JP2000105109A - パターン投影計測用格子 - Google Patents
パターン投影計測用格子Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
- G01B11/254—Projection of a pattern, viewing through a pattern, e.g. moiré
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- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃
度分布を有するパターン投影計測用格子において、白黒
２値パターンの疎密を正弦波状に分布させることによ
り、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とす
る。 【構成】 正弦波の全振幅各１周期分を８つの区分に分
割するとともに、これら分割された各区分内を該区分内
における正弦波の面積Ｓとその全振幅に等しい矩形波の
面積Ｓｏとの比率で白領域Ｗと黒領域Ｂとに領域分けす
ることにより、白黒２値パターンを構成する。
度分布を有するパターン投影計測用格子において、白黒
２値パターンの疎密を正弦波状に分布させることによ
り、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とす
る。 【構成】 正弦波の全振幅各１周期分を８つの区分に分
割するとともに、これら分割された各区分内を該区分内
における正弦波の面積Ｓとその全振幅に等しい矩形波の
面積Ｓｏとの比率で白領域Ｗと黒領域Ｂとに領域分けす
ることにより、白黒２値パターンを構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モアレ装置等にお
いて用いられるパターン投影計測用格子に関するもので
ある。
いて用いられるパターン投影計測用格子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被測定体の立体形状情報の取
り込みを短時間で容易に行うための装置としてモアレ装
置が知られている。モアレ装置としては格子照射型のも
のと格子投影型のものとがあるが、後者は前者のような
基準格子が不要なため被測定体の測定自由度が大きなも
のとなる。
り込みを短時間で容易に行うための装置としてモアレ装
置が知られている。モアレ装置としては格子照射型のも
のと格子投影型のものとがあるが、後者は前者のような
基準格子が不要なため被測定体の測定自由度が大きなも
のとなる。
【０００３】上記格子投影型モアレ装置は、互いに平行
な光軸を有する投影光学系および観測光学系を備えてお
り、投影光学系により投影格子の像を被測定体上に投影
させるとともに、観測光学系により被測定体上に形成さ
れた変形格子像を観測用基準格子上に結像させ、これに
より生じるモアレ縞を観測するように構成されている。
な光軸を有する投影光学系および観測光学系を備えてお
り、投影光学系により投影格子の像を被測定体上に投影
させるとともに、観測光学系により被測定体上に形成さ
れた変形格子像を観測用基準格子上に結像させ、これに
より生じるモアレ縞を観測するように構成されている。
【０００４】上記投影格子および観測用基準格子として
は、モアレ縞の観測精度を高める観点から、できるだけ
正弦波に近い濃度分布を有する格子を用いることが望ま
しい。これを実現するためのものとして、白黒２値パタ
ーンで構成された疑似正弦波濃度分布を有するパターン
投影計測用格子が考えられる。なお本明細書において、
「白黒２値パターン」の「白」は「透明」を意味し、
「黒」は「不透明」を意味する。
は、モアレ縞の観測精度を高める観点から、できるだけ
正弦波に近い濃度分布を有する格子を用いることが望ま
しい。これを実現するためのものとして、白黒２値パタ
ーンで構成された疑似正弦波濃度分布を有するパターン
投影計測用格子が考えられる。なお本明細書において、
「白黒２値パターン」の「白」は「透明」を意味し、
「黒」は「不透明」を意味する。
【０００５】上記のような疑似正弦波濃度分布を有する
パターン投影計測用格子を製作する方法としては、例え
ば、正弦波濃度分布パターンに製版の網掛けを行って、
白黒ドットの面積が変化する白黒２値パターンに置き換
え、これを実際の格子サイズに縮小する方法、あるい
は、白黒ドットで白黒２値パターンを形成するのではあ
るが、ランダムにドットを打つようにし、その際コンピ
ュータの中で乱数を発生させてドット分布制御を行う関
数を作りドット分布が正弦波状になるように描画する方
法が考えられる。
