JP2006153636A - 3-dimensional measurement method and program making computer perform 3-dimensional measurement method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a 3-dimensional measurement method and a program making a computer execute the 3-dimensional measurement method which drastically reduces the load of users by simplifying the setting of parameters. <P>SOLUTION: Based on parameters set for each of magnification of observation system, the maximum measurement range of a measurement object, measurement precision and a degree of measurement velocity, the grating pitch of a liquid crystal grating 604 is obtained. By using the pattern of the liquid crystal grating 604 produced with the grating pitch, a deforming grid pattern image from the specimen 3 is photographed with a TV camera 13. The liquid crystal grating 604 is shifted for some steps to acquire the photographed image at every position. A phase is obtained from the acquired photographed image at every position. The difference from the basic phase corresponding to the phase, the prepared magnification, the maximum measurement range, measurement precision and the degree of measurement velocity is used to obtain a height. This result is indicated on a display 174. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、格子パターン投影法を採用した3次元計測方法および3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラムに関するものである。   The present invention relates to a three-dimensional measurement method employing a lattice pattern projection method and a program for causing a computer to execute the three-dimensional measurement method.

従来、3次元形状をなす測定対象物の表面形状を非接触で測定する手段として、位相シフトを用いた格子パターン投影法が知られている。   Conventionally, a lattice pattern projection method using a phase shift is known as means for measuring the surface shape of a measurement object having a three-dimensional shape in a non-contact manner.

この格子パターン投影法は、測定対象物の表面に対して斜め上方向に投影系を配置し、この投影系からの格子パターンの像を測定対象物表面に所定角度傾けて投影し、測定対象物表面からの散乱光を変形格子パターン像として、測定対象物表面の真上に配置された撮像系により撮像する。この場合、格子パターンを横ずらしして、位相が異なる複数枚の画像を取得し、これら取得された複数枚の画像より各画素毎にその点での格子の位相を求め、その位相情報から測定対象物の高さを含む3次元の表面形状を演算により求めるようにしている。   In this lattice pattern projection method, a projection system is arranged obliquely upward with respect to the surface of the measurement object, and an image of the lattice pattern from the projection system is projected at a predetermined angle onto the measurement object surface, and the measurement object The scattered light from the surface is taken as a deformed grating pattern image by an imaging system arranged directly above the surface of the measurement object. In this case, the lattice pattern is shifted laterally to acquire a plurality of images having different phases, and the phase of the lattice at each point is obtained for each pixel from these acquired images and measured from the phase information. A three-dimensional surface shape including the height of the object is obtained by calculation.

位相情報から測定対象物の高さを求める方法として、従来から三角測量の原理に基づく方法がよく用いられる。   Conventionally, a method based on the principle of triangulation is often used as a method for obtaining the height of a measurement object from phase information.

図5は、従来の三角測量を使用した方法の一例を示したものである。この例では、入射光線101を入射する不図示の投影系と反射光線102が導かれる不図示の撮像系は、テレセントリック光学系となっている。また、測定対象物103に対して基準平面104を設け、計算される高さはすべて基準平面104に対するものと考える。そして、測定対象物103の高さ、例えば、A点の高さHighは、A点に投影された格子の位置と基準平面104上のB点に投影された格子の位置を用いて求める。つまり、A点の位相ΦaとB点の位相Φb(Φbを基準位相という)を用いて、以下の(1)式を用いて求める。   FIG. 5 shows an example of a method using conventional triangulation. In this example, the projection system (not shown) that receives the incident light beam 101 and the imaging system (not shown) that guides the reflected light beam 102 are telecentric optical systems. Further, it is assumed that a reference plane 104 is provided for the measurement object 103 and all calculated heights are relative to the reference plane 104. Then, the height of the measurement object 103, for example, the height High of the point A is obtained using the position of the lattice projected on the point A and the position of the lattice projected on the point B on the reference plane 104. That is, using the following formula (1) using the phase Φa at the point A and the phase Φb at the point B (Φb is referred to as a reference phase).

High=(Pitch×(Φa−Φb))/(sinα×2π)…(1)
ここで、Pitchは、格子パターンのピッチ、αは入射角度である。
High = (Pitch × (Φa−Φb)) / (sin α × 2π) (1)
Here, Pitch is the pitch of the grating pattern, and α is the incident angle.

位相シフトを用いて求めた各点の位相は、0〜2πの範囲に畳み込まれるので、求めた高さもPitch/sinαの範囲に畳み込まれる。更に、位相接続などの手法が用いれば、さらに大きな高さの測定結果も再現することができる。ここで、位相接続については、例えば、特許文献1に開示される方法が用いられる。
特開2000−9444号公報
Since the phase of each point obtained by using the phase shift is convolved in the range of 0 to 2π, the obtained height is also convolved in the range of Pitch / sin α. Furthermore, if a technique such as phase connection is used, a measurement result having a larger height can be reproduced. Here, for the phase connection, for example, a method disclosed in Patent Document 1 is used.
JP 2000-9444 A

ところで、最近、このような3次元計測システムは、顕微鏡を組み合わせたものが考えられている。このように顕微鏡を組み合わせたものは、これまでの3次元計測システムでは、格子パターンのピッチと観察系の倍率が固定であったものが、測定対象物体が変わる毎に、観察系の倍率が頻繁に変更されることがある。   By the way, recently, such a three-dimensional measurement system has been considered to be combined with a microscope. In such a combination of microscopes, in the conventional three-dimensional measurement system, the pitch of the lattice pattern and the magnification of the observation system are fixed, but the magnification of the observation system is frequently changed every time the measurement object changes. May be changed.

ここで、格子パターンのピッチと観察系の倍率の関係は、格子パターンピッチを小さくして倍率を上げるほど分解能が高くなって測定対象物体の測定精度が改善される。しかし、この反面、高さの大きい測定対象物体に対して、小さな格子パターンピッチを用いて測定すると、位相接続処理時間が長くなって、全体の測定時間が長くかかるようになる。   Here, regarding the relationship between the pitch of the lattice pattern and the magnification of the observation system, the resolution increases as the lattice pattern pitch is reduced and the magnification is increased, and the measurement accuracy of the measurement object is improved. However, on the other hand, if a measurement target object having a large height is measured using a small grating pattern pitch, the phase connection processing time becomes long and the entire measurement time becomes long.

