JP2017053832A - 三次元計測装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記所定の光学系に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備え、
前記第1光と前記第2光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置に入射させ、
前記第1光に係る出力光と前記第2光に係る出力光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置から出射させることを特徴とする三次元計測装置。
前記所定の光学系の第1入出力部に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系の第2入出力部に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記第1入出力部に対し前記第1光を入射することにより前記第2入出力部から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記第2入出力部に対し前記第2光を入射することにより前記第1入出力部から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
前記境界面を挟んで隣り合う前記偏光ビームスプリッタの第1面及び第2面のうち第1入出力部となる前記第1面に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記偏光ビームスプリッタの第2入出力部となる前記第2面に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記参照光が出入射される前記偏光ビームスプリッタの第3面と前記参照面との間に配置された第1の1/4波長板と、
前記計測光が出入射される前記偏光ビームスプリッタの第4面と前記被計測物との間に配置される第2の1/4波長板と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第1面に対し前記第1光を入射することにより前記第2面から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第2面に対し前記第2光を入射することにより前記第1面から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記第1照射手段から入射される前記第1光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割し、一方の偏光を計測光として被計測物に対し照射可能としかつ他方の偏光を参照光として参照面に対し照射可能とすると共に、前記被計測物を介して入射した前記第2光に係る計測光と、前記参照面を介して入射した前記第2光に係る参照光とを合成して出射可能な第1入出力部としての第1偏光ビームスプリッタと、
前記第2照射手段から入射される前記第2光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割し、一方の偏光を計測光として被計測物に対し照射可能としかつ他方の偏光を参照光として参照面に対し照射可能とすると共に、前記被計測物を介して入射した前記第1光に係る計測光と、前記参照面を介して入射した前記第1光に係る参照光とを合成して出射可能な第2入出力部としての第2偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームスプリッタと前記参照面との間に配置された第1の1/4波長板と、
前記第1偏光ビームスプリッタと前記被計測物との間に配置された第2の1/4波長板と、
前記第2偏光ビームスプリッタと前記参照面との間に配置された第3の1/4波長板と、
前記第2偏光ビームスプリッタと前記被計測物との間に配置された第4の1/4波長板と、
前記第1偏光ビームスプリッタに対し前記第1光を入射することにより前記第2偏光ビームスプリッタから出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記第2偏光ビームスプリッタに対し前記第2光を入射することにより前記第1偏光ビームスプリッタから出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
前記境界面を挟んで隣り合う前記偏光ビームスプリッタの第1面及び第2面のうち第1入出力部となる前記第1面に対し入射させる、第1波長の前記第1偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記偏光ビームスプリッタの第2入出力部となる前記第2面に対し入射させる、第2波長の前記第2偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記境界面を透過した第1光及び前記境界面に反射した第2光が出射される前記偏光ビームスプリッタの第3面と相対向するように配置された1/4波長板と、