パターン投影計測用格子を製作する方法としては、例え
ば、正弦波濃度分布パターンに製版の網掛けを行って、
白黒ドットの面積が変化する白黒２値パターンに置き換
え、これを実際の格子サイズに縮小する方法、あるい
は、白黒ドットで白黒２値パターンを形成するのではあ
るが、ランダムにドットを打つようにし、その際コンピ
ュータの中で乱数を発生させてドット分布制御を行う関
数を作りドット分布が正弦波状になるように描画する方
法が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記い
ずれの製作方法を採用した場合においても、好ましい疑
似正弦波濃度分布を有するパターン投影計測用格子を製
作することは困難である。
ずれの製作方法を採用した場合においても、好ましい疑
似正弦波濃度分布を有するパターン投影計測用格子を製
作することは困難である。
【０００７】すなわち、これらの製作方法においては、
回折の影響等を配慮することができないため黒い部分は
より黒くなる（不透明部が暗くなる）一方、最小黒ドッ
トの製作寸法の関係から白い部分はより白くなり、この
ため基本的には銀塩写真を拡大したようなものとなって
しまう。
回折の影響等を配慮することができないため黒い部分は
より黒くなる（不透明部が暗くなる）一方、最小黒ドッ
トの製作寸法の関係から白い部分はより白くなり、この
ため基本的には銀塩写真を拡大したようなものとなって
しまう。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、白黒２値パターンで構成された疑似正
弦波濃度分布を有するパターン投影計測用格子におい
て、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とする
ことができるパターン投影計測用格子を提供することを
目的とするものである。
たものであって、白黒２値パターンで構成された疑似正
弦波濃度分布を有するパターン投影計測用格子におい
て、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とする
ことができるパターン投影計測用格子を提供することを
目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の投影計測用格子
は、白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃度分布
を有するパターン投影計測用格子において、前記白黒２
値パターンが、正弦波の全振幅各１周期分を所定の区分
で分割するとともに、これら各区分内を該区分内におけ
る前記正弦波の面積と該正弦波の全振幅に等しい矩形波
の面積との比率に応じて白領域と黒領域とに領域分けす
ることにより構成されてなることを特徴とするものであ
る。
は、白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃度分布
を有するパターン投影計測用格子において、前記白黒２
値パターンが、正弦波の全振幅各１周期分を所定の区分
で分割するとともに、これら各区分内を該区分内におけ
る前記正弦波の面積と該正弦波の全振幅に等しい矩形波
の面積との比率に応じて白領域と黒領域とに領域分けす
ることにより構成されてなることを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、この場合において、前記白黒２値パ
ターンが、投影計測用レンズの解像力では分解できない
密度で形成されていることが望ましい。また、前記各区
分内における白領域と黒領域との領域分けが、白または
黒の帯状領域を前記矩形波と前記正弦波との差分領域の
重心付近を通るように形成することにより行われている
ことが望ましい。
ターンが、投影計測用レンズの解像力では分解できない
密度で形成されていることが望ましい。また、前記各区
分内における白領域と黒領域との領域分けが、白または
黒の帯状領域を前記矩形波と前記正弦波との差分領域の
重心付近を通るように形成することにより行われている
ことが望ましい。
【００１１】また、前記白黒２値パターンが、πの位置
に関して対称で、かつ、π／２および３π／２の位置に
関して白黒が反転したパターンに設定されていることが
望ましい。
に関して対称で、かつ、π／２および３π／２の位置に
関して白黒が反転したパターンに設定されていることが
望ましい。
【００１２】さらに、前記白領域と前記黒領域とが帯状
に領域分けされており、前記白領域の幅が、該白領域を
透過する光の回折度合に応じて、前記比率で設定される
幅よりも広い幅に補正されていることが望ましい。