このため、測定対象物体を変える場合は、測定対象物体の状態に応じて測定精度と測定速度(測定時間)のバランスを考えながら格子パターンピッチを設定する必要がある。また、観察系の倍率を高くすると焦点深度が浅くなり、測定不可能な領域が生じることがある。このため、観察系の倍率を変更する場合は、測定可能な範囲を明確にする必要もある。   For this reason, when changing the measurement target object, it is necessary to set the lattice pattern pitch in consideration of the balance between the measurement accuracy and the measurement speed (measurement time) according to the state of the measurement target object. Further, when the magnification of the observation system is increased, the depth of focus becomes shallow, and an area that cannot be measured may be generated. For this reason, when changing the magnification of the observation system, it is necessary to clarify the measurable range.

このようなことから、従来では、測定精度と測定速度のバランスの取れた測定を行なうには、これら測定精度と測定速度を決定するパラメータを最適なものに設定する必要があるが、これらパラメータの設定は、複雑であるばかりか、経験を要するなど、ユーザにとって大きな負担になるという問題があった。   For this reason, conventionally, in order to perform measurement with a balance between measurement accuracy and measurement speed, it is necessary to set the parameters for determining the measurement accuracy and measurement speed to the optimum values. Setting is not only complicated, but also requires experience, causing a heavy burden on the user.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、パラメータの設定を簡単にでき、ユーザの負担を大幅に軽減できる3次元計測方法および3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional measurement method and a program for causing a computer to execute the three-dimensional measurement method that can easily set parameters and can greatly reduce the burden on the user. And

請求項1記載の発明は、観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲のパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて標本からの変形格子パターン像を撮像するとともに、前記格子ピッチで生成された格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得し、該取得した各位置毎の撮像画像から位相を求めるとともに、該位相と予め用意された前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に対応する基本位相との差分を用いて高さを求め、この結果を表示部に表示することを特徴としている。   According to the first aspect of the present invention, the magnification of the observation system and the parameters of the maximum measurement range of the object to be measured are set, the lattice pitch of the lattice pattern is obtained based on the set parameters, and the lattice generated at the lattice pitch While capturing a deformed lattice pattern image from a specimen using a pattern, acquiring a captured image at each position while shifting the lattice pattern generated at the lattice pitch by several steps, and acquiring the captured image at each position And calculating the phase using the difference between the phase, the magnification of the parameter prepared in advance, and the basic phase corresponding to the maximum measurement range, and displaying the result on the display unit. Yes.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、さらに、前記パラメータとして、測定精度と測定速度の度合いを設定することを特徴としている。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the degree of measurement accuracy and the measurement speed are set as the parameters.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加した測定パラメータに対する前記基準位相との差分を用いて高さを求めることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, a difference between the reference phase with respect to a measurement parameter obtained by adding the measurement accuracy and a measurement speed degree to the magnification and maximum measurement range of the parameter is further obtained. It is characterized by using it to obtain the height.

請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記測定対象物体の最大測定範囲が前記倍率に対応する焦点深度より大きい場合、前記最大測定範囲又は倍率のパラメータの再設定を指示することを特徴としている。   The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein when the maximum measurement range of the measurement object is larger than the depth of focus corresponding to the magnification, the parameter of the maximum measurement range or the magnification It is characterized by instructing resetting.

請求項5記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記観察系の倍率のパラメータは、外部からの情報により自動設定されることを特徴としている。   A fifth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to third aspects, the magnification parameter of the observation system is automatically set by information from the outside.

請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記基本位相は、前記倍率、最大計測範囲、測定精度のそれぞれのパラメータを設定し、これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて基準サンプルからの変形格子パターン像を撮像するとともに、前記格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得し、該取得した各位置毎の撮像画像から求められた位相を基準位相のデータとして保存したものであることを特徴としている。   According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the basic phase sets parameters of the magnification, the maximum measurement range, and the measurement accuracy, and a lattice pattern lattice based on the set parameters. Obtain a pitch, capture a deformed lattice pattern image from a reference sample using the lattice pattern generated at the lattice pitch, acquire captured images at each position while shifting the lattice pattern by several steps, and acquire The phase obtained from the captured image at each position is stored as reference phase data.

請求項7記載の発明は、請求項6記載の発明において、さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加することを特徴としている。   According to a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the measurement accuracy and the measurement speed are added to the magnification and the maximum measurement range of the parameter.

請求項8記載の発明は、3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲のパラメータを設定させ、これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて標本からの変形格子パターン像を撮像させるとともに、前記格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得させ、該取得した各位置毎の撮像画像から位相を求めるとともに、該位相と予め用意された前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に対する基本位相との差分を用いて高さを求め、この結果を表示部に表示させることを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, in a program for causing a computer to execute a three-dimensional measurement method, a magnification of an observation system and parameters of a maximum measurement range of an object to be measured are set, and a lattice pattern lattice is set based on the set parameters. The pitch is obtained, and a deformed lattice pattern image from the specimen is captured using the lattice pattern generated at the lattice pitch, and the captured image is acquired at each position while shifting the lattice pattern by several steps. The phase is obtained from the captured image at each position, the height is obtained by using the difference between the phase, the magnification of the parameter prepared in advance, and the basic phase with respect to the maximum measurement range, and the result is displayed on the display unit. It is characterized by that.

請求項9記載の発明は、請求項8記載の発明において、さらに、前記パラメータとして、測定精度と測定速度の度合いを設定させることを特徴としている。   The invention described in claim 9 is characterized in that, in the invention described in claim 8, the degree of measurement accuracy and measurement speed are set as the parameters.

請求項10記載の発明は、請求項9記載の発明において、さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加した測定パラメータに対する前記基準位相との差分を用いて高さを求めることを特徴としている。   A tenth aspect of the present invention is the method according to the ninth aspect, wherein the difference between the reference phase with respect to the measurement parameter obtained by adding the measurement accuracy and the degree of measurement speed to the magnification and the maximum measurement range of the parameter. It is characterized by using it to obtain the height.

本発明によれば、パラメータの設定を簡単にでき、ユーザの負担を大幅に軽減できる3次元計測方法および3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a program that allows a computer to execute a three-dimensional measurement method and a three-dimensional measurement method that can simplify parameter settings and can greatly reduce the burden on the user.

