestigen des Messkopfs 200 separat vorzubereiten. Ferner ist es möglich, das Messobjekt S leicht in dem Messbereich V zu positionieren, indem das Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111 auf dem Einstellabschnitt 110 platziert wird.
  • Wie in 1 gezeigt, ist der Hub 130 an der Innenseite des Halteabschnitts 120 vorgesehen. Der Hub 130 kann den Messkopf 200 in der Oben-Unten-Richtung (der Höhenrichtung des Messobjekts S) in Bezug auf das Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111 bewegen. Der Messkopf 200 umfasst eine Steuerplatine 210, einen Abbildungsabschnitt 220, einen optischen Abschnitt 230, einen Lichtführungsabschnitt 240, einen Referenzabschnitt 250, einen Fokussierungsabschnitt 260 und einen Abtastabschnitt 270. Die Steuerplatine 210 umfasst zum Beispiel eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen ROM (Nur-Lese-Speicher) und einen RAM (Direktzugriffsspeicher). Die Steuerplatine 210 kann durch einen Mikrocomputer konfiguriert sein.
  • Die Steuerplatine 210 ist mit der Verarbeitungsvorrichtung 300 verbunden. Die Steuerplatine 210 steuert die Operationen des Hubs 130, des Abbildungsabschnitts 220, des optischen Abschnitts 230, des Referenzabschnitts 250, des Fokussierungsabschnitts 260 und des Abtastabschnitts 270 auf Basis von einem Befehl durch den Verarbeitungsabschnitt 300. Die Steuerplatine 210 gibt verschiedene Arten von Informationen, die von dem Abbildungsabschnitt 220, dem optischen Abschnitt 230, dem Referenzabschnitt 250, dem Fokussierabschnitt 260 und dem Abtastabschnitt 270 erfasst werden an die Verarbeitungsvorrichtung 300. Der Abbildungsabschnitt 220 erzeugt Bilddaten des Messobjekts S durch Abbilden des Messobjekts S, das auf der optischen Oberflächenplatte 111 platziert ist, und gibt die erzeugten Bilddaten an die Steuerplatine 210 aus.
  • Der optische Abschnitt 230 emittiert Emissionslicht mit zeitlich niedriger Kohärenz an den Lichtführungsabschnitt 240. Der Lichtführungsabschnitt 240 unterteilt das Emissionslicht von dem optischen Abschnitt 230 in Referenzlicht und Messlicht, führt das Referenzlicht zu dem Referenzabschnitt 250 und führt das Messlicht zu dem Fokussierungsabschnitt 260. Der Referenzabschnitt 250 reflektiert das Referenzlicht zu dem Lichtführungsabschnitt 240. Der Fokussierungsabschnitt 260 fokussiert das Messlicht, das durch den Fokussierungsabschnitt 260 hindurchgeht. Der Abtastabschnitt 270 tastet das durch den Fokussierungsabschnitt 260 fokussierte Messlicht ab, um dadurch das Messlicht auf einen gewünschten Abschnitt des Messobjekts S zu strahlen.
  • Ein Teil des Messlichts, das auf das Messobjekt S gestrahlt wird, wird durch das Messobjekt S reflektiert und durch den Abtastabschnitt 270 und den Fokussierabschnitt 260 zu dem Lichtführungsabschnitt 240 geführt. Der Lichtleiterabschnitt 240 erzeugt ein Interferenzlicht des von dem Referenzabschnitt 250 reflektierten Referenzlichts und des von dem Messobjekt S reflektierten Messlichts und führt das Interferenzlicht zu dem optischen Abschnitt 230. Der optische Abschnitt 230 erfasst eine empfangene Lichtmenge für jede der Wellenlängen des Interferenzlichts und gibt ein Signal, das ein Ergebnis der Erfassung anzeigt, an die Steuerplatine 210 aus. Details des Messkopfs 200 werden unten erläutert.
  • Die Verarbeitungsvorrichtung 300 umfasst einen Steuerabschnitt 310, einen Speicherabschnitt 320, einen Operationsabschnitt 330 und einen Anzeigeabschnitt 340. Der Steuerabschnitt 310 umfasst zum Beispiel eine CPU. Der Speicherabschnitt 320 umfasst zum Beispiel ein ROM, ein RAM und ein HDD (Festplattenlaufwerk). Ein Systemprogramm ist in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert. Der Speicherabschnitt 320 wird zum Speichern verschiedener Daten und zum Verarbeiten der Daten verwendet.
  • Der Steuerabschnitt 310 gibt auf der Grundlage des in dem Speicherabschnitt 320 gespeicherten Systemprogramms einen Befehl zum Steuern der Operationen des Abbildungsabschnitts 220, des optischen Abschnitts 230, des Referenzabschnitts 250, des Fokussierungsabschnitts 260, und der Abtastabschnitt 270 des Messkopfs 200 an die Steuerplatine 210. Der Steuerabschnitt 310 erfasst verschiedene Arten von Informationen von der Steuerplatine 210 des Messkopfs 200 und veranlasst den Speicherabschnitt 320, die verschiedenen Arten von Informationen zu speichern.
  • Der Operationsabschnitt 330 umfasst eine Zeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Maus, ein Touchpanel, einen Trackball oder einen Joystick und eine Tastatur. Der Betriebsabschnitt 330 wird von einem Benutzer betätigt, um eine Anweisung an den Steuerabschnitt 310 zu geben. Der Anzeigeabschnitt 340 umfasst zum Beispiel eine LCD-Anzeige (Flüssigkristallanzeige) oder eine organische EL-Platte (Elektrolumineszenz). Der Anzeigeabschnitt 340 zeigt ein Bild basierend auf in dem Speicherabschnitt 320 gespeicherten Bilddaten, einem Messergebnis und dergleichen an.
  • (2) Der Hub und der Lichtführungsabschnitt
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das die Konfigurationen des Standabschnitts 100 und des Messkopfs 200 zeigt. In 3 sind detaillierte Konfigurationen des Hubs 130, des optischen Abschnitts 230 und des Lichtführungsabschnitts 240 gezeigt. Wie in 3 gezeigt, umfasst der Hub 130 einen Antriebsabschnitt 131, eine Antriebsschaltung 132 und einen Leseabschnitt 133.
  • Der Antriebsabschnitt 131 ist zum Beispiel ein Motor. Wie durch einen dicken Pfeil in 3 angezeigt, bewegt der Antriebsabschnitt 131 den Messkopf 200 in der Oben-Unten-Richtung in Bezug auf das Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111. Folglich ist es möglich, eine optische Weglänge des Messlichts über einen weiten Bereich einzustellen. Die optische Weglänge des Messlichts ist die Länge eines optischen Wegs von dem Zeitpunkt an, zu dem das Messlicht von einem Anschluss 245d des Lichtführungsabschnitts 240 ausgegeben wird, wie unten erläutert, bis das Messlicht, das von dem Messobjekt S reflektiert wird, in den Eingang zu Port 245d eingegeben wird.
  • Die Treiberschaltung 132 ist mit der Steuerplatine 210 verbunden. Die Treiberschaltung 132 steuert den Antriebsabschnitt 131 auf der Grundlage der Steuerung durch die Steuerplatine 210 an. Der Leseabschnitt 133 ist zum Beispiel ein optischer LinearCodierer. Der Leseabschnitt 133 liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 131, um dadurch eine Position in der Oben-Unten-Richtung des Messkopfs 200 zu erfassen. Der Leseabschnitt 133 gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210.
  • Der optische Abschnitt 230 umfasst einen Lichtemissionsabschnitt 231 und einen Messabschnitt 232. Der Lichtemissionsabschnitt 231 umfasst zum Beispiel eine SLD (Superlumineszenzdiode) als eine Lichtquelle und emittiert Emissionslicht mit einer relativ niedrigen Kohärenz. Insbesondere ist die Kohärenz des Emissionslichts höher als die Kohärenz von Licht oder weißem Licht, das von einer LED (lichtemittierenden Diode) emittiert wird, und niedriger als die Kohärenz von Laserlicht. Daher weist das Emissionslicht eine Wellenlängenbandbreite auf, die kleiner als die Wellenlängenbandbreite des von der LED emittierten Lichts oder des weißen Lichts und größer als die Wellenlängenbandbreite des Laserlichts ist. Das Emissionslicht von dem optischen Abschnitt 230 wird in den Lichtführungsabschnitt 240 eingegeben.
  • Interferenzlicht von dem Lichtführungsabschnitt 240 wird an den Messabschnitt 232 ausgegeben. 4 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Messabschnitts 232 zeigt. Wie in 4 gezeigt, umfasst der Messabschnitt 232 Linsen 232a und 232c, einen Spektralabschnitt 232b und einen Lichtempfangsabschnitt 232d. Interferenzlicht, das von einer optischen Faser 242 des nachstehend erläuterten Lichtführungsabschnitts 240 ausgegeben wird, tritt durch die Linse 232a hindurch, um dadurch im Wesentlichen kollimiert zu werden und auf den Spektralabschnitt 232b einfallen zu lassen. Der Spektralabschnitt 232b ist zum Beispiel ein reflektierendes Beugungsgitter. Auf den Spektralabschnitt 232b einfallendes Licht wird spektral dispergiert, um bei Winkeln zu reflektieren, die für jede der Wellenlängen unterschiedlich sind, und durchläuft die Linse 232c, um dadurch auf eindimensionale Positionen fokussiert zu werden, die für jede der Wellenlängen unterschiedlich sind.
  • Der Lichtempfangsabschnitt 232d umfasst zum Beispiel ein Abbildungselement (einen eindimensionalen Zeilensensor), in dem eine Vielzahl von Pixeln eindimensional angeordnet sind. Das Abbildungselement kann eine Mehrfachunterteilungs-PD (Photodiode), eine CCD-Kamera (ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder ein CMOS-Bildsensor (komplementärer Metalloxidhalbleiter) oder andere Elemente sein. Der Lichtempfangsabschnitt 232d ist derart angeordnet, dass eine Vielzahl von Pixeln des Abbildungselements jeweils Licht in unterschiedlichen Fokussierungspositionen empfangen, die für jede der durch die Linse 232c gebildeten Wellenlängen unterschiedlich sind.
  • Analoge elektrische Signale, die empfangenen Lichtmengen entsprechen (im Folgenden als Lichtempfangssignale bezeichnet), werden von den Pixeln des Uchtempfangsabschnitts 232d ausgegeben und an die in 3 gezeigte Steuerplatine 210 gegeben. Folglich erfasst die Steuerplatine 210 Daten, die eine Beziehung zwischen den Pixeln des Lichtempfangsabschnitts 232d (die Wellenlänge von Interferenzlicht) und der empfangenen Lichtmenge angeben. Die Steuerplatine 210 führt eine vorbestimmte Arithmetikoperation und eine vorbestimmte Verarbeitung an den Daten durch, um dadurch die Höhe eines Abschnitts des Messobjekts S zu berechnen.
  • Wie in 3 gezeigt, umfasst der Lichtführungsabschnitt 240 vier optische Fasern 241, 242, 243 und 244, einen Faserkoppler 245 und eine Linse 246. Der Faserkoppler 245 hat eine sogenannte 2x2-Konfiguration umfasst vier Anschlüsse 245a, 245b, 245c und 245d und einen Hauptkörperabschnitt 245e. Die Anschlüsse 245a und 245b und die Anschlüsse 245c und 245d sind in dem Hauptkörperabschnitt 245e so vorgesehen, dass sie einander über den Hauptkörperabschnitt 245e gegenüberliegen.
  • Die optische Faser 241 ist zwischen den lichtemittierenden Abschnitt 231 und den Port 245a geschaltet. Die optische Faser 242 ist zwischen den Messabschnitt 232 und den Port 245b geschaltet. Die optische Faser 243 ist zwischen den Referenzabschnitt 250 und den Port 245c geschaltet. Die optische Faser 244 ist zwischen dem Fokussterungsabschnitt 260 und dem Port 245d geschaltet. Man beachte, dass in dieser Ausführungsform die optische Faser 243 länger ist als die optischen Fasern 241, 242 und 244. Die Linse 246 ist auf einem optischen Pfad der optischen Faser 243 und des Referenzabschnitts 250 angeordnet.
  • Das Emissionslicht von dem Lichtemissionsabschnitt 231 wird durch den Lichtführungsabschnitt 240 geteilt und als Messlicht und Referenzlicht ausgegeben. Insbesondere wird das Emissionslicht von dem Lichtemissionsabschnitt 231 durch die optische Faser 241 in den Anschluss 245a eingegeben. Ein Teil des in den Port 245a eingegebenen Emissionslichts wird von dem Port 245c als Referenzlicht ausgegeben. Das Referenzlicht tritt durch die optische Faser 243 und die Linse 246 hindurch, um dadurch im Wesentlichen kollimiert zu werden und zu dem Referenzabschnitt 250 geführt zu werden. Das durch den Referenzabschnitt 250 reflektierte Referenzlicht wird durch die Linse 246 und die optische Faser 243 in den Anschluss 245c eingegeben.
  • Ein anderer Teil des in den Anschluss 245a eingegebenen Emissionslichts wird von dem Port 245d als Messlicht ausgegeben. Das Messlicht wird durch die optische Faser 244, den Fokussierabschnitt 260 und den Abtastabschnitt 270 auf das Messobjekt S gestrahlt. Ein Teil des von dem Messobjekt S reflektierten Messlichts wird über den Abtastabschnitt 270, den Fokussierabschnitt 260 und die optische Faser 244 in den Port 245d eingegeben.
  • Interferenzlicht wird durch das Referenzlicht erzeugt, das von dem Referenzabschnitt 250 zurückkehrt und in den Port 245c eingegeben wird, und das Messlicht wird von dem Messobjekt S zurückgeführt und in den Port 245d eingegeben. Das erzeugte Interferenzlicht wird von dem Port 245b ausgegeben und durch die optische Faser 242 zu dem Messabschnitt 232 geführt.
  • (3) Der Referenzabschnitt
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Referenzabschnitts 250 zeigt. Wie in 5 gezeigt, umfasst der Referenzabschnitt 250 einen Unterstützungsabschnitt 251, bewegliche Abschnitte 252a und 252b, reflektierende Elemente 253, 254a, 254b und 254c, Antriebsabschnitte 255a und 255b, Antriebsschaltungen 256a und 256b und Leseabschnitte 257a und 257b.
  • Der Unterstützungsabschnitt 251 ist an einem Hauptkörper des Messkopfs 200 befestigt. Linear verlaufende zwei Linearführungen 251g sind an dem Unterstützungsabschnitt 251 angebracht. Die zwei Linearführungen 251g sind an dem Unterstützungsabschnitt 251 derart befestigt, dass sich beide Linearführungen 251g in einer Richtung erstrecken und Seite an Seite in einer Richtung angeordnet sind. Genauer gesagt sind die zwei Linearführungen 251g an dem Stützabschnitt 251 derart befestigt, dass die zwei Linearführungen 251g parallel zueinander sind und eine Linearführung 251g an einer verlängerten Linie der anderen Linearführung 251g angeordnet ist. Der bewegliche Abschnitt 252a und 252b ist jeweils an den zwei Linearführungen 251g angebracht und wird durch den Stützabschnitt 251 gestützt, um sich auf den linearen Führungen 251g bewegen zu können, die den beweglichen Abschnitten 252a und 252b entlang einer Richtung entsprechen, in der sich die Linearführungen 251g erstrecken.
  • Das reflektierende Element 253 ist an dem Unterstützungsabschnitt 251 angebracht und fixiert. Die reflektierenden Elemente 254a und 254c sind an dem beweglichen Abschnitt 252a angebracht. Das reflektierende Element 254b ist an dem beweglichen Abschnitt 252b angebracht. Das reflektierende Element 254c wird als ein sogenannter Referenzkörper verwendet. In dieser Ausführungsform ist das reflektierende Element 254c durch einen Eckwürfelreflektor konfiguriert. Der Eckwürfelreflektor reflektiert Licht in einer ursprünglichen Richtung unabhängig von einer Einfallsrichtung. Daher ist es möglich, einen optischen Pfad des Referenzlichts in dem Referenzabschnitt 250 genau und einfach einzustellen. Man beachte, dass das reflektierende Element 254c nicht auf den Eckwürfelreflektor beschränkt ist. Ein Reflexionsprisma oder dergleichen kann verwendet werden.
  • Das von der optischen Faser 243 ausgegebene Referenzlicht wird im Wesentlichen kollimiert, indem es durch die Linse 246 hindurchtritt und danach sequentiell durch das reflektierende Element 253, das reflektierende Element 254a, das reflektierende Element 254b und das reflektierende Element 254c reflektiert wird. Das vom reflektierenden Element 254c reflektierte Referenzlicht wird sequentiell vom reflektierenden Element 254b, dem reflektierenden Element 254a und dem reflektierenden Element 253 reflektiert und durch die Linse 246 in die optische Faser 243 eingegeben.
  • Die Antriebsabschnitte 255a und 255b sind zum Beispiel Schwingspulenmotoren. Wie durch die weißen Pfeile in 5 angezeigt, bewegen die Antriebsabschnitte 255a und 255b die beweglichen Abschnitte 252a und 252b in Bezug auf den Stützabschnitt 251 entlang der Richtung, in der sich die Linearführungen 251g erstrecken. In diesem Fall sind in einer Richtung parallel zu der Bewegungsrichtung der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, ändert sich der Abstand zwischen dem reflektierenden Element 253 und dem reflektierenden Element 254a, der Abstand zwischen dem reflektierenden Element 254a und dem reflektierenden Element 254b und der Abstand zwischen dem reflektierenden Element 254b und dem reflektierenden Element 254c. Folglich ist es möglich, eine optische Pfadlänge des Referenzlichts einzustellen. Es sei angemerkt, dass die Antriebsabschnitte 255a und 255b durch andere Antriebsmechanismen wie beispielsweise Schrittmotoren oder piezoelektrische Motoren anstelle der Schwingspulenmotoren konfiguriert sein können.
  • Die optische Pfadlänge des Referenzlichts ist die Länge eines optischen Pfades von dem Zeitpunkt, zu dem das Referenzlicht von dem in 3 gezeigten Port 245c ausgegeben wird, bis das Referenzlicht, das durch das reflektierende Element 254c reflektiert wird, in den Port 245d eingegeben wird. Wenn eine Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Referenzlichts und der optischen Weglänge des Messlichts gleich oder kleiner als ein fester Wert ist, wird Interferenzlicht des Referenzlichts und des Messlichts von dem in 3 gezeigten Anschluss 245b ausgegeben.
  • Die Treiberschaltungen 256a und 256b sind mit der in 3 gezeigten Steuerplatine 210 verbunden. Die Treiberschaltungen 256a und 256b betreiben jeweils die Treiberabschnitte 255a und 255b auf der Basis der Steuerung durch die Steuerplatine 210. Zu diesem Zeitpunkt bewegen die Antriebsschaltungen 256a und 256b die beweglichen Abschnitte 252a und 252b in Bezug auf den Unterstützungsabschnitt 251 in entgegengesetzten Richtungen zueinander. In diesem Fall ändert sich, selbst wenn die beweglichen Abschnitte 252a und 252b intermittierend eine Bewegung und einen Stopp wiederholen, die Position des Schwerpunkts der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 kaum. Folglich wird die Position des Schwerpunkts der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 während der Bewegung der beweglichen Abschnitte 252a und 252b stabilisiert.
  • Die Leseabschnitte 257a und 257b sind beispielsweise optische Linearcodierer. Der Leseabschnitt 257a liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 255a, um dadurch eine relative Position des beweglichen Abschnitts 252a in Bezug auf den Unterstützungsabschnitt 251 zu erfassen, und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210 aus. Der Leseabschnitt 257b liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 255b, um dadurch eine relative Position des beweglichen Abschnitts 252b in Bezug auf den Unterstützungsabschnitt 251 zu erfassen, und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210 aus.
  • In dem oben erläuterten Referenzabschnitt 250 ist eine Gesamtheit des Gewichts eines beweglichen Abschnitts 252a und des Gewichtes der reflektierenden Elemente 254a und 254c, die an dem beweglichen Abschnitt 252a angebracht sind, wünschenswerterweise eingestellt, um in einem festen Bereich von einer Gesamtheit des Gewichts des anderen beweglichen Abschnitts 252b und des Gewichts des reflektierenden Elements 254b zu sein, die an dem beweglichen Abschnitt 252b angebracht sind. Der feste Bereich ist ein Bereich, in dem zwei Gesamtwerte als gleich oder im Wesentlichen gleich angesehen werden können. In diesem Fall wird die Position des Schwerpunkts der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 während der Bewegung der beweglichen Abschnitte 252a und 252b weiter stabilisiert.
