JP2017106860A - 画像生成方法及び画像生成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
白色干渉計11は、所謂マイケルソン型の干渉計であり、同軸照明系15と、垂直走査系16と、ステージ17と、結像レンズ18と、撮像素子19と、を含んで構成されている。
図3は、本発明の画像生成装置に相当する測定装置本体12の制御部28の機能ブロック図である。図3に示すように、制御部28は、例えばCPU(Central Processing Unit)を含む各種の演算部や処理部やメモリ等により構成されたものであり、白色干渉計11の動作を制御すると共に、白色干渉計11から入力された干渉信号Iに基づきカラー全焦点画像13を生成する。この制御部28は、干渉計制御部31と、干渉信号取得部32と、高さ情報取得部33と、信号強度検出部34と、スペクトル情報取得部35と、色決定部36と、分光感度特性取得部37と、画像生成部38と、記憶部39として機能する。
次に、図8を用いて上記構成の測定装置10の作用について説明を行う。図8は、測定装置10によるカラー全焦点画像13の生成(本発明の画像生成方法)の流れを示すフローチャートである。なお、スペクトル情報取得部35は、事前に測定された参照光スペクトル情報Sr(λ)を予め取得している(ステップS1、本発明の参照光スペクトル情報取得ステップに相当)。
以上のように本実施形態の測定装置10では、白色干渉計11のモノクロの撮像素子19により取得された干渉信号Iからカラー全焦点画像13を生成するので、単板式のカラー撮像素子を用いた場合とは異なり水平方向の解像度の低下が抑えられ、測定対象物9の表面の高さ情報41の取得を高精度に行うことができる。また、三板式のカラー撮像素子を用いた場合と比較して、時間短縮のために高速撮像が可能な高価な撮像素子を用いる必要がなく、通常の白色干渉計11の構成をそのまま利用できるため、短時間且つ低コストにカラー全焦点画像13を生成することができる。これにより、撮像素子19の水平方向の解像度低下防止と、高精度の高さ情報41の取得と、短時間且つ低コストのカラー全焦点画像13の生成とを実現できる。
上記実施形態では、既述の図5及び図8のステップS8で説明したように、フーリエ変換処理により得られたスペクトル情報S(λ)に対して正規化処理を行っているが、白色干渉計11の各部(光源、ビームスプリッタ、レンズ等)の特性の影響を考慮しなくともよい場合、例えば各部の透明度が高い場合には、正規化処理を省略してもよい。この場合、色決定部36は、図8のステップS11において、スペクトル情報S(λ)を測定光スペクトル情報Sn(λ)とみなして、このスペクトル情報S(λ)と分光感度特性42とに基づき、カラー全焦点画像13の画素の色を決定する。
上記実施形態の信号強度検出部34は、干渉信号Iに対してフーリエ変換処理を行うことでスペクトル情報S(λ)を検出しているが、フーリエ変換処理の代わりに、コサイン変換処理、ウェーブレット変換処理、内積を用いる方法などの波長毎の信号強度を検出可能な各種方法を用いてスペクトル情報S(λ)を検出してもよい。
Claims (7)
- 白色光源から出射された白色光を測定対象物に向かう測定光と反射体とに向かう参照光とに分割して、前記測定対象物で反射した前記測定光と前記反射体で反射した前記参照光との干渉光をモノクロの撮像素子で撮像する白色干渉計の前記測定対象物のカラー全焦点画像を生成する画像生成方法において、
前記撮像素子による前記干渉光の撮像により生成された干渉信号であって且つ前記干渉光の波長毎の干渉信号成分の総和である干渉信号を、前記カラー全焦点画像の画素毎に取得する干渉信号取得ステップと、
前記干渉信号取得ステップで取得した前記画素毎の前記干渉信号から、前記測定対象物で反射した前記測定光の波長毎の信号強度を、前記画素毎に検出する信号強度検出ステップと、
前記信号強度検出ステップで前記画素毎に検出した前記波長毎の信号強度に基づき、前記画素毎の色を決定する色決定ステップと、
を有する画像生成方法。 - 前記信号強度検出ステップは、前記干渉信号に対して前記波長毎の信号強度を示すスペクトル情報に変換する変換処理を行うことにより、前記波長毎の信号強度を検出する、請求項1に記載の画像生成方法。
- 前記参照光の波長毎の信号強度を示す参照光スペクトル情報を取得する参照光スペクトル情報取得ステップを有し、
前記信号強度検出ステップは、前記干渉信号を、前記波長毎の信号強度を示すスペクトル情報に変換する変換処理と、前記変換処理された前記スペクトル情報を、前記参照光スペクトル情報取得ステップで取得した前記参照光スペクトル情報で正規化して、前記測定光の波長毎の信号強度を示す測定光スペクトル情報を生成する正規化処理とを行うことにより、前記波長毎の信号強度を検出する、請求項1に記載の画像生成方法。 - 前記変換処理には、フーリエ変換処理、コサイン変換処理、及びウェーブレット変換処理の少なくともいずれかが含まれる、請求項2又は3に記載の画像生成方法。
- カラー撮像素子の分光感度特性を取得する分光感度特性取得ステップを有し、
前記色決定ステップは、前記信号強度検出ステップで前記画素毎に検出した前記波長毎の信号強度と、前記分光感度特性取得ステップで取得した前記分光感度特性とに基づき、前記画素毎の色を決定する、請求項1から4のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 前記画素毎の前記測定対象物の高さ情報を取得する高さ情報取得ステップと、
前記色決定ステップで決定した前記画素毎の色と、前記高さ情報取得ステップで取得した前記高さ情報とに基づき、前記カラー全焦点画像を生成する画像生成ステップと、
を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の画像生成方法。 - 白色光源から出射された白色光を測定対象物に向かう測定光と反射体とに向かう参照光とに分割して、前記測定対象物で反射した前記測定光と前記反射体で反射した前記参照光との干渉光をモノクロの撮像素子で撮像する白色干渉計の前記測定対象物のカラー全焦点画像を生成する画像生成装置において、
前記撮像素子による前記干渉光の撮像により生成された干渉信号であって且つ前記干渉光の波長毎の干渉信号成分の総和である干渉信号を、前記カラー全焦点画像の画素毎に取得する干渉信号取得部と、
前記干渉信号取得部が取得した前記画素毎の前記干渉信号から、前記測定対象物で反射した前記測定光の波長毎の信号強度を、前記画素毎に検出する信号強度検出部と、
前記信号強度検出部が前記画素毎に検出した前記波長毎の信号強度に基づき、前記画素毎の色を決定する色決定部と、
を備える画像生成装置。
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