前記偏光ビームスプリッタとは反対側にて前記1/4波長板と相対向するように配置され、前記1/4波長板を介して照射された光の一部を計測光として透過して被計測物に照射しかつ残りの光を参照光として反射するハーフミラー(参照面)と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第1面に対し前記第1光を入射することにより前記第2面から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第2面に対し前記第2光を入射することにより前記第1面から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。
前記第2照射手段から出射される第2光の少なくとも一部を前記第2入出力部に向け入射させると共に、前記第2入出力部から出射される第1光に係る出力光の少なくとも一部を前記第1撮像手段に向け入射させる第2導光手段とを備えたことを特徴とする手段2乃至5のいずれかに記載の三次元計測装置。
前記第2照射手段から出射される第2光の一部を透過させかつ残りを反射させ、該第2光の透過光又は反射光を前記第2入出力部に向け入射させると共に、前記第2入出力部から出射される第1光に係る出力光の一部を透過させかつ残りを反射させ、該第1光の透過光又は反射光を前記第1撮像手段に向け入射させる第2無偏光ビームスプリッタ(ハーフミラー等)とを備えた」構成が一例に挙げられる。
前記第2照射手段と前記第2導光手段との間に、前記第2照射手段から出射される一方向の光のみを透過しかつ逆方向の光を遮断する第2光アイソレータを備えたことを特徴とする手段6に記載の三次元計測装置。
前記所定の光学系に対し入射させる、第1波長を有する第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系に対し入射させる、前記第1波長とは異なる第2波長を有する第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備え、
前記第1光と前記第2光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置に入射させ、
前記所定の光学系が、
前記第1光を、第1の偏光方向を有する第1偏光(例えばP偏光)よりなる前記参照光と、第2の偏光方向を有する第2偏光(例えばS偏光)よりなる前記計測光とに分割し、
前記第2光を、前記第2偏光よりなる前記参照光と、前記第1偏光よりなる前記計測光とに分割し、
これらを再び合成した前記第1光に係る出力光と前記第2光に係る出力光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置から出射させることを特徴とする三次元計測装置。
前記第2光に係る前記参照光と前記計測光との間に相対的な位相差を付与する第2位相シフト手段とを備え、
前記画像処理手段は、
前記第1位相シフト手段により複数通り(例えば3又は4通り)に位相シフトされた前記第1光に係る出力光を前記第1撮像手段により撮像した複数通りの干渉縞画像を基に、位相シフト法により前記被計測物の形状計測を行い、当該計測値を第1計測値として取得可能な第1計測値取得手段と、
前記第2位相シフト手段により複数通り(例えば3又は4通り)に位相シフトされた前記第2光に係る出力光を前記第2撮像手段により撮像した複数通りの干渉縞画像を基に、位相シフト法により前記被計測物の形状計測を行い、当該計測値を第2計測値として取得可能な第2計測値取得手段と、
前記第1計測値及び前記第2計測値から特定される高さ情報を、前記被計測物の高さ情報として取得可能な高さ情報取得手段とを備えた手段1乃至8のいずれかに記載の三次元計測装置。
前記第1位相シフト手段として、前記第1の分光手段により分割された複数の分割光のうち、少なくとも前記位相シフト法による計測に必要な数(例えば3つ又は4つ)の分割光に対してそれぞれ異なる位相差を付与する第1のフィルタ手段と、
前記第2光に係る出力光を複数の光に分割する第2の分光手段と、
前記第2位相シフト手段として、前記第2の分光手段により分割された複数の分割光のうち、少なくとも前記位相シフト法による計測に必要な数(例えば3つ又は4つ)の分割光に対してそれぞれ異なる位相差を付与する第2のフィルタ手段とを備え、
前記第1撮像手段は、少なくとも前記第1のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能に構成され、
前記第2撮像手段は、少なくとも前記第2のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能に構成されていることを特徴とする手段9に記載の三次元計測装置。