  • In dieser Ausführungsform bewegen sich die beweglichen Abschnitte 252a und 252b in entgegengesetzten Richtungen entlang der Richtung, in der sich die Linearführungen 251g erstrecken. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Nur einer des beweglichen Abschnitts 252a und des beweglichen Abschnitts 252b kann sich entlang der Richtung bewegen, in der sich der Linearführung 251g erstreckt, und der andere muss sich nicht bewegen können. In diesem Fall kann der nicht bewegbare andere bewegliche Abschnitt 252a oder 252b an dem festen Abschnitt 251 oder dem Hauptkörper des Messkopfs 200 anstelle der linearen Führungen 251g als ein unbeweglicher Abschnitt befestigt sein.
  • (4) Der Fokussierabschnitt
  • 6 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Fokussierabschnitts 260 zeigt. Wie in 6 gezeigt, umfasst der Fokussierabschnitt 260 einen festen Abschnitt 261, einen beweglichen Abschnitt 262, eine bewegliche Linse 263, einen Antriebsabschnitt 264, eine Antriebsschaltung 265 und einen Leseabschnitt 266. Der bewegliche Abschnitt 262 ist an dem festen Abschnitt 261 angebracht, um sich entlang einer Richtung bewegen zu können. Die bewegliche Linse 263 ist an dem beweglichen Abschnitt 262 angebracht. Die bewegliche Linse 263 wird als eine Objektivlinse verwendet und fokussiert das Messlicht, das durch die bewegliche Linse 263 hindurchtritt.
  • Das von der optischen Faser 244 ausgegebene Messlicht wird durch die bewegliche Linse 263 zu dem in 3 gezeigten Abtastabschnitt 270 geleitet. Ein Teil des von dem in 3 gezeigten Messobjekt S reflektierten Messlichts tritt durch den Abtastabschnitt 270 und wird danach durch die bewegliche Linse 263 in die optische Faser 244 eingegeben.
  • Der Antriebsabschnitt 264 ist zum Beispiel ein Schwingspulenmotor. Wie durch einen dicken Pfeil in 6 gezeigt ist, bewegt der Antriebsabschnitt 264 den beweglichen Abschnitt 262 in eine Richtung (eine Bewegungsrichtung des Messlichts) in Bezug auf den festen Abschnitt 261 auf einem optischen Pfad des Messlichts. Folglich ist es möglich, einen Fokus des Messlichts auf der Oberfläche des Messobjekts S zu lokalisieren.
  • Die Treiberschaltung 265 ist mit der in 3 gezeigten Steuerplatine 210 verbunden. Die Treiberschaltung 265 betreibt den Treiberabschnitt 264 auf der Basis der Steuerung durch die Steuerplatine 210. Der Leseabschnitt 266 ist zum Beispiel ein optischer Linearcodierer. Der Leseabschnitt 266 liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 264, um dadurch eine relative Position des beweglichen Abschnitts 262 (der beweglichen Linse 263) in Bezug auf den festen Abschnitt 261 zu erfassen. Der Leseabschnitt 266 gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210 weiter.
  • Die Steuerplatine 210 steuert die Antriebsschaltung 265 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Leseabschnitts 266 und den Abstandsinformationen, die durch den nachstehend erläuterten Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 (12) berechnet werden, so dass das Messlicht auf der Oberfläche des Messobjekts S fokussiert wird. Auf diese Weise wird das Messlicht auf die Oberfläche des Messobjekts fokussiert. Folglich wird die Messgenauigkeit der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung verbessert.
  • Man beachte, dass eine Kollimatorlinse, die das von der optischen Faser 244 ausgegebene Messlicht kollimiert, zwischen der optischen Faser 244 und der beweglichen Linse 263 angeordnet sein kann. In diesem Fall wird das Messlicht, das auf die bewegliche Linse 263 auftrifft, kollimiert. Ein Strahldurchmesser des Messlichts ändert sich nicht unabhängig von einer Bewegungsposition der beweglichen Linse 263. Daher ist es möglich, die bewegliche Linse 263 klein auszubilden.
  • (5) Der Abtastabschnitt
  • 7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration des Abtastabschnitts 270 zeigt. Wie in 7 gezeigt, umfasst der Abtastabschnitt 270 Ablenkabschnitte 271 und 272, Treiberschaltungen 273 und 274 und Leseabschnitte 275 und 276. Der Ablenkabschnitt 271 ist zum Beispiel durch einen Galvanometerspiegel konfiguriert und umfasst einen Antriebsabschnitt 271a und einen Reflexionsabschnitt 271b. Der Antriebsabschnitt 271a ist zum Beispiel ein Motor mit einer Drehwelle in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung. Der Reflexionsabschnitt 271b ist an der Drehwelle des Antriebsabschnitts 271a angebracht. Das Messlicht, das durch die optische Faser 244 zu dem in 3 gezeigten Fokussierabschnitt 260 geleitet wird, wird zu dem Reflexionsabschnitt 271b geführt. Der Antriebsabschnitt 271a dreht sich, wodurch sich ein Reflexionswinkel des vom Reflexionsabschnitt 271b reflektierten Messlichts in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene ändert.
  • Wie der Ablenkabschnitt 271 ist der Ablenkabschnitt 272 beispielsweise durch einen Galvanometerspiegel konfiguriert und umfasst einen Antriebsabschnitt 272a und einen Reflexionsabschnitt 272b. Der Antriebsabschnitt 272a ist zum Beispiel ein Motor mit einer Drehwelle in der horizontalen Richtung. Der Reflexionsabschnitt 272b ist an der Drehwelle des Antriebsabschnitts 272a angebracht. Das von dem Reflexionsabschnitt 271b reflektierte Messlicht wird zu dem Reflexionsabschnitt 272b geleitet. Der Antriebsabschnitt 272a wird gedreht, wodurch sich ein Reflexionswinkel des von dem Reflexionsabschnitt 272b reflektierten Messlichts in einer im Wesentlichen senkrechten Fläche ändert.
  • Auf diese Weise drehen sich die Antriebsabschnitte 271a und 272a, wodurch das Messlicht in zwei Richtungen orthogonal zueinander auf der Oberfläche des in 3 gezeigten Messobjekts S abgetastet wird. Folglich ist es möglich, das Messlicht an jeder Position auf der Oberfläche des Messobjekts S zu bestrahlen. Das Messlicht, das auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, wird an der Oberfläche des Messobjekts S reflektiert. Ein Teil des reflektierten Messlichts ist sequentiell von dem Reflexionsabschnitt 272b und dem Reflexionsabschnitt 271b reflektiert und danach zu dem in 3 gezeigten Fokussierungsabschnitt 260 geführt.
  • Die Treiberschaltungen 273 und 274 sind mit der in 3 gezeigten Steuerplatine 210 verbunden. Die Antriebsschaltungen 273 und 274 treiben jeweils die Antriebsabschnitte 271a und 272a auf der Grundlage der Steuerung durch die Steuerplatine 210 an.
  • Wenn in dieser Ausführungsform eine Position spezifiziert ist, an der das Messlicht eingestrahlt werden sollte, steuert die Steuerplatine 210 die Antriebsabschnitte 271a und 272a, um das Messlicht an einer Vielzahl von Positionen in einem sehr kleinen Teil zu bestrahlen, das die angegebene Position umfasst oder umgibt.
  • 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die schematisch einen Zustand zeigt, in dem das Messlicht auf eine bestimmte Position auf der Oberfläche des Messobjekts S eingestrahlt wird. In einem in 8 gezeigten Beispiel, wie durch eine dicke abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angezeigt ist, wird Messlicht MB, das von dem Abtastabschnitt 270 emittiert wird, abgetastet, um sequentiell auf mehrere Abschnitte P in einem ringförmigen Teilbereich PA gestrahlt zu werden, der eine spezifizierte Position TP auf der Oberfläche des Messobjekts S umgibt.
  • Der Außendurchmesser des Teilbereichs PA in diesem Beispiel ist zum Beispiel auf 0,1 mm oder mehr und 0,2 mm oder weniger eingestellt. Es sei angemerkt, dass der Außendurchmesser des Teilbereichs PA durch den Benutzer eingestellt werden kann oder im Voraus während des Werksversands der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 eingestellt werden kann.
  • Wie oben erläutert, ist der Außendurchmesser des Teilbereichs PA grundsätzlich auf einen extrem kleinen Wert eingestellt. Da der Teilbereich PA für den Benutzer sehr klein ist, wird daher der Teilbereich PA eher als ein Punkt als eine ringförmige Form erkannt. Man beachte, dass in diesem Beispiel eine Zeit, die erforderlich ist, um das Messlicht MB einmal um den Teilbereich PA herum abzutasten, auf ungefähr 50ms eingestellt ist.
  • Die Leseabschnitte 275 und 276 sind zum Beispiel ein optischer Drehcodierer. Der Leseabschnitt 275 liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 271a, um dadurch einen Winkel des Reflexionsabschnitts 271b zu erfassen, und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210 aus. Der Leseabschnitt 276 liest einen Antriebsbetrag des Antriebsabschnitts 272a, um dadurch einen Winkel des Reflexionsabschnitts 272b zu erfassen, und gibt ein Ergebnis der Erfassung an die Steuerplatine 210 aus. In diesem Fall erfasst die Steuerplatine 210 Winkel der reflektierenden Abschnitte 271b und 272b, die dem Teilbereich PA entsprechen, auf der Grundlage eines von den Leseabschnitten 275 und 276 gegebenen Erfassungsergebnisses, wenn das Messlicht MB sequentiell auf die Vielzahl von Abschnitte P in dem Teilbereich PA eingestrahlt wird. Zum Beispiel erfasst die Steuerplatine 210 als die Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die der Position TP und dem Teilbereich PA entsprechen, einen Mittelwert von Winkeln des Reflexionsabschnitts 271b und einen Mittelwert von Winkeln des Reflexionsabschnitt 272b, der sich ändert, wenn das Messlicht MB sequentiell auf die Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA eingestrahlt wird.
  • In diesem Beispiel hat der Teilbereich PA eine Ringform. In diesem Fall ist es möglich, das Messlicht MB gleichmäßig auf die Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA zu bestrahlen, indem das Messlicht MB entlang der Umfangsrichtung des Teilbereichs PA ringförmig abgetastet wird.
  • Es ist zu beachten, dass die Form des Teilbereichs PA nicht auf die oben erläuterte ringförmige Form beschränkt ist. 9A bis 9C sind schematische Diagramme, die andere Beispiele des Teilbereichs PA zeigen. Der Teilbereich PA kann eine quadratische Form aufweisen, die die Position TP umgibt, wie in 9A gezeigt ist, oder kann eine dreieckige Form haben, die die Position TP umgibt, wie in 9B gezeigt ist. Der Teilbereich PA kann eine Kreuzform aufweisen, die die Position TP umfasst, wie in 9C gezeigt ist. In dem Teilbereich PA, der gezeigt ist in 9A bis 9C, ist eine maximale Abmessung der äußeren Form des Teilbereichs PA wünschenswerterweise auf beispielsweise 0,1 mm oder mehr und 0,2 mm oder weniger eingestellt.
  • Wie oben erläutert, ist der Teilbereich PA klein genug, um von dem Benutzer als ein Punkt erkannt zu werden. Daher wird in der folgenden Erläuterung angenommen, dass je nach Notwendigkeit, wenn eine Position, an der das Messlicht eingestrahlt werden sollte, spezifiziert ist, der Abtastabschnitt 270 das Messlicht an der spezifizierten Position bestrahlt.
  • (6) Betriebsmodi
  • Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400, die in 1 gezeigt ist, arbeitet in einem Betriebsmodus, der durch den Benutzer aus einer Vielzahl von Betriebsmodi ausgewählt wird. Insbesondere umfassen die Betriebsmodi einen Einstellmodus, einen Messmodus und einen Höhenmessmodus. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Auswahlbildschirms 341 zeigt, der auf dem Anzeigeabschnitt 340 der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 angezeigt wird.
  • Wie in 10 gezeigt, werden eine Einstelltaste 341a, eine Messtaste 341b und eine Höheneinstelltaste 341c auf dem Auswahlblldschirm 341 des Anzeigeabschnitts 340 angezeigt. Der Benutzer betätigt die Einstelltaste 341a, die Messtaste 341b und die Höhenabmesstaste 341c unter Verwendung des in 1 gezeigten Bedienabschnitts 330, wodurch die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 jeweils in dem Einstellmodus, dem Messmodus und dem Höhenmessmodus arbeitet.
  • In der folgenden Erläuterung wird unter den Benutzern ein erfahrener Benutzer, der die Messarbeit des Messobjekts S verwaltet, auch als ein Messmanager bezeichnet und ein Benutzer, der die Messarbeit des Messobjekts S unter der Verwaltung der Messung ausführt, wird je nach Bedarf als Messoperator bezeichnet. Der Einstellmodus wird hauptsächlich vom Messmanager verwendet. Der Messmodus wird hauptsächlich vom Messoperator verwendet.
  • In der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, das für einen Raum spezifisch ist, der den in 2 gezeigten Messbereich V umfasst, im Voraus durch eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse definiert. Die X-Achse und die Y-Achse sind parallel zu der in 2 gezeigten optischen Oberflächenplatte 111 und orthogonal zueinander. Die Z-Achse ist orthogonal zu der X-Achse und der Y-Achse. In den Betriebsmodi werden Daten einer Koordinate, die durch das Koordinatensystem spezifiziert ist, und Daten einer Ebenenkoordinate auf einem Bild, das durch eine Abbildung des Abbildungsabschnitts 220 erfasst wird, zwischen dem Steuerabschnitt 310 und der Steuerplatine 210 übertragen. 11A bis 11C sind Diagramme, die Inhalte von Daten zeigen, die zwischen dem Steuerabschnitt 310 und der Steuerplatine 210 in den Betriebsmodi übertragen werden.
  • In dem Einstellmodus kann der Messmanager Informationen bezüglich eines gewünschten Messobjekts S in der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 registrieren. Insbesondere platziert der Messmanager das gewünschte Messobjekt S auf der in 2 gezeigten optischen Oberflächenplatte 111 und bildet das Messobjekt S mit dem in 3 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 ab. Der Messmanager bestimmt auf dem Bild, als ein Messpunkt, einen Abschnitt, der von dem Messobjekt S gemessen werden sollte, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird, wie in 1 gezeigt. In diesem Fall, wie in 11A gezeigt, gibt der Steuerabschnitt 310 eine Ebenenkoordinate (Ua, Va), die durch den bestimmten Messpunkt auf dem Bild spezifiziert ist, an die Steuerplatine 210 weiter.
  • Die Steuerplatine 210 spezifiziert eine dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) einer Position, die der Ebenenkoordinate (Ua, Va) in dem in 2 gezeigten Messbereich V entspricht, und gibt die spezifizierte dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) an den Steuerabschnitt 310 aus. Der Steuerabschnitt 310 veranlasst den Speicherabschnitt 320, der in 1 gezeigt ist, die dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) zu speichern, die durch die Steuerplatine 210 gegeben ist. Der Steuerabschnitt 310 berechnet die Höhe des Abschnitts, der dem Messpunkt entspricht, auf der Grundlage von Informationen, wie beispielsweise der dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc), die in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert ist, und einer unten erläuterten Referenzebene und veranlasst den Speicherabschnitt 320 dazu, ein Ergebnis der Berechnung zu speichern.
  • Der Messmodus wird verwendet, um die Höhe des Abschnitts zu messen, der dem Messpunkt entspricht, der das Messobjekt S des gleichen Typs wie das Messobjekt S betrifft, dessen Information in dem optischen Abtasthöhenmessgerät 400 im Einstellungsmodus registriert ist. Insbesondere platziert der Messoperator auf der optischen Oberflächenplatte 111, das Messobjekt S von dem gleichen Typ, wie das Messobjekt S, dessen Information in der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in dem Einstellmodus registriert ist, und bildet das Messobjekt S mit dem Abbildungsabschnitt 220 ab. In diesem Fall, wie in 11B gezeigt, gibt der Steuerabschnitt 310 die dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc), die in dem Speicherabschnitt 320 in dem Einstellmodus gespeichert ist, an die Steuerplatine 210 aus.
  • Die Steuerplatine 210 berechnet eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, auf der Basis der erfassten dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc). Die Steuerplatine 210 gibt die berechnete dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter. Der Steuerabschnitt 310 berechnet die Höhe des Abschnitts, der dem Messpunkt entspricht, auf der Grundlage von Informationen, wie beispielsweise der dreidimensionalen Koordinate (Xb, Yb, Zb), die durch die Steuerplatine 210 und die unten erläuterte Referenzebene gegeben ist. Der Steuerabschnitt 310 veranlasst den in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340, ein Ergebnis der Berechnung anzuzeigen.
  • Auf diese Weise kann der Messoperator im Messmodus die Höhe des Abschnitts, der gemessen werden soll, des Messobjekts S erfassen, ohne den Abschnitt zu bestimmen. Daher ist es möglich, selbst wenn der Messoperator nicht erfahren ist, eine Form eines gewünschten Abschnitts des Messobjekts einfach und genau zu messen. Die dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) wird im Einstellungsmodus in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert. Daher ist es in dem Messmodus möglich, den Abschnitt, der dem Messpunkt entspricht, schnell auf der Basis der gespeicherten dreidimensionalen Koordinaten (Xc, Yc, Zc) zu spezifizieren.
  • In dieser Ausführungsform wird in dem Einstellmodus die dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) entsprechend der Ebenenkoordinate (Ua, Va) spezifiziert und in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. In dem Einstellmodus kann eine Ebenenkoordinate (Xc, Yc), die der Ebenenkoordinate (Ua, Va) entspricht, spezifiziert werden und eine Komponente Zc der Z-Achse muss nicht spezifiziert werden. In diesem Fall wird die spezifizierte Ebenenkoordinate (Xc, Yc) in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert. In dem Messmodus wird die Ebenenkoordinate (Xc, Yc), die in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert ist, an die Steuerplatine 210 gegeben.
  • Der Höhenmessmodus wird von dem Benutzer verwendet, um einen gewünschten Abschnitt des Messobjekts S als den Messpunkt auf dem Bildschirm zu bestimmen und die Höhe des Abschnitts zu messen, während das Messobjekt S auf dem Bildschirm bestätigt wird. Insbesondere platziert der Benutzer das gewünschte Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111 und bildet das Messobjekt S mit dem Abbildungsabschnitt 220 ab. Der Benutzer bestimmt, als den Messpunkt, einen Abschnitt, der an einem Bild des Messobjekts S gemessen werden soll, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird. In diesem Fall, wie in 11C gezeigt, gibt der Steuerabschnitt 310 eine Ebenenkoordinate (Ua, Va), die durch den bestimmten Messpunkt auf dem Bild spezifiziert ist, an die Steuerplatine 210 weiter.
  • Die Steuerplatine 210 spezifiziert eine dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) der Position, die der Ebenenkoordinate (Ua, Va) in dem in 2 gezeigten Messbereich V entspricht, und berechnet auf der Grundlage von der spezifizierten dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc) eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) des Teils des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht. Die Steuerplatine 210 gibt die berechnete dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter. Der Steuerabschnitt 310 berechnet die Höhe des Abschnitts, der dem Messpunkt entspricht, auf der Grundlage von Informationen, wie beispielsweise der dreidimensionalen Koordinate (Xb, Yb, Zb), die durch die Steuerplatine 210 und die unten erläuterte Referenzebene gegeben wird, und veranlasst den Anzeigeabschnitt 340 dazu, ein Ergebnis der Berechnung anzuzeigen.
  • In dem Speicherabschnitt 320, der in 1 gezeigt ist, werden Koordinatenumwandlungsinformationen und Positionsumwandlungsinformationen im Voraus gespeichert. Die Koordinatenumwandlungsinformationen zeigen Ebenenkoordinaten (Xc, Yc) an, die Ebenenkoordinaten (Ua, Va) in Positionen in der Höhenrichtung (der Z-Achsenrichtung) in dem Messbereich V entsprechen. Die Steuerplatine 210 kann das Messlicht an einer gewünschten Position in dem Messbereich V durch Steuern von Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind, bestrahlen. Die Positionsumwandlungsinformationen zeigen eine Beziehung zwischen den Koordinaten in dem Messbereich V und den Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b und den Winkeln der Reflexionsabschnitte 271b und 272b an.
  • Ein Steuersystem, das durch den Steuerabschnitt 310 und die Steuerplatine 210 konfiguriert ist, kann eine dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) und eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) einer Position spezifizieren, die dem Messpunkt entspricht, unter Verwendung der Koordinatenumwandlungsinformationen und der Positionsumwandlungsinformationen. Details der Koordinatenumwandlungsinformationen und der Positionsumwandlungsinformationen werden nachfolgend erläutert.