に領域分けされており、前記白領域の幅が、該白領域を
透過する光の回折度合に応じて、前記比率で設定される
幅よりも広い幅に補正されていることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形
態に係るパターン投影計測用格子を備えたモアレ装置を
示す平面概略図である。
施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形
態に係るパターン投影計測用格子を備えたモアレ装置を
示す平面概略図である。
【００１４】図示のように、このモアレ装置は、投影光
学系１２により投影格子１４の像を投影レンズ１６で被
測定体２上に投影させるとともに、観測光学系２２によ
り被測定体２上に形成された変形格子像を撮影レンズ２
６で観測用基準格子２４上に結像させ、これにより生じ
るモアレ縞を観測するように構成されている。
学系１２により投影格子１４の像を投影レンズ１６で被
測定体２上に投影させるとともに、観測光学系２２によ
り被測定体２上に形成された変形格子像を撮影レンズ２
６で観測用基準格子２４上に結像させ、これにより生じ
るモアレ縞を観測するように構成されている。
【００１５】同図において１点鎖線で示す仮想基準格子
面Ｐｇおよびこれと平行な実線で示す複数の面がモアレ
面を形成しており、これら各モアレ面と被測定体２が交
差する曲線に沿ってモアレ縞が形成されることとなる。
同図には、仮想基準格子面Ｐｇの手前側にのみ実線でモ
アレ面を示しているが、仮想基準格子面Ｐｇの奥側にも
複数のモアレ面が形成される。したがって、被測定体２
が仮想基準格子面Ｐｇを前後にまたがるように配置され
た場合においてもモアレ縞は形成される。
面Ｐｇおよびこれと平行な実線で示す複数の面がモアレ
面を形成しており、これら各モアレ面と被測定体２が交
差する曲線に沿ってモアレ縞が形成されることとなる。
同図には、仮想基準格子面Ｐｇの手前側にのみ実線でモ
アレ面を示しているが、仮想基準格子面Ｐｇの奥側にも
複数のモアレ面が形成される。したがって、被測定体２
が仮想基準格子面Ｐｇを前後にまたがるように配置され
た場合においてもモアレ縞は形成される。
【００１６】本実施形態においては、投影格子１４およ
び観測用基準格子２４がパターン投影計測用格子として
機能することとなるが、これらはいずれも同様の構成で
あるので、以下その代表として投影格子１４について説
明する。
び観測用基準格子２４がパターン投影計測用格子として
機能することとなるが、これらはいずれも同様の構成で
あるので、以下その代表として投影格子１４について説
明する。
【００１７】図２（ａ）は、投影格子１４をその支持フ
レーム２０と共に示す正面図であり、同図（ｂ）は、そ
の部分拡大図である。
レーム２０と共に示す正面図であり、同図（ｂ）は、そ
の部分拡大図である。
【００１８】同図（ａ）に示すように、投影格子１４
は、巨視的には左右等ピッチで縦縞状に形成されている
が、同図（ｂ）に示すように、微視的には左右の幅およ
び間隔が徐変する白黒２値の繰り返しパターンで構成さ
れている。この白黒２値パターンにおいて、白領域Ｗは
透明領域であり、黒領域Ｂは不透明領域である。
は、巨視的には左右等ピッチで縦縞状に形成されている
が、同図（ｂ）に示すように、微視的には左右の幅およ
び間隔が徐変する白黒２値の繰り返しパターンで構成さ
れている。この白黒２値パターンにおいて、白領域Ｗは
透明領域であり、黒領域Ｂは不透明領域である。
【００１９】白黒２値パターンにおけるパターンの繰り
返しピッチは、１００μｍに設定されており、各ピッチ
内における白領域Ｗと黒領域Ｂとの領域分けの具体的寸
法値は、図３に示すように設定されている。そしてこれ
により、白黒２値パターンの疎密を略正弦波状に分布さ
せて正弦波に近い濃度分布（疑似正弦波濃度分布）を得
るようにしている。同図に示すように、白黒２値パター
ンは、これを構成する各白領域Ｗおよび各黒領域Ｂの幅
が最大でも３０μｍ未満であり、投影レンズ１６の解像
力では分解できない密度で形成されている。
返しピッチは、１００μｍに設定されており、各ピッチ
内における白領域Ｗと黒領域Ｂとの領域分けの具体的寸
法値は、図３に示すように設定されている。そしてこれ
により、白黒２値パターンの疎密を略正弦波状に分布さ
せて正弦波に近い濃度分布（疑似正弦波濃度分布）を得
るようにしている。同図に示すように、白黒２値パター
ンは、これを構成する各白領域Ｗおよび各黒領域Ｂの幅
が最大でも３０μｍ未満であり、投影レンズ１６の解像
力では分解できない密度で形成されている。
【００２０】次に、白領域Ｗおよび黒領域Ｂの領域分け
の具体的設定方法について説明する。まず、図４に示す