第1の平面に沿った断面形状が三角形状となる三角柱形状をなし、該第1の平面と直交する方向に沿った3つの面のうちの第1面と第2面との交線を通り第3面と直交する平面に沿って第1分岐手段(第1のハーフミラー)を有する第1の光学部材(第1のケスタープリズム)と、
前記第1の平面と直交する第2の平面に沿った断面形状が三角形状となる三角柱形状をなし、該第2の平面と直交する方向に沿った3つの面のうちの第1面と第2面との交線を通り第3面と直交する平面に沿って第2分岐手段(第2のハーフミラー)を有する第2の光学部材(第2のケスタープリズム)とを備え、
前記第1の光学部材の第3面と前記第2の光学部材の第1面とを相対向するように配置することにより、
前記第1の光学部材の前記第1面に対し(垂直に)入射される光を前記第1分岐手段にて2方向に分岐させ、このうち前記第1分岐手段にて反射した分割光を前記第1面にて前記第3面側に向け反射させ、前記第1分岐手段を透過した分割光を前記第2面にて前記第3面側に向け反射させることにより、前記第3面から平行する2つの分割光として出射させ、
前記第1の光学部材の第3面から出射された2つの分割光を前記第2の光学部材の第1面に対し(垂直に)入射させ、該2つの分割光をそれぞれ前記第2分岐手段にて2方向に分岐させ、このうち前記第2分岐手段にて反射した2つの分割光をそれぞれ前記第1面にて前記第3面側に向け反射させ、前記第2分岐手段を透過した2つの分割光をそれぞれ前記第2面にて前記第3面側に向け反射させることにより、前記第3面から平行する4つの分割光として出射させることを特徴とする手段10に記載の三次元計測装置。
前記第2撮像手段は、少なくとも前記第2のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能な単一の撮像素子を備えていることを特徴とする手段10又は11に記載の三次元計測装置。
以下、三次元計測装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る三次元計測装置1の概略構成を示す模式図であり、図2は三次元計測装置1の電気的構成を示すブロック図である。以下、便宜上、図1の紙面前後方向を「X軸方向」とし、紙面上下方向を「Y軸方向」とし、紙面左右方向を「Z軸方向」として説明する。
但し、λ2>λ1とする。
=[λ1×φ1(ξ,η)/4π]+[m1(ξ,η)×λ1/2] ・・・(M2)
但し、d1(ξ,η)は、第1光に係る計測光と参照光との光路差を表し、m1(ξ,η)は、第1光に係る縞次数を表す。
同様に、波長λ2の第2光に係る4通りの干渉縞画像データの輝度I1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)、I4(x,y)を基に(上記[数1]参照)、ワークW面上の座標(ξ,η)における第2光に係る計測光の位相φ2(ξ,η)を算出する(上記[数8]参照)。ここで求められる位相φ2(ξ,η)が本実施形態における「第2計測値」に相当し、これを算出する処理機能により「第2計測値取得手段」が構成される。
=[λ2×φ2(ξ,η)/4π]+[m2(ξ,η)×λ2/2] ・・・(M3)
但し、d2(ξ,η)は、第2光に係る計測光と参照光との光路差を表し、m2(ξ,η)は、第2光に係る縞次数を表す。
続いて、波長λ1の第1光に係る縞次数m1(ξ,η)、又は、波長λ2の第2光に係る縞次数m2(ξ,η)を決定する。縞次数m1,m2は、2種類の光(波長λ1,λ2)の光路差Δd及び波長差Δλを基に求めることができる。ここで光路差Δd及び波長差Δλは、それぞれ下記式(M4),(M5)のように表すことができる。
Δλ=λ2−λ1 ・・・(M5)
但し、λ2>λ1とする。
=(λ1×φ1−λ2×φ2)/2π(λ2−λ1)−λ2/(λ2−λ1)・・・(M6)
「−π<φ1−φ2<π」の場合には「m1−m2=0」となり、かかる場合、m1は下記式(M7)のように表すことができる。
=(λ1×φ1−λ2×φ2)/2π(λ2−λ1)・・・(M7)
「φ1−φ2>π」の場合には「m1−m2=+1」となり、かかる場合、m1は下記式(M8)のように表すことができる。
=(λ1×φ1−λ2×φ2)/2π(λ2−λ1)+λ2/(λ2−λ1)・・・(M8)
そして、このようにして得られた縞次数m1(ξ,η)又はm2(ξ,η)を基に、上記式(M2),(M3)から高さ情報z(ξ,η)を得ることができる。かかる処理機能により「高さ情報取得手段」が構成される。そして、このように求められたワークWの計測結果(高さ情報)は、制御装置5の演算結果記憶装置55に格納される。
以下、第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、第1実施形態と同一構成部分については、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。第2実施形態では、第1撮像系4A及び第2撮像系4Bに関連する構成が第1実施形態と異なる。