  • (7) Ein Steuersystem der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung
  • Gesamtkonfiguration des Steuersystems
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 zeigt, die in 1 gezeigt ist. Wie in 12 gezeigt, umfasst ein Steuersystem 410 einen Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1, einen Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2, einen Antriebssteuerabschnitt 3, einen Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4, einen Erlaubtwert-Erfassungsabschnitt 5, einen Registrierabschnitt 6, einen Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7, einen Erfassungsabschnitt 8 und einen Bildanalyseabschnitt 9. Das Steuersystem 410 umfasst des Weiteren einen Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10, einen Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11, einen Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12, einen Koordinatenberechnungsabschnitt 13, einen Bestimmungsabschnitt 14, einen Höhenberechnungsabschnitt 15, einen Messbild-Erfassungsabschnitt 16, einen Korrekturabschnitt 17, einen Prüfabschnitt 18 und einen Berichtsvorbereitungsabschnitt 19.
  • Die Steuerplatine 210 und der Steuerabschnitt 310, die in 1 gezeigt sind, führen das in dem Speicherabschnitt 320 gespeicherte Systemprogramm aus, wodurch Funktionen der Komponenten des Steuerungssystems 410 realisiert werden. In 12 ist ein Fluss der gemeinsamen Verarbeitung in allen Betriebsmodi durch durchgezogene Linien angegeben, ein Verarbeitungsfluss in dem Einstellmodus ist durch abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linien angezeigt, und ein Verarbeitungsfluss in dem Messmodus ist durch gepunktete Linien angedeutet. Das Gleiche gilt in 37, auf die weiter unten Bezug genommen wird. Ein Verarbeitungsablauf in dem Höhenmessmodus ist Im Wesentlichen gleich zu einem Verarbeitungsablauf in dem Einstellmodus. In der folgenden Erläuterung werden zum leichteren Verständnis die Komponenten des Steuersystems 410 im Einstellmodus und im Messmodus getrennt erläutert.
  • Der Einstellungsmodus
  • Der Messadministrator platziert ein gewünschtes Messobjekt S auf der in 2 gezeigten optischen Oberflächenplatte 111 und bildet das Messobjekt S mit dem in 3 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 ab. Der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst als Referenzbilddaten Bilddaten, die durch den Bildgebungsabschnitt 220 erzeugt werden, und veranlasst den in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340, als ein Referenzbild ein Bild basierend auf den erfassten Referenzbilddaten anzuzeigen. Das Referenzbild, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird, kann ein Standbild oder ein sich bewegendes Bild sein, das sequenziell aktualisiert wird. Der Messmanager kann als den Referenzpunkt einen Abschnitt bestimmen, der gemessen werden sollte, und einen Referenzpunkt auf dem Referenzbild bestimmen, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird. Der Referenzpunkt ist ein Punkt zum Entscheiden einer Referenzebene, die als Referenz bei der Berechnung der Höhe des Messobjekts S dient.
  • Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 empfängt eine Zuordnung des Messpunkts auf dem Referenzbild, das durch den Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst wird, und erlangt eine Position (die Ebenenkoordinate (Ua, Va), die oben erläutert wurde) des empfangenen Messpunkts. Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 empfängt eine Zuordnung eines Referenzpunktes unter Verwendung des Referenzbildes und erlangt eine Position des empfangenen Referenzpunktes. Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 kann auch eine Vielzahl von Messpunkten empfangen und kann eine Vielzahl von Referenzpunkten empfangen.
  • Der Antriebssteuerabschnitt 3 erfasst eine Position des Messkopfs 200 von dem Lesebereich 133 des In 3 gezeigten Hubs 130 und steuert die in 3 gezeigte Treiberschaltung 132 auf der Grundlage der erfassten Position des Messkopf 200. Folglich wird der Messkopf 200 zu einer gewünschten Position in der Oben-Unten-Richtung bewegt. Der Antriebssteuerabschnitt 3 erfasst eine Position der beweglichen Linse 263 von dem Leseabschnitt 266 des in 6 gezeigten Fokussierungsabschnitts 260 und steuert die in 6 gezeigte Treiberschaltung 265 auf der Basis der erfassten Position der beweglichen Linse 263. Folglich wird die bewegliche Linse 263 derart bewegt, dass das Messlicht nahe der Oberfläche des Messobjekts S fokussiert wird.
  • Der Antriebssteuerabschnitt 3 steuert die in Flg. 7 gezeigten Treiberschaltungen 273 und 274 und die in 5 gezeigten Treiberschaltungen 256a und 256b auf der Grundlage der in dem in 1 gezeigten Speicherabschnitt 320 gespeicherten Positionsumwandlungsinformationen, die durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfasst werden. Folglich werden die Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b der Ablenkabschnitte 271 und 272, die in 7 gezeigt sind, eingestellt. Das Messlicht wird auf die Abschnitte des Messobjekts S eingestrahlt, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen.
  • Der Antriebssteuerabschnitt 3 passt entsprechend der Änderung der optischen Pfadlänge des Messlichts die optische Pfadlänge des Referenzlichts an, um eine Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Messlichts und der optischen Pfadlänge des Referenzlichts auf einen festen Wert oder weniger zu reduzieren. Genauer gesagt wird in dem Antriebssteuerabschnitt 3 eine Schwelle, die die Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Messlichts und der optischen Pfadlänge des Referenzlichts betrifft, im Voraus eingestellt, so dass ein geeignetes Interferenzlicht erhalten wird. Wenn daher die Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Messlichts und der optischen Pfadlänge des Referenzlichts, die durch den nachstehend erläuterten Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet wird, gleich oder kleiner als die Schwelle ist, steuert der Antriebssteuerabschnitt 3 die Antriebsschaltungen 256a und 256b, die in 5 gezeigt sind, um die optische Pfadlänge des Referenzlichts aufrechtzuerhalten. Wenn andererseits die Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Messlichts und der optischen Pfadlänge des Referenzlichts größer als der Schwellenwert ist, steuert der Antriebssteuerabschnitt 3 die in 5 gezeigten Treiberschaltungen 256a und 256b, um die optische Pfadlänge des Referenzllchts zu ändern. Folglich ist es möglich, die optische Pfadlänge des Referenzlichts auf eine geeignete Größe einzustellen. Daher wird ein messbarer Höhenbereich des Messobjekts S erweitert.
  • Gemäß der Operation des Antriebssteuerabschnitts 3, der oben erläutert wurde, werden Koordinaten der Abschnitte des Messobjekts S, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen, durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet, wie unten erläutert wird. Details des Betriebs des Antriebssteuerabschnitts 3 werden nachstehend erläutert. In der folgenden Erläuterung wird eine Verarbeitung zum Berechnen einer Koordinate des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, erläutert. Die Verarbeitung zum Berechnen einer Koordinate des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Referenzpunkt entspricht, ist jedoch derselbe wie die Verarbeitung zum Berechnen einer Koordinate des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht.
  • Der Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4 erfasst eine Bezugsebene auf der Grundlage einer oder mehrerer Koordinaten, die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 gemäß einem oder mehreren Bezugspunkten berechnet werden, die durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfasst werden. Bezüglich des durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfassten Messpunkts kann der Messmanager einen zulässigen Wert für die Höhe eingeben. Der zulässige Wert wird für die Inspektion des Messobjekts S in dem Messmodus verwendet, der nachfolgend erläutert wird, und umfasst einen Design-Wert und eine Toleranz von dem Design-Wert. Der Erlaubtwert-Erfassungsabschnitt 5 empfängt den eingegebenen zulässigen Wert.
  • Der Registrierabschnitt 6 registriert die durch den Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfassten Referenzbilddaten, die durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfasste Position und den zulässigen Wert, der durch den Erlaubtwert-Erfassungsabschnitt 5 für zulässigen Wert festgelegt ist, in Verbindung mit einander. Insbesondere veranlasst der Registrierabschnitt 6 den Speicherabschnitt 320 dazu, Registrierungsinformationen zu speichern, die eine Beziehung zwischen den Referenzbilddaten, den Positionen des Messpunkts und des Referenzpunkts und zulässigen Werten, die Messwerten entsprechen, anzeigen. Eine Vielzahl von Referenzebenen kann festgelegt werden. In diesem Fall registriert der Registrierabschnitt 6 für jede der Referenzebenen einen Bezugspunkt, der der Bezugsebene entspricht, einen Messpunkt, der der Bezugsebene entspricht, und zulässige Werte, die den Messwerten in Verbindung miteinander entsprechen.
  • Der Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7 erfasst die Winkel der reflektierenden Abschnitte 271b und 272b von den in 7 gezeigten Leseabschnitten 275 und 276. Der Erfassungsabschnitt 8 erfasst die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272 ??auf der Basis der Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die durch den Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7 erfasst werden. Genauer gesagt erfasst der Erfassungsabschnitt 8 die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die dem Teilbereich PA entsprechen, der in der oben erläuterten 8 gezeigt ist. Die Abbildung des Abbildungsabschnitts 220 wird fortgesetzt, wodurch das Messlicht auf dem Messobjekt S in dem Referenzbild erscheint. Der Bildanalyseabschnitt 9 analysiert die Referenzbilddaten, die durch den Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst werden. Der Erfassungsabschnitt 8 erfasst auf der Grundlage eines Ergebnisses der Analyse durch den Bildanaiyseabschnitt 9 eine Ebenenkoordinate, die eine Bestrahlungsposition auf dem Referenzbild des durch die Ablenkabschnitte 271 und 272 abgelenkten Messlichts anzeigt. Genauer gesagt erfasst der Erfassungsabschnitt 8 beispielsweise eine Ebenenkoordinate, die eine Mittenposition der Vielzahl von Abschnitten P als eine Bestrahlungsposition auf dem Referenzbild angibt, das dem in 8 gezeigten und oben erläuterten Teilbereich PA entspricht.
  • Der Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10 erfasst Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b von den Leseabschnitten 257a und 257b des in 5 gezeigten Referenzabschnitts 250. Der Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 erfasst ein Lichtempfangssignal von dem Lichtempfangsabschnitt 232d, der in 4 gezeigt ist. Genauer gesagt, erfasst der Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 für jeden in 8 gezeigten Teilbereich PA ein Lichtempfangssignal, das von dem Lichtempfangsabschnitt 232d gemäß dem Einfall des Messlichts auf den Lichtempfangsabschnitt 232d von der Vielzahl von Teilen P ausgegeben wird.
  • Der Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 integriert eine Vielzahl von Lichtempfangssignalen, die der Vielzahl von in 8 gezeigten Abschnitten P entsprechen, die für jeden in 8 gezeigten Teilbereich PA durch den Lichtempfangsabschnitt 232d erfasst wurden. Der Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 führt auf der Grundlage des integrierten Lichtempfangssignals eine vorbestimmte Verarbeitung an Daten durch, die eine Beziehung zwischen einer Wellenlänge und einer empfangenen Lichtmenge des Interferenzlichts angeben. Die Verarbeitung umfasst eine Frequenzachsenumwandlung von einer Wellenlänge zu einer Wellenzahl und eine Fourier-Transformation der Wellenzahl.
  • Man beachte, dass nach Durchführen der vorbestimmten Verarbeitung auf den Daten, die die Beziehung zwischen der Wellenlänge und der empfangenen Lichtmenge des Interferenzlicht anzeigen, auf der Basis des Lichtempfangssignals, entsprechend der entsprechenden Vielzahl von Abschnitten P, der Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt eine Vielzahlt von Daten nach der Verarbeitung entsprechend der entsprechenden Vielzahl von Abschnitten P integrieren kann, anstatt die Vielzahl von Lichtempfangssignalen entsprechend der Vielzahl von Abschnitten P zu integrieren.
  • Der Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet eine Differenz zwischen der optischen Pfadlänge des Messlichts und der optischen Pfadlänge des Referenzlichts auf der Grundlage der durch die Verarbeitung erhaltenen Daten und der Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die durch den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10 erfasst wurde. Der Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet auf der Grundlage der berechneten Differenz Abstandsinformationen, die den Abstand zwischen der Emittierungsposition des Messlichts in dem Messkopf 200 und der Bestrahlungsposition des Messlichts in dem Messobjekt S angeben, das in 2 gezeigt ist. Die Emittierungsposition des Messlichts in dem Messkopf 200 ist zum Beispiel die Position des Ports 245d des Lichtführungsabschnitts 240, der in 3 gezeigt ist.
  • Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet eine dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Basis der Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die erfasst werden durch den Erfassungsabschnitt 8 und den Abstandsinformationen, die durch den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet wird. Die dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) der Bestrahlungsposition des Messlichts umfasst eine Koordinate Zc in der Höhenrichtung und eine Ebenenkoordinate (Xc, Yc) in einer Ebene orthogonal zu der Höhenrichtung.
  • Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 kann unter Verwendung zum Beispiel des Triangulationssystems eine dreidimensionale Koordinate der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Grundlage einer ebenen Koordinate berechnen, die eine Bestrahlungsposition auf das Referenzbild des Messlichts anzeigt, das durch den Erfassungsabschnitt 8 und die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272 erfasst wird. Alternativ kann der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 eine dreidimensionale Koordinate der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Grundlage einer Ebenenkoordinate berechnen, die die Bestrahlungsposition auf dem Referenzbild des Messlichts angibt, das durch den Erfassungsabschnitt 8 und die Abstandsinformation erfasst wird, die durch den Abstandsinformationsberechnungsabschnitt 12 berechnet wurde.
  • Der Bestimmungsabschnitt 14 bestimmt, ob das Messlicht auf den Abschnitt des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, oder einen Abschnitt in der Nähe des Abschnitts eingestrahlt wird. Insbesondere erfasst der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 auf der Grundlage der berechneten Koordinate in der Höhenrichtung und der in dem Speicherabschnitt 320 gespeicherten Koordinatenumwandlungsinformationen eine Ebenenkoordinate (eine Ebenenkoordinate (Xa', Ya'), die unten erläutert wird), die dem durch den Registrierabschnitt 6 registrierten Messpunkt entspricht. Der Bestimmungsabschnitt 14 bestimmt, ob die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnete Ebenenkoordinate (Xc, Yc) innerhalb eines Bereichs liegt, der im Voraus aus der Ebenenkoordinate (Xa', Ya') bestimmt wurde, die dem Messpunkt entspricht.
  • Alternativ kann der Bildanalyseabschnitt 9 eine Bildanalyse der Referenzbilddaten durchführen, um dadurch eine Ebenenkoordinate (eine eben erläuterte Ebenenkoordinate (Uc, Vc)) der Bestrahlungsposition des Messlichts in dem Referenzbild zu spezifizieren. In diesem Fall bestimmt der Bestimmungsabschnitt 14, ob die Ebenenkoordinate (Uc, Vc) der Bestrahlungsposition des durch den Bildanalyseabschnitt 9 spezifizierten Messlichts innerhalb eines Bereichs liegt, der vorab aus der Ebenenkoordinate (Ua, Va) des durch den Registrierabschnitt 6 registrierten Messpunkts bestimmt wurde.
  • Wenn der Bestimmungsabschnitt 14 bestimmt, dass das Messlicht nicht auf den Abschnitt des Messobjekts S eingestrahlt wird, der dem Messpunkt und dem Abschnitt nahe dem Abschnitt entspricht, steuert der Antriebssteuerabschnitt 3 die Treiberschaltungen 273 und 274, die in 7 gezeigt sind, und die Treiberschaltungen 256a und 256b, die in 5 gezeigt sind dazu, die Bestrahlungsposition des Messlichts zu bewegen. Wenn der Bestimmungsabschnitt 14 bestimmt, dass das Messlicht auf den Abschnitt des Messobjekts S eingestrahlt wird, der dem Messpunkt und dem Abschnitt nahe dem Abschnitt entspricht, steuert der Antriebssteuerabschnitt 3 die Treiberschaltungen 273 und 274 und die Treiberschaltungen 256a und 256b dazu, die Bestrahlungsposition des Messlichts festzulegen.
  • Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 gibt die Koordinate, die bezüglich des Bezugspunkts berechnet wurde, an den Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4 weiter. Der Höhenberechnungsabschnitt 15 berechnet auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc), die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 gemäß dem Messpunkt berechnet wird, die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S basierend auf der Bezugsebene, die durch den Bezugsebenenerfassungsabschnitt 4 erfasst wird. Wenn zum Beispiel die Referenzebene eine Ebene ist, berechnet der Höhenberechnungsabschnitt 15, als Länge, die Länge von der Referenzebene zu der dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc) in der Senkrechten der Referenzebene, die die dreidimensionale Ebene Koordinate (Xc, Yc, Zc) passiert. Der Höhenberechnungsabschnitt 15 veranlasst den Anzeigeabschnitt 340 dazu, die berechnete Höhe anzuzeigen. Der Registrierabschnitt 6 registriert, als Registrierungsinformationen, die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnete dreidimensionale Koordinate (Xc, Yc, Zc) und die durch den Höhenberechnungsabschnitt 15 in Verbindung mit den Referenzbilddaten berechnete Höhe, die Position von dem Messpunkt, die Position des Referenzpunkts und den zulässigen Wert.
  • Der Messmodus
  • Der Messoperator platziert das Messobjekt S des gleichen Typs wie das Messobjekt S, dessen Registrierungsinformationen in dem Einstellmodus registriert sind, auf der optischen Oberflächenplatte 111, die in 2 gezeigt ist und bildet das Messobjekt S mit dem Abbildungsabschnitt 220 ab, der in 3 gezeigt ist. Der Messbild-Erfassungsabschnitt 16 erfasst, als Messbilddaten, Bilddaten, die von dem Bildgebungsabschnitt 220 erzeugt werden, und bewirkt, dass der in 1 gezeigte Anzeigeabschnitt 340 ein Bild basierend auf den erfassten Messbilddaten als ein Messbild anzeigt.
  • Der Korrekturabschnitt 17 korrigiert eine Abweichung der Messbilddaten in Bezug auf die Referenzbilddaten auf der Grundlage der Registrierungsinformationen, die durch den Registrierungsabschnitt 6 registriert sind. Folglich stellt der Korrekturabschnitt 17 in den Messbilddaten einen Messpunkt und einen Referenzpunkt ein, der den Registrierungsinformationen entspricht, die durch den Registrierabschnitt 6 registriert wird.
  • Der Antriebssteuerabschnitt 3 steuert die in 7 gezeigten Treiberschaltungen 273 und 274 und die in 5 gezeigten Treiberschaltungen 256a und 256b auf der Basis der Registrierungsinformationen, die durch den Registrierungsabschnitt 6 in dem Einstellmodus registriert sind. Folglich werden dreidimensionale Koordinaten von Abschnitten des Messobjekts S, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen, der durch den Korrekturabschnitt 17 eingestellt wird, durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet. Der Antriebssteuerabschnitt 3 führt die Steuerung auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinaten und der Höhen durch, die in dem Einstellmodus registriert sind. Daher kann der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 die dreidimensionalen Koordinaten der Abschnitte des Messobjekts S, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen, der durch den Korrekturabschnitt 17 eingestellt wurde, effizient berechnen.
  • Die Arten der Verarbeitung durch den Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7 und den Erfassungsabschnitt 8 in dem Messmodus sind jeweils die gleichen wie die Arten der Verarbeitung durch den Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7 und den Erfassungsabschnitt 8 in dem Einstellmodus. Die Verarbeitung durch den Bildanalyseabschnitt 9 in dem Messmodus ist die gleiche, wie die Verarbeitung durch den Bildanalyseabschnitt 9 in dem Einstellmodus, außer dass die Messbilddaten, die von dem Messbild-Erfassungsabschnitt 16 erfasst werden, verwendet werden, anstelle der Referenzbilddaten, die durch den Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst werden. Die Arten der Verarbeitung durch den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10, den Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 und den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 in dem Messmodus sind jeweils die gleichen wie die Arten der Verarbeitung durch den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10, den Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 und den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 in dem Einstellmodus.
  • Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Basis der Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die erfasst werden durch den Erfassungsabschnitt 8 und den Abstandsinformationen, die durch den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet wird. Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 kann die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Basis der Ebenenkoordinate berechnen, die die Bestrahlungsposition auf dem Messbild des Messlichts angibt, das durch den Erfassungsabschnitt 8 erfasst wird, und auf Basis der Abstandsinformationen, die durch den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet werden. Die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) der Bestrahlungsposition des Messlichts umfasst eine Koordinate Zb in der Höhenrichtung und eine Ebenenkoordinate (Xb, Yb) in der Ebene orthogonal zu der Höhenrichtung.
  • Die Verarbeitung durch den Bestimmungsabschnitt 14 in dem Messmodus ist die gleiche wie die Verarbeitung durch den Bestimmungsabschnitt 14 in dem Einstellmodus, mit der Ausnahme, dass der durch den Korrekturabschnitt 17 eingestellte Messpunkt anstelle des Messpunkts verwendet wird, der durch den Registrierabschnitt 6 registriert wird, und dass die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) anstelle der dreidimensionalen Koordinate (Xc, Yc, Zc) verwendet wird. Folglich berechnet der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 eine Koordinate, die dem durch den Korrekturabschnitt 17 festgelegten Referenzpunkt entspricht.