以下、本発明の一実施の形態を図面に従い説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態のパラメータ設定方法が適用される顕微鏡3次元計測システムの概略構成を示している。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a microscope three-dimensional measurement system to which a parameter setting method according to an embodiment of the present invention is applied.

図1において、1は基台で、この基台1上には、ステージ2が設けられている。このステージ2には、標本3が載置されている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a base, and a stage 2 is provided on the base 1. A specimen 3 is placed on the stage 2.

基台1には、支柱4が直立して設けられている。この支柱4には、焦準装置5が設けられている。この焦準装置5には、格子パターン投影手段としての液晶格子投影装置6を介して実体顕微鏡を構成する実体顕微鏡本体7が設けられている。   A support 4 is provided upright on the base 1. The support column 4 is provided with a focusing device 5. The focusing device 5 is provided with a stereomicroscope main body 7 constituting a stereomicroscope via a liquid crystal lattice projection device 6 as a lattice pattern projection means.

焦準装置5は、装置本体501と移動部材502を有し、装置本体501には、支柱4が挿通されている。また、装置本体501には、固定ハンドル503が設けられ、この固定ハンドル503を締付け方向に回転することで、支柱4に固定できるようになっている。移動部材502は、不図示のガイド部により装置本体501に対して移動可能に支持されている。また、装置本体501と移動部材502の間には、ピニオンとラックからなる不図示の昇降機構が設けられている。この昇降機構には、焦準ハンドル504が連結されており、この焦準ハンドル504の操作により移動部材502を支柱4に沿った方向に上下動可能にしている。   The focusing device 5 includes a device main body 501 and a moving member 502, and the column 4 is inserted through the device main body 501. The apparatus main body 501 is provided with a fixed handle 503. The fixed handle 503 can be fixed to the column 4 by rotating in the tightening direction. The moving member 502 is supported by a guide unit (not shown) so as to be movable with respect to the apparatus main body 501. In addition, a lifting mechanism (not shown) including a pinion and a rack is provided between the apparatus main body 501 and the moving member 502. A focusing handle 504 is connected to the elevating mechanism, and the moving member 502 can be moved up and down in the direction along the column 4 by operating the focusing handle 504.

移動部材502には、アリなどの不図示の装着部材を介して液晶格子投影装置6が着脱可能に設けられている。   The moving member 502 is detachably provided with the liquid crystal lattice projection device 6 via a mounting member (not shown) such as an ant.

液晶格子投影装置6は、装置本体601に、ライトガイド挿入部602が設けられている。このライトガイド挿入部602は、先端部にライトガイドとしての光ファイバ8の出射端8aが設けられている。ライトガイド挿入部602の内部には、光ファイバ8の出射端8aから発せられる光の光路上に照明光学系603が配置されている。この照明光学系603は、光ファイバ8の出射端8aからの光をほぼ平行光にするようにしている。   In the liquid crystal lattice projection apparatus 6, a light guide insertion portion 602 is provided in the apparatus main body 601. The light guide insertion portion 602 is provided with an emission end 8a of an optical fiber 8 serving as a light guide at the tip. Inside the light guide insertion portion 602, an illumination optical system 603 is disposed on the optical path of light emitted from the emission end 8a of the optical fiber 8. The illumination optical system 603 makes light from the emission end 8a of the optical fiber 8 substantially parallel.

装置本体601内部には、照明光学系603からの光の光路上に液晶格子604が配置されている。この液晶格子604は、後述するPC17の液晶格子制御部171の指示により、正弦波形状に変化する明度を一定間隔のピッチで表示する格子パターンを発生するとともに、この格子パターンをピッチ方向に数段階シフト可能にしている。   Inside the apparatus main body 601, a liquid crystal grating 604 is disposed on the optical path of light from the illumination optical system 603. The liquid crystal lattice 604 generates a lattice pattern that displays the brightness changing to a sine wave shape at a constant pitch according to an instruction from a liquid crystal lattice control unit 171 of the PC 17 described later, and this lattice pattern is displayed in several steps in the pitch direction. Shift is possible.

液晶格子604を通過した光路には、投影光学系605が配置されている。この投影光学系605は、液晶格子604により形成される明暗を有する格子パターン像を投影光路9を介して、標本3に対し所定の角度傾けて、つまり所定の入射角度αで投影するようにしている。   A projection optical system 605 is disposed in the optical path that has passed through the liquid crystal grating 604. The projection optical system 605 projects a grid pattern image having brightness and darkness formed by the liquid crystal grating 604 at a predetermined angle with respect to the specimen 3 via the projection optical path 9, that is, at a predetermined incident angle α. Yes.

この場合、投影光学系605は、物体側(液晶格子604)と像側(標本3)で両側テレセントリックな光学系になっている。ここで、両側テレセントリックにしている理由は、格子パターン像の大きさ(倍率)がピント面の前後でも変わらず、一定に保てるからである。これにより、格子パターン像の大きさの変化による計測誤差の発生を防止するようにしている。   In this case, the projection optical system 605 is a bilateral telecentric optical system on the object side (liquid crystal grating 604) and the image side (specimen 3). Here, the reason why both sides are telecentric is that the size (magnification) of the lattice pattern image does not change before and after the focus surface and can be kept constant. As a result, the occurrence of measurement errors due to changes in the size of the lattice pattern image is prevented.

液晶格子投影装置6には、アリなどの不図示の装着部材を介して実体顕微鏡本体7が着脱可能に設けられている。実体顕微鏡本体7には、ズーム鏡筒701が設けられている。ズーム鏡筒701には、ズームハンドル702が設けられている。このズームハンドル702は、ハンドル操作によりズーム鏡筒701での倍率を可変できるようになっている。   The liquid crystal lattice projector 6 is detachably provided with a stereomicroscope body 7 via a mounting member (not shown) such as an ant. The stereomicroscope main body 7 is provided with a zoom lens barrel 701. The zoom lens barrel 701 is provided with a zoom handle 702. The zoom handle 702 can change the magnification of the zoom lens barrel 701 by operating the handle.

