JP2011185767A - 形状測定装置及び形状測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 観察範囲を変化させることが可能な形状測定装置及び形状測定方法を提供すること。
【解決手段】 格子パターンを有するパターン素子30と、パターン素子30と投影ズームレンズ40とビームスプリッタ52とを介して格子パターンを測定対象物60に投影する投影部と、測定対象物60に投影された格子パターンをビームスプリッタ52と撮影ズームレンズ70を介してCCDカメラ80により撮像する撮像部と、CCDカメラ80によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき測定対象物60の形状を測定する測定部92とを有し、投影部が、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成され、撮像部が、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 格子パターンを有するパターン素子30と、パターン素子30と投影ズームレンズ40とビームスプリッタ52とを介して格子パターンを測定対象物60に投影する投影部と、測定対象物60に投影された格子パターンをビームスプリッタ52と撮影ズームレンズ70を介してCCDカメラ80により撮像する撮像部と、CCDカメラ80によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき測定対象物60の形状を測定する測定部92とを有し、投影部が、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成され、撮像部が、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、測定対象の形状を測定する形状測定装置及び形状測定方法に関する。
従来から、格子パターンを被測定対象に投影し、被測定対象上に投影された格子パターンにかかる画像のコントラストを検出して、基準位置から被測定対象までの距離を測定する形状測定装置が知られている。かかる技術として、例えば特開2007−155379号公報に開示される従来技術がある。
しかしながら、従来の形状測定装置では、観察範囲が固定であったために、被測定対象のサイズが小さい場合や、被測定対象が部分的に細かな構造を持つ場合には、1つの形状測定装置では対応できないといった問題点があった。
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、観察範囲を変化させることが可能な形状測定装置及び形状測定方法を提供することにある。
(1)本発明の形状測定装置は、
格子パターンを有するパターン素子と、
前記パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部とを有し、
前記投影部は、投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする。
格子パターンを有するパターン素子と、
前記パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部とを有し、
前記投影部は、投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする。
本発明によれば、投影倍率と撮像倍率とを変更可能に構成することで、観察範囲を変化させることができとともに、精度の高い形状測定を行うことができる。
(2)また本発明に係る形状測定装置では、
前記投影部は、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されるようにしてもよい。
前記投影部は、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されるようにしてもよい。
本発明によれば、投影倍率と撮像倍率を変更しても測定対象物の形状を精度良く測定することができる。
(3)本発明の形状測定装置は、
格子パターンを有する液晶格子と、
前記液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御部とを有し、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成され、
前記制御部は、
前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする。
格子パターンを有する液晶格子と、
前記液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御部とを有し、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成され、
前記制御部は、
前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、撮像倍率の変更に応じて、液晶格子の格子パターンのピッチを変化させることで、観察範囲を変化させることができるとともに、精度の高い形状測定を行うことができる。
(4)また本発明に係る形状測定装置では、
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されるようにしてもよい。
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されるようにしてもよい。
本発明によれば、撮像倍率を変更しても測定対象物の形状を精度良く測定することができる。