  • Der Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4 erfasst eine Referenzebene auf der Grundlage einer Koordinate, die dem Referenzpunkt entspricht, der durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet wurde. Der Höhenberechnungsabschnitt 15 berechnet, auf der Grundlage der dreidimensionalen Koordinate (Xb, Yb, Zb), die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet wird, die Höhe eines Abschnitts des Messobjekts S basierend auf der Bezugsebene, die durch den Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4 erfasst wird.
  • Der Inspektionsabschnitt 18 prüft das Messobjekt S auf der Grundlage der Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, die durch den Höhenberechnungsabschnitt 15 berechnet wird, und des zulässigen Werts, der in dem Registrierabschnitt 6 registriert ist. Insbesondere wenn die berechnete Höhe innerhalb eines Bereichs der Toleranz auf der Grundlage des Design-Werts liegt, bestimmt der Prüfabschnitt 18, dass das Messobjekt S ein fehlerfreies Produkt ist. Wenn andererseits die berechnete Höhe außerhalb des Bereichs der Toleranz auf der Grundlage des Einstellungswerts liegt, bestimmt der Prüfabschnitt 18, dass das Messobjekt S ein fehlerhaftes Produkt ist.
  • Der Berichtsvorbereitungsabschnitt 19 erstellt einen Bericht auf der Grundlage eines Ergebnisses der Inspektion durch den Prüfabschnitt 18 und des Referenzbilds, das durch den Messbild-Erfassungsabschnitt 16 erfasst wurde. Folglich kann der Messungsbediener das Untersuchungsergebnis, das das Messobjekt S betrifft, einfach an den Messungsmanager oder die anderen Benutzer, die den Bericht verwenden, melden. Der Bericht wird gemäß einem im Voraus festgelegten Beschreibungsformat erstellt. 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Berichts zeigt, der durch den Berichtsvorbereitungsabschnitt 19 vorbereitet wurde.
  • In der in 13 gezeigten Beschreibungsform umfasst ein Bericht 420 ein Namensanzeigefeld 421, ein Bildanzeigefeld 422, ein Zustandsanzeigefeld 423, ein Ergebnisanzeigefeld 424 und ein Garantieanzeigefeld 425. In dem Namensanzeigefeld 421 wird ein Name (in dem in 13 gezeigten Beispiel „Prufergebnisblatt“) des Berichts 420 angezeigt. In dem Bildanzeigefeld 422 wird ein Messbild eines Prüfziels angezeigt. In dem Zustandsanzeigefeld 423 werden ein Name des Inspektionsziels, eine Identifikationsnummer des Inspektionsziels, ein Name eines Messoperators, ein Inspektionsdatum und -zeit und dergleichen angezeigt.
  • In dem Ergebnisanzeigefeld 424 wird ein Inspektionsergebnis, das das Inspektionsziel betrifft, angezeigt. Insbesondere werden in dem Ergebnisanzeigefeld 424 Namen, Messwerte und Bestimmungsergebnisse von verschiedenen Inspektionselementen, die für das Inspektionsziel eingestellt sind, in Form einer Listentabelle in einem Zustand angezeigt, in dem die Messwerte und die Bestimmungsergebnisse mit Designwerten und Toleranzen assoziiert sind. Das Garantieanzeigefeld 425 ist Leer für eine Signatur oder ein Siegel. Der Messoperator und der Messmanager können ein Inspektionsergebnis garantieren, indem sie das Garantieanzeigefeld 425 signieren oder versiegeln.
  • Der Berichtsvorbereitungsabschnitt 19 kann den Bericht 420 nur bezüglich des Messobjekts S vorbereiten, das von dem Prüfabschnitt 18 als ein nicht fehlerhaftes Produkt bestimmt wurde. Der Bericht 420 Ist einer Liefererklärung beigefügt, um die Qualität eines Prüfzielprodukts zu garantieren, wenn das Prüfzielprodukt an einen Kunden geliefert wird. Der Berichtsvorbereitungsabschnitt 19 kann den Bericht 420 nur bezüglich des Messobjekts S vorbereiten, das von dem Prüfabschnitt 18 als ein fehlerhaftes Produkt bestimmt wurde. Der Bericht 420 wird in der eigenen Firma verwendet, um eine Ursache für die Bestimmung zu analysieren, dass das Prüfzielprodukt das fehlerhafte Produkt ist.
  • Der Höhenmessmodus
  • Der Benutzer platziert ein gewünschtes Messobjekt S auf der in 2 gezeigten optischen Oberflächenplatte 111 und bildet das Messobjekt S mit dem in 3 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 ab. Der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst Bilddaten, die von dem Bildgebungsabschnitt 220 erzeugt werden, und bewirkt, dass der in 1 gezeigte Anzeigeabschnitt 340 ein Bild basierend auf den erfassten Bilddaten anzeigt. Der Benutzer bestimmt als einen Messpunkt einen Abschnitt, der an dem auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigten Bild gemessen werden sollte.
  • Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 empfängt eine Bezeichnung eines Messpunkts an einem Bild, das durch den Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 erfasst wird, und erlangt eine Position (die Ebenenkoordinate (Ua, Va), die oben erläutert wurde) des empfangenen Messpunkts. Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 empfängt eine Zuordnung eines Referenzpunktes unter Verwendung des Referenzbildes und erlangt eine Position des empfangenen Referenzpunktes. Der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 kann auch eine Vielzahl von Messpunkten empfangen und kann eine Vielzahl von Referenzpunkten empfangen.
  • Der Antriebssteuerabschnitt 3 steuert die Antriebsschaltungen 273 und 274, die in 7 gezeigt sind, und die Antriebsschaltungen 256a und 256b, die in 5 gezeigt sind, auf der Basis der Positionsumwandlungsinformationen, die in dem in 1 gezeigten Speicherabschnitt 320 gespeichert sind und die durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfasste Position. Folglich wird Messlicht auf Bereiche des Messobjekts S eingestrahlt, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen, und eine optische Pfadlänge des Referenzlichts wird eingestellt.
  • Gemäß der Operation des Antriebssteuerabschnitts 3, der oben erläutert wurde, werden Koordinaten der Abschnitte des Messobjekts S, die dem Messpunkt und dem Referenzpunkt entsprechen, durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet. Der Bezugsebenen-Erfassungsabschnitt 4 erfasst eine Bezugsebene auf der Grundlage der durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechneten Koordinate gemäß dem durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfassten Bezugspunkt.
  • Die Arten der Verarbeitung durch den Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7, den Erfassungsabschnitt 8, den Bildanalyseabschnitt 9, den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10, den Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 und den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 in dem Höhenmessmodus sind jeweils die gleichen wie die Arten der Verarbeitung durch den Ablenkrichtungs-Erfassungsabschnitt 7, den Erfassungsabschnitt 8, den Bildanalyseabschnitt 9, den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt 10, den Lichtempfangssignal-Erfassungsabschnitt 11 und den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 in dem Einstellmodus.
  • Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Basis der Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272 oder der einen Bestrahlungsposition des Messlichts, die durch den Erfassungsabschnitt 8 erfasst wird, und den Abstandsinformationen, die durch den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet werden. Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 kann die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) der Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S auf der Basis der Ebenenkoordinate berechnen, die die Bestrahlungsposition auf dem Messbild des Messlichts angibt, das durch den Erfassungsabschnitt 8 erfasst wird, und auf Basis der Abstandsinformationen, die durch den Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12 berechnet werden. Die Arten oder die Verarbeitung durch den Bestimmungsabschnitt 14 und den Höhenberechnungsabschnitt 15 in dem Höhenmessmodus sind jeweils dieselben wie die Arten der Verarbeitung durch den Bestimmungsabschnitt 14 und den Höhenberechnungsabschnitt 15 in dem Einstellmodus.
  • (8) Ein Gesamtfluss des Steuersystems
  • 14 bis 17 sind Flussdiagramme zum Erläutern eines Beispiels einer optischen Abtasthöhenmessverarbeitung, die in der In 1 gezeigten optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 ausgeführt wird. Eine Reihe von Verarbeitungsvorgängen, die nachfolgend erläutert werden, wird in einem festen Zyklus durch den Steuerabschnitt 310 und die Steuerplatine 210 ausgeführt, wenn sich eine Stromversorgung der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in einem EIN-Zustand befindet. Es ist zu beachten, dass die optische Abtasthöhenmessverarbeitung die nachfolgend erläuterte Bestimmung und Messverarbeitung und tatsächliche Messverarbeitung umfasst. In der folgenden Erläuterung wird entweder die Bestimmungs- und Messverarbeitung oder die tatsächliche Messverarbeitung in der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung durch die Steuerplatine 210 ausgeführt. Die andere der Bestimmungs- und Messverarbeitung und der tatsächlichen Messverarbeitung in der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung wird durch den Steuerabschnitt 310 ausgeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können sowohl die Bestimmungs- und Messverarbeitung als auch die tatsächliche Messverarbeitung in der optischen Abtasthöhenmessverarbeitung durch die Steuerplatine 210 oder den Steuerabschnitt 310 ausgeführt werden.
  • In einem Anfangszustand wird angenommen, dass die Energieversorgung der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in einem Zustand eingeschaltet ist, in dem das Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111 platziert ist, die in 2 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der in 8 gezeigte Auswahlbildschirm 341 auf dem in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340 angezeigt.
  • Wenn die optische Abtasthöhenmessverarbeitung gestartet wird, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der Einstellmodus durch die Operation des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer ausgewählt ist (Schritt S101). Genauer gesagt, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die in 10 dargestellte Einstelltaste 341a durch den Benutzer betätigt wird.
  • Wenn der Einstellmodus nicht ausgewählt ist, fährt der Steuerabschnitt 310 mit der Verarbeitung in Schritt S201 in 17 fort, der nachstehend erläutert wird. Auf der anderen Seite, wenn der Einstellmodus ausgewählt ist, veranlasst der Steuerabschnitt 310 den in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340, einen Einstellbildschirm 350 anzuzeigen, der in 25 gezeigt ist, der nachfolgend erklärt wird (Schritt S102). Auf dem Einstellbildschirm 350 wird ein Referenzbild des in 2 gezeigten Messbereichs V, der in einem festen Zyklus durch den Abbildungsabschnitt 220 erfasst wird, auf einer Echtzeitbasis angezeigt.
  • In der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 gemäß dieser Ausführungsform ist es zum Realisieren einer Korrekturfunktion des Korrekturabschnitts 17, der in 12 gezeigt ist, notwendig, ein Musterbild und einen Suchbereich in dem Einstellmodus zu setzen. Das Musterbild bedeutet ein Bild eines Abschnitts, der wenigstens das Messobjekt S in einem gesamten Bereich eines Referenzbilds umfasst, das zu einem Zeitpunkt angezeigt wird, der durch den Benutzer bestimmt wird. Der Suchbereich bedeutet einen Bereich (einen Bereich in einem abbildenden Gesichtsfeld des Abbildungsabschnitts 220), in dem, nachdem das Musterbild in dem Einstellmodus eingestellt ist, ein Abschnitt ähnlich dem Musterbild in einem Messbild in dem Messmodus gesucht wird.
  • Somit bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob ein Suchbereich durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer bestimmt wird (Schritt S103). Wenn ein Suchbereich nicht bestimmt ist, fährt der Steuerabschnitt 310 mit der Verarbeitung in dem unten erläuterten Schritt S105 fort. Auf der anderen Seite, wenn ein Suchbereich bestimmt wird, setzt der Steuerabschnitt 310 den bestimmten Suchbereich durch Speichern von Information, die den bestimmten Suchbereich betrifft, in dem Speicherabschnitt 320 (Schritt S104).
  • Anschließend bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob ein Musterbild durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer bestimmt ist (Schritt S105). Wenn ein Musterbild nicht bestimmt ist, fährt der Steuerabschnitt 310 mit der Verarbeitung in dem unten erläuterten Schritt S107 fort. Wenn andererseits ein Musterbild bestimmt wird, legt der Steuerabschnitt 310 das bestimmte Musterbild fest, indem Informationen gespeichert werden, die das bestimmte Musterbild in dem Speicherabschnitt 320 betreffen (Schritt S106). Es sei angemerkt, dass die Informationen bezüglich des Musterbilds Informationen umfassen, die eine Position des Musterbilds in dem Referenzbild angeben. Spezifische Einstellungsbeispiele des Musterbildes und des Suchgebiets durch den Benutzer werden nachfolgend erläutert.
  • Anschließend bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der Suchbereich und das Musterbild durch die Verarbeitung in den Schritten S104 und S105 eingestellt sind (Schritt S107). Wenn wenigstens der Suchbereich und/oder das Musterbild nicht gesetzt ist, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S103 zurück. Wenn andererseits der Suchbereich und das Musterbild eingestellt sind, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Einstellungsbefehl einer Referenzebene empfangen wurde (Schritt S108).
  • Wenn die Einstellung der Referenzebene in Schritt S108 empfangen wird, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Bestimmung eines Punktes, der als ein Referenzpunkt dient, auf dem Referenzbild empfangen wird, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 durch die Operation des Operationsabschnitts 330 durch den Benutzer angezeigt wird (Schritt S109). Wenn die Bestimmung des Punkts nicht empfangen wird, schreitet der Steuerabschnitt 310 zur Verarbeitung im folgenden Schritt S111 fort. Wenn andererseits die Bestimmung des Punktes empfangen wird, weist der Steuerabschnitt 310 die Steuerplatine 210 an, die Bestimmung und die Messverarbeitung durchzuführen und gibt eine Ebenenkoordinate (Ua, Va), die durch den bestimmten Punkt auf dem Bild spezifiziert ist, an die Steuerplatine 210 (siehe 11A) weiter. Folglich führt die Steuerplatine 210 die Bestimmung und die Messverarbeitung durch (Schritt S110) und gibt eine Koordinate (Xc, Yc, Zc), die durch die Bestimmung und die Messverarbeitung spezifiziert ist, an den Steuerabschnitt 310 weiter. Details der Bestimmung und Messverarbeitung werden nachfolgend erläutert.
  • Danach bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Bestimmung des Punktes, der als der Referenzpunkt dient, durch die Operation des Operationsabschnitts 330 durch den Benutzer abgeschlossen ist (Schritt S111). Wenn die Bestimmung des Punkts nicht abgeschlossen ist, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S109 zurück. Wenn andererseits die Bestimmung des Punktes abgeschlossen ist, setzt der Steuerabschnitt 310 die Referenzebene auf der Basis einer oder mehrerer Koordinaten (Xc, Yc, Zc), die bei der Bestimmung und Messverarbeitung in Schritt S110 erfasst wurden (Schritt S112). In diesem Beispiel werden auf der Grundlage von Koordinaten (Xc, Yc, Zc), die einem oder mehreren Referenzpunkten entsprechen, Informationen, die Koordinaten der Referenzebene angeben, beispielsweise Ebenenkoordinaten (Xc, Yc), die den Referenzpunkten entsprechen, oder Koordinaten (Xc, Yc, Zc), die den Referenzpunkten entsprechen, in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert.
  • Die Informationen, die die Koordinaten der Referenzebene angeben, können eine Referenzebenen-Einschränkungsbedingung zum Bestimmen der Referenzebene umfassen. Die Referenzebenen-Einschränkungsbedingung umfasst eine Bedingung, dass beispielsweise die Referenzebene parallel zu einer Platzierungsfläche ist oder dass die Referenzebene parallel zu einer anderen Oberfläche ist, die im Voraus gespeichert ist. In dem Fall der Referenzebenen-Einschränkungsbedingung, wenn eine Koordinate (Xb, Yb, Zb) bestimmt wird, die einem Referenzpunkt entspricht, wird eine Ebene, die durch Z=Zb dargestellt Ist, als die Referenzebene erhalten.
  • Nach der Verarbeitung in Schritt S112 oder wenn die Einstellung der Referenzebene in Schritt S108 nicht empfangen wurde, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die zu empfangende Einstellung bezüglich der Messung des Messobjekts S eingestellt ist (Schritt S121), Genauer gesagt bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die zu empfangende Einstellung zum Einstellen eines Abschnitts des Messobjekts S ist, dessen Höhe gemessen werden soll.
  • Wenn die zu empfangende Messung nicht die Messung betreffende Einstellung ist, erfasst der Steuerabschnitt 310 Informationen bezüglich der Einstellung durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer und speichert die Informationen in dem Speicherabschnitt 320 (Schritt S130). Beispiele der in Schritt S130 erfassten Informationen umfassen Informationen wie beispielsweise den zulässigen Wert und einen Indikator und einen Kommentar, der während des Messmodus auf einem Messbild angezeigt werden sollte. Danach fährt der Steuerabschnitt 310 mit der Verarbeitung in dem unten erläuterten Schritt S126 fort.
  • Wenn die in Schritt S121 empfangene Einstellung die Einstellung betreffend die Messung ist, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Bestimmung eines Punktes, der als ein Messpunkt dient, auf dem Referenzbild empfangen wird, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 durch die Operation des Operationsabschnitts 330 durch den Benutzer angezeigt wird (Schritt S122). Wenn die Bestimmung des Punktes nicht empfangen wird, schreitet der Steuerabschnitt 310 zur Verarbeitung in dem folgenden Schritt S124 fort. Wenn andererseits die Bestimmung des Punktes empfangen wird, wie in dem oben erläuterten Schritt S111, weist der Steuerabschnitt 310 die Steuerplatine 210 an, die Bestimmungs- und Messverarbeitung durchzuführen und gibt eine Ebenenkoordinate (Ua, Va), die durch den Punkt auf dem Bild bestimmt ist, an die Steuerplatine 210 weiter. Folglich führt die Steuerplatine 210 die Bestimmungs- und Messverarbeitung aus (Schritt S123) und gibt eine Koordinate (Xc, Yc, Zc), die durch die Bestimmung und die Messverarbeitung spezifiziert ist, an den Steuerabschnitt 310 weiter.
  • Danach bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Bezeichnung des Punktes, der als der Messpunkt dient, durch die Operation des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer abgeschlossen ist (Schritt S124). Wenn die Bestimmung des Punkts nicht abgeschlossen ist, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S122 zurück.
  • Wenn andererseits die Bestimmung des Punktes abgeschlossen ist, führt der Steuerabschnitt 310 die Einstellung des Messpunkts durch Speichern, in dem Speicherabschnitt 320, von Koordinaten (Xc, Yc, Zc) von einem oder einer Vielzahl Messpunkten durch, die bei der Bestimmung und Messverarbeitung in Schritt S123 erfasst wurden (Schritt S125).
  • Nach der Verarbeitung in einem der oben erläuterten Schritte S125 und S130 bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob die Fertigstellung der Einstellung befohlen ist oder eine neue Einstellung angewiesen wird (Schritt S126). Wenn eine neue Einstellung angewiesen wird, das heißt, wenn die Beendigung der Einstellung nicht angewiesen wird, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S108 zurück.
  • Wenn andererseits die Beendigung der Einstellung angewiesen wird, registriert der Steuerabschnitt 310, als Registrierungsinformationen, die Informationsteile, die in einem der Schritte S103 bis S112, S121 bis S125 und S130 eingestellt sind, die oben in bezogen zueinander erklärt wurden (Schritt S127). Danach endet die optische Abtasthöhenmessverarbeitung in dem Einstellmodus. Eine Datei der Registrierungsinformationen, die registriert werden soll, wird in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert, nachdem ein spezieller Dateiname von dem Benutzer an die Datei angehängt wurde. An diesem Punkt können die vorübergehend in dem Speicherabschnitt 320 gespeicherten Informationen zum Einstellen in einem der Schritte S103 bis S112, S121 bis S125 und S130 gelöscht werden.
  • In Schritt S127, wenn die Referenzebene durch die Verarbeitung in Schritt S112, wie oben erläutert, eingestellt wird, berechnet der Steuerabschnitt 310 die Höhe des Messpunkts auf der Basis der Bezugsebene und der bestimmten Koordinate (Xc, Yc, Zc) und umfasst ein Ergebnis der Berechnung in den Registrierungsinformationen. Man beachte, dass, wenn die Referenzebene bereits zu einem Zeitpunkt des oben erläuterten Schrittes S125 gesetzt ist, in Schritt S125 die Höhe des Messpunkts auf der Grundlage der eingestellten Referenzebene und der erfassten Koordinate (Xc, Yc, Zc) berechnet werden kann. In diesem Fall kann ein Ergebnis der Berechnung auf dem Einstellbildschirm 350 (29) als die Höhe des Messpunkts angezeigt werden.