ズーム鏡筒701の下端部には、対物レンズ10が装着されている。この場合、対物レンズ10は、ズーム鏡筒701にねじ込みにより装着されるねじ込み方式のものが用いられている。また、対物レンズ10は、標本3の真上に配置され、焦準装置5の操作によるズーム鏡筒701の上下動により標本3との相対距離を変化されることで、標本3にピント合わせできるようになっている。   The objective lens 10 is attached to the lower end of the zoom lens barrel 701. In this case, the objective lens 10 is of a screw type that is attached to the zoom lens barrel 701 by screwing. The objective lens 10 is disposed directly above the sample 3 and can be focused on the sample 3 by changing the relative distance from the sample 3 by the vertical movement of the zoom lens barrel 701 by the operation of the focusing device 5. It is like that.

ズーム鏡筒701の上端部には、鏡筒11が装着されている。鏡筒11は、三眼鏡筒からなるもので、観察手段として接眼レンズ12と撮像手段としてのTVカメラ13が設けられている。また、鏡筒11内部には、光路切換え部14が設けられている。光路切換え部14は、標本3からの散乱光が対物レンズ10を介して導かれる撮像光路15上に配置され、一方の光路切換えにより標本3からの散乱光による変形格子パターン像を接眼レンズ12に結像させて目視観察を可能とし、また、他方の光路切換えにより、変形格子パターン像をTVカメラ13の撮像面13aに結像させるようになっている。   A lens barrel 11 is attached to the upper end of the zoom lens barrel 701. The lens barrel 11 is composed of a trinocular tube, and is provided with an eyepiece 12 as observation means and a TV camera 13 as imaging means. An optical path switching unit 14 is provided inside the lens barrel 11. The optical path switching unit 14 is disposed on the imaging optical path 15 through which scattered light from the specimen 3 is guided through the objective lens 10, and the deformed lattice pattern image by the scattered light from the specimen 3 is transferred to the eyepiece 12 by switching one of the optical paths. Visual observation is possible by forming an image, and a deformed grating pattern image is formed on the imaging surface 13a of the TV camera 13 by switching the other optical path.

一方、光ファイバ8には、入射端8b側に光源装置16が接続されている。この光源装置16には、光源としてハロゲンランプやキセノンランプなどが用いられる。また、光源装置16には、光源から発せられる光の光量を調節する調光ボリュウム16aが設けられている。   On the other hand, the light source device 16 is connected to the optical fiber 8 on the incident end 8b side. In the light source device 16, a halogen lamp, a xenon lamp, or the like is used as a light source. Further, the light source device 16 is provided with a dimming volume 16a for adjusting the amount of light emitted from the light source.

TVカメラ13には、画像処理手段としてのパーソナルコンピュータ(以下、PCと称する)17が接続されている。このPC17は、液晶格子604に対し、明度が正弦波形状に変化する格子パターンの発生を指示するとともに、この格子パターンのシフトを制御する液晶格子制御部171、TVカメラ13の撮像画像などを保存するデータ保存部172、撮像画像を演算処理して標本3の3次元の表面形状を求めるデータ処理部173を有している。また、PC17には、表示部174が設けられている。   Connected to the TV camera 13 is a personal computer (hereinafter referred to as a PC) 17 as image processing means. The PC 17 instructs the liquid crystal lattice 604 to generate a lattice pattern whose brightness changes to a sine wave shape, and stores a liquid crystal lattice control unit 171 that controls the shift of the lattice pattern, a captured image of the TV camera 13, and the like. And a data processing unit 173 that calculates the three-dimensional surface shape of the sample 3 by processing the captured image. The PC 17 is provided with a display unit 174.

図2は、表示部174の表示画面の一例を示している。この場合、表示画面の左側には、パラメータを入力するパラメータ入力手段として、観察系の倍率を入力する倍率入力部175、測定対象物体である標本3の最大測定範囲(標本3の大体の最大高さ)を入力する最大測定範囲入力部176、測定精度と測定速度の度合いを入力する度合入力部177が配置されている。ここで、倍率入力部175は、観察系の倍率を数値で入力する数値入力部175aと、指針を所望する倍率の数値に合わせて入力する倍率入力部175bを有している。また、最大測定範囲入力部176は、実際に測定する標本3についての最大測定範囲を数値で入力する。さらに、度合入力部177は、0〜1の間で指針177aを移動させることで、測定精度と測定速度の度合いを入力する。例えば、指針177aを0.5に合わせれば、測定精度と測定速度の度合いは、1:1となり、測定精度を優先したい場合は、指針177aを0〜0.5の間に、測定速度を優先したい場合は、指針を0.5〜1の間に合わせるようにする。   FIG. 2 shows an example of the display screen of the display unit 174. In this case, on the left side of the display screen, as a parameter input means for inputting parameters, a magnification input unit 175 for inputting the magnification of the observation system, the maximum measurement range of the specimen 3 as the measurement target object (the approximate maximum height of the specimen 3) A maximum measurement range input unit 176 for inputting a degree) and a degree input unit 177 for inputting the degree of measurement accuracy and measurement speed are arranged. Here, the magnification input unit 175 has a numerical value input unit 175a that inputs the magnification of the observation system as a numerical value, and a magnification input unit 175b that inputs the pointer according to the numerical value of the desired magnification. The maximum measurement range input unit 176 inputs the maximum measurement range for the sample 3 to be actually measured as a numerical value. Further, the degree input unit 177 inputs the measurement accuracy and the degree of measurement speed by moving the pointer 177a between 0 and 1. For example, if the pointer 177a is set to 0.5, the degree of measurement accuracy and measurement speed is 1: 1. If priority is given to measurement accuracy, the measurement speed is prioritized between 0 and 0.5. If you want to, set the pointer between 0.5 and 1.

これら倍率入力部175、最大測定範囲入力部176、度合入力部177の下方位置には、各種操作スイッチとして、セットスイッチ178、セーブスイッチ179、スタートスイッチ180が配置されている。   A set switch 178, a save switch 179, and a start switch 180 are arranged as various operation switches below the magnification input unit 175, the maximum measurement range input unit 176, and the degree input unit 177.

さらに、表示部174の表示画面中央部には、データ処理部173での撮像画像の演算処理により求められた3次元の表面形状を表示する主表示画面181が配置されている。   Further, a main display screen 181 for displaying a three-dimensional surface shape obtained by the calculation processing of the captured image in the data processing unit 173 is arranged at the center of the display screen of the display unit 174.

