JP2007033216A - 白色干渉計測装置及び白色干渉計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】白色干渉計測装置は、光学系により得られた画像から干渉縞コントラストを検出する干渉縞検出手段と、干渉縞検出手段により得られた干渉縞から、干渉縞波形のピーク位置を干渉縞コントラストから直接、もしくは位相計算、もしくはその両者を用いることにより算出することで、ピーク位置に対応する深度を算出する深度算出手段とを備える白色干渉計測装置であって、干渉縞検出手段が、単色光を検出可能であり、白色干渉計測装置はさらに、干渉縞検出手段で検出された干渉縞で得られる信号波形を周波数空間に変換するための変換手段と、変換手段で周波数空間に変換して得られる相対強度情報より、複数の色に関する情報を求める色情報演算手段と、色情報演算手段により得られた複数の色情報を単位画素毎に合成して、カラー画像を生成するカラー画像生成手段とを備える。
【選択図】図15
Description
(PSI方式干渉計測装置)
(PSI測定)
(VSI測定)
(実施の形態1)
(光源10)
(カラーフィルタ20)
(切替手段)
(光学系)
(干渉縞検出手段50)
(干渉対物レンズ40)
(コントローラ部70)
(実施の形態2)
(色情報の取得)
(白色干渉計測方法)
(カラー画像の生成方法)
(3次元画像の生成)
1…白色干渉計測装置本体
10、12…光源
20…カラーフィルタ
22…フィルタ切替手段
30…コレクタレンズ
32…ビームスプリッタ
34…結像レンズ
40…干渉対物レンズ
42…干渉対物レンズ駆動機構
44…ビームスプリッタ
46…参照ミラー
50…干渉縞検出手段
51…モノクロCCDカメラ
60…モニタ部
70…コントローラ部
71…画像キャプチャブロック
72…CPU
73…Z駆動機構用ドライバ
74…データ処理ブロック
75…画像メモリ
76…表示データ生成ブロック
77…入力デバイス
W…観測対象物
Claims (11)
- 観測対象物に対して白色光を照射可能な照明手段と、
前記照明手段から照射された光に光路差を発生させる光学系と、
前記光学系により得られた画像から干渉縞コントラストを検出する干渉縞検出手段と、
前記干渉縞検出手段により得られた干渉縞から、干渉縞波形のピーク位置を干渉縞コントラストから直接、もしくは位相計算、もしくはその両者を用いることにより算出することで、ピーク位置に対応する深度を算出する深度算出手段と、
を備える白色干渉計測装置であって、
前記干渉縞検出手段が、輝度情報を検出可能であり、
前記白色干渉計測装置はさらに、
前記干渉縞検出手段で検出された干渉縞で得られる信号波形を周波数空間に変換するための変換手段と、
前記変換手段で周波数空間に変換して得られる相対強度情報より、複数の色に関する情報を求める色情報演算手段と、
前記色情報演算手段により得られた複数の色情報を単位画素毎に合成して、カラー画像を生成するカラー画像生成手段と、
を備えることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1に記載の白色干渉計測装置であって、さらに、
前記深度算出手段で得られた深度情報と、前記カラー画像生成手段で得られたカラー画像とを合成して3次元のカラー合成画像を生成可能な3次元画像生成手段
を備えることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1又は2に記載の白色干渉計測装置であって、
前記色情報演算手段が、色に関する情報としてR、G、B成分をそれぞれを算出可能に構成してなることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1から3のいずれか一に記載の白色干渉計測装置であって、
前記色情報演算手段が、前記変換手段で周波数空間に変換された相対強度情報を、R、G、Bの3つの領域に分割することを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項4に記載の白色干渉計測装置であって、
前記色情報演算手段が、前記変換手段で周波数空間に変換された相対強度情報は、R、G、B成分の3つの領域に分割する際、R、G、B成分の境界部分の少なくとも一部をオーバーラップさせることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項4又は5に記載の白色干渉計測装置であって、さらに、
前記色情報演算手段でR、G、B成分の3つの領域に分割する位置を任意に設定可能な分割位置設定手段を備えることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1から6のいずれか一に記載の白色干渉計測装置であって、さらに、
前記色情報演算手段が色情報を取得する際の、R、G、B成分の重み付けを調整可能な重み付け調整手段を備えることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1から7のいずれか一に記載の白色干渉計測装置であって、さらに、
カラー画像を出力するか、単色画像を出力するかを選択可能な出力選択手段を備えることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1から8のいずれか一に記載の白色干渉計測装置であって、
前記光源が、R、G、Bそれぞれに発光可能な3色LEDを含むことを特徴とする白色干渉計測装置。 - 請求項1から9のいずれか一に記載の白色干渉計測装置であって、
前記変換手段が、フーリエ変換するためのフーリエ変換手段であることを特徴とする白色干渉計測装置。 - 少なくとも白色に発光可能な照明手段と、
前記照明手段から照射された光に光路差を発生させる光学系として、
光軸方向に相対的に移動させ、観測対象物からの高さを変更可能な干渉対物レンズと、
前記光学系を通じた光を結像して、モノクロの画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で検出された干渉縞コントラストから、干渉縞波形のピーク位置を干渉縞コントラストから直接、もしくは位相計算、もしくはその両者を用いることにより算出することで、ピーク位置に対応する深度を算出可能な深度算出手段と、
前記深度算出手段で算出された深度から、観測対象物の高さ情報を演算可能な高さ情報演算手段と
を備える白色干渉計測装置を用いて、観測対象物の深度を測定する白色干渉計測方法であって、
前記干渉対物レンズが高さ方向に相対的に移動する移動幅及び移動範囲を指定し、3点以上の測定位置を決定する工程と、
前記照明手段を白色光に発光させ、前記で指定された移動幅だけ前記干渉対物レンズを相対的に移動させ、前記撮像手段で白色光の干渉縞を含む画像を撮像し保持すると共に、前記干渉対物レンズが前記で指定された移動範囲に到達するまで前記干渉対物レンズの相対移動を繰り返し、3点以上の測定位置における画像を取得する工程と、
取得された各画像を構成する単位画素毎に、3点以上の干渉縞強度に基づいてこれらの点を通る白色光の干渉縞波形のピーク位置を前記深度算出手段で求め、このピーク位置を合焦位置として該単位画素の深度を取得し、これをすべての単位画素について行うことで白色光に関する深度を取得しつつ、
他方で各単位画素毎に干渉縞強度の信号波形を周波数空間に変換し、得られる相対強度情報より複数の色に関する情報を求めると共に、単位画素毎に白色光に関する深度に該当する測定位置を決定し、該測定位置で得られた複数の色に関する情報を合成し、カラー画像を生成する工程と、
を含むことを特徴とする白色干渉計測方法。
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