  • Wenn der Einstellmodus in dem oben erläuterten Schritt S101 nicht ausgewählt ist, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der Messmodus durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer ausgewählt ist (Schritt S201). Genauer gesagt, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der in 10 gezeigte Messknopf 341b durch den Benutzer betätigt wird. Wenn der Messmodus ausgewählt ist, veranlasst der Steuerabschnitt 310 den in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340, einen Messbildschirm 360 anzuzeigen, der in 34 gezeigt ist (Schritt S202). Auf dem Messbildschirm 360 wird ein Messbild in dem Messbereich V, der in 2 gezeigt ist und in einem festen Zyklus von dem Abbildungsabschnitt 220 erfasst wird, auf einer Echtzeitbasis angezeigt.
  • Anschließend bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob eine Datei der Registrierungsinformationen durch den Betrieb des Betriebsabschnitts 330 durch den Benutzer bestimmt ist (Schritt S203). Insbesondere bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob ein Dateiname der Registrierungsinformationen durch den Benutzer bestimmt ist. Wenn eine Datei nicht bestimmt ist, bleibt der Steuerabschnitt 310 in Bereitschaft, bis die Bestimmung einer Datei empfangen wird. Auf der anderen Seite, wenn eine Bestimmung einer Datei empfangen wird, liest der Steuerabschnitt 310 die bestimmte Datei der Registrierungsinformationen von dem Speicherabschnitt 320 (Schritt S204). Man beachte, dass, wenn die bestimmte Datei der Registrierungsinformationen nicht in dem Speicherabschnitt 320 gespeichert ist, der Steuerabschnitt 310 auf dem Anzeigeabschnitt 340 Informationen anzeigen kann, die anzeigen, dass die bestimmte Datei nicht vorhanden ist.
  • Nachfolgend erfasst der Steuerabschnitt 310 registrierte Informationen, die ein Musterbild betreffen, aus den gelesenen Registrierungsinformationen und überlagert und zeigt das erfasste Musterbild auf dem Messbild an, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird (Schritt S205). Zu diesem Zeitpunkt erfasst der Steuerabschnitt 310 zusätzlich zu dem Musterbild einen Suchbereich. Es ist zu beachten, dass, wie oben erläutert, die das Musterbild betreffenden Informationen auch Informationen umfassen, die eine Position des Musterbilds in dem Referenzbild angeben. Daher wird das Musterbild auf dem Messbild in der gleichen Position wie die im Einstellmodus eingestellte Position überlagert und angezeigt.
  • Das Musterbild kann semitransparent angezeigt werden. In diesem Fall kann der Benutzer ein aktuell aufgenommenes Messbild des Messobjekts S und das während des Einstellmodus erfasste Referenzbild des Messobjekts S einfach vergleichen. Dann kann der Benutzer Arbeit zum Positionieren des Messobjekts S auf der optischen Oberflächenplatte 111 ausführen.
  • Nachfolgend führt der Steuerabschnitt 310 einen Vergleich des Musterbildes und des Messbildes durch (Schritt S206). Insbesondere extrahiert der Steuerabschnitt 310, als eine Referenzkante, eine Kante des Messobjekts S in dem Musterbild und sucht, ob eine Kante mit einer Form, die der Referenzkante entspricht, in dem erfassten Suchbereich vorhanden ist.
  • In diesem Fall wird angenommen, dass ein Kantenabschnitt des Messobjekts S in dem Messbild der Referenzkante am ähnlichsten ist. Wenn ein Abschnitt des Messbilds, der der Referenzkante am ähnlichsten ist, erfasst wird, berechnet der Steuerabschnitt 310, wie stark der erfasste Abschnitt von der Referenzkante auf dem Bild abweicht, und berechnet, wie viel sich der erfasste Abschnitt von der Referenzkante auf dem Bild dreht (Schritt S207).
  • Nachfolgend erfasst der Steuerabschnitt 310 Informationen bezüglich eines registrierten Messpunkts aus den gelesenen Registrierungsinformationen und korrigiert die erfassten Informationen bezüglich des Messpunkts auf der Grundlage einer berechneten Abweichungsgröße und einer berechneten Rotationsmenge (Schritt S208). Die Verarbeitung in den Schritten S206 bis S208 ist äquivalent zu der Funktion des Korrekturabschnitts 17, der in 12 gezeigt ist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, selbst wenn ein Messobjekt in einem korrigierten Bild in Bezug auf das Messobjekt in dem Musterbild verschoben oder gedreht wird, einen Messpunkt sehr genau und einfach zu spezifizieren und zu korrigieren.
  • Anschließend weist der Steuerabschnitt 310 die Steuerplatine 210 an, eine tatsächliche Messverarbeitung für jeden der korrigierten Messpunkte durchzuführen und gibt Koordinate (Xc, Yc, Zc) der korrigierten Messpunkte an die Steuerplatine 210 aus (siehe 11B) weiter. Folglich führt die Steuerplatine 210 die tatsächliche Messverarbeitung durch (Schritt S209) und gibt eine Koordinate (Xb, Yb, Zb), die durch die tatsächliche Messverarbeitung spezifiziert ist, an den Steuerabschnitt 310 weiter. Details der tatsächlichen Messverarbeitung werden nachstehend erläutert.
  • Anschließend erfasst der Steuerabschnitt 310 registrierte Information bezüglich einer Referenzebene, berechnet die Höhe eines Messpunkts auf der Basis der Referenzebene und der erfassten Koordinate (Xb, Yb, Zb) und speichert ein Ergebnis der Berechnung in der Speicherabschnitt 320 als ein Messergebnis. Der Steuerabschnitt 310 führt verschiedene Arten von Verarbeitung durch, die registrierten anderen Arten von Informationen entsprechen (Schritt S210). Da die verschiedenen Arten von Informationen, die den registrierten anderen Arten von Informationen entsprechen, beispielsweise wenn ein zulässiger Wert in gelesenen Registrierungsinformationen enthalten ist, kann eine Prüfverarbeitung zum Bestimmen, ob das Berechnungsergebnis der Höhe innerhalb eines Toleranzbereiches durch den zulässigen Wert liegt, durchgeführt werden. Danach endet die optische Abtasthöhenmessverarbeitung in dem Messmodus.
  • Wenn der Messmodus in dem oben erläuterten Schritt S201 nicht ausgewählt wird, bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der Höhenmessmodus durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer ausgewählt wird (Schritt S211). Genauer gesagt bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob der in 10 gezeigte Höhenmessknopf 341c durch den Benutzer betätigt wird. Wenn der Höhenmessmodus nicht ausgewählt wird, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S101 zurück.
  • Wenn andererseits der Höhenmessmodus ausgewählt wird, veranlasst der Steuerabschnitt 310 den Anzeigeabschnitt 340, der in 1 gezeigt ist, den Einstellbildschirm 350 anzuzeigen, der in 27 gezeigt ist, der nachstehend erläutert wird (Schritt S212). Danach führt der Steuerabschnitt 310 das Setzen einer Referenzebene auf der Basis der Operation des Operationsabschnitts 330 durch den Benutzer durch (Schritt S213). Diese Einstellverarbeitung ist die gleiche wie die Verarbeitung in den oben erläuterten Schritten S109 bis S112.
  • Danach, wenn eine Bezeichnung eines Punkts empfangen wird, weist der Steuerabschnitt 310 die Steuerplatine 210 an, die Bezeichnungs- und Messverarbeitung durchzuführen und gibt eine Ebenenkoordinate (Ua, Va), spezifiziert durch einen bestimmten Punkt auf dem Bild, an die Steuerplatine 210 weiter (siehe 11C). Folglich führt die Steuerplatine 210 die Bestimmung und die Messverarbeitung durch (Schritt S214). Die Steuerplatine 210 stellt die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind, auf der Basis der Koordinate (Xc, Yc, Zc) ein, die durch die Bestimmung und Messverarbeitung und die Positionsumwandlungsinformationen spezifiziert werden und strahlt Messlicht aus (Schritt S215).
  • Nachfolgend berechnet die Steuerplatine 210 auf der Basis des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die in 7 gezeigt sind, eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) eines Abschnitts, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, und gibt die dreidimensionale Koordinate (Xb , Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter (Schritt S216).
  • Man beachte, dass in Schritt S216, wie oben erläutert, die Steuerplatine 210 auf der Basis des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, den Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und der Ebenenkoordinate, die die Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem durch den in 1 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 erfassten Bild angibt, die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) des Abschnitts berechnen kann, auf dem das Messlicht auf das Messobjekt S bestrahlt wird.
  • Anschließend erfasst der Steuerabschnitt 310 Informationen bezüglich der eingestellten Referenzebene und berechnet auf der Grundlage der Referenzebene und der erfassten Koordinate (Xb, Yb, Zb) die Höhe des Abschnitts, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, und zeigt ein Ergebnis der Berechnung auf dem Anzeigeabschnitt 340 als ein Messergebnis an. Wenn beispielsweise die Referenzebene eine Ebene ist, berechnet der Steuerabschnitt 310 als Höhe die Länge einer Senkrechten der Bezugsebene, die die erfasste Koordinate (Xb, Yb, Zb) passiert, von der Referenzebene zur Koordinate (Xb, Yb, Zb) zu der Zeit, zu der die Senkrechte gezeichnet wird, und zeigt ein Ergebnis der Berechnung auf dem Anzeigeabschnitt 340 als ein Messergebnis an. Der Steuerabschnitt 310 zeigt auf dem Anzeigeabschnitt 340 eine grüne „+“ - Markierung an, die angibt, dass die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, in einer ebenen Koordinate berechnet werden kann, die die Bestrahlungsposition von dem Messlicht auf dem Bild, das durch den Abbildungsabschnitt 220 erfasst wurde, oder eine Ebenenkoordinate, die durch den bestimmten Punkt auf dem Bild spezifiziert ist (Schritt S217).
  • Anschließend bestimmt der Steuerabschnitt 310, ob ein zusätzlicher Punkt durch den Betrieb des Bedienabschnitts 330 durch den Benutzer bestimmt wird (Schritt S218). Wenn ein zusätzlicher Punkt bestimmt wird, kehrt der Steuerabschnitt 310 zu der Verarbeitung in Schritt S214 zurück. Folglich wird die Verarbeitung in den Schritten S214 bis S218 wiederholt, bis kein zusätzlicher Punkt bestimmt wird. Wenn kein zusätzlicher Punkt bestimmt wird, endet die Verarbeitung der optischen Abtasthöhenmessung im Höhenmessmodus.
  • Mit dem oben erläuterten Höhenmessmodus kann der Benutzer einen Referenzpunkt und eine Referenzebene bestimmen, indem er einen Punkt auf einem Bild bestimmt. Der Benutzer kann ein Messergebnis der Höhe erhalten, indem er einen Messpunkt auf einem Bildschirm festlegt. Des Weiteren kann der Benutzer die Messung fortsetzen, während die Referenzebene durch Bestimmen einer Vielzahl von Messpunkten kontinuierlich aufrechterhalten wird.
  • (9) Ein Beispiel der Bestimmung und der Messverarbeitung
  • 18 und 19 sind Flussdiagramme zum Erläutern eines Beispiels der Bestimmung und der Messverarbeitung durch die Steuerplatine 210. 20 und 21 sind erläuternde Diagramme zum Erläutern der Bestimmung und Messverarbeitung, die gezeigt sind in 18 und 19. in jeder der 20A, 20B, und 20C und 21A und 21B ist auf der linken Seite eine Positionsbeziehung zwischen dem Messobjekt S, das auf der optischen Oberflächenplatte 111 platziert ist, und dem Abbildungsabschnitt 220 und dem Abtastabschnitt 270 als eine Seitenansicht gezeigt, und auf der rechten Seite ist ein angezeigtes Bild auf dem Anzeigeabschnitt 340 durch Bildgebung des Abbildungsabschnitts 220 gezeigt. Das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigte Bild umfasst ein Bild SI des Messobjekts S. In der folgenden Erläuterung wird eine Ebenenkoordinate des auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigten Bildes als Bildschirmkoordinate bezeichnet.
  • Die Steuerplatine 210 startet die Bestimmung und Messverarbeitung durch Empfangen eines Befehls für die Bestimmung und Messverarbeitung von dem Steuerabschnitt 310. Daher erhält die Steuerplatine 210 eine Bildschirmkoordinate (Ua, Va), die von dem Steuerabschnitt 310 zusammen mit dem Befehl gegeben wird (Schritt S301).
  • Auf der rechten Seite von 20A ist die Bildschirmkoordinate (Ua, Va) in dem Bild gezeigt, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird. Auf der linken Seite von 20A ist ein Abschnitt des Messobjekts S, der der Bildschirmkoordinate (Ua, Va) entspricht, durch einen Punkt P0 angegeben.
  • In Schritt S301 ist eine Komponente der Z-Achse (eine Komponente in der Höhenrichtung) in einer Koordinate des Punkts P0 unbekannt, entsprechend der Bildschirmkoordinate (Ua, Va). Daher nimmt die Steuerplatine 210 die Komponente der Z-Achse des Punkts P0 an, der von dem Benutzer als „Za“ bestimmt wird (Schritt S302). In diesem Fall, wie in 20B gezeigt, stimmt die angenommene Komponente der Z-Achse nicht immer mit einer Komponente der Z-Achse eines tatsächlich bestimmten Punktes P0 überein.
  • Anschließend berechnet die Steuerplatine 210 auf der Basis der oben erklärten Koordinatenumwandlungsinformationen eine Ebenenkoordinate (Xa, Ya), die der Bildschirmkoordinate (Ua, Va) zu dem Zeitpunkt entspricht, wenn die Komponente der Z-Achse das angenommene „Za“ ist (Schritt S303). Folglich wird, wie in 20B gezeigt, eine Koordinate (Xa, Ya, Za) eines imaginären Punktes P1 erhalten, der der Bildschirmkoordinate (Ua, Va) und der angenommenen Komponente der Z-Achse entspricht. Man beachte, dass in diesem Beispiel angenommen wird, dass „Za“ eine Zwischenposition in der Z-Richtung in dem in 2 gezeigten Messbereich V Ist.
  • Nachfolgend stellt die Steuerplatine 210 die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b ein, die in 7 gezeigt sind, auf der Grundlage der Koordinate (Xa, Ya, Za), die durch Verarbeitung In Schritt S303 und der Positionsumwandiungsinformationen erhalten werden und strahlt das Messlicht aus (Schritt S304).
  • In diesem Fall, wenn die Komponente der Z-Achse, die in Schritt S302 angenommen wurde, stark von einer Komponente der Z-Achse des tatsächlich bestimmten Punkts P0 abweicht, wie in der Seitenansicht auf der linken Seite von 20C gezeigt, weicht die Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S stark von dem tatsächlich bestimmten Punkt P0 ab. Daher wird die unten erläuterte Verarbeitung durchgeführt.
  • Gemäß der Verarbeitung in Schritt S304 erscheint ein Bestrahlungsabschnitt (ein Lichtfleck) des Messlichts, das von dem Abtastabschnitt 270 auf das Messobjekt S gestrahlt wird, in dem Bild, das durch den Abbildungsabschnitt 220 erfasst wird. In diesem Fall ist es leicht möglich, eine Bildschirmkoordinate des Bestrahlungsabschnitts des Messlichts unter Verwendung einer Bildverarbeitung und dergleichen zu erfassen. In der Figur auf der rechten Seite von 20C ist ein Bestrahlungsabschnitt (ein Lichtpunkt) des Messlichts, das auf einem Bild erscheint, das auf dem Anzeigeabschnitt 340 angezeigt wird, durch einen Kreis angezeigt.
  • Nach der Verarbeitung in Schritt S304 erfasst die Steuerplatine 210, als eine Bildschirmkoordinate (Uc, Vc), eine ebene Koordinate, die eine Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem von dem Abbildungsabschnitt 220 erfassten Bild angibt, und erfasst eine Ablenkrichtung des Messlichts von den Winkeln der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind (Schritt S305).
  • Nachfolgend stellt die Steuerplatine 210 als eine Koordinate (Xc, Yc, Zc) eine Koordinate einer Bestrahlungsposition P2 des Messlichts auf dem Messobjekt S oder der optischen Oberflächenplatte 111 auf der Basis der erfassten Bildschirmkoordinate (Uc, Vc) und der Ablenkrichtung ein (Schritt S306).
  • Wie in 20C gezeigt, wenn die Bestrahlungsposition P2 von dem Punkt P0 abweicht, weicht die Bildschirmkoordinate (Uc, Vc) von der Bildschirmkoordinate (Ua, Va) ab. Daher berechnet die Steuerplatine 210 einen Fehler (Ua-Uc, Va-Vc) der erfassten Bildschirmkoordinaten (Uc, Vc) in Bezug auf die Bildschirmkoordinate (Ua, Va) und bestimmt, ob der berechnete Fehler innerhalb eines Bestimmungsbereichs liegt, der im Voraus festgelegt wurde (Schritt S307). Der Bestimmungsbereich, der an diesem Punkt verwendet wird, kann von dem Benutzer eingestellt werden oder kann im Voraus während des Werksversands der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 eingestellt werden.
  • Wenn in Schritt S307 der Fehler (Ua-Uc, Va-Vc) innerhalb des Bestimmungsbereichs liegt, der vorab festgelegt wurde, spezifiziert die Steuerplatine 210, als eine durch den Benutzer bestimmte Koordinate, die Koordinate (Xc, Yc, Zc), die in dem unmittelbar vorhergehenden Schritt S306 festgelegt wurde (Schritt S308), und beendet die Bestimmung und die Messverarbeitung. Danach gibt die Steuerplatine 210 die spezifizierte Koordinate (Xc, Yc, Zc) an den Steuerabschnitt 310 weiter.
  • Wenn in Schritt S307 der Fehler (Ua -Uc, Va -Vc) außerhalb des vorher bestimmten Bestimmungsbereichs liegt, stellt die Steuerplatine 210 die Ablenkrichtung des Messlichts auf der Grundlage des Fehlers ein (Ua-Uc, Va-Vc) (Schritt S309). Insbesondere wird zum Beispiel eine Beziehung zwischen Fehlern an Bildschirmkoordinaten, die der X-Achse und der Y-Achse entsprechen, und Winkel der Reflexionsabschnitte 217b und 272b, die eingestellt werden sollten, im Voraus als Fehlerkorrespondenzbeziehung im Speicherabschnitt 320 gespeichert. Dann, wie durch einen weißen Pfeil in 21A gezeigt, stellt die Steuerplatine 210 die Ablenkrichtung des Messlichts auf der Grundlage des berechneten Fehlers (Ua-Uc, Va-Vc) und der Fehlerkorrespondenzbeziehung fein ein.
  • Danach kehrt die Steuerplatine 210 zu der Verarbeitung in Schritt S305 zurück. Folglich wird, nachdem die Ablenkrichtung des Messlichts fein eingestellt ist, die Verarbeitung in den Schritten S305 bis S307 erneut durchgeführt. Als ein Ergebnis liegt schließlich, wie in 21B gezeigt, der Fehler (Ua-Uc, Va-Vc) innerhalb des Bestimmungsbereichs. Folglich wird eine Koordinate (Xc, Yc, Zc) spezifiziert, die dem durch den Benutzer bestimmten Messpunkt entspricht.
  • In diesem Beispiel wird die Koordinate der Bestrahlungsposition P2 als die Koordinate (Xc, Yc, Zc) durch die Verarbeitung in Schritt S306 berechnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Koordinate der Bestrahlungsposition P2 kann als die Koordinate (Xc, Yc, Zc) berechnet werden, durch Verarbeiten in den Schritten S405 und S406 bei der Bestimmung und Messverarbeitung, gezeigt in 22 und 23, wie unten erläutert.
  • (10) Ein weiteres Beispiel der Bestimmung und der Messverarbeitung
  • 22 und 23 sind Flussdiagramme zum Erläutern eines anderen Beispiels der Bestimmung und Messverarbeitung durch die Steuerplatine 210. 24A bis 24B sind erläuternde Diagramme zum Erläutern der Bestimmung und Messverarbeitung, die gezeigt sind in 22 und 23. In jeder der 24A und 24B ist auf der linken Seite eine Positionsbeziehung zwischen dem Messobjekt S, das auf der optischen Oberflächenplatte 111 platziert ist, und dem Abbildungsabschnitt 220 und dem Abtastabschnitt 270 als eine Seitenansicht gezeigt, und auf der rechten Seite ist ein angezeigtes Bild auf dem Anzeigeabschnitt 340 durch Bildgebung des Abbildungsabschnitts 220 gezeigt.