次に、このように構成された顕微鏡3次元計測システムによるパラメータの設定から測定結果の表示までを説明する。   Next, description will be given from parameter setting to measurement result display by the microscope three-dimensional measurement system configured as described above.

この場合、図3に示すフローチャートを実行する。まず、ステップ301で、観察系の倍率を設定する。この場合、撮像光路15に挿入されている対物レンズ10の倍率を図2に示す表示部174上の倍率入力部175より入力する。この場合、倍率の入力には、数値入力部175a又は倍率入力部175bが用いられる。   In this case, the flowchart shown in FIG. 3 is executed. First, in step 301, the magnification of the observation system is set. In this case, the magnification of the objective lens 10 inserted in the imaging optical path 15 is input from the magnification input unit 175 on the display unit 174 shown in FIG. In this case, the numerical value input unit 175a or the magnification input unit 175b is used to input the magnification.

なお、対物レンズ10の倍率切換えに電動式のレボルバーが用いられる場合は、このレボルバーからの切換え情報から倍率を自動的に入力するようにしてもよい。   When an electric revolver is used for switching the magnification of the objective lens 10, the magnification may be automatically input from switching information from the revolver.

次に、ステップ302で、最大測定範囲を設定する。この場合、実際に測定する標本3により決定される最大測定範囲を図2に示す表示部174上の最大測定範囲入力部176より入力する。   Next, in step 302, the maximum measurement range is set. In this case, the maximum measurement range determined by the sample 3 to be actually measured is input from the maximum measurement range input unit 176 on the display unit 174 shown in FIG.

次に、ステップ303に進み、設定した最大測定範囲が倍率に対応する焦点深度より大きいか否かを判断する。この場合、焦点深度より大きいと判断されると、ステップ304に進み、倍率か最大測定範囲の再設定の指示を出力する。この場合、ステップ301に戻り、倍率の設定または最大測定範囲の設定をやり直す。   Next, the process proceeds to step 303, and it is determined whether or not the set maximum measurement range is larger than the depth of focus corresponding to the magnification. In this case, if it is determined that the depth is greater than the depth of focus, the process proceeds to step 304, and an instruction to reset the magnification or the maximum measurement range is output. In this case, the process returns to step 301, and the setting of the magnification or the setting of the maximum measurement range is performed again.

一方、ステップ303で、最大測定範囲が倍率に対応する焦点深度より大きくないと判断されると、ステップ305に進む。ステップ305では、測定精度と測定速度の度合いを設定する。この場合、図2に示す表示部174上の度合入力部177において、0〜1の間で指針177aを移動させることで、測定精度と測定速度の度合いを設定する。ここで、測定精度と測定速度の度合いβ∈(0,1)は、βが大きいほど測定精度が向上するが、測定速度が遅くなる。   On the other hand, if it is determined in step 303 that the maximum measurement range is not larger than the depth of focus corresponding to the magnification, the process proceeds to step 305. In step 305, the degree of measurement accuracy and measurement speed are set. In this case, the degree of measurement accuracy and the measurement speed are set by moving the pointer 177a between 0 and 1 in the degree input unit 177 on the display unit 174 shown in FIG. Here, the degree of measurement accuracy and measurement speed β∈ (0, 1) increases as β increases, but the measurement speed decreases.

次に、ステップ306で、図2に示す表示部174上のセットスイッチ178を押し操作する。   Next, in step 306, the set switch 178 on the display unit 174 shown in FIG.

この状態で、最初に液晶格子604の格子ピッチPitchを(2)式から計算する。   In this state, first, the lattice pitch Pitch of the liquid crystal lattice 604 is calculated from the equation (2).

Pitch=(High/sinα)(1−β) …(2)
なお、Highは最大測定範囲、αは入射光線の入射角度で、ここでのαは設計値を用いられる。
Pitch = (High / sin α) (1-β) (2)
High is the maximum measurement range, α is the incident angle of the incident light, and α is a design value.

次に、(2)式から計算された液晶格子604の格子ピッチPitchに基づいて液晶格子604の格子パターンのデータを生成し、このデータをデータ保存部172に保存し、さらに液晶格子制御部171に転送する。液晶格子制御部171は、このデータに基づいて液晶格子604に対し、明度が正弦波形状に変化する格子パターンの発生を指示する。   Next, data of the lattice pattern of the liquid crystal lattice 604 is generated based on the lattice pitch Pitch of the liquid crystal lattice 604 calculated from the equation (2), and this data is stored in the data storage unit 172, and further the liquid crystal lattice control unit 171. Forward to. Based on this data, the liquid crystal lattice control unit 171 instructs the liquid crystal lattice 604 to generate a lattice pattern whose brightness changes to a sine wave shape.

一方、不図示の基準位相データファイルを開いて、上述した設定された倍率、最大計測範囲、測定精度と測定速度の度合いに対応して予め用意された基準位相データを読み出し、データ保存部172に保存する。ここでの基準位相データファイルについては後述する。   On the other hand, a reference phase data file (not shown) is opened, and reference phase data prepared in advance corresponding to the above-described set magnification, maximum measurement range, measurement accuracy, and measurement speed are read and stored in the data storage unit 172. save. The reference phase data file here will be described later.

次に、ステップ307で、図2に示す表示部174上のスタートスイッチ180を押し操作すると、以下の動作が実行される。   Next, when the start switch 180 on the display unit 174 shown in FIG. 2 is pressed in step 307, the following operation is executed.