(5)また本発明の形状測定方法は、
格子パターンを有するパターン素子パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順とを含み、
前記投影手順では、投影倍率を変更し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更することを特徴とする。
格子パターンを有するパターン素子パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順とを含み、
前記投影手順では、投影倍率を変更し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更することを特徴とする。
本発明によれば、投影倍率と撮像倍率とを変更することで、観察範囲を変化させることができるとともに、精度の高い形状測定を行うことができる。
(6)また本発明の形状測定方法は、
格子パターンを有する液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御手順とを有し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更し、
前記制御手順では、前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする。
格子パターンを有する液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御手順とを有し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更し、
前記制御手順では、前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、撮像倍率の変更に応じて、液晶格子の格子パターンのピッチを変化させることで、観察範囲を変化させることができるとともに、精度の高い形状測定を行うことができる。
1.第1の実施形態
以下、第1の実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
以下、第1の実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
図1は、本実施形態の形状測定装置の構成の一例を示す図である。
形状測定装置1は、投影系(投影部)を構成する光源10、第1及び第2のコンデンサレンズ20、22、液晶格子30(パターン素子の一例)、投影ズームレンズ40、ミラー50、ビームスプリッタ52、第4の投影レンズ48と、観察系(撮像部)を構成する撮影ズームレンズ70、CCDカメラ82と、制御装置90とを備える。
投影系を構成する各光学素子(第2の投影レンズ48を除く)は、光軸AX1上に配置され、第2の投影レンズ48と観察系を構成する各光学素子は、光軸AX1と並行な光軸AX2上に配置されている。
第1及び第2のコンデンサレンズ20、22は、LEDランプ、ハロゲンランプ等の光源10からの光を液晶格子30に照射するレンズである。
液晶格子30は、格子パターンを液晶により形成するパターン素子である。本実施形態の液晶格子30は、画素が縦方向に連続し、横方向に分離したパターン(横方向にピッチを持つパターン)で構成されている。また液晶格子30は、液晶ドライバを備え、外部からの制御信号により格子パターンのピッチを変化させる制御、格子パターンの位相を変化させる制御、格子パターンの強度分布を変化させる制御を行うことができる。本実施形態では、図2に示すように、液晶格子30の格子パターンLPを、正弦波状の光強度分布をもつ格子パターンとしている。なお、液晶格子30に代えて、フィルム基板或いはガラス基板上に格子パターンが形成されたパターン素子を用いるようにしてもよい。
投影ズームレンズ40、第4の投影ズームレンズ48は、液晶格子30の格子パターンを測定対象物60に投影するためのレンズである。投影ズームレンズ40は、凸レンズである第1の投影レンズ42と、凹レンズである第2の投影レンズ44と、凸レンズである第3の投影レンズ46とを含む。
ミラー50は、投影ズームレンズ40から出射された投影光をビームスプリッタ52に向けて反射するためのミラーである。
ビームスプリッタ52(例えば、ハーフミラー)は、入射ビームの一部を分離し、90°の角度をなす2つのビームとして出射するものであり、投影光の一部を測定対象物60に向けて反射し、測定対象物60からの観察光の一部を透過するものである。
形状測定装置1の投影系は、液晶格子30、投影ズームレンズ40、ミラー50、ビームスプリッタ52、第4の投影レンズ48とを介して、図2に示すような格子パターンLPを測定対象物60に投影する。図1に示すように、第4の投影レンズ48からは平行光が出射され、測定対象物60の位置によって倍率が変わることはない。このようにすると、コントラストの検出を容易に行うことができる。
撮影ズームレンズ70は、凸レンズである第1の撮影レンズ72と、凹レンズである第2の撮影レンズ74と、凸レンズである第3の撮影レンズ76とを含む。
形状測定装置1の観察系は、測定対象物60上に投影された格子パターンLPを、第4の投影レンズ48、ビームスプリッタ52、撮影ズームレンズ70とを介して、CCDカメラ82により撮像し、格子パターンLPにかかる画像を取得する。