  • Wenn die Bestimmung und Messverarbeitung gestartet wird, erfasst die Steuerplatine 210 eine Bildschirmkoordinate (Ua, Va), die von dem Steuerabschnitt 310 zusammen mit einem Befehl gegeben wird (Schritt S401). Nachfolgend vermutet die Steuerplatine 210, wie bei der oben erläuterten Verarbeitung im Schritt S302, eine Komponente der Z-Achse des vom Benutzer als „Za“ bezeichneten Punktes P0 (Schritt S402). In diesem Fall, wie in dem in 20B gezeigten Beispiel, stimmt die angenommene/vermutete Komponente der Z-Achse nicht immer mit einer Komponente der Z-Achse des tatsächlich bestimmten Punkts P0 überein.
  • Nachfolgend berechnet die Steuerplatine 210, wie in der oben erläuterten Verarbeitung in Schritt S303, eine Ebenenkoordinate (Xa, Ya) entsprechend einer Bildschirmkoordinate (Ua, Va) zu der Zeit, wenn die angenommene Komponente der Z-Achse gleich „Za“ ist (Schritt S403). Wie In der oben erläuterten Verarbeitung in Schritt S304, stellt die Steuerplatine 210 die in 5 gezeigten Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b und die Winkel der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind, auf der Basis einer Koordinate (Xa, Ya, Za) des imaginären Punktes P1 ein, der durch die Verarbeitung in Schritt S403 und den Positionsumwandlungsinformationen erhalten wird, und strahlt das Messlicht aus (Schritt S404). In Schritt S404 ist eine Beziehung zwischen dem Punkt P0, der durch den Benutzer bestimmt wird, und einer Bestrahlungsposition des Messlichts, das auf das Messobjekt S gestrahlt wird, die gleiche wie die in 20C gezeigte Beziehung. Danach wird die folgende Verarbeitung derart durchgeführt, dass die Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Messobjekt S mit dem tatsächlich bestimmten Punkt P0 zusammenfällt oder nahe bei diesem liegt.
  • Zuerst erfasst die Steuerplatine 210 die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und erfasst eine Ablenkrichtung des Messlichts von den Winkeln der Reflexionsabschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind (Schritt S405).
  • Nachfolgend berechnet die Steuerplatine 210 einen Abstand zwischen einer Emissionsposition des Messlichts und einer Bestrahlungsposition des Messlichts in dem Messobjekt S auf der Basis der Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in dem direkt vorausgehenden Schritt S405 und erfasst wurden, um dem Lichtempfangssignal, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d erfasst wird. Die Steuerplatine 210 setzt, als eine Koordinate (Xc, Yc, Zc), eine Koordinate der Bestrahlungsposition P2 des Messlichts auf dem Messobjekt S oder der optischen Oberflächenplatte 111 auf der Basis des berechneten Abstands und der Ablenkrichtung des Messlichts fest, das in dem unmittelbar vorhergehenden Schritt S405 erfasst wurde (Schritt S406).
  • Gemäß der oben beschriebenen Verarbeitung in Schritt S406 wird geschätzt, dass die Komponente „Zc“ der Z-Achse der Bestrahlungsposition P2 des Messlichts ein Wert ist, der mit der Komponente der Z-Achse von der vom Benutzer angegebene Punkt P0 zusammenfällt. Daher berechnet die Steuerplatine 210 auf der Basis der Koordinatenumwandlungsinformationen eine Ebenenkoordinate (Xa', Ya') entsprechend einer Bildschirmkoordinate (Ua, Va) zu der Zeit, wenn die Komponente der Z-Achse das angenommene „Zc“ ist (Schritt S407). Folglich wird, wie in 24A gezeigt, eine Koordinate (Xa', Ya', Zc) eines imaginären Punktes P3 erhalten, der der Bildschirmkoordinate (Ua, Va) und der angenommenen Komponente der Z-Achse entspricht.
  • Anschließend berechnet die Steuerplatine 210 einen Fehler (Xa'-Xc, Ya'-Yc) der Ebenenkoordinate (Xc, Yc) der Bestrahlungsposition P2 in Bezug auf die Ebenenkoordinate (Xa', Ya') des imaginären Punktes P3 und bestimmt, ob der berechnete Fehler innerhalb eines vorher bestimmten Bestimmungsbereichs liegt (Schritt S408). Der Bestimmungsbereich, der an diesem Punkt verwendet wird, kann von dem Benutzer eingestellt werden oder kann im Voraus während des Werksversands der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 eingestellt werden.
  • Wenn in Schritt S408 der Fehler (Xa'-Xc, Ya'-Yc) innerhalb des Bestimmungsbereichs liegt, der vorab festgelegt wurde, spezifiziert die Steuerplatine 210, als eine durch den Benutzer bestimmte Koordinate, die Koordinate (Xc, Yc, Zc) der Bestrahlungsposition P2, die in dem unmittelbar vorhergehenden Schritt S406 festgelegt wurde (Schritt S409), und beendet die Bestimmung und die Messverarbeitung. Danach gibt die Steuerplatine 210 die spezifizierte Koordinate (Xc, Yc, Zc) an den Steuerabschnitt 310 weiter.
  • Wenn in Schritt S408 der Fehler (Xa'-Xc, Ya'-Yc) außerhalb des vorher bestimmten Bestimmungsbereichs liegt, stellt die Steuerplatine 210, als die Koordinate (Xa, Ya, Za), die als ein Bestrahlungsziel des Messlichts in Schritt S404 gesetzt wurde, wie oben erklärt, die Koordinate (Xa', Ya', Za') des imaginären Punktes P3, die in dem unmittelbar vorhergehenden Schritt S407 erhalten wurde (Schritt S410). Danach kehrt die Steuerplatine 210 zu der Verarbeitung in Schritt S404 zurück.
  • Folglich wird, nachdem die Ablenkrichtung des Messlichts geändert ist, die Verarbeitung in den Schritten S404 bis S408 erneut durchgeführt. Als Ergebnis, wie in 24B gezeigt, da der Fehler (Xa'-Xc, Ya'-Yc) innerhalb des Bestimmungsbereiches liegt, wird schließlich eine Koordinate (Xc, Yc, Zc) entsprechend dem durch den Benutzer angegeben.
  • In diesem Beispiel wird die Koordinate der Bestrahlungsposition P2 als die Koordinate (Xc, Yc, Zc) durch die Verarbeitung in den Schritten S405 und S406 berechnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Koordinate der Bestrahlungsposition P2 kann als die Koordinate (Xc, Yc, Zc) durch Verarbeiten in Schritt S306 in der Bestimmungs- und Messverarbeitung berechnet werden, wie gezeigt in 18 und 19.
  • (11) Die tatsächliche Messverarbeitung
  • Die Steuerplatine 210 empfängt einen Befehl für die tatsächliche Messverarbeitung von dem Steuerabschnitt 310, um dadurch die tatsächliche Messverarbeitung zu starten. Wenn die tatsächliche Messverarbeitung gestartet wird, erfasst zuerst die Steuerplatine 210 eine Koordinate (Xc, Yc, Zc) des Messpunkts, der von dem Steuerabschnitt 310 zusammen mit dem Befehl gegeben wird.
  • Selbst wenn das Messlicht auf der Basis der Koordinate (Xc, Yc, Zc) des in dem Einstellmodus eingestellten Messpunkts und der Positionsumwandlungsinformationen eingestrahlt wird, weicht eine Ebenenkoordinate einer Bestrahlungsposition des Messlichts auf das Messobjekt S stark von der Koordinate des Messpunktes ab, abhängig von einer im Messmodus gemessenen Form des Messobjekts S.
  • Wenn beispielsweise eine Komponente der Z-Achse des Abschnitts des Messobjekts S, die dem Messpunkt entspricht, stark von „Zc“ abweicht, weicht die Ebenenkoordinate der Bestrahlungsposition des Messlichts stark von der eingestellten Ebenenkoordinate (Xc, Yc) des Messpunktes ab. Daher wird bei der tatsächlichen Messverarbeitung die Ebenenkoordinate der Bestrahlungsposition des Messlichts so eingestellt, dass sie in einen festen Bereich von der Ebenenkoordinate (Xc, Yc) des Messpunkts passt.
  • Insbesondere legt die Steuerplatine 210 beispielsweise nach dem Einstellen einer Bildschirmkoordinate entsprechend der erfassten Koordinate (Xc, Yc, Zc) des Messpunkts als (Ua, Va) die erfasste Koordinate (Xc, Yc, Zc) des Messpunkts als die Koordinate (Xa, Ya, Za) des imaginären Punktes P1 fest, die bei der Verarbeitung in Schritt S303 in 18 erhalten wird. Nachfolgend führt die Steuerplatine 210 eine Verarbeitung in den Schritten S304 bis S309 durch, die gezeigt sind in 18 und 19. Nachfolgend stellt die Steuerplatine 210 die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Winkel der reflektierenden Abschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind, auf der Grundlage der Koordinate (Xc, Yc, Zc), die in der Verarbeitung in Schritt S308 spezifiziert wurde und der Positionsumwandlungsinformationen ein und bestrahlt das Messlicht.
  • Danach berechnet die Steuerplatine 210 auf der Basis des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die in 7 gezeigt sind, eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) eines Abschnitts, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, und gibt die dreidimensionale Koordinate (Xb , Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter. Folglich endet die tatsächliche Messverarbeitung. Es sei angemerkt, dass die Steuerplatine 210 auf der Basis des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, den Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und der Ebenenkoordinate, die die Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Bild angibt, das durch den in 1 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 erfasst wird, die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) des Abschnitts berechnen kann, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird.
  • Alternativ kann die Steuerplatine 210 die tatsächliche Messverarbeitung ausführen, wie unten erläutert. Zum Beispiel legt die Steuerplatine 210 beispielsweise nach dem Einstellen einer Bildschirmkoordinate entsprechend der erfassten Koordinate (Xc, Yc, Zc) des Messpunkts als (Ua, Va) die erfasste Koordinate (Xc, Yc, Zc) des Messpunkts als die Koordinate (Xa, Ya, Za) des imaginären Punktes P1 fest, die bei der Verarbeitung in Schritt S403 in 22 erhalten wird. Nachfolgend führt die Steuerplatine 210 eine Verarbeitung in den Schritten S404 bis S409 durch, die gezeigt sind in 22 und 23. Nachfolgend stellt die Steuerplatine 210 die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Winkel der reflektierenden Abschnitte 271b und 272b, die in 7 gezeigt sind, auf der Grundlage der Koordinate (Xc, Yc, Zc), die in der Verarbeitung in Schritt S408 spezifiziert wurde und der Positionsumwandlungsinformationen ein und bestrahlt das Messlicht.
  • Danach berechnet die Steuerplatine 210 auf der Basis des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, die Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die in 7 gezeigt sind, eine dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) eines Abschnitts, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, und gibt die dreidimensionale Koordinate (Xb , Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter. Alternativ berechnet die Steuerplatine 210 auf der Grundlage des Lichtempfangssignals, das von dem in 4 gezeigten Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird, den Positionen der beweglichen Abschnitte 252a und 252b, die in 5 gezeigt sind, und den Ebenenkoordinaten, die die Bestrahlungsposition des Messlichts auf dem Bild angeben, das durch den in 1 gezeigten Abbildungsabschnitt 220 erfasst wird, die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) des Abschnitts, auf den das Messlicht auf das Messobjekt S eingestrahlt wird, und gibt die dreidimensionale Koordinate (Xb, Yb, Zb) an den Steuerabschnitt 310 weiter.
  • (12) Ein Betriebsbeispiel, bei dem der Einstellmodus und der Messmodus verwendet werden
  • 25 bis 30 sind Diagramme zum Erläutern eines Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in dem Einstellmodus. In der folgenden Erläuterung werden die Benutzer der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 als der Messmanager und der Messoperator unterschieden und erklärt.
  • Zuerst positioniert der Messmanager das Messobjekt S, das als eine Referenz der Höhenmessung dient, auf der optischen Oberflächenplatte 111 und betätigt den in 10 gezeigten Einstellknopf 341a unter Verwendung des in 1 gezeigten Betriebsabschnitts 330. Folglich startet die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 den Betrieb In dem Einstellmodus. In diesem Fall wird beispielsweise, wie in 25 gezeigt, der Einstellbildschirm 350 auf dem in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340 angezeigt. Der Einstellbildschirm 350 umfasst einen Bildanzeigebereich 351 und einen Tastenanzeigebereich 352. In dem Bildanzeigebereich 351 wird ein aktuell aufgenommenes Bild des Messobjekts S in dem Bildanzeigebereich 351 als ein Referenzbild RI angezeigt. In den Diagrammen der 25 bis 30 und den Diagrammen der 31 bis 36, auf die nachfolgend Bezug genommen wird, sind eine Kontur, die eine Form des Messobjekts S in dem Referenzbild RI angibt, und ein Messbild MI, das nachfolgend in dem Bildanzeigebereich 351 angezeigt wird, durch eine dicke durchgezogene Linie angegeben.
  • Zu einem Startzeitpunkt des Einstellmodus werden in dem Tastenanzeigebereich 352 ein Suchbereichsknopf 352a, ein Musterbildknopf 352b und ein Einstellbeendigungsknopf 352c angezeigt. Der Messmanager betätigt zum Beispiel den Suchbereichsknopf 352a, um eine Ziehoperation oder dergleichen in der Bildanzeigezone 351 durchzuführen. Folglich setzt der Messmanager einen Suchbereich SR, wie durch eine gepunktete Linie in 25 angezeigt ist. Der Messmanager betätigt zum Beispiel den Musterbildknopf 352b, um die Ziehoperation oder dergleichen auf dem Bildanzeigebereich 351 auszuführen. Folglich ist es möglich, ein Musterbild PI einzustellen, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 25 angezeigt ist.
  • Nach dem Einstellen des Suchbereichs SR und des Musterbildes PI betätigt der Messmanager den Einstellbeendigungsknopf 352c. Folglich ist die Einstellung des Suchbereichs SR und des Musterbildes PI abgeschlossen. Eine Anzeigeform des Einstellbildschirms 350 wird wie in 26 gezeigt umgeschaltet. Insbesondere werden in dem Bildanzeigebereich 351 Indikatoren entfernt, die den eingestellten Suchbereich SR und das eingestellte Musterbild PI anzeigen. In dem Tastenanzeigebereich 352 werden ein Punktbezeichnungsknopf 352d und ein Referenzebeneneinstellknopf 352e anstelle des Suchbereichsknopfs 352a und des Musterbildknopfs 352b, die in 26 gezeigt sind, angezeigt.
  • Der Messmanager betätigt den Punktbezeichnungsknopf 352d, um zum Beispiel eine Klick-Operation an dem Bildanzeigebereich 351 durchzuführen. Folglich werden ein oder mehrere (in diesem Beispiel drei) Referenzpunkte durch „+“ -Zeichen angegeben, wie in 27 gezeigt. Danach betätigt der Messmanager den Referenzebeneneinstellknopf 352e. Folglich wird eine Referenzebene festgelegt, die den bestimmten einen oder die mehreren Referenzpunkte umfasst. Wie durch eine Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen in 28 angezeigt ist, wird ein Indikator angezeigt, der eine Referenzebene RF anzeigt, die in dem Anzeigebereich 351 eingestellt ist. Wenn vier oder mehr Referenzpunkte bestimmt sind, sind nicht alle der vier oder mehr Referenzpunkte in der Referenzebene RF enthalten. In diesem Fall ist die Referenzebene RF derart eingestellt, dass beispielsweise die Abstände unter der Vielzahl von Referenzpunkten insgesamt klein sind. Wenn eine Referenzebenen-Einschränkungsbedingung zum Bestimmen einer Referenzebene festgelegt wird, beispielsweise wenn eine Bedingung, dass beispielsweise die Referenzebene parallel zu einer Platzierungsoberfläche ist oder die Referenzebene parallel zu anderen im Voraus gespeicherten Oberflächen ist, festgelegt wird, wenn zwei oder mehr Referenzpunkte bestimmt werden, müssen nicht alle der zwei oder mehr Referenzpunkte immer in der Referenzebene RF enthalten sein. Es sei angemerkt, dass eine Vielzahl von Referenzebenen RF durch Wiederholen der Operation des Punktbezeichnungsknopfs 352d und des Referenzebeneneinstellknopfs 352e eingestellt werden kann.
  • Danach betätigt der Messmanager den Einstellbeendigungsknopf 352c. Folglich ist die Einstellung der Bezugsebene RF abgeschlossen. Eine Anzeigeform des Einstellbildschirms 350 wird wie in 29 gezeigt umgeschaltet. Insbesondere werden in dem Bildanzeigebereich 351 die Indikatoren entfernt, die den einen oder die mehreren Referenzpunkte angeben, die für die Einstellung der Bezugsebene RF verwendet werden. In dem Tastenanzeigebereich 352 wird ein Zulässiger-Wert-Knopf 352g anstelle des in 28 gezeigten Referenzebeneneinstellknopfs 352e angezeigt.
  • Der Messmanager betätigt den Punktbezeichnungsknopf 352d, um zum Beispiel eine Klick-Operation an dem Bildanzeigebereich 351 durchzuführen. Folglich werden, wie durch „+“ -Markierungen in 30 angezeigt ist, Messpunkte bezeichnet. Wenn eine Vielzahl von Referenzebenen RF eingestellt ist, wird eine Referenzebene RF aus der Vielzahl von Referenzebenen RF ausgewählt, die als die Referenz-Ebene RF eingestellt ist, die als eine Referenz für bestimmte Messpunkte dient. Wenn die oben erläuterte Bezeichnungs- und Messverarbeitung hinsichtlich der bestimmten Messpunkte durchgeführt wird und Höhen von Abschnitten des Messobjekts S, die den Messpunkten entsprechen, berechnet werden können, werden die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die den Messpunkten entsprechen auf dem Bildanzeigebereich 351 angezeigt. An diesem Punkt kann eine Farbe der „+“ -Markierungen geändert werden, um beispielsweise grün zu werden, um anzuzeigen, dass die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die den Messpunkten entsprechen, berechnet werden können.
  • Wenn andererseits die oben erläuterte Bestimmung und Messverarbeitung bezüglich der bestimmten Messpunkte durchgeführt wird und die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die den Messpunkten entsprechen, nicht berechnet werden können, kann eine Fehlermeldung wie „FEHLER“ auf dem Bildanzeigebereich 351 angezeigt werden. Des Weiteren kann die Farbe der „+“ -Markierungen beispielsweise auf Rot geändert werden, um anzuzeigen, dass die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die den Messpunkten entsprechen, nicht berechnet werden können.
  • Wenn eine Vielzahl von Messpunkten bestimmt sind, kann es möglich sein, Messrouteninformationen zu bestimmen. Es kann möglich sein, Informationen einzustellen, die anzeigen, dass zum Beispiel eine Messroute in der Reihenfolge der Bestimmung der Vielzahl von Messpunkten eingestellt ist oder eine Messroute als die kürzeste festgelegt ist.
  • Während der Bestimmung der Messpunkte kann der Messmanager durch weiteres Betätigen des Zulässiger-Wert-Knopfs 352g einen Design-Wert und eine Toleranz als zulässige Werte für jeden der Messpunkte festlegen. Schließlich betätigt der Messmanager den Einstellbeendigungsknopf 352c. Folglich werden eine Reihe von Informationen einschließlich der Referenzebene RF, Vielzahl von Messpunkten und der zulässigen Werte in dem Speicherabschnitt 320 als Registrierungsinformationen in Verbindung miteinander gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt wird den Registrierungsinformationen ein bestimmter Dateiname gegeben. Man beachte, dass der Dateiname möglicherweise vom Messmanager festgelegt werden kann.
  • Wie gezeigt in den 27 bis 30, werden Indikatoren „+“, die die Positionen der Referenzpunkte und die Messpunkte angeben, die durch den Messmanager bezeichnet werden, auf dem Referenzbild RI überlagert und angezeigt. Folglich kann der Messmanager auf einfache Weise die bestimmten Referenzpunkte und die bestimmten Messpunkte durch visuelles Erkennen der Indikatoren bestätigen, die auf dem Referenzbild RI des Messobjekts S überlagert und angezeigt werden.
  • In der vorliegenden Erfindung ist die Reihenfolge der Einstellung von Referenzpunkten und Messpunkten im Einstellmodus nicht auf das oben erläuterte Beispiel beschränkt. Die Einstellung von Referenzpunkten und Messpunkten kann wie unten erläutert durchgeführt werden.
  • 31 bis 33 sind Diagramme zum Erläutern eines anderen Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in dem Einstellmodus. In diesem Beispiel werden nach der Einstellung des Suchbereichs SR und des Musterbildes PI, wie in 31 gezeigt, der Einstellbeendigungsknopf 352c, der Punktbezeichnungsknopf 352d, der Referenzebeneneinstellknopf 352e, der Zulässiger-Wert-Knopf 352g, ein Bezugspunkt-Einstellknopf 352h und ein Messpunkteinstellknopf 352i werden in dem Tastenanzeigebereich 352 angezeigt.