以下、第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。第3実施形態では、干渉光学系に関連する構成が第1実施形態と異なる。尚、第1実施形態と同一構成部分については、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
以下、第4実施形態について図面を参照しつつ説明する。尚、第1実施形態と同一構成部分については、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
以下、第5実施形態について図面を参照しつつ説明する。図14は本実施形態に係る三次元計測装置の概略構成を示す模式図である。
以下、第6実施形態について図面を参照しつつ説明する。図19は本実施形態に係る三次元計測装置の概略構成を示す模式図である。
以下、第7実施形態について説明する。本実施形態は、2つの光源から出射される波長の異なる2種類の光を重ね合わせた状態で干渉光学系へ入射させ、ここから出射される光を光学分離手段により波長分離し、上記各波長の光に係る干渉光を個別に撮像する構成を、マイケルソン干渉計の光学構成を採用した上記第1実施形態等(第5実施形態等を含む)に組み合わせ、波長の異なる4種類の光を利用した計測を可能としたものである。
Claims (13)
- 入射する所定の光を2つの光に分割し、一方の光を計測光として被計測物に照射可能としかつ他方の光を参照光として参照面に照射可能とすると共に、これらを再び合成して出射可能な所定の光学系と、
前記所定の光学系に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備え、
前記第1光と前記第2光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置に入射させ、
前記第1光に係る出力光と前記第2光に係る出力光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置から出射させることを特徴とする三次元計測装置。 - 入射する所定の光を2つの光に分割し、一方の光を計測光として被計測物に照射可能としかつ他方の光を参照光として参照面に照射可能とすると共に、これらを再び合成して出射可能な所定の光学系と、
前記所定の光学系の第1入出力部に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系の第2入出力部に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記第1入出力部に対し前記第1光を入射することにより前記第2入出力部から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記第2入出力部に対し前記第2光を入射することにより前記第1入出力部から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。 - 入射する所定の光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割する境界面を有し、該分割した一方の偏光を計測光として被計測物に照射しかつ他方の偏光を参照光として参照面に照射すると共に、これらを再び合成して出射可能な偏光ビームスプリッタと、
前記境界面を挟んで隣り合う前記偏光ビームスプリッタの第1面及び第2面のうち第1入出力部となる前記第1面に対し入射させる、第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記偏光ビームスプリッタの第2入出力部となる前記第2面に対し入射させる、第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記参照光が出入射される前記偏光ビームスプリッタの第3面と前記参照面との間に配置された第1の1/4波長板と、
前記計測光が出入射される前記偏光ビームスプリッタの第4面と前記被計測物との間に配置される第2の1/4波長板と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第1面に対し前記第1光を入射することにより前記第2面から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第2面に対し前記第2光を入射することにより前記第1面から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。 - 第1波長の偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
第2波長の偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記第1照射手段から入射される前記第1光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割し、一方の偏光を計測光として被計測物に対し照射可能としかつ他方の偏光を参照光として参照面に対し照射可能とすると共に、前記被計測物を介して入射した前記第2光に係る計測光と、前記参照面を介して入射した前記第2光に係る参照光とを合成して出射可能な第1入出力部としての第1偏光ビームスプリッタと、