ように正弦波の座標設定をする。すなわち、正弦波の山
をＸ軸原点とし、正弦波の谷をＹ軸原点とする。そし
て、この正弦波の波長を１００μｍ、振幅を１（全振幅
を２）に設定する。
の具体的設定方法について説明する。まず、図４に示す
ように正弦波の座標設定をする。すなわち、正弦波の山
をＸ軸原点とし、正弦波の谷をＹ軸原点とする。そし
て、この正弦波の波長を１００μｍ、振幅を１（全振幅
を２）に設定する。
【００２１】次に、この正弦波の各１周期分を８つの区
分に分割する。この８分割は、π／２毎に４つに等分割
したものをさらに２分割することにより行うが、後の２
分割は、π／２および３π／２寄りの位置で分割する。
このとき、白黒２値パターンは、πの位置に関して対称
で、かつ、π／２および３π／２の位置に関して白黒が
反転したパターンに設定する。
分に分割する。この８分割は、π／２毎に４つに等分割
したものをさらに２分割することにより行うが、後の２
分割は、π／２および３π／２寄りの位置で分割する。
このとき、白黒２値パターンは、πの位置に関して対称
で、かつ、π／２および３π／２の位置に関して白黒が
反転したパターンに設定する。
【００２２】そして、８分割された各区分内において、
正弦波の面積Ｓと該正弦波の全振幅に等しい矩形波の面
積Ｓｏとの比率で、該区分内を白黒２値パターンで帯状
に領域分けする。
正弦波の面積Ｓと該正弦波の全振幅に等しい矩形波の面
積Ｓｏとの比率で、該区分内を白黒２値パターンで帯状
に領域分けする。
【００２３】この領域分けは具体的には次のようにして
行う。まず、図４に示すθ1〜θ2の区分内において、矩
形波（四角形ＡＢＢ´Ａ´）の面積Ｓｏおよび正弦波の
面積Ｓを算出する。
行う。まず、図４に示すθ1〜θ2の区分内において、矩
形波（四角形ＡＢＢ´Ａ´）の面積Ｓｏおよび正弦波の
面積Ｓを算出する。
【００２４】
【数１】
【００２５】次に、面積Ｓｏと面積Ｓとの差ΔＳを算出
する。 ΔＳ＝Ｓｏ−Ｓ ＝２（θ2 −θ1 ）−｛ｓｉｎθ2 ＋θ2 −ｓｉｎθ1
−θ1 ｝ ＝θ2 −θ1 −ｓｉｎθ2 ＋ｓｉｎθ1 θ1 〜θ2 の区分内においては、Ｓ＞Ｓｏ／２であるの
で、黒領域Ｂが主体の領域分けとなる。そこで、θ1 〜
θ2 の区分内を一旦すべて黒領域Ｂとし、この黒領域Ｂ
の中間部分に白領域Ｗを帯状に割り込ませる。その際、
白領域ＷはΔＳの領域（差分領域）の重心Ｗｐを通るよ
うに形成し、かつ、白領域Ｗの面積がΔＳの面積と等し
くなるように該白領域Ｗの幅を設定する。重心ＷｐのＸ
座標位置θw は、 ΔＳ（θ1 〜θw ）＝ΔＳ（θ1 〜θ2 ）／２ となる位置として算出する。
する。 ΔＳ＝Ｓｏ−Ｓ ＝２（θ2 −θ1 ）−｛ｓｉｎθ2 ＋θ2 −ｓｉｎθ1
−θ1 ｝ ＝θ2 −θ1 −ｓｉｎθ2 ＋ｓｉｎθ1 θ1 〜θ2 の区分内においては、Ｓ＞Ｓｏ／２であるの
で、黒領域Ｂが主体の領域分けとなる。そこで、θ1 〜
θ2 の区分内を一旦すべて黒領域Ｂとし、この黒領域Ｂ
の中間部分に白領域Ｗを帯状に割り込ませる。その際、
白領域ＷはΔＳの領域（差分領域）の重心Ｗｐを通るよ
うに形成し、かつ、白領域Ｗの面積がΔＳの面積と等し
くなるように該白領域Ｗの幅を設定する。重心ＷｐのＸ
座標位置θw は、 ΔＳ（θ1 〜θw ）＝ΔＳ（θ1 〜θ2 ）／２ となる位置として算出する。
【００２６】他の区分内においても同様にして白黒２値
パターンでの領域分けを行う。これにより、上記投影格
子１４を、白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃
度分布を有するパターン投影計測用格子として形成す
る。
パターンでの領域分けを行う。これにより、上記投影格
子１４を、白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃
度分布を有するパターン投影計測用格子として形成す
る。
【００２７】ところで、上記のようにして投影格子１４
を形成した場合、白領域Ｗおよび黒領域Ｂの幅は最小で
１．６９μｍと非常に狭いものとなるので、白領域Ｗに
関しては、該白領域Ｗを透過する光の回折の影響を考慮
する必要がある。そこで、まず、回折により広がる光を
すべて投影レンズ１６に入射させるのに必要なＦ（鏡径
比）を算出する。
を形成した場合、白領域Ｗおよび黒領域Ｂの幅は最小で
１．６９μｍと非常に狭いものとなるので、白領域Ｗに
関しては、該白領域Ｗを透過する光の回折の影響を考慮
する必要がある。そこで、まず、回折により広がる光を
すべて投影レンズ１６に入射させるのに必要なＦ（鏡径
比）を算出する。
【００２８】上記投影格子１４は投影レンズ１６との距
