JP2008145268A - 焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、共焦点撮像系によりZスキャン機構無しで物体の表面形状計測を可能とした焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置において、高速計測時に著しく露光時間が短くなることから三次元形状計測で異常をきたす問題が生じる為、露光時間を多く確保して適度な光量を得た画像を取得し、正常に三次元形状計測を可能とすることを目的とする。
【解決手段】
焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置の移動機構による物体の移動と微小シフト機構によるスポットの移動とを等速とすることにより、共焦点撮像系が物体に対して同じ箇所を長時間露光可能なように構成し、三次元形状計測を行う。
【選択図】図1
Description
対物レンズの光軸に対してピンホールアレイ面を傾けて設置することによるようにすれば物体に対して光学系の光軸が傾かない為、より良い照明を施すことができる。
/ (υt+Lx))と表される。
I2から領域2、 I3から領域3、 I4から領域4)。これが一つの画像セットであり、この画像セット内でそれぞれの画像の対応する画素どうしを比較して最大の輝度値を与える画像を探す。例えばI1中の画素(x、y)とI2の画素(x+a/4、y)とI3の画素(
x+a/2、y)とI4の画素( x+3a/4、y)の輝度を比較する。図7に示すように視野のx=0の位置をz=0と定義すればzの位置はxの値によってz=x・sinθで与えられるから、最大輝度を与える画像が例えばI3であれば物体のその点での表面位置は(x+a/2)sinθとして求めることができる。すべての画素について同様の演算を行うことでこの画像セット部位の表面形状データを得ることができる。
2、202 光源ピンホール
3、203 コリートメントレンズ
4、102、204 ビームスプリッター
5、205 マイクロレンズ
6、206 ピンホールアレイ
7、103、207 対物レンズ
8、208 テレセントリック絞り
9、209 縮小レンズ
10、210 二次元検出器
11 微小シフト機構
12 移動機構
13 リニアスケール
14 焦点面
15 視野
16 カウンター
17 画像処理装置
18 信号発生器
104 ピンホール
105 検出器
Claims (4)
- 少なくとも一軸の移動機構と、前記移動機構の、ある軸の移動方向に対して物体側焦点面が傾斜するように配置された共焦点撮像系と、前記共焦点撮像系の視野を前記移動方向にN等分し、1/N視野移動する毎に前記共焦点撮像系により共焦点画像を得て、得られた複数の共焦点画像から物体の表面形状を演算する画像処理装置と、前記共焦点撮像系の露光タイミングに同期して前記移動機構の移動平面方向へ物体側焦点面を微小シフトさせる微小シフト機構を有し、共焦点撮像系の露光時間中に、前記移動機構とほぼ同等の速度で前記微小シフト機構が微小シフト動作を行うことを特徴とした焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置。
- 共焦点撮像系の露光時間中に、前記移動機構と垂直方向にも成分を持った方向へ前記微小シフト機構が微小シフト動作を行うことを特徴とした請求項1記載の焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置。
- 微小シフト機構は、平行平面と、この平行平面の光軸に対する角度を変化させる角度変化手段とにより構成され、対物レンズと物体との間またはピンホールアレイと対物レンズとの間に配置することを特徴とする請求項1及び請求項2記載の焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置。
- 共焦点撮像系の構成として、共焦点ピンホールがスリット状であることを特徴とした請求項1及び請求項2及び請求項3記載の焦点面傾斜型共焦点表面形状計測装置。
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