前記第2照射手段から入射される前記第2光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割し、一方の偏光を計測光として被計測物に対し照射可能としかつ他方の偏光を参照光として参照面に対し照射可能とすると共に、前記被計測物を介して入射した前記第1光に係る計測光と、前記参照面を介して入射した前記第1光に係る参照光とを合成して出射可能な第2入出力部としての第2偏光ビームスプリッタと、
前記第1偏光ビームスプリッタと前記参照面との間に配置された第1の1/4波長板と、
前記第1偏光ビームスプリッタと前記被計測物との間に配置された第2の1/4波長板と、
前記第2偏光ビームスプリッタと前記参照面との間に配置された第3の1/4波長板と、
前記第2偏光ビームスプリッタと前記被計測物との間に配置された第4の1/4波長板と、
前記第1偏光ビームスプリッタに対し前記第1光を入射することにより前記第2偏光ビームスプリッタから出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記第2偏光ビームスプリッタに対し前記第2光を入射することにより前記第1偏光ビームスプリッタから出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。 - 第1の偏光方向を有する偏光である第1偏光を透過させ、第2の偏光方向を有する偏光である第2偏光を反射する境界面を有する偏光ビームスプリッタと、
前記境界面を挟んで隣り合う前記偏光ビームスプリッタの第1面及び第2面のうち第1入出力部となる前記第1面に対し入射させる、第1波長の前記第1偏光を含む第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記偏光ビームスプリッタの第2入出力部となる前記第2面に対し入射させる、第2波長の前記第2偏光を含む第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記境界面を透過した第1光及び前記境界面に反射した第2光が出射される前記偏光ビームスプリッタの第3面と相対向するように配置された1/4波長板と、
前記偏光ビームスプリッタとは反対側にて前記1/4波長板と相対向するように配置され、前記1/4波長板を介して照射された光の一部を計測光として透過して被計測物に照射しかつ残りの光を参照光として反射するハーフミラーと、
前記偏光ビームスプリッタの前記第1面に対し前記第1光を入射することにより前記第2面から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記偏光ビームスプリッタの前記第2面に対し前記第2光を入射することにより前記第1面から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備えたことを特徴とする三次元計測装置。 - 前記第1照射手段から出射される第1光の少なくとも一部を前記第1入出力部に向け入射させると共に、前記第1入出力部から出射される前記第2光に係る出力光の少なくとも一部を前記第2撮像手段に向け入射させる第1導光手段と、
前記第2照射手段から出射される第2光の少なくとも一部を前記第2入出力部に向け入射させると共に、前記第2入出力部から出射される第1光に係る出力光の少なくとも一部を前記第1撮像手段に向け入射させる第2導光手段とを備えたことを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載の三次元計測装置。 - 前記第1照射手段と前記第1導光手段との間に、前記第1照射手段から出射される一方向の光のみを透過しかつ逆方向の光を遮断する第1光アイソレータを備えると共に、
前記第2照射手段と前記第2導光手段との間に、前記第2照射手段から出射される一方向の光のみを透過しかつ逆方向の光を遮断する第2光アイソレータを備えたことを特徴とする請求項6に記載の三次元計測装置。 - 入射する所定の光を偏光方向が互いに直交する2つの偏光に分割し、一方の偏光を計測光として被計測物に照射しかつ他方の偏光を参照光として参照面に照射すると共に、これらを再び合成して出射可能な所定の光学系と、
前記所定の光学系に対し入射させる、第1波長を有する第1光を出射可能な第1照射手段と、
前記所定の光学系に対し入射させる、前記第1波長とは異なる第2波長を有する第2光を出射可能な第2照射手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第1光に係る出力光を撮像可能な第1撮像手段と、
前記所定の光学系から出射される前記第2光に係る出力光を撮像可能な第2撮像手段と、
前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段により撮像された干渉縞画像を基に前記被計測物の三次元計測を実行可能な画像処理手段とを備え、