この場合、図1において、光源装置16から光が発せられると、光ファイバ8を介して液晶格子投影装置6に導かれ、照明光学系603を介してほぼ平行光となって液晶格子604に均一に照射される。液晶格子604を透過した光は、投影光学系605を透過し、明暗を有する格子パターン像として投影光路9より標本3上に所定の角度傾けて投影される。標本3上に投影された格子パターンは、標本3面より反射され、このうちの散乱光が対物レンズ10を介して撮像光路15に導かれる。この場合、撮像光路15上の光路切換え部14において他方の光路切換えが設定されていれば、標本3からの散乱光による変形格子パターン像が、TVカメラ13の撮像面13aに結像され撮像される。   In this case, in FIG. 1, when light is emitted from the light source device 16, the light is guided to the liquid crystal lattice projection device 6 through the optical fiber 8, and becomes almost parallel light through the illumination optical system 603 and is uniform on the liquid crystal lattice 604. Is irradiated. The light transmitted through the liquid crystal grating 604 is transmitted through the projection optical system 605 and projected onto the specimen 3 at a predetermined angle from the projection optical path 9 as a grating pattern image having brightness. The lattice pattern projected onto the specimen 3 is reflected from the surface of the specimen 3, and scattered light among them is guided to the imaging optical path 15 via the objective lens 10. In this case, if the other optical path switching is set in the optical path switching unit 14 on the imaging optical path 15, a deformed grating pattern image due to the scattered light from the sample 3 is imaged and imaged on the imaging surface 13 a of the TV camera 13. The

このような変形格子パターン像の観察は、液晶格子制御部171より液晶格子604による格子パターンを数段階シフトさせながら複数回繰り返して行い、各位置毎のTVカメラ13からの撮像画像(位相シフト画像)をデータ保存部172に保存する。   Observation of such a deformed grating pattern image is repeatedly performed a plurality of times while shifting the grating pattern by the liquid crystal grating 604 from the liquid crystal grating controller 171 by several steps, and the captured images (phase-shifted images) from the TV camera 13 at each position. ) Is stored in the data storage unit 172.

次に、位相の計算を行なう。この場合、位相分布の計算において下記の(3)式を用いる。   Next, the phase is calculated. In this case, the following equation (3) is used in the calculation of the phase distribution.

Figure 2006153636
Figure 2006153636

ここで、Ii(x,y)は、各シフトの点(x,y)の輝度値、δi=(i/N)2π,(i=0,…,N−1)は位相シフト量、Nはシフト回数である。 Here, Ii (x, y) is a luminance value at each shift point (x, y), δi = (i / N) 2π, (i = 0,..., N−1) is a phase shift amount, N Is the number of shifts.

そして、このようにして求められた位相と、上述したデータ保存部172に保存された基準位相との差分を求め、上述した(1)式を用いて、高さHighが求める。   And the difference of the phase calculated | required in this way and the reference | standard phase preserve | saved in the data storage part 172 mentioned above is calculated | required, and height High is calculated | required using (1) Formula mentioned above.

この場合、位相接続などの手法を用いれば、さらに大きな高さの測定結果も再現できる。   In this case, if a method such as phase connection is used, a measurement result having a larger height can be reproduced.

このような一連の処理により求められた3次元測定結果は、ステップ308で、3次元の表面形状として表示部174の主表示画面181に表示される。   The three-dimensional measurement result obtained by such a series of processes is displayed on the main display screen 181 of the display unit 174 as a three-dimensional surface shape in step 308.

次に、基準位相データファイルの作成について簡単に説明する。   Next, the creation of the reference phase data file will be briefly described.

この場合、図4に示すフローチャートを実行する。   In this case, the flowchart shown in FIG. 4 is executed.

基準位相データファイルの作成には、基準サンプルを用いる。まず、ステップ401で、標本3に代えて基準サンプルをステージ2に載置する。このときの基準サンプルには、平面サンプルが用いられる。   A reference sample is used to create the reference phase data file. First, in step 401, a reference sample is placed on the stage 2 instead of the specimen 3. A planar sample is used as the reference sample at this time.

次に、ステップ402で、倍率、最大計測範囲、測定精度と測定速度の度合いのパラメータを設定する。これらバラメータ設定方法は、図3で述べたフローチャートと同様である。   Next, in step 402, the magnification, maximum measurement range, measurement accuracy, and measurement speed parameters are set. These parameter setting methods are the same as those in the flowchart described in FIG.

次に、ステップ403で、図2に示す表示部174上のセーブスイッチ179を押し操作する。   Next, in step 403, the save switch 179 on the display unit 174 shown in FIG.

まず、液晶格子604の格子ピッチPitchを上述した(2)式から計算する。次に、(2)式から計算された液晶格子604の格子ピッチPitchに基づいて液晶格子604の格子パターンのデータを生成し、このデータを液晶格子制御部171に転送する。液晶格子制御部171は、このデータに基づいて液晶格子604に対し、明度が正弦波形状に変化する格子パターンの発生を指示する。   First, the lattice pitch Pitch of the liquid crystal lattice 604 is calculated from the above-described equation (2). Next, data of the lattice pattern of the liquid crystal lattice 604 is generated based on the lattice pitch Pitch of the liquid crystal lattice 604 calculated from the equation (2), and this data is transferred to the liquid crystal lattice control unit 171. Based on this data, the liquid crystal lattice control unit 171 instructs the liquid crystal lattice 604 to generate a lattice pattern whose brightness changes to a sine wave shape.

この状態で、光源装置16から光が発生させ、液晶格子604を透過した光を、格子パターン像として基準サンプル上に所定の角度傾けて投影し、基準サンプルから反射した光のうち、散乱光を変形格子パターン像としてTVカメラ13で撮像する。このような変形格子パターン像の観察は、液晶格子制御部171より液晶格子604による格子パターンを数段階シフトさせながら複数回繰り返して行い、各位置毎のTVカメラ13からの撮像画像(位相シフト画像)をデータ保存部172に保存する。   In this state, light is generated from the light source device 16 and the light transmitted through the liquid crystal lattice 604 is projected as a lattice pattern image on the reference sample at a predetermined angle, and scattered light is reflected from the light reflected from the reference sample. An image is captured by the TV camera 13 as a deformed grid pattern image. Observation of such a deformed grating pattern image is repeatedly performed a plurality of times while shifting the grating pattern by the liquid crystal grating 604 from the liquid crystal grating controller 171 by several steps, and the captured images (phase-shifted images) from the TV camera 13 at each position. ) Is stored in the data storage unit 172.

次に、上述した(3)式を用いて位相の計算を行ない、さらに位相接続を行ない、この結果を基準位相データとして、基準位相データファイルに保存する。   Next, the phase is calculated using the above-described equation (3), phase connection is performed, and the result is stored in the reference phase data file as reference phase data.