  • In diesem Zustand betreibt der Messmanager den Punktbezeichnungsknopf 352d, um eine Klickoperation oder dergleichen auf dem Bildanzeigebereich 351 durchzuführen. An diesem Punkt, wie durch die "+” Markierungen in 27 angezeigt, bestimmt der Messmanager eine Vielzahl von (in diesem Beispiel fünf) Punkten, die Referenzpunkte oder Messpunkte sein können.
  • Nachfolgend betätigt der Messmanager den Bezugspunkt-Einstellknopf 352h oder den Messpunkteinstellknopf 352i für jeden der bestimmten Punkte, um dadurch zu bestimmen, ob der Punkt als ein Bezugspunkt verwendet wird oder als ein Messpunkt verwendet wird. Nach dem Bestimmen eines oder einer Vielzahl von Punkten als Referenzpunkte betätigt der Messmanager ferner den Referenzebeneneinstellknopf 352e. Folglich werden, wie in 32 gezeigt, einer oder mehrere (in diesem Beispiel drei) Referenzpunkte in dem Bildanzeigebereich 351 angezeigt, wie durch die gestrichelte Linie „+“ markiert ist. Eine Referenzebene, die auf dem einen oder mehreren Referenzpunkten basiert, wird angezeigt, wie durch eine Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen angegeben ist. Ferner werden ein oder mehrere (in diesem Beispiel zwei) Messpunkte angezeigt, wie dies durch die ununterbrochenen ''+" Markierungen gezeigt ist.
  • Danach werden, wie in 33 gezeigt, Höhen von Abschnitten des Messobjekts S, die den bestimmten Messpunkten entsprechen, auf dem Bildanzeigebereich 351 angezeigt. An diesem Punkt kann der Messmanager, wie in dem oben erläuterten Beispiel, Design-Werte und Toleranzen als zulässige Werte für jeden der Messpunkte festlegen, indem der Zulässiger-Wert-Knopf 352g betätigt wird. Schließlich betätigt der Messmanager den Einstellbeendigungsknopf 352c.
  • 34 bis 36 sind Diagramme zum Erläutern eines Betriebsbeispiels der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 in dem Messmodus. Der Messoperator positioniert das Messobjekt S, das als ein Ziel der Höhenmessung festgelegt ist, auf der optischen Oberflächenplatte 111 und betätigt den Messknopf 341b, der in 10 gezeigt ist, unter Verwendung des in 1 gezeigten Operationsabschnitts 330. Folglich startet die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 den Betrieb in dem Messmodus. In diesem Fall wird zum Beispiel, wie in 34 gezeigt, der Messbildschirm 360 auf dem in 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 340 angezeigt. Der Messbildschirm 360 umfasst einen Bildanzeigebereich 361 und einen Tastenanzeigebereich 362. In dem Bildanzeigebereich 361 wird ein aktuell aufgenommenes Bild des Messobjekts S als das Messbild MI angezeigt.
  • Zu einem Startzeitpunkt des Messmodus wird ein Datei-Lese-Knopf 362a in dem Tastenanzeigebereich 362 angezeigt. Der Messoperator wählt einen Dateinamen aus, auf den der Messmanager zeigt, indem er den Datei-Lese-Knopf 362a betätigt. Folglich werden die Registrierungsinformationen der Höhenmessung gelesen, die dem Messobjekt S entspricht, das auf der optischen Oberflächenplatte 111 angeordnet ist.
  • Wenn die Registrierungsinformationen gelesen werden, wie in 35 gezeigt, wird das Musterbild PI entsprechend den gelesenen Registrierungsinformationen auf dem Messbild MI des Bildanzeigebereichs 361 in einem halbtransparenten Zustand überlagert und angezeigt. Eine Messtaste 362b wird in dem Tastenanzeigebereich 362 angezeigt. In diesem Fall kann der Messoperator das Messobjekt S an einer geeigneteren Position auf der optischen Oberflächenplatte 111 positionieren, während Bezug auf das Musterbild PI.
  • Danach betätigt der Messoperator den Messknopf 362b, nachdem die genauere Positionierungsarbeit für das Messobjekt S durchgeführt wird. Folglich werden Höhen von einer Referenzebene einer Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts S, die einer Vielzahl von Messpunkten entsprechen, der gelesenen Registrierungsinformation gemessen. Wenn ein zulässiger Wert in den gelesenen Registrierungsinformationen enthalten ist, wird eine Bestanden/Nichtbestehen-Bestimmung der Abschnitte, die den Messpunkten entsprechen, auf der Grundlage des zulässigen Werts durchgeführt.
  • Als Ergebnis werden, wie in 36 gezeigt, die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die jeweils den eingestellten Messpunkten entsprechen, auf dem Bildanzeigebereich 361 angezeigt. Die Höhen der Abschnitte des Messobjekts S, die jeweils den eingestellten Messpunkten entsprechen, werden auf dem Tastenanzeigebereich 362 angezeigt. Ein Ergebnis der Bestanden/Nichtbestehen-Bestimmung basierend auf dem zulässigen Wert wird als ein Prüfergebnis angezeigt.
  • (13) Effekte
  • (a) In der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 gemäß dieser Ausführungsform wird der Messpunkt durch den Benutzer bestimmt, wodurch das von dem Lichtemissionsabschnitt 231 emittierte Licht durch die Ablenkabschnitte 271 und 272 abgelenkt wird. Folglich wird das Licht sequentiell auf die Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA eingestrahlt, der den Abschnitt des Messobjekts S umfasst oder umgibt, der dem Messpunkt entspricht. An diesem Punkt werden die Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272, die dem Teilbereich PA entsprechen, oder die Bestrahlungsposition des Messlichts, das dem Teilbereich PA entspricht, durch den Erfassungsabschnitt 8 erfasst.
  • Das Messlicht von dem Messobjekt S wird von dem Lichtempfangsabschnitt 232d empfangen und das Lichtempfangssignal, das die empfangene Lichtmenge anzeigt, wird ausgegeben. Die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, wird durch den Höhenberechnungsabschnitt 15 auf der Grundlage der Ablenkrichtungen der Ablenkabschnitte 271 und 272 oder der Bestrahlungsposition des Messlichts, das durch den Erfassungsabschnitt 8 erfasst wird und Integrationsdaten betreffend das Lichtempfangssignal, das gemäß dem Einfall des Lichts auf den Lichtempfangsabschnitt 232d von der Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA erhalten wird berechnet.
  • Wie oben erläutert, wird das von dem Lichtemissionsabschnitt 231 emittierte und von den Ablenkabschnitten 271 und 272 abgelenkte Licht auf die Vielzahl von Abschnitten P In dem Teilbereich PA des Messobjekts S gestrahlt. Folglich wird das Licht von wenigstens einem Teil der Vielzahl von Abschnitten P zu dem Lichtempfangsabschnitt 232d reflektiert, wodurch es unabhängig von der Richtung des Lichts und dem Oberflächenzustand des Messobjekts S möglich ist, in ausreichender Stärke das Lichtempfangssignal zu erfassen, das von dem Lichtempfangsabschnitt 232d ausgegeben wird. Daher ist es möglich, die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, auf der Grundlage des erfassten Lichtempfangssignals zu berechnen. Dadurch ist es möglich, den nicht messbaren Bereich auf der Oberfläche des Messobjekts S zu verkleinern.
  • (b) In dieser Ausführungsform werden die Ablenkabschnitte 271 und 272 durch die Steuerplatine 210 gesteuert, um das Messlicht auf die Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA zu strahlen. In diesem Fall ist eine Komponente, die das Licht zu der Vielzahl von Abschnitten P in dem Teilbereich PA führt, außer den Ablenkabschnitten 271 und 272 unnötig. Daher ist die Konfiguration der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 vereinfacht.
  • (c) In der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 gemäß dieser Ausführungsform kann der Benutzer einen Messpunkt auf einem Referenzbild des Messobjekts S bestimmen. Die Höhe eines Abschnitts des Messobjekts S entsprechend dem bestimmten Messpunkt auf dem Referenzbild wird automatisch berechnet. Daher ist es, selbst wenn der Benutzer kein Fachmann ist, durch Bestimmen eines gewünschten Abschnitts des Messobjekts S auf einem Bild möglich, ein Berechnungsergebnis der Höhe des Abschnitts einheitlich zu erfassen.
  • Zum Beispiel bestimmt ein erfahrener Messmanager einen Messpunkt auf dem Referenzbild des Messobjekts S in dem Einstellmodus. Folglich ist es in dem Messmodus selbst dann möglich, wenn der Messoperator nicht erfahren ist, ein Berechnungsergebnis der Höhe eines entsprechenden Abschnitts des Messobjekts S einheitlich zu erfassen. Folglich ist es möglich, eine Form des gewünschten Abschnitts des Messobjekts S genau und einfach zu messen.
  • (d) Wenn der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 die Bestimmung des Messpunkts mehrere Male empfängt, wird jedes Mal, wenn die Bestimmung des Messpunktes empfangen wird, das Messlicht auf den Abschnitt des Messobjekts S eingestrahlt, der dem Messpunkt entspricht und die Höhe des Abschnitts wird berechnet. Die Berechnung der Höhe kann ausgeführt werden, bevor der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 die Bestimmung des nächsten Messpunkts empfängt. Folglich ist es möglich, Höhen von mehreren Abschnitten des Messobjekts S schnell zu erfassen.
  • (14) Andere Ausführungsformen
  • (a) In der oben erläuterten Ausführungsform steuert die Steuerplatine 210 die Ablenkabschnitte 271 und 272 des Abtastabschnitts 270, um das Messlicht auf die Vielzahl von Abschnitten P des Teilbereichs PA abzustrahlen, die dem Messpunkt entsprechen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 kann einen nachstehend erläuterten Verschiebemechanismus umfassen, um das Messlicht auf die Vielzahl von Abschnitten P des Teilbereichs PA zu bestrahlen, die dem Messpunkt entsprechen.
  • 37 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines Teils des Messkopfs 200 gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt. In 37 ist eine Konfiguration gezeigt, bei der der Verschiebungsmechanismus 290 zwischen dem Fokussierabschnitt 260 und dem Abtastabschnitt 270 in dem Messkopf 200 vorgesehen ist.
  • Wie in 37 gezeigt, ist der Verschiebungsmechanismus 290 in einem optischen Pfad des Messlichts MB zwischen dem Fokussierabschnitt 260 und dem Abtastabschnitt 270 vorgesehen und umfasst ein flaches Element 291 und einen Antriebsabschnitt 292. Das flache Element 291 ist durch ein tafelförmiges Element mit Durchlässigkeit gebildet. Das flache Element 291 kann zum Beispiel Flachglas, ein Linsenelement oder ein anderes Element sein. Der Antriebsabschnitt 292 ist zum Beispiel ein Hohlmotor und umfasst einen zylindrischen festen Abschnitt 292a und eine zylindrische Drehwelle 292b. Die Drehwelle 292b ist in einem hohlen Abschnitt des feststehenden Abschnitts 292a so vorgesehen, dass sie mit dem feststehenden Abschnitt 292a konzentrisch ist. Der Antriebsabschnitt 292 wird durch den in 12 gezeigten Antriebssteuerabschnitt 3 gesteuert.
  • In dem Messkopf 200 ist der Antriebsabschnitt 292 so angeordnet, dass die Achsen des festen Abschnitts 292a und der Drehwelle 292b auf dem optischen Pfad des Messlichts MB angeordnet sind. In diesem Zustand ist das flache Element 291 an dem Endabschnitt der Drehwelle 292b angebracht, der sich weiter auf der Seite des Abtastabschnitts 270 als der Fokussierabschnitt 260 befindet. Das flache Element 291 umfasst im Wesentlichen zwei parallele Rächen. Eine Oberfläche des flachen Elements 291 wird als Einfallsoberfläche 291a bezeichnet und die andere Oberfläche wird als Emissionsoberfläche 291b bezeichnet. Das flache Element 291 ist in einem Zustand angeordnet, in dem die Einfallsoberfläche 291a und die Emissionsoberfläche 291b in Bezug auf eine Oberfläche geneigt sind, die orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Messlichts MB ist, das von dem Fokussierungsabschnitt 260 emittiert wird.
  • Das Messlicht MB, das sich von dem Fokussierabschnitt 260 zu dem Abtastabschnitt 270 bewegt, tritt durch das Innere des Antriebsabschnitts 292 hindurch und wird auf die Einfallsoberfläche 291a des flachen Elements 291 einfallen gelassen. In diesem Fall, da die Einfallsoberfläche 291a in Bezug auf die Bewegungsrichtung des von dem Fokussierabschnitt 260 emittierten Messlichts MB geneigt ist, wird das auf die Einfallsoberfläche 291a einfallende Messlicht MB unter einem Winkel durch das flache Element 291 übertragen, der in Bezug auf einen Einfallswinkel geneigt ist. Danach wird das Messlicht MB von der Emissionsoberfläche 291b des flachen Elements 291 unter einem Winkel emittiert, der im Wesentlichen gleich dem Einfallswinkel ist. In diesem Zustand, wie durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 37 angezeigt, dreht sich die Drehwelle 292b gemäß der Betätigung des Antriebsabschnitts 292. Folglich wird das Messlicht MB zu dem Abtastabschnitt 270 geführt, während es verschoben wird, um einen Kreis auf der Oberfläche orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Messlichts MB zu zeichnen.
  • Der Abtastabschnitt 270 bestrahlt das Messlicht MB, das durch den Verschiebungsmechanismus 290 an dem Abschnitt des Messobjekts S verschoben wird, der dem Messpunkt entspricht. An diesem Punkt steuert die Steuerplatine 210 die Antriebsabschnitte 271a und 272a, die in 7 gezeigt sind, um das Messlicht MB, das nicht verschoben wird, auf den Abschnitt des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, zu strahlen. Folglich wird das Messlicht MB, das durch den Verschiebungsmechanismus 290 tatsächlich verschoben wird, auf dem ringförmigen Teilbereich PA abgetastet, der den Abschnitt des Messobjekts S entsprechend dem Messpunkt umgibt. Auf diese Weise ist es möglich, Licht auf die Vielzahl von Abschnitten P auf dem Teilbereich PA zu richten.
  • Wenn bei der oben erläuterten Konfiguration eine Konfiguration mit dem Abtastabschnitt 270 vorhanden ist, ist es möglich, den nicht messbaren Bereich in dem Messobjekt S leicht zu reduzieren, indem der Verschiebemechanismus 290 mit einer einfachen Konfiguration in der Konfiguration bereitgestellt wird.
  • Man beachte, dass der Verschiebungsmechanismus 290 nur zwischen dem Lichtführungsabschnitt 240 und dem Abtastabschnitt 270 in dem optischen Pfad des Messlichts MB in dem Messkopf 200 vorgesehen sein muss. Zum Beispiel kann der Verschiebungsmechanismus 290 zwischen dem Lichtführungsabschnitt 240 und dem Fokussierungsabschnitt 260 vorgesehen sein.
  • (b) In der oben erläuterten Ausführungsform kann der Lichtempfangsabschnitt 232d für jeden in 8 gezeigten Teilbereich PA vorübergehend elektrische Ladungen akkumulieren, die durch Empfangen des Messlichts erhalten werden, das von der Vielzahl von Abschnitten P des Teilbereichs PA reflektiert wird. Der Lichtempfangsabschnitt 232d kann ein Lichtempfangssignal basierend auf den elektrischen Ladungen, die für jeden Teilbereich PA akkumuliert sind, an die Steuerplatine 210 geben. In diesem Fall ist in dem Abstandsinformations-Berechnungsabschnitt 12, der in 12 gezeigt ist, eine Verarbeitung zum Integrieren der Vielzahl von Lichtempfangssignalen, die der Vielzahl von Abschnitten P entsprechen, unnötig.
  • (c) 38 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel des Steuersystems 410 der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 zeigt. Bezüglich des in 38 gezeigten Steuersystems 410 werden Unterschiede von dem in 12 gezeigten Steuersystem 410 erläutert. Wie in Flg. 38 gezeigt, umfasst in diesem Beispiel das Steuersystem 410 des Weiteren einen Geometrisches-Element-Erfassungsabschnitt 20 und einen Geometrisches-Element-Berechnungsabschnitt 21.
  • In dem Einstellmodus empfängt der Geometrisches-Element-Erfassungsabschnitt 20 eine Bestimmung von geometrischen Elementen betreffend eine Position eines Messpunkts, der durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 erfasst wird. Die geometrischen Elemente, die die Position des Messpunkts betreffen, sind verschiedene Elemente, die auf der Basis einer Koordinate eines Teils des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, berechnet werden können. Die geometrischen Elemente umfassen beispielsweise eine Flachheit einer gewünschten Oberfläche des Messobjekts S und Abstände und Winkel einer Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts S. Zulässige Werte entsprechend den bestimmten geometrischen Elementen, können ferner in den Erlaubtwert-Erfassungsabschnittm5 eingegeben werden.
  • Der Registrierabschnitt 6 registriert die geometrischen Elemente, die durch den Geometrisches-Element-Erfassungsabschnitt 20 in Verbindung mit dem Messpunkt empfangen werden. Wenn die zulässigen Werte entsprechend den geometrischen Elementen in den Erlaubtwert-Erfassungsabschnitt 5 eingegeben werden, registriert der Registrierabschnitt 6 die zulässigen Werte, die von dem Erlaubtwert-Erfassungsabschnitt 5 in Verbindung mit den geometrischen Elementen empfangen werden. Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet des Weiteren eine Koordinate, die sich auf die in dem Registrierabschnitt 6 registrierten geometrischen Elemente bezieht. Der Geometrisches-Element-Berechnungsabschnitt 21 berechnet auf der Grundlage der Koordinate, die sich auf die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechneten geometrischen Elemente bezieht, Werte der geometrischen Elemente, die in dem Registrierabschnitt 6 registriert sind.
  • In dem Messmodus legt der Korrekturabschnitt 17 des Weiteren in den Messbilddaten die geometrischen Elemente fest, die den Registrierungsinformationen entsprechen, die durch den Registrierabschnitt 6 registriert werden. Der Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet des Weiteren eine Koordinate, die sich auf die geometrischen Elemente bezieht, die durch den Korrekturabschnitt 17 eingestellt werden. Der Geometrisches-Element-Berechnungsabschnitt 21 berechnet auf der Basis der Koordinate, die sich auf die geometrischen Elemente bezieht, die durch den Koordinatenberechnungsabschnitt 13 berechnet werden, geometrische Elemente, die durch den Korrekturabschnitt 17 eingestellt werden.
  • Mit dieser Konfiguration, da der Messmanager die geometrischen Elemente in dem Einstellmodus bestimmt, ist es in dem Messmodus selbst dann möglich, wenn der Messoperator nicht erfahren ist, ein Berechnungsergebnis der geometrischen Elemente des entsprechenden Abschnitts der Messobjekts S einheitlich zu erfassen. Folglich ist es möglich, verschiedene geometrische Elemente, einschließlich der Flachheit und einer Montagedimension des Messobjekts S, genau und einfach zu messen.
  • Wenn die zulässigen Werte, die den geometrischen Elementen entsprechen, in dem Registrierabschnitt 6 registriert werden, inspiziert der Prüfabschnitt 18 das Messobjekt S auf der Grundlage der durch den Geometrisches-Element-Berechnungsabschnitt 21 berechneten geometrischen Elemente und der zulässigen Werte, die in dem Registrierabschnitt 6 registriert sind. Insbesondere wenn die berechneten geometrischen Elemente innerhalb von Toleranzbereichen liegen, die auf Designwerten basieren, bestimmt der Prüfabschnitt 18, dass das Messobjekt S ein fehlerfreies Produkt ist. Auf der anderen Seite, wenn die berechneten geometrischen Elemente außerhalb der Bereiche der Toleranzen liegen, basierend auf den Entwurfswerten, bestimmt der Prüfabschnitt 18, dass das Messobjekt S ein fehlerhaftes Produkt ist.
  • Der Berichtsvorbereitungsabschnitt 19 bereitet den in 13 gezeigten Bericht 420 auf der Grundlage des Inspektionsergebnisses des Prüfabschnitts 18 und des Referenzbilds vor, das durch den Messbild-Erfassungsabschnitt 16 erfasst wurde. In diesem Fall werden Inspektionsergebnisse verschiedener geometrischer Elemente außer der Höhe in dem Bericht 420 beschrieben. In dem in 13 gezeigten Beispiel werden als die geometrischen Elemente zusätzlich zu der Höhe des Abschnitts des Messobjekts S Flachheit, ein Niveauunterschied und ein Winkel beschrieben. Folglich kann der Messoperator eine Montagedimension des Messobjekts S inspizieren und kann einfach ein Ergebnis der Inspektion unter Verwendung des Berichts 420 an den Messmanager oder die anderen Benutzer berichten.