前記第1光と前記第2光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置に入射させ、
前記所定の光学系が、
前記第1光を、第1の偏光方向を有する第1偏光よりなる前記参照光と、第2の偏光方向を有する第2偏光よりなる前記計測光とに分割し、
前記第2光を、前記第2偏光よりなる前記参照光と、前記第1偏光よりなる前記計測光とに分割し、
これらを再び合成した前記第1光に係る出力光と前記第2光に係る出力光をそれぞれ前記所定の光学系の異なる位置から出射させることを特徴とする三次元計測装置。 - 前記第1光に係る前記参照光と前記計測光との間に相対的な位相差を付与する第1位相シフト手段と、
前記第2光に係る前記参照光と前記計測光との間に相対的な位相差を付与する第2位相シフト手段とを備え、
前記画像処理手段は、
前記第1位相シフト手段により複数通りに位相シフトされた前記第1光に係る出力光を前記第1撮像手段により撮像した複数通りの干渉縞画像を基に、位相シフト法により前記被計測物の形状計測を行い、当該計測値を第1計測値として取得可能な第1計測値取得手段と、
前記第2位相シフト手段により複数通りに位相シフトされた前記第2光に係る出力光を前記第2撮像手段により撮像した複数通りの干渉縞画像を基に、位相シフト法により前記被計測物の形状計測を行い、当該計測値を第2計測値として取得可能な第2計測値取得手段と、
前記第1計測値及び前記第2計測値から特定される高さ情報を、前記被計測物の高さ情報として取得可能な高さ情報取得手段とを備えた請求項1乃至8のいずれかに記載の三次元計測装置。 - 前記第1光に係る出力光を複数の光に分割する第1の分光手段と、
前記第1位相シフト手段として、前記第1の分光手段により分割された複数の分割光のうち、少なくとも前記位相シフト法による計測に必要な数の分割光に対してそれぞれ異なる位相差を付与する第1のフィルタ手段と、
前記第2光に係る出力光を複数の光に分割する第2の分光手段と、
前記第2位相シフト手段として、前記第2の分光手段により分割された複数の分割光のうち、少なくとも前記位相シフト法による計測に必要な数の分割光に対してそれぞれ異なる位相差を付与する第2のフィルタ手段とを備え、
前記第1撮像手段は、少なくとも前記第1のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能に構成され、
前記第2撮像手段は、少なくとも前記第2のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能に構成されていることを特徴とする請求項9に記載の三次元計測装置。 - 前記分光手段は、
第1の平面に沿った断面形状が三角形状となる三角柱形状をなし、該第1の平面と直交する方向に沿った3つの面のうちの第1面と第2面との交線を通り第3面と直交する平面に沿って第1分岐手段を有する第1の光学部材と、
前記第1の平面と直交する第2の平面に沿った断面形状が三角形状となる三角柱形状をなし、該第2の平面と直交する方向に沿った3つの面のうちの第1面と第2面との交線を通り第3面と直交する平面に沿って第2分岐手段を有する第2の光学部材とを備え、
前記第1の光学部材の第3面と前記第2の光学部材の第1面とを相対向するように配置することにより、
前記第1の光学部材の前記第1面に対し入射される光を前記第1分岐手段にて2方向に分岐させ、このうち前記第1分岐手段にて反射した分割光を前記第1面にて前記第3面側に向け反射させ、前記第1分岐手段を透過した分割光を前記第2面にて前記第3面側に向け反射させることにより、前記第3面から平行する2つの分割光として出射させ、
前記第1の光学部材の第3面から出射された2つの分割光を前記第2の光学部材の第1面に対し入射させ、該2つの分割光をそれぞれ前記第2分岐手段にて2方向に分岐させ、このうち前記第2分岐手段にて反射した2つの分割光をそれぞれ前記第1面にて前記第3面側に向け反射させ、前記第2分岐手段を透過した2つの分割光をそれぞれ前記第2面にて前記第3面側に向け反射させることにより、前記第3面から平行する4つの分割光として出射させることを特徴とする請求項10に記載の三次元計測装置。 - 前記第1撮像手段は、少なくとも前記第1のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能な単一の撮像素子を備え、
前記第2撮像手段は、少なくとも前記第2のフィルタ手段を透過する前記複数の分割光を同時に撮像可能な単一の撮像素子を備えていることを特徴とする請求項10又は11に記載の三次元計測装置。 - 前記被計測物が、プリント基板に印刷されたクリーム半田、又は、ウエハ基板に形成された半田バンプであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の三次元計測装置。
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