離が十分大きいので、フランホーファ回折の領域とな
る。そこで図５に示すような光学系について考える。
離が十分大きいので、フランホーファ回折の領域とな
る。そこで図５に示すような光学系について考える。
【００２９】同図において、ａはスリット幅（白領域Ｗ
の幅）であり、Ｚはレンズ（投影レンズ１６）までの距
離であり、ｄz はレンズの瞳位置における回折光のサイ
ズである。また使用する光の波長をλとする。 Ｚ＝ｍａ2 ／２λ で示されるとき、ｍ＝３で０次の広がり（暗環）の直径
ｄはｄ≒２ａとなる。このあたりまではフレネル回折で
ある。
の幅）であり、Ｚはレンズ（投影レンズ１６）までの距
離であり、ｄz はレンズの瞳位置における回折光のサイ
ズである。また使用する光の波長をλとする。 Ｚ＝ｍａ2 ／２λ で示されるとき、ｍ＝３で０次の広がり（暗環）の直径
ｄはｄ≒２ａとなる。このあたりまではフレネル回折で
ある。
【００３０】いま、ｍ＝３より遥かに遠い所では、格子
位置を基準にｍ＝３での光の広がりがそのまま伝播する
ものと仮定すれば、レンズの瞳位置での回折光のサイズ
ｄzは、 ｄz ＝ｄｍ＝３ ・Ｚ／Ｚｍ＝３ で表わすことができる。図６に示すように、 ｄｍ＝３ ＝２ａ であるから、 ｄz ＝２ａ・Ｚ／Ｚｍ＝３ となる。
位置を基準にｍ＝３での光の広がりがそのまま伝播する
ものと仮定すれば、レンズの瞳位置での回折光のサイズ
ｄzは、 ｄz ＝ｄｍ＝３ ・Ｚ／Ｚｍ＝３ で表わすことができる。図６に示すように、 ｄｍ＝３ ＝２ａ であるから、 ｄz ＝２ａ・Ｚ／Ｚｍ＝３ となる。
【００３１】したがって、必要なＦは、焦点距離をｆと
して Ｆ＝ｆ／ｄz ＝ｆ／（２ａ・Ｚ／Ｚｍ＝３ ） となる。
して Ｆ＝ｆ／ｄz ＝ｆ／（２ａ・Ｚ／Ｚｍ＝３ ） となる。
【００３２】実際には、レンズの有効径は図５および６
に示す瞳径Ｄにより規定されるので、 Ｆ＝ｆ／Ｄ であり、これを考慮してＦの値を設定する必要がある。
に示す瞳径Ｄにより規定されるので、 Ｆ＝ｆ／Ｄ であり、これを考慮してＦの値を設定する必要がある。
【００３３】表１は、このようにして各種スリット幅ａ
に対して必要なＦを算出したときのデータを示す表であ
る。
に対して必要なＦを算出したときのデータを示す表であ
る。
【００３４】
【表１】
【００３５】同表より、例えばＦ＝６．５のレンズを用
いた場合には、ａ＝５μｍ程度から補正なしでほぼ実用
となり、ａ＝６μｍでは何ら問題は起きないことが分か
る。しかしながら、スリット幅ａ（すなわち白黒２値パ
ターンの白領域Ｗの幅）が５μｍよりも狭い場合には、
これを設計値よりも広めの値に補正してレンズ入射光量
を増大させることが、疑似正弦波濃度分布をより正弦波
に近い濃度分布とする上から望まれる。
いた場合には、ａ＝５μｍ程度から補正なしでほぼ実用
となり、ａ＝６μｍでは何ら問題は起きないことが分か
る。しかしながら、スリット幅ａ（すなわち白黒２値パ
ターンの白領域Ｗの幅）が５μｍよりも狭い場合には、
これを設計値よりも広めの値に補正してレンズ入射光量
を増大させることが、疑似正弦波濃度分布をより正弦波
に近い濃度分布とする上から望まれる。
【００３６】図７は、その一例として、Ｆ＝７．８のレ
ンズを用いた場合におけるスリット幅ａの増大補正の方
法を示す図である。同図に示すような補正曲線を設定す
ることにより、スリット幅の設計値をその補正値に置き
換えることができる。なお、表１からも明らかなよう
に、Ｆ＝７．８のレンズを用いた場合、スリット幅ａが
６μｍ以上の領域ではその補正は不要である。
ンズを用いた場合におけるスリット幅ａの増大補正の方
法を示す図である。同図に示すような補正曲線を設定す
ることにより、スリット幅の設計値をその補正値に置き
換えることができる。なお、表１からも明らかなよう
に、Ｆ＝７．８のレンズを用いた場合、スリット幅ａが
６μｍ以上の領域ではその補正は不要である。
【００３７】以上詳述したように、本実施形態に係る投
影格子１４および観測用基準格子２４は白黒２値パター
ンで構成された疑似正弦波濃度分布を有しているが、正
弦波の全振幅各１周期分を８つの区分に分割するととも
に、これら分割された各区分内を該区分内における正弦
波の面積Ｓとその全振幅に等しい矩形波の面積Ｓｏとの
比率で白領域Ｗと黒領域Ｂとに領域分けすることによ
り、上記白黒２値パターンを構成するようになっている
ので、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とす
ることができる。
影格子１４および観測用基準格子２４は白黒２値パター
ンで構成された疑似正弦波濃度分布を有しているが、正
弦波の全振幅各１周期分を８つの区分に分割するととも