  • (e) 39 ist ein schematisches Diagramm, das ein anderes Konfigurationsbeispiel des optischen Abschnitts 230 der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 zeigt. Wie in 39 gezeigt, umfasst der optische Abschnitt 230 des Weiteren zum Beispiel eine Führungslichtquelle 233, die Licht in einem sichtbaren Bereich emittiert. Das von der Führungslichtquelle 233 emittierte Licht wird als Führungslicht bezeichnet. Der Lichtführungsabschnitt 240 umfasst des Weiteren einen Halbspiegel 247.
  • Der Halbspiegel 247 ist in einer gewünschten Position in einem optischen Pfad von Messlicht angeordnet, das von dem Port 245d des in 3 gezeigten Faserkopplers 245 ausgegeben wird. Der Halbspiegel 247 überlagert das Führungslicht, das von der Führungslichtquelle 233 emittiert wird, und das Messlicht übereinander, das von dem Anschluss 245d ausgegeben wird. Folglich wird das Führungslicht durch den Abtastabschnitt 270, der in 3 gezeigt ist, abgetastet und auf das Messobjekt S in einem Zustand eingestrahlt, in dem das Führungslicht dem Messlicht überlagert ist.
  • Mit dieser Konfiguration kann der Benutzer leicht eine Bestrahlungsposition von Licht auf dem Messobjekt S von dem Abtastabschnitt 270 erkennen, indem er eine Bestrahlungsposition des Führungslichts auf dem Messobjekt S visuell erkennt. Der Abbildungsabschnitt 220, der in 3 gezeigt ist, kann das Führungslicht auf dem Messobjekt S zusammen mit dem Messlicht deutlich abbilden. Folglich kann der Bildanalyseabschnitt 9, der in 12 gezeigt ist, leicht als Ebenenkoordinate, die die Bestrahlungsposition des Messlichts angibt, eine Ebenenkoordinate erfassen, die die Bestrahlungsposition des Führungslichts auf einem Referenzbild oder einem Messbild angibt. Man beachte, dass das Messlicht typischerweise Infrarotlicht mit niedriger Kohärenz ist. Typischerweise kann der Abbildungsabschnitt 220 das Infrarotlicht nicht abbilden. Daher bildet in diesem Fall der Abbildungsabschnitt 220 die Bestrahlungsposition des Führungslichts als die Bestrahlungsposition des Messlichts ab.
  • In diesem Beispiel sind die Führungslichtquelle 233 und der Halbspiegel 247 derart vorgesehen, dass das Führungslicht das Messlicht überlappt, das von dem Port 245d des Faserkopplers 245 ausgegeben wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Führungslichtquelle 233 und der Halbspiegel 247 können derart vorgesehen sein, dass das Führungslicht Emissionslicht überlappt, das von dem in 3 gezeigten Lichtemissionsabschnitt 231 ausgegeben wird. In diesem Fall ist der Halbspiegel 247 in einer gewünschten Position auf einem optischen Pfad des Emissionslichts zwischen dem Lichtemissionsabschnitt 231 und dem Port 245a des Faserkopplers 245 angeordnet.
  • In diesem Beispiel werden das Führungslicht und das Messlicht durch den Halbspiegel 247 übereinandergelegt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Typischerweise ist das Messlicht Infrarotlicht mit niedriger Kohärenz. Das Führungslicht umfasst Licht in einem sichtbaren Bereich. Daher können zum Beispiel das Führungslicht und das Messlicht übereinander durch einen wellenlängenselektiven Spiegel, wie einen dichroitischen Spiegel, überlagert werden, der ein hohes Reflexionsvermögen für Licht mit einer Wellenlänge zeigt, die kleiner als eine Grenzwellenlänge ist und eine hohe Durchlässigkeit zeigt, für Licht mit einer Wellenlänge, die größer ist als die Grenzwellenlänge ist. Das Führungslicht und das Messlicht können beispielsweise durch einen Faserkoppler und eine optische Faser übereinandergelegt werden. In diesem Fall hat der Faserkoppler eine sogenannte 2 × 1 Typkonfiguration.
  • (e) Der Höhenberechnungsabschnitt 15 kann die Höhe eines Abschnitts des Messobjekts S basierend auf einem Ursprung in einem speziellen dreidimensionalen Koordinatensystem berechnen, das In der Vorrichtung 400 zur Messung der optischen Abtasthöhe definiert ist. In diesem Fall kann der Benutzer den Absolutwert der Höhe des Abschnitts des Messobjekts S in dem speziellen dreidimensionalen Koordinatensystem erfassen. Der Höhenberechnungsabschnitt 15 kann selektiv in einem Relativwertberechnungsmodus zum Berechnen des Relativwerts der Höhe basierend auf einer Referenzebene und einem Absolutwertberechnungsmodus zum Berechnen des Absolutwerts der Höhe in einem speziellen dreidimensionalen Koordinatensystem arbeiten. In dem Absolutwertberechnungsmodus kann der Referenzpunkt nicht bestimmt werden, da die Referenzebene unnötig ist.
  • (f) Wenn in dem Einstellungsmodus die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, nicht berechnet werden kann, kann der Höhenberechnungsabschnitt 15 den Anzeigeabschnitt 340 veranlassen, eine Fehlermeldung wie „FEHLER“ anzuzeigen. ". In diesem Fall kann der Messmanager durch visuelles Erkennen des Anzeigeabschnitts 340 erkennen, dass die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S, der dem Messpunkt entspricht, nicht berechnet werden kann. Folglich kann der Messmanager die Anordnung des Messobjekts S oder der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung 400 ändern oder die Position eines zu bestimmenden Messpunkts so ändern, dass die Höhe des Abschnitts des Messobjekts S berechnet werden kann.
  • (g) Die optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 kann in der Lage sein, eine Zeichnung und einen Kommentar in das in dem Einstellmodus erfasste Referenzbild oder das in dem Messmodus erfasste Messbild einzufügen. Folglich ist es möglich, einen Messzustand des Messobjekts S detaillierter aufzuzeichnen. Die Zeichnung und der in das Referenzbild eingefügte Kommentar können als Registrierungsinformationen registriert werden.
  • Zum Beispiel kann eine Frame-Linie, die den Suchbereich angibt, der in dem Einstellmodus eingestellt ist, in dem Referenzbild gezeichnet werden. In diesem Fall wird im Messmodus die Frame-Linie auf dem Messbild angezeigt. Folglich ist es im Messmodus für den Messoperator leicht, das Messobjekt S auf der optischen Oberflächenplatte 111 so anzuordnen, dass das Messobjekt S in die Frame-Linie passt, die auf dem Messbild angezeigt wird. Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung der Messbilddaten in Bezug auf die Referenzbilddaten effizient zu korrigieren.
  • (h) Der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 kann den Anzeigeabschnitt 340 veranlassen, das erfasste Referenzbild in einer Vogelperspektivansicht anzuzeigen, indem eine Bildverarbeitung des Referenzbildes durchgeführt wird. In ähnlicher Weise kann der Messbild-Erfassungsabschnitt 16 den Anzeigeabschnitt 340 veranlassen, das erfasste Messbild in einer Vogelperspektivansicht anzuzeigen, indem eine Bildverarbeitung des Messbilds durchgeführt wird.
  • (i) In den oben erläuterten Ausführungsformen erfassen der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 und der Messbild-Erfassungsabschnitt 16 das aufgenommene Bild des Messobjekts S durch den Abbildungsabschnitt 220 jeweils als das Referenzbild und das Messbild. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 und der Messbild-Erfassungsabschnitt 16 können ein CAD (Computer Aided Design) -Bild des Messobjekts S erfassen, das im Voraus als das Referenzbild und das Messbild vorbereitet wurde.
  • Alternativ, wenn das Messlicht auf eine Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts S eingestrahlt wird, ist der Höhenberechnungsabschnitt 15 in der Lage, Höhen der Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts S zu berechnen. Daher können der Referenzbild-Erfassungsabschnitt 1 und der Messbild-Erfassungsabschnitt 16 ein Abstandsbild des Messobjekts S jeweils als das Referenzbild und das Messbild auf der Grundlage der Höhen der Vielzahl von Abschnitten des Messobjekts S erfassen.
  • Wenn das CAD-Bild oder das Abstandsbild als das Referenzbild verwendet wird, kann der Messmanager einen gewünschten Referenzpunkt und einen gewünschten Messpunkt auf dem CAD-Bild oder dem Abstandsbild genau bestimmen, während eine dreidimensionale Form des Messobjekts S erkannt wird. Wenn das Abstandsbild als das Referenzbild und das Messbild verwendet wird, kann das Referenzbild schnell durch Verringern der Auflösung erzeugt werden.
  • (j) In den oben erläuterten Ausführungsformen bezeichnet der Messoperator die Datei des Registrierungsbilds während des Starts des Messmodus. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein ID- (Identifikations-) Tag, entsprechend der Datei der Registrierungsinformationen, an das Messobjekt S gesteckt werden. In diesem Fall wird der ID-Tag während des Starts des Messmodus durch den Abbildungsabschnitt 220 zusammen mit dem Messobjekt S abgebildet, wodurch die Datei der Registrierungsinformation, die dem Tag entspricht, automatisch bestimmt wird. Mit dieser Konfiguration muss der Messoperator die Datei der Registrierungsinformation während des Beginns des Messmodus nicht bestimmen. Daher wird die Verarbeitung in Schritt S203 in 17 weggelassen.
  • (k) In den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Höhe des Messobjekts S durch das spektrale Interferenzsystem berechnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Höhe des Messobjekts S kann durch ein anderes System wie beispielsweise ein weißes Interferenzsystem, ein konfokales System, ein Triangulationssystem oder ein TOF-System (Time of Flight) berechnet werden.
  • (I) In den oben erläuterten Ausführungsformen umfasst der Lichtführungsabschnitt 240 die optischen Fasern 241 bis 244 und den Faserkoppler 245. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Lichtführungsabschnitt 240 kann einen Halbspiegel anstelle der optischen Fasern 241 bis 244 und des Faserkopplers 245 umfassen.
  • (15) Eine Korrespondenzbeziehung zwischen den Bestandteilen der Ansprüche und den Abschnitten der Ausführungsformen
  • Ein Beispiel der Übereinstimmung zwischen den Bestandteilen der Ansprüche und den Abschnitten der Ausführungsformen wird unten erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das unten erläuterte Beispiel beschränkt.
  • In den oben erläuterten Ausführungsformen ist der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt 2 ein Beispiel des Positionsinformations-Erfassungsabschnitt, der Lichtemissionsabschnitt 231 ist ein Beispiel des Lichtemissionsabschnitts, das Messobjekt S ist ein Beispiel des Messobjekts, der Teilbereich PA ist ein Beispiel des Teilbereichs, die Vielzahl von Abschnitten P ist ein Beispiel der Vielzahl von Abschnitten, die Ablenkabschnitte 271 und 272, der Antriebssteuerabschnitt 3 und der Verschiebungsmechanismus 290 sind Beispiele für der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt, der Lichtempfangsabschnitt 232d ist ein Beispiel des Lichtempfangsabschnitts, der Erfassungsabschnitt 8 ist ein Beispiel des Erfassungsabschnitts, der Höhenberechnungsabschnitt 15 ist ein Beispiel des Höhenberechnungsabschnitts und der optische Abtasthöhenmessvorrichtung 400 ist ein Beispiel der optischen Abtasthöhenmessvorrichtung.
  • Die Ablenkabschnitte 271 und 272 sind Beispiele des Ablenkabschnitts, der Antriebssteuerabschnitt 3 ist ein Beispiel des Antriebssteuerabschnitts, der Schaltmechanismus 290 Ist ein Beispiel des Schaltabschnitts, der Einstellabschnitt 110 ist ein Beispiel von dem Platzierungstisch, der Messkopf 200 ist ein Beispiel des Kopfabschnitts, und der Halteabschnitt 120 ist ein Beispiel des Halteabschnitts.
  • Der Abbildungsabschnitt 220 ist ein Beispiel des Abbildungsabschnitts, die Linearführung 251g ist ein Beispiel der Bewegungsachse, das reflektierende Element 254c ist ein Beispiel des Referenzkörpers, der Lichtführungsabschnitt 240 ist ein Beispiel des Lichtführungsabschnitts, die Leseabschnitte 257a und 257b sind Beispiele des Referenzpositions-Erfassungsabschnitts, der Spektralabschnitt 232b ist ein Beispiel des Spektralabschnitts, und der Registrierabschnitt 6 ist ein Beispiel des Registrierabschnitts.
  • Als die Bestandteile der Ansprüche können auch andere verschiedene Elemente mit den in den Ansprüchen beschriebenen Konfigurationen oder Funktionen verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann effektiv für verschiedene optische Abtasthöhenmessvorrichtungen verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • JP 2010043954 A [0003]

Claims (10)

  1. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung, die umfasst: einen Positionsinformations-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Empfangen der Bestimmung eines Messpunkts; einen Lichtemissionsabschnitt, der konfiguriert ist zum Emittieren von Licht; einen Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird und zum Ausstrahlen des Lichts auf ein Messobjekt, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitte zu strahlen, die sich voneinander unterschieden in einem Teilbereich auf einer Oberfläche des Messobjekts, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des Messobjekts, der dem Messpunkt entspricht, der von dem Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangen wird; einen Lichtempfangsabschnitt, der konfiguriert ist zum Empfangen von Licht von dem Messobjekt und zum Ausgeben eines Lichtempfangssignals, das eine empfangene Lichtmenge anzeigt; einen Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Erfassen einer Ablenkrichtung des Ablenk- und Bestrahlungsabschnitts entsprechend dem Teilbereich oder einer Bestrahlungsposition des Messlichts entsprechend dem Teilbereich; und einen Höhenberechnungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Berechnen, auf der Basis der Ablenkrichtung des Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt oder der Bestrahlungsposition des Messlichts, das von dem Erfassungsabschnitt berechnet wird und dem Lichtempfangssignal, das von dem Lichtempfangsabschnitt ausgegeben wird, gemäß der Häufigkeit von Lichtern auf dem Lichtempfangsabschnitt von einer Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich, einer Höhe des Abschnitts des Messobjekts entsprechend dem bestimmten Messpunkt.
  2. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt umfasst: einen Ablenkabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wurde und zum Bestrahlen des Lichts auf das Messobjekt; und einen Antriebssteuerabschnitt, der konfiguriert ist, um den Ablenkabschnitt so zu steuern, dass er sequentiell das Licht auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich abstrahlt, der dem durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangenen Messpunkt entspricht.
  3. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt umfasst: einen Ablenkabschnitt, der konfiguriert ist zum Ablenken des Lichtes, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wurde und zum Bestrahlen des Lichts auf das Messobjekt; einen Verschiebungsabschnitt, der zwischen dem Lichtemissionsabschnitt und dem Ablenkabschnitt vorgesehen ist und konfiguriert ist, um eine Bewegungsrichtung des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts in eine Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung zu verschieben; und einen Antriebssteuerabschnitt, der konfiguriert ist, um den Ablenkabschnitt und den Verschiebungsabschnitt zu steuern, um sequentiell das Licht auf die Vielzahl von Abschnitten in dem Teilbereich, der dem durch den Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangenen Messpunkt entspricht, abzustrahlen.
  4. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Teilbereich ein ringförmiger Bereich ist, der den bestimmten Messpunkt umgibt, und die Vielzahl von Abschnitten des Teilbereichs In einer Umfangsrichtung des ringförmigen Bereichs angeordnet sind.
  5. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung von ersten und zweiten Messpunkten abwechselnd empfängt, nachdem der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung des ersten Messpunkts empfängt und bevor der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt Bestimmung des zweiten Messpunkts empfängt, der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt in der Lage ist, das Licht, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert wird, abzulenken und das Licht auf das Messobjekt zu strahlen, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitte in einem Teilbereich der Oberfläche des Messobjekts zu strahlen, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des Messobjekts entsprechend dem bestimmten ersten Messpunkt.
  6. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die des Weiteren umfasst: ein Platzierungstisch, auf den das Messobjekt platziert ist; einen Kopfabschnitt, der den Lichtemissionsabschnitt, den Ablenk- und Strahlungsabschnitt und den Lichtempfangsabschnitt umfasst; und einen Halteabschnitt, der konfiguriert ist, um den Kopfabschnitt und den Platzierungstisch ganzheitlich zu halten, um auf einer Anordnungsfläche des Platzierungstisches von oben das Licht zu bestrahlen, das von dem Lichtemissionsabschnitt emittiert und durch den Ablenkungs- und Bestrahlungsabschnitt abgelenkt wird.
  7. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Halteabschnitt in der Lage ist, den Kopfabschnitt in einer Richtung orthogonal zu der Anordnungsfläche des Anbringungstisches zu bewegen.
  8. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, die des Weiteren einen Abbildungsabschnitt umfasst, der in dem Kopfabschnitt vorgesehen ist und konfiguriert ist, um das auf dem Platzierungstisch platzierte Messobjekt abzubilden, wobei der Positionsinformations-Erfassungsabschnitt eine Bestimmung eines Messpunkts auf einem Bild des Messobjekts empfängt, das vom Abbildungsabschnitt erfasst wurde.
  9. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die des Weiteren umfasst: einen Referenzkörper, der so angeordnet ist, dass er auf einer Bewegungsachse bewegbar ist; einen Lichtleiterabschnitt, der konfiguriert ist zum Führen des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts zu dem Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt als Messlicht und zum Führen des von dem Lichtemissionsabschnitt emittierten Lichts zu dem Referenzkörper als Referenzlicht, zum Erzeugen von Interferenzlicht des Messlichts von dem Messobjekt, das von dem Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt reflektiert wird, und dem Referenzlicht, das von dem Referenzkörper reflektiert wird, und zum Führen des erzeugten Interferenzlichts zu dem Lichtempfangsabschnitt; einen Referenzpositions-Erfassungsabschnitt, der konfiguriert ist zum Erfassen einer Position des Referenzkörpers; und einen Spektralabschnitt, der konfiguriert ist, das von dem Lichtleitabschnitt erzeugte Interferenzlicht spektral zu dispergieren, wobei der Lichtemissionsabschnitt zeitlich schwach kohärentes Licht emittiert, der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt das Messlicht, das durch den Lichtleitabschnitt geführt wird, ablenkt, um das Messlicht auf das Messobjekt auf die Vielzahl von Abschnitte in dem Teilbereich zu strahlen, und das Messlicht von dem Messobjekt zu dem Lichtleitabschnitt reflektiert, der Lichtempfangsabschnitt das durch den Spektralabschnitt spektral dispergierte Interferenzlicht empfängt und ein Lichtempfangssignal ausgibt, das eine empfangene Lichtmenge des Interferenzlichts anzeigt, und der Höhenberechnungsabschnitt die Höhe des Abschnitts des Messobjekts auf der Grundlage der Position des Referenzkörpers, die durch den Referenzpositions-Erfassungsabschnitt erfasst wird, und der empfangenen Lichtmenge des Interferenzlichts in dem von dem Lichtempfangsabschnitt ausgegebenen Lichtempfangssignal berechnet.
  10. Optische Abtasthöhenmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die optische Abtasthöhenmessvorrichtung konfiguriert ist, um selektiv in einem Einstellmodus und einem Messmodus zu arbeiten, und des Weiteren einen Registrierabschnitt umfasst, der Positionsinformations-Erfassungsabschnltt in dem Einstellmodus den Messpunkt auf einem Bild eines ersten Messobjekts empfängt, der Registrierabschnitt in dem Einstellmodus den Messpunkt registriert, der von dem Positionsinformations-Erfassungsabschnitt empfangen wird, der Ablenk- und Bestrahlungsabschnitt in dem Messmodus das von dem Lichtemissionsabschnitt emittierte Licht ablenkt und das Licht auf das Messobjekt einstrahlt, um das Licht abwechselnd auf eine Vielzahl von Abschnitten zu strahlen, die sich voneinander in einem Teilbereich auf einer Oberfläche eines zweiten Messobjekts unterscheiden, einschließlich oder umlaufend eines Abschnitts des zweiten Messobjekts, entsprechend dem Messpunkt, der von dem Registrierabschnitt registriert wird, der Erfassungsabschnitt in dem Messmodus eine Ablenkrichtung des Ablenk- und Abstrahlungsabschnitts erfasst, die dem Teilbereich oder einer Bestrahlungsposition des Messlichts entspricht, das dem Teilbereich entspricht, und der Höhenberechnungsabschnitt in dem Messmodus die Höhe des Abschnitts des zweiten Messobjekts berechnet, der dem Messpunkt entspricht.
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