ここで、本実施形態の形状測定装置1では、観察系(撮像部)は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されている。すなわち、撮影ズームレンズ70の入射瞳に一致する第1の撮影レンズ72を固定し、第2、第3の撮影レンズ74、76を、それぞれ図示しない移動機構(例えば、モータ、カム筒、ボールねじ)によって光軸AX1に沿って移動可能に構成することで、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成している。例えば、図3(A)に示すように、入射瞳位置を固定して、第2、第3の撮影レンズ74、76をそれぞれ図中左方向(第1の撮影レンズ72に近づく方向)に移動させると、観察範囲ROは広くなり撮像倍率は小さくなる。一方、図3(B)に示すように、入射瞳位置を固定して、第2、第3の撮影レンズ74、76をそれぞれ図中右方向(第1の撮影レンズ72から遠ざかる方向)に移動させると、観察範囲ROは狭くなり撮像倍率は大きくなる。このように本実施形態では、測定対象物60の大きさや構造に合わせて、観察範囲を変更することができる。
また、本実施形態の形状測定装置1では、投影系(投影部)は、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成されている。すなわち、投影ズームレンズ40の出射瞳に一致する第3の投影レンズ46を固定し、第1、第2の投影レンズ42、44を、それぞれ図示しない移動機構によって光軸AX1に沿って移動可能に構成することで、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成している。例えば、出射瞳位置を固定して、第1、第2の投影レンズ42、44をそれぞれ図中左方向(第3の投影レンズ46に近づく方向)に移動させると、投影範囲は広くなり投影倍率は小さくなる。一方、出射瞳位置を固定して、第1、第2の投影レンズ42、44をそれぞれ図中右方向(第3の投影レンズ46から遠ざかる方向)に移動させると、投影範囲は狭くなり投影倍率は大きくなる。
ここで、液晶格子30の格子パターンのピッチが固定の場合に、投影倍率を変更せずに撮像倍率(観察範囲)だけを変更すると、CCDカメラ82によって撮像される画像における格子パターンのピッチが、撮像倍率の変更前と変更後とで変化してしまい、常に最適な格子ピッチで形状測定を行うことができなくなる。すなわち、観察範囲だけを広くすると撮像画像における格子パターンのピッチは狭くなり、観察範囲だけを狭くすると撮像画像における格子パターンのピッチは広くなる。
そこで本実施形態では、撮影ズームレンズ70によって撮像倍率を変更する場合には、投影ズームレンズ40によって投影倍率も同様に変更する。すなわち、撮像倍率を小さくして観察範囲を広くする場合には、同様に投影倍率を小さくして投影範囲を広くし、撮像倍率を大きくして観察範囲を狭くする場合には、同様に投影倍率を大きくして投影範囲を狭くする。このようにすると、観察範囲を変化させても、撮像される画像における格子パターンのピッチ(又は格子パターンにおける格子の数)を一定にすることができ、常に最適な格子ピッチで形状測定を行うことができる。
また、撮影ズームレンズ70によって撮像倍率を変化する際に入射瞳位置を変化させると、観察面から戻る光の全てを拾えなくなりCCDカメラ82によって撮像される画像の周囲にかげりが生じ、測定精度が低下してしまう。同様に、投影ズームレンズ40によって投影倍率を変更する際に出射瞳位置を変化させると、第4の投影レンズ48から平行光出射することができなくなり、入射光の観察の平行性が失われてしまう。また、観察面に投影する格子パターンの周囲にかげりが生じ、測定精度が低下してしまう。
そこで、本実施形態では、撮影ズームレンズ70及び投影ズームレンズ40の入射瞳位置及び出射瞳位置を固定して撮像倍率及び投影倍率を変化させるように構成している。このようにすると、撮像倍率及び投影倍率の変化によって測定精度が低下してしまう事態を防止することができる。
また、本実施形態では、撮像倍率を変更する際に、第2、第3の撮影レンズ74、76のみを移動し、第1の撮影レンズ72とCCDカメラ80の位置は固定している。同様に、投影倍率を変更する際に、第1、第2の投影レンズ42、44のみを移動し、第3の投影レンズ46及び他の光学素子の位置は固定している。このようにすると、光学系を堅牢に構成することができる。
再び図1を参照すると、制御装置90は、測定部92、制御部94、記憶部96を含む。測定部92や制御部94の機能は、各種プロセッサ(CPU、DSP等)のハードウェアや、記憶部96に格納されたプログラムにより実現できる。記憶部96は、測定部92や制御部94のワーク領域としても機能するものであり、その機能は、RAMやROMなどにより実現できる。
制御部94は、液晶格子30の格子パターンを制御する。すなわち格子パターンを制御するための制御信号を生成して、生成した制御信号を液晶格子30の液晶ドライバに対して送信する処理を行う。また、制御部94は、第1、第2の投影レンズ42、44及び第2、第3の撮影レンズ74、76のそれぞれを移動させる移動機構の動作を制御するようにしてもよい。
測定部92は、CCDカメラ80によって撮像された画像の各画素のコントラスト値を位相シフト法により検出する。具体的には、液晶格子30の格子パターンの位相をπ/2(1/4ピッチ)ずつシフトさせて撮像した4枚の画像の任意の画素の4つの輝度により任意の画素のコントラスト値を求めることができる。ここで、位相シフト量を0、π/2、π、3π/2としたときの1点(1画素)における輝度をそれぞれI0、I1、I2、I3とすると、任意の画素(x,y)におけるコントラスト値γ(x,y)は、次式により求めることができる。
また測定部92は、検出したコントラスト値に基づき基準位置SPから測定対象物60までの距離Dを各画素について求め、測定対象物60の3次元形状を測定する。なお、基準位置SPは、投影される格子パターンLPが結像する位置(投影系の焦点位置)である。具体的には、図4に示すような、コントラストと基準位置SPからの距離Dとの関係を、テーブル情報として記憶部96に記憶しておき、当該テーブル情報を参照して、検出したコントラスト値に対応する距離Dを求める。