に、これら分割された各区分内を該区分内における正弦
波の面積Ｓとその全振幅に等しい矩形波の面積Ｓｏとの
比率で白領域Ｗと黒領域Ｂとに領域分けすることによ
り、上記白黒２値パターンを構成するようになっている
ので、疑似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とす
ることができる。
【００３８】しかも、このように白黒２値パターンを簡
単なパターンで構成することができるので、パターン形
成装置の稼動効率を上げることができ、これにより投影
格子１４および観測用基準格子２４の製造コストを低減
することができる。
単なパターンで構成することができるので、パターン形
成装置の稼動効率を上げることができ、これにより投影
格子１４および観測用基準格子２４の製造コストを低減
することができる。
【００３９】なお、白黒２値パターンの形成は、電子線
描画やリソグラフィ技術を用いたエッチング等のような
一般的な製作法により行うことができる。また、本実施
形態においては、上記白黒２値パターンが、投影レンズ
１６の解像力では分解できない密度で形成されているの
で、疑似正弦波濃度分布を得るようにしたために本来の
ピッチとは異なるピッチのモアレ縞が不用意に生じてし
まうおそれをなくすことができる。
描画やリソグラフィ技術を用いたエッチング等のような
一般的な製作法により行うことができる。また、本実施
形態においては、上記白黒２値パターンが、投影レンズ
１６の解像力では分解できない密度で形成されているの
で、疑似正弦波濃度分布を得るようにしたために本来の
ピッチとは異なるピッチのモアレ縞が不用意に生じてし
まうおそれをなくすことができる。
【００４０】しかも、本実施形態においては、上記各区
分内における白領域Ｗと黒領域Ｂとの領域分けが、白領
域Ｗ（または黒領域Ｂ）内において矩形波と前記正弦波
との差分領域の重心Ｗｐを通るように帯状の黒領域Ｂ
（または白領域Ｗ）を割込み形成することにより行われ
ているので、疑似正弦波濃度分布を正弦波により近い濃
度分布とすることができる。
分内における白領域Ｗと黒領域Ｂとの領域分けが、白領
域Ｗ（または黒領域Ｂ）内において矩形波と前記正弦波
との差分領域の重心Ｗｐを通るように帯状の黒領域Ｂ
（または白領域Ｗ）を割込み形成することにより行われ
ているので、疑似正弦波濃度分布を正弦波により近い濃
度分布とすることができる。
【００４１】さらに、本実施形態においては、上記白黒
２値パターンが、πの位置に関して対称で、かつ、π／
２および３π／２の位置に関して白黒が反転したパター
ンに設定されているので、白黒２値パターンを容易に形
成することができる。
２値パターンが、πの位置に関して対称で、かつ、π／
２および３π／２の位置に関して白黒が反転したパター
ンに設定されているので、白黒２値パターンを容易に形
成することができる。
【００４２】また、本実施形態においては、上記白領域
Ｗの幅が、これを透過する光の回折度合に応じて、前記
比率で設定される幅よりも広い値に補正されるようにな
っているので、白領域Ｗの幅の設計値が狭いためにその
透過光が回折して投影レンズ１６への入射光量が不足し
てしまうのを未然に防止することができる。
Ｗの幅が、これを透過する光の回折度合に応じて、前記
比率で設定される幅よりも広い値に補正されるようにな
っているので、白領域Ｗの幅の設計値が狭いためにその
透過光が回折して投影レンズ１６への入射光量が不足し
てしまうのを未然に防止することができる。
【００４３】なお、本実施形態においては、パターン投
影計測用格子がモアレ装置の投影格子１４および観測用
基準格子２４である場合について説明したが、これ以外
の装置に用いられるパターン投影計測用格子について
も、本実施形態と同様の構成を採用することにより同様
の作用効果を得ることができる。
影計測用格子がモアレ装置の投影格子１４および観測用
基準格子２４である場合について説明したが、これ以外
の装置に用いられるパターン投影計測用格子について
も、本実施形態と同様の構成を採用することにより同様
の作用効果を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】本発明に係るパターン投影計測用格子は
白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃度分布を有
しているが、正弦波の全振幅各１周期分を所定の区分で
分割するとともに、これら各区分内を該区分内における
正弦波の面積とその全振幅に等しい矩形波の面積との比
率で白領域と黒領域とに領域分けすることにより、上記
白黒２値パターンを構成するようになっているので、疑