以下、同様にして、ズーム倍率、最大計測範囲、測定精度と測定速度の度合いのパラメータの設定を任意に変更しながら、上述した動作を繰り返し、それぞれ設定されたズーム倍率、最大計測範囲、測定精度と測定速度の度合いのパラメータに対応する基準位相データを生成し、これら基準位相データを基準位相データファイルに保存する(ステップ404)。   In the same manner, the above operations are repeated while arbitrarily changing the parameters of the zoom magnification, the maximum measurement range, the measurement accuracy and the measurement speed, and the set zoom magnification, the maximum measurement range, and the measurement accuracy are respectively set. The reference phase data corresponding to the parameter of the measurement speed degree is generated, and the reference phase data is stored in the reference phase data file (step 404).

従って、このようにすれば、ユーザが観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲、測定精度と測定速度の度合いのそれぞれのパラメータを設定するだけで、標本3の3次図形を取得することができるので、パラメータの設定を飛躍的に簡単にでき、ユーザの負担を大幅に軽減できる。   Therefore, in this way, the user can obtain the tertiary figure of the sample 3 only by setting the parameters of the magnification of the observation system, the maximum measurement range of the measurement object, the degree of measurement accuracy, and the degree of measurement speed. Therefore, parameter setting can be greatly simplified and the burden on the user can be greatly reduced.

また、ユーザのパラメータ設定の際に、標本3の最大測定範囲が倍率に対応する焦点深度より大きいと判断されると、最大測定範囲又は倍率のパラメータの再設定を促す指示が出されるので、不適切なパラメータの設定により測定不能に陥ることを防止でき、常に安定した3次元計測を行なうことができる。   Further, when it is determined that the maximum measurement range of the sample 3 is larger than the depth of focus corresponding to the magnification when the user sets the parameter, an instruction is given to prompt the user to reset the parameter for the maximum measurement range or the magnification. By setting appropriate parameters, it is possible to prevent measurement from becoming impossible, and stable three-dimensional measurement can always be performed.

さらに、測定精度と測定速度の度合いを設定することで、これらに合わせて最適な格子ピッチの格子パターンが設定されるので、測定精度を優先するか、又は測定速度を優先するかのバランス制御を簡単に行なうことができる。   In addition, by setting the degree of measurement accuracy and measurement speed, a lattice pattern with the optimal lattice pitch is set according to these, so balance control is given to give priority to measurement accuracy or measurement speed. It can be done easily.

さらに、基準位相データは、予め基準サンプルを用いて求められたものが基準位相データファイルに保存されており、測定の際に、基準位相データファイルから対応する基準位相データを読み出し使用するようにしているので、毎回の測定の度に基準位相データを作成する必要がなくなり、効率の良い3次元計測を行なうことができる。また、液晶格子604に関する格子パターンデータは、データ保存部172に保存されているので、基準位相データファイルに保存された基準位相データとともに使用することで、連続測定を行なう場合の高速化を実現できる。   Further, the reference phase data obtained in advance using the reference sample is stored in the reference phase data file, and the corresponding reference phase data is read from the reference phase data file and used at the time of measurement. Therefore, it is not necessary to create reference phase data for each measurement, and efficient three-dimensional measurement can be performed. In addition, since the lattice pattern data related to the liquid crystal lattice 604 is stored in the data storage unit 172, it can be used together with the reference phase data stored in the reference phase data file to increase the speed when performing continuous measurement. .

さらに、基準位相データの作成には、基準サンプルとして平面サンプルを用いることにより、装置側の歪の影響を軽減することもできる。   Furthermore, in creating the reference phase data, the influence of distortion on the apparatus side can be reduced by using a plane sample as the reference sample.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、パラメータの設定において、観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲、測定精度と測定速度の度合いのパラメータを設定するとしたが、観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲のみでも本発明の効果が得られる。この場合は、図3に示すフローチャートのステップ305、図4に示すフローチャートのステップ402の測定精度と測定速度の度合いのパラメータ設定を省略できる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can change variously in the range which does not change the summary. For example, in the parameter settings, the magnification of the observation system, the maximum measurement range of the object to be measured, and the parameters of the degree of measurement accuracy and measurement speed are set. The effects of the invention can be obtained. In this case, the parameter setting of the measurement accuracy and the measurement speed in step 305 in the flowchart shown in FIG. 3 and step 402 in the flowchart shown in FIG. 4 can be omitted.

さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。   Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. If the above effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

本発明の一実施の形態のパラメータ設定方法が適用される顕微鏡3次元計測システムの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the microscope three-dimensional measurement system to which the parameter setting method of one embodiment of this invention is applied. 一実施の形態に用いられる表示部の表示画面の一例を示す図。The figure which shows an example of the display screen of the display part used for one Embodiment. 一実施の形態のパラメータ設定から測定結果の表示までを説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating from the parameter setting of one Embodiment to the display of a measurement result. 一実施の形態の基準位相データファイルの作成を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating creation of the reference | standard phase data file of one embodiment. 位相情報から測定対象物の高さを求めるための三角測量の原理に基づく方法を説明する図。The figure explaining the method based on the principle of the triangulation for calculating | requiring the height of a measuring object from phase information.

符号の説明Explanation of symbols

1…基台、2…ステージ、3…標本
4…支柱、5…焦準装置
501…装置本体、502…移動部材
503…固定ハンドル、504…焦準ハンドル
6…液晶格子投影装置、601…装置本体
602…ライトガイド挿入部、603…照明光学系
604…液晶格子、605…投影光学系
7…実体顕微鏡本体、701…ズーム鏡筒
702…ズームハンドル、8…光ファイバ
8a…出射端、8b…入射端、9…投影光路
10…対物レンズ、11…鏡筒、12…接眼レンズ
13…TVカメラ、13a…撮像面、14…光路切換え部
15…撮像光路、16…光源装置、16a…調光ボリュウム
17…PC、171…液晶格子制御部
172…データ保存部、173…データ処理部
174…表示部、175…倍率入力部
175a…数値入力部、175b…倍率入力部
176…最大測定範囲入力部、177…度合入力部
177a…指針、178…セットスイッチ
179…セーブスイッチ、180…スタートスイッチ
181…主表示画面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 2 ... Stage, 3 ... Sample 4 ... Support | pillar, 5 ... Focusing apparatus 501 ... Main body, 502 ... Moving member 503 ... Fixed handle, 504 ... Focusing handle 6 ... Liquid crystal lattice projection apparatus, 601 ... Apparatus Main body 602: Light guide insertion portion, 603 ... Illumination optical system 604 ... Liquid crystal grating, 605 ... Projection optical system 7 ... Stereo microscope main body, 701 ... Zoom lens barrel 702 ... Zoom handle, 8 ... Optical fiber 8a ... Emission end, 8b ... Incident end, 9 ... projection optical path 10 ... objective lens, 11 ... lens barrel, 12 ... eyepiece 13 ... TV camera, 13a ... imaging surface, 14 ... optical path switching unit 15 ... imaging optical path, 16 ... light source device, 16a ... dimming Volume 17 ... PC, 171 ... Liquid crystal lattice control unit 172 ... Data storage unit, 173 ... Data processing unit 174 ... Display unit, 175 ... Magnification input unit 175a ... Numerical value input unit, 175 b: Magnification input unit 176: Maximum measurement range input unit, 177 ... Degree input unit 177a ... Pointer, 178 ... Set switch 179 ... Save switch, 180 ... Start switch 181 ... Main display screen