2.第2の実施形態
次に、第2の実施形態について説明する。なお以下の説明では、第1の実施形態において示した構成と共通する構成には同符号を付し、その説明を省略する。
次に、第2の実施形態について説明する。なお以下の説明では、第1の実施形態において示した構成と共通する構成には同符号を付し、その説明を省略する。
図5は、本実施形態の形状測定装置の構成の一例を示す図である。
図5に示す形状測定装置2では、固定された2つの投影レンズ46、48により液晶格子30の格子パターンを測定対象物60に投影するように構成し、投影倍率の変更は行わず、撮影ズームレンズ70による撮像倍率の変更のみを行うようにしている。そして、制御部94は、撮像倍率の変更に応じて、液晶格子30の格子パターンのピッチを変化させる制御を行う。
具体的には、図3(A)に示すように第2、第3の撮影レンズ74、76をそれぞれ図中左方向に移動させて観察範囲ROを広くし撮像倍率を小さくする場合には、図6(A)に示すように液晶格子30の格子パターンLPのピッチPTを広くし、図3(B)に示すように第2、第3の撮影レンズ74、76をそれぞれ図中右方向に移動させて観察範囲ROを狭くし撮像倍率を大きくする場合には、図6(B)に示すように液晶格子30の格子パターンLPのピッチPTを狭くする制御を行う。すなわち、撮像倍率を変更してもCCDカメラ82によって撮像される画像における格子パターンのピッチが一定となるように液晶格子30の格子パターンLPのピッチPTを制御する。
例えば、撮像倍率と最適なピッチPTとの関係をテーブル情報として記憶部96に記憶しておき、当該テーブル情報を参照して、変更後の撮像倍率に対応する格子パターンLPのピッチPTを求めるようにしてもよい。また撮像倍率は、第1の撮影レンズ72と第2の撮影レンズ74間の距離d1と、第2の撮影レンズ74と第3の撮影レンズ76間の距離d2とに基づき決定されるため、距離d1、d2と格子パターンLPのピッチPTとの関係をテーブル情報として記憶部96に記憶しておき、当該テーブル情報を参照して、第2、第3の撮影レンズ74、76を移動させたときの距離d1、d2に対応する格子パターンLPのピッチPTを求めるようにしてもよい。
このように、第2の実施形態では、撮像倍率の変更に応じて、液晶格子30の格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことで、観察範囲を変化させても、撮像される画像における格子パターンのピッチを一定にすることができ、常に最適な格子ピッチで形状測定を行うことができる。
3.第3の実施形態
次に、第3の実施形態について説明する。
次に、第3の実施形態について説明する。
図4に示すように、1つのコントラスト値cには2つの距離d1、d2が対応するため、検出した1つのコントラスト値からでは、距離Dが正の値であるのか負の値であるのか(基準位置SPより奥であるのか手前であるのか)を決定することができない。
そこで、投影系の焦点位置を変化させて、投影系の焦点位置を第1の焦点位置(基準位置SP)とした場合に検出された第1のコントラスト値c1と、投影系の焦点位置を第2の焦点位置とした場合に検出された第2のコントラスト値c2の変化に基づいて、基準位置SPからの距離Dが正の値であるか負の値であるのかを検出するようにしてもよい。例えば、第2の焦点位置を第1の焦点位置よりも手前側の位置とした場合に、第1のコントラスト値c1よりも第2のコントラスト値c2の方が大きい場合には距離Dが負の値であることがわかり、第1のコントラスト値c1よりも第2のコントラスト値c2の方が小さい場合には距離Dが正の値であることがわかる。このようにすると、基準位置SPからの距離Dが正の値を持つ範囲と、距離Dが負の範囲を持つ範囲の両方を測定範囲とすることができ、奥行き方向の測定範囲を拡大することができる。
第3の実施形態では、図1、図5に示す第3の投影レンズ46として、可変焦点レンズを用いて、この可変焦点レンズにより投影系の焦点位置を変化させる。
図7は、可変焦点レンズの構成の一例を示す図である。なお、図7(A)は、可変焦点レンズの内部構造を示す正面断面図を示し、図7(B)は、可変焦点レンズの内部構造を示す上面断面図を示す。
図7(A)、(B)に示す可変焦点レンズ100は、円筒型の中空モータ110と、内周部にカム面を有するカム部120と、液体レンズ140と、液体レンズ140を保持するレンズ保持部130と、液体レンズ140を押す複数の押し部材150とを備える。
カム部120は、中空モータ110の内周部に回転可能に設けられ、その回転により押し部材150を移動させる。
液体レンズ140は、透明フィルム(弾性膜)に透明な液体(例えば、水、オイル)を封入して袋状に構成されるレンズである。レンズ保持部130は、中空モータ110の中空部に配置され、円筒型をしており、その内周面で液体レンズ140を保持する。
押し部材150は、レンズ保持部130によって移動可能に支持され、その一端がカム部120のカム面に接し、他端が液体レンズ140の弾性膜に接している。また押し部材150には、バネ152が取り付けられ、このバネ152により、押し部材150をレンズ中心から離れる方向に移動させる力を発生させ、押し部材150の一端が常にカム面に接するようにしている。