似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とすることが
できる。そして、このように白黒２値パターンを簡単な
パターンで構成することができるので、パターン形成装
置の稼動効率を上げることができ、これによりパターン
投影計測用格子の製造コストを低減することができる。
白黒２値パターンで構成された疑似正弦波濃度分布を有
しているが、正弦波の全振幅各１周期分を所定の区分で
分割するとともに、これら各区分内を該区分内における
正弦波の面積とその全振幅に等しい矩形波の面積との比
率で白領域と黒領域とに領域分けすることにより、上記
白黒２値パターンを構成するようになっているので、疑
似正弦波濃度分布を正弦波に近い濃度分布とすることが
できる。そして、このように白黒２値パターンを簡単な
パターンで構成することができるので、パターン形成装
置の稼動効率を上げることができ、これによりパターン
投影計測用格子の製造コストを低減することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るパターン投影計測用
格子を備えたモアレ装置を示す平面概要図
格子を備えたモアレ装置を示す平面概要図
【図２】上述のパターン投影計測用格子を詳細に示す正
面図
面図
【図３】図２のパターン投影計測用格子における白黒２
値パターンの構成を詳細に示す図
値パターンの構成を詳細に示す図
【図４】図３の白黒２値パターンの形成方法を示す図
【図５】図３の白黒２値パターンにおける白領域の透過
光の回折の様子を示す図
光の回折の様子を示す図
【図６】図５の透過光のフランホーファ回折の様子を示
す図
す図
【図７】上述した白領域の幅の増大補正方法における具
体例を示す図
体例を示す図
２ 被測定体 １２ 投影光学系 １４ 投影格子（パターン投影計測用格子） １６ 投影レンズ ２０ 支持フレーム ２２ 観測光学系 ２４ 観測用基準格子（パターン投影計測用格子） ２６ 撮影レンズ Ｐｇ 仮想基準格子面
Claims (5)
- 【請求項１】 白黒２値パターンで構成された疑似正弦
波濃度分布を有するパターン投影計測用格子において、 前記白黒２値パターンが、正弦波の全振幅各１周期分を
所定の区分で分割するとともに、これら各区分内を、該
区分内における前記正弦波の面積と該正弦波の全振幅に
等しい矩形波の面積との比率に応じて白領域と黒領域と
に領域分けすることにより構成されてなることを特徴と
するパターン投影計測用格子。 - 【請求項２】 前記白黒２値パターンが、投影計測用レ
ンズの解像力では分解できない密度で形成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のパターン投影計測用格
子。 - 【請求項３】 前記各区分内における白領域と黒領域と
の領域分けが、白または黒の帯状領域を前記矩形波と前
記正弦波との差分領域の重心付近を通るように形成する
ことにより行われていることを特徴とする請求項１また
は２記載のパターン投影計測用格子。 - 【請求項４】 前記白黒２値パターンが、πの位置に関
して対称で、かつ、π／２および３π／２の位置に関し
て白黒が反転したパターンに設定されていることを特徴
とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のパターン
投影計測用格子。 - 【請求項５】 前記白領域と前記黒領域とが帯状に領域
分けされており、前記白領域の幅が、該白領域を透過す
る光の回折度合に応じて、前記比率で設定される幅より
も広い幅に補正されていることを特徴とする請求項１〜
４のうちいずれか１項記載のパターン投影計測用格子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27512298A JP4027512B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | パターン投影計測用格子 |
| US09/354,105 US6441909B1 (en) | 1998-09-29 | 1999-07-15 | Pattern projection measurement grating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27512298A JP4027512B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | パターン投影計測用格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000105109A true JP2000105109A (ja) | 2000-04-11 |