Claims (10)

観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲のパラメータを設定し、
これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、
該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて標本からの変形格子パターン像を撮像するとともに、前記格子ピッチで生成された格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得し、
該取得した各位置毎の撮像画像から位相を求めるとともに、該位相と予め用意された前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に対応する基本位相との差分を用いて高さを求め、この結果を表示部に表示する
ことを特徴とする3次元計測方法。
Set the magnification of the observation system and the parameters of the maximum measurement range of the object to be measured,
Based on these set parameters, obtain the lattice pitch of the lattice pattern,
While capturing a deformed lattice pattern image from a specimen using the lattice pattern generated at the lattice pitch, acquiring captured images at each position while shifting the lattice pattern generated at the lattice pitch by several steps,
Obtain the phase from the acquired captured image for each position, obtain the height using the difference between the phase and the magnification of the parameter prepared in advance and the basic phase corresponding to the maximum measurement range, and obtain the result. A three-dimensional measurement method characterized by displaying on a display unit.
さらに、前記パラメータとして、測定精度と測定速度の度合いを設定することを特徴とする請求項1記載の3次元計測方法。 The three-dimensional measurement method according to claim 1, further comprising setting a measurement accuracy and a degree of measurement speed as the parameters. さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加した測定パラメータに対する前記基準位相との差分を用いて高さを求めることを特徴とする請求項2記載の3次元計測方法。 3. The height is obtained using a difference between the reference phase with respect to a measurement parameter obtained by adding the measurement accuracy and a measurement speed degree to the magnification and maximum measurement range of the parameter. 3D measurement method. 前記測定対象物体の最大測定範囲が前記倍率に対応する焦点深度より大きい場合、前記最大測定範囲又は倍率のパラメータの再設定を指示することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の3次元計測方法。 The reconfiguration of the parameter of the maximum measurement range or magnification is instructed when the maximum measurement range of the measurement target object is larger than the depth of focus corresponding to the magnification. 3D measurement method. 前記観察系の倍率のパラメータは、外部からの情報により自動設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の3次元計測方法。 4. The three-dimensional measurement method according to claim 1, wherein the magnification parameter of the observation system is automatically set based on information from the outside. 前記基本位相は、
前記倍率、最大計測範囲、測定精度のそれぞれのパラメータを設定し、
これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、
該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて基準サンプルからの変形格子パターン像を撮像するとともに、前記格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得し、該取得した各位置毎の撮像画像から求められた位相を基準位相のデータとして保存したものであることを特徴とする請求項1記載の3次元計測方法。
The basic phase is
Set each parameter of the magnification, maximum measurement range, measurement accuracy,
Based on these set parameters, obtain the lattice pitch of the lattice pattern,
The deformed lattice pattern image from the reference sample is imaged using the lattice pattern generated at the lattice pitch, and the captured image for each position is acquired while shifting the lattice pattern by several steps. The three-dimensional measurement method according to claim 1, wherein the phase obtained from the captured image is stored as reference phase data.
さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加することを特徴とする請求項6記載の3次元計測方法。 The three-dimensional measurement method according to claim 6, further comprising adding the measurement accuracy and the measurement speed to the magnification and the maximum measurement range of the parameter. 観察系の倍率、測定対象物体の最大測定範囲のパラメータを設定させ、これら設定されたパラメータに基づいて格子パターンの格子ピッチを求め、該格子ピッチで生成された格子パターンを用いて標本からの変形格子パターン像を撮像させるとともに、前記格子パターンを数段階シフトさせながら各位置毎の撮像画像を取得させ、該取得した各位置毎の撮像画像から位相を求めるとともに、該位相と予め用意された前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に対する基本位相との差分を用いて高さを求め、この結果を表示部に表示させることを特徴とする3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラム。 Set the magnification of the observation system and the parameters of the maximum measurement range of the object to be measured, obtain the lattice pitch of the lattice pattern based on the set parameters, and use the lattice pattern generated at the lattice pitch to deform from the specimen While capturing a lattice pattern image, acquiring a captured image at each position while shifting the lattice pattern by several stages, obtaining a phase from the acquired captured image at each position, and preparing the phase and the phase in advance A program for causing a computer to execute a three-dimensional measurement method characterized in that a height is obtained using a difference between the magnification of a parameter and a basic phase with respect to a maximum measurement range, and the result is displayed on a display unit. さらに、前記パラメータとして、測定精度と測定速度の度合いを設定させることを特徴とする請求項8記載の3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラム。 The program for causing a computer to execute the three-dimensional measurement method according to claim 8, further comprising setting a measurement accuracy and a measurement speed as the parameters. さらに、前記パラメータの前記倍率、最大測定範囲に、前記測定精度と測定速度の度合いを追加した測定パラメータに対する前記基準位相との差分を用いて高さを求めることを特徴とする請求項9記載の3次元計測方法をコンピュータに実行させるプログラム。 The height is obtained by using a difference between the reference phase with respect to a measurement parameter obtained by adding the measurement accuracy and a measurement speed degree to the magnification and maximum measurement range of the parameter. A program that causes a computer to execute a three-dimensional measurement method.
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