中空モータ110によってカム部120が回転すると、図8(A)、(B)に示すように、3つの押し部材150は、カム部120によってレンズ中心に向かって移動し、液体レンズ140を押す。液体レンズ140は、押し部材150によって押されることにより変形し(レンズの厚みが変化し)、この変形により液体レンズ140の焦点位置が変化する。なお、図8(A)、(B)に示す断面図は、カム部120を、図7(A)、(B)に示す状態から60°だけ回転させた場合の可変焦点レンズ100の内部構造を示す断面図である。本実施形態の可変焦点レンズ100では、カム部120を0°〜60°の範囲で回転させることで、液体レンズ140の形状を変化させることができる。
本実施形態の可変焦点レンズ100では、中空モータ110によりカム部120を任意の角度だけ回転させることで焦点位置を変化させることができるため、高速且つ精度良く焦点位置を変化させることができる。また、本実施形態の可変焦点レンズ100では、駆動部(中空モータ110)とレンズ部(液体レンズ140)とが一体的に構成されているため、可変焦点レンズをコンパクト化することができる。
なお、第3の投影レンズ46として用いる可変焦点レンズは、図7(A)、(B)に示すものに限られない。図9(A)に、可変焦点レンズの他の例の側面断面図を示す。図9(A)に示す可変焦点レンズ200は、第1及び第2の液体レンズ210、220と、第1及び第2の液体レンズ210、220のそれぞれを保持する第1及び第2のレンズ保持部220、222と、第1の液体レンズ210と第2の液体レンズ220とを隔てる透明隔壁230(例えば、ガラス板)と、第1及び第2の液体レンズ210、220のそれぞれに液体を注入又は排出するための第1及び第2の注入口240、242とを備える。
第1及び第2の注入口240、242のそれぞれから液体を注入又は排出することで、第1及び第2の液体レンズ210、220を変形させ、焦点位置を変化させることができる。例えば、第1及び第2の注入口240、242のそれぞれから液体を注入すると、図9(B)に示すように、第1及び第2の液体レンズ210、220のそれぞれの弾性膜250、252は凸型に変形し、可変焦点レンズ200は凸レンズとなる。一方、第1及び第2の注入口240、242のそれぞれから液体を排出すると、第1及び第2の液体レンズ210、220のそれぞれの弾性膜250、252は凹型に変形し、可変焦点レンズ200は凹レンズとなる。
図9(A)に示す可変焦点レンズ200では、第1及び第2の液体レンズ210、220に、屈折率の異なる2つの液体が封入されている。このようにすると、第1及び第2の液体レンズ210、220のそれぞれの屈折率を変えて諸収差を補正することができる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1 形状測定装置、10 光源、20 第1のコンデンサレンズ、22 第2のコンデンサレンズ、30 液晶格子、40 投影ズームレンズ、42 第1の投影レンズ、44 第2の投影レンズ、46 第3の投影レンズ、48 第4の投影レンズ、50 ミラー、52 ビームスプリッタ、60 測定対象物、70 撮影ズームレンズ、72 第1の撮影レンズ、74 第2の撮影レンズ、76 第3の撮影レンズ、80 CCDカメラ、90制御装置、92 測定部、94 制御部、96 記憶部
Claims (6)
- 格子パターンを有するパターン素子と、
前記パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部とを有し、
前記投影部は、投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする形状測定装置。 - 請求項1において、
前記投影部は、出射瞳位置を固定して投影倍率を変更可能に構成され、
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする形状測定装置。 - 格子パターンを有する液晶格子と、
前記液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影部と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定部と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御部とを有し、
前記撮像部は、撮像倍率を変更可能に構成され、
前記制御部は、
前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする形状測定装置。 - 請求項3において、
前記撮像部は、入射瞳位置を固定して撮像倍率を変更可能に構成されることを特徴とする形状測定装置。 - 格子パターンを有するパターン素子パターン素子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順とを含み、
前記投影手順では、投影倍率を変更し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更することを特徴とする形状測定方法。 - 格子パターンを有する液晶格子とビームスプリッタとを介して前記格子パターンを測定対象物に投影する投影手順と、
前記測定対象物に投影された格子パターンを前記ビームスプリッタを介して撮像する撮像手順と、
前記撮像部によって撮像された画像のコントラスト値を検出し、検出されたコントラスト値に基づき前記測定対象物の形状を測定する測定手順と、
前記液晶格子の格子パターンを制御する制御手順とを有し、
前記撮像手順では、撮像倍率を変更し、
前記制御手順では、前記撮像倍率の変更に応じて、格子パターンのピッチを変化させる制御を行うことを特徴とする形状測定方法。
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