| JP4027512B2 JP4027512B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=17551024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27512298A Expired - Fee Related JP4027512B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | パターン投影計測用格子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6441909B1 (ja) |
| JP (1) | JP4027512B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110375673A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-10-25 | 武汉斌果科技有限公司 | 一种基于多焦投影系统的大景深二值离焦三维测量方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL157877A0 (en) * | 2003-09-11 | 2004-03-28 | Imagine It S Happening Ltd | Color edge based 3d scanner |
| FR2889303B1 (fr) * | 2005-07-26 | 2008-07-11 | Airbus France Sas | Procede de mesure d'une anomalie de forme sur un panneau d'une structure d'aeronef et systeme de mise en oeuvre |
| DE102008040949B4 (de) * | 2008-08-01 | 2012-03-08 | Sirona Dental Systems Gmbh | Optisches Projektionsgitter, Messkamera mit optischem Projektionsgitter und Verfahren zur Erzeugung eines optischen Projektionsgitters |
| JP5242698B2 (ja) * | 2008-11-10 | 2013-07-24 | グローリー株式会社 | 磁気質検出装置 |
| CN113607085B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-03-15 | 四川大学 | 一种基于半截断正弦条纹的二值离焦三维测量方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2711042B2 (ja) * | 1992-03-30 | 1998-02-10 | シャープ株式会社 | クリーム半田の印刷状態検査装置 |
| JP2695623B2 (ja) * | 1994-11-25 | 1998-01-14 | 株式会社ミツトヨ | 光学式エンコーダ |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP27512298A patent/JP4027512B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-15 US US09/354,105 patent/US6441909B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110375673A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-10-25 | 武汉斌果科技有限公司 | 一种基于多焦投影系统的大景深二值离焦三维测量方法 |
| CN110375673B (zh) * | 2019-07-01 | 2021-04-16 | 武汉斌果科技有限公司 | 一种基于多焦投影系统的大景深二值离焦三维测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6441909B1 (en) | 2002-08-27 |
| JP4027512B2 (ja) | 2007-